JPH0969713A - 自動車用窓ガラスアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低損失でサイド給電できる自動車用窓ガラス
アンテナを提供する。 【解決手段】 給電端子１５と、アンテナ素子導体１１
と、アンテナ素子導体１１の受信信号をガラスコーナ部
の給電端子１５に導出する結合線１２および２本の導体
線１８ａ，１８ｂとを備え、導体線１８ａは窓ガラス１
ｂのエッジに沿って配置され、この導体線１８ａの一端
は結合線１２と接続され、他端は開放端からなると共
に、他の導体線１８ｂは導体線１８ａに沿って配置さ
れ、この導体線１８ｂの一端は給電端子１５に接続さ
れ、他端は開放端からなることを特徴とする自動車用窓
ガラスアンテナ１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用窓ガラス
アンテナに係り、特に、窓ガラス面上のアンテナ素子導
体と給電端子との間に２本の導体線によるパターンで、
分布するインダクタンスとキャパシタンスからなる分布
定数回路を形成することにより、低損失でサイド給電で
きるようにした自動車用窓ガラスアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車用窓ガラスアンテナには、
特開平２−４２８０２号公報にて開示されているよう
に、窓ガラス面上に形成されたアンテナ素子導体と、こ
のアンテナ素子導体の受信信号を窓ガラスコーナ部の給
電端子に導出するフィーダ線条とを具備し、このフィー
ダ線条は窓ガラスのエッジに沿った線幅３ｍｍ以上のス
トリップ導体としたものがある。これを図１５に示す。

【０００３】窓ガラス面上に設けたアンテナ素子の受信
信号を線幅の太いストリップ導体からなるフィーダ線条
を介して窓ガラスコーナ部の給電端子に導出させ、窓ガ
ラスのエッジからフィーダ線条までの距離を１３〜２５
ｍｍとすることにより、給電端子につなげた同軸フィー
ダケーブルとの整合性を得て、窓ガラスのエッジと窓フ
レームとの結合部分における断線のおそれをなくしなが
ら高い受信感度を得るためのものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、線幅３ｍｍ以
上の太いストリップ導体からなるフィーダ線条が必要な
ため、フィーダ線条の材料である銀ペーストの量が増
え、自動車用窓ガラスの製品コストが高くなる。また、
アンテナ素子導体と、フィーダ線条と、給電端子とが結
合線にて直接接続されているので、エンジンや電装品等
からの自車ノイズやバイク等からの他車ノイズが自動車
用窓ガラスアンテナの受信信号に混入し易い。更に、ア
ンテナ素子導体の長さを変化させて自動車用窓ガラスア
ンテナのリアクタンス分を調整するので、アンテナ素子
導体の長さが非常に長くなる場合がある。

【０００５】本発明は、上記した従来技術の課題を解決
するためになされたものであって、その目的は、窓ガラ
ス面上に形成された給電端子とアンテナ素子導体と、こ
のアンテナ素子導体の受信信号を窓ガラスコーナ部また
は窓ガラスサイド部の給電端子に導出する結合線および
２本の導体線とを備えた自動車用窓ガラスアンテナにお
いて、低損失でサイド給電（またはコーナ給電）できる
ようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る自動車用
窓ガラスアンテナは、２本の導体線のうち、１本の導体
線は窓ガラスのエッジに沿って配置され、この導体線の
一端はアンテナ素子導体に接続された結合線と接続さ
れ、他端は開放端からなると共に、他の１本の導体線は
前記１本の導体線に沿って配置され、この導体線の一端
は給電端子に接続され、他端は開放端からなることを特
徴とする。

【０００７】請求項１に係る自動車用窓ガラスアンテナ
によると、窓ガラス面上の給電端子からの導体線と結合
線に接続された導体線からなるパターンで、分布するイ
ンダクタンスとキャパシタンスからなる分布定数回路を
形成することにより、同軸フィーダケーブルとのインピ
ーダンス整合をとることができ、低損失でサイド給電す
ることができる。

【０００８】また、この分布定数回路により、サイド給
電するための導体線を線幅３ｍｍ未満の細い導体線とす
ることができ、更には、自車ノイズや他車ノイズの混入
をより小さくすることができる。

【０００９】請求項２では、請求項１に係る自動車用窓
ガラスアンテナにおいて、１本の導体線は窓ガラスのエ
ッジに沿った、給電端子方向に分岐した導体線からな
り、この導体線の一端はアンテナ素子導体に接続された
結合線と接続され、この導体線の給電端子方向の他端は
開放端からなると共に、他の１本の導体線は前記１本の
導体線に対向して沿って配置され、この導体線の一端は
給電端子に接続され、他端は開放端からなることを特徴
とする。

【００１０】２本の導体線を上記のパターンで配線する
ことで、アンテナ素子導体の長さを変えずに２本の導体
線が対向する対向間隔と対向長さとを変化させて、自動
車用窓ガラスアンテナのリアクタンス分（特に、キャパ
シタンス）を調整でき、アンテナ素子導体の長さを抑え
ることができる。

【００１１】請求項３では、請求項１または請求項２に
係る自動車用窓ガラスアンテナにおいて、窓ガラスの上
辺エッジと略平行に形成された複数の除曇用ヒータ線条
を窓ガラスのほぼ下半分に有すると共に、この除曇用ヒ
ータ線条の上部に沿って配置されたアンテナ素子導体の
中央部と窓ガラスの上辺エッジ中央部の近傍とを結合線
で縦方向に結線する構成からなることを特徴とする。

【００１２】アンテナ素子導体と結合線の形状を逆Ｔ型
とすることで、自動車の進行方向の変化による受信利得
の変動を極めて小さくすることができる。

【００１３】請求項４では、請求項３に係る自動車用窓
ガラスアンテナにおいて、除曇用ヒータ線条の中央部に
クロス線を有することを特徴とする。

【００１４】アンテナ素子導体と結合線の形状を逆Ｔ型
にすると共に、除曇用ヒータ線条の中央部を縦方向に結
線するクロス線を入れて結合線とクロス線とをほぼセン
タライン上に配置することにより、アンテナ素子導体お
よび除曇用ヒータ線条の左右の対称性を良くして、受信
利得の周波数特性の変動を小さくすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施形
態に基づいて説明する。図１は、窓ガラス１ｂ面上に形
成された、アンテナ素子導体１１と、このアンテナ素子
導体１１の受信信号を上辺エッジ１ａ中央部の近傍（上
側のエッジ近傍でセンタ）に位置する結合端子１９に導
出する結合線１２とを備えた自動車用窓ガラスアンテナ
１を示すものである。

【００１６】窓ガラス１ｂの上辺エッジ１ａと略平行に
形成された複数の除曇用ヒータ線条２を窓ガラス１ｂの
ほぼ下半分に有すると共に、この除曇用ヒータ線条２の
上部に沿って配置されたアンテナ素子導体１１の中央部
と窓ガラス１ｂの上辺エッジ１ａ中央部の近傍とを結合
線１２で縦方向に結線する構成からなる。また、除曇用
ヒータ線条２の中央部にクロス線２ａ，２ｂを有してい
る。

【００１７】アンテナ素子導体１１は、センタから片側
８０ｍｍ（両側１６０ｍｍ）の長さで除曇用ヒータ線条
２から１０ｍｍの距離で設定されている。この場合の受
信感度データ（Ｖ偏波）を、図５の表で「センタ」の項
目で示し、図６のグラフで「センタ」の折線で示す。結
合端子１９から見た自動車用窓ガラスアンテナ１のイン
ピーダンスは、図７の通りである。図７の上段はインピ
ーダンス特性（ＳＷＲ）、下段はスミスチャート（５０
Ω系）である。マーカは、▽１が７６ＭＨｚ、▽２が８
８ＭＨｚ、▽３が９８ＭＨｚ、▽４が１０８ＭＨｚであ
る。

【００１８】なお、図７のスミスチャートで、１３７．
９６Ωは▽３でのインピーダンスの抵抗分（実数部）、
３０．２５８Ωはインピーダンスのリアクタンス分（虚
数部）の値を示し、４９．１４ｎＨはリアクタンス分を
インダクタンス（リアクタンス分が負の値の場合は、キ
ャパシタンス）の大きさで表したものである。図８〜図
１１のスミスチャートについても同様である。一方、図
７のインピーダンス特性で縦軸の目盛は、インピーダン
スの大きさの変化を見るための目安を表したものであ
る。図８〜図１１のインピーダンス特性についても同様
である。

【００１９】次に、図１の自動車用窓ガラスアンテナ１
をサイド給電する場合として、図２のように１ｍｍ幅の
導体線１８で結合端子１９と窓ガラスコーナ部の給電端
子１５とを窓ガラス１ｂのエッジに沿ってパターン配線
して接続し、アンテナ素子導体１１の受信信号を窓ガラ
スコーナ部の給電端子１５に導出したときの受信感度デ
ータを、図５の表で「Ｃ無し」の項目で示し、図６のグ
ラフで「Ｃ無し」の折線で示す。給電端子１５から見た
自動車用窓ガラスアンテナ１のインピーダンスは、図８
の通りである。マーカは、▽１が８８ＭＨｚ、▽２が９
８ＭＨｚ、▽３が１０８ＭＨｚである。

【００２０】図１の場合と比較すると、平均受信感度が
４．１ｄＢだけ低下している。受信感度としては、１０
３ＭＨｚ以下が急激に低下しているのが判る。その原因
は、図８のインピーダンス特性（ＳＷＲ）を見ると、特
に１０４ＭＨｚ以下でインピーダンスが高いことから、
逆Ｔ型のアンテナ素子導体１１と結合線１２のインピー
ダンス、導体線１８のインピーダンス、及び、給電端子
１５につなげた図示しない同軸フィーダケーブルのイン
ピーダンス（５０Ω）とのミスマッチング（不整合）に
よるものと考えられる。

【００２１】次に、図１の自動車用窓ガラスアンテナ１
をサイド給電する場合として、図３のように１ｍｍ幅の
導体線１８で窓ガラスコーナ部の給電端子１５に導出
し、給電端子１５の前にコンデンサ１８ｃ（５ｐＦ）を
直列に付加した場合の受信感度データを、図５の表で
「５ｐＦ」の項目で示し、図６のグラフで「５ｐＦ」の
折線で示す。給電端子１５から見た自動車用窓ガラスア
ンテナ１のインピーダンスは、図９の通りである。マー
カは、▽１が８８ＭＨｚ、▽２が９８ＭＨｚ、▽３が１
０８ＭＨｚである。

【００２２】図１の場合と比較すると、平均受信感度が
３．５ｄＢだけ低下している。その原因は、図９のイン
ピーダンス特性（ＳＷＲ）を見ると、８８〜１０８ＭＨ
ｚではインピーダンスが高いことから、インピーダンス
のミスマッチングによるものと考えられる。

【００２３】次に、本発明に係る自動車用窓ガラスアン
テナ１の構成例を図４に示す。窓ガラス１ｂ面上に形成
されたアンテナ素子導体１１と、このアンテナ素子導体
１１の受信信号を窓ガラスコーナ部の給電端子１５に導
出する結合線１２および２本の導体線１８ａ，１８ｂと
を備えた自動車用窓ガラスアンテナ１であり、１本の導
体線１８ａは窓ガラス１ｂのエッジに沿って配置され、
この導体線１８ａの一端は結合線１２と結合端子１９を
介してアンテナ素子導体１１に接続され、他端は開放端
からなると共に、他の１本の導体線１８ｂは前記１本の
導体線１８ａに沿って配置され、この導体線１８ｂの一
端は給電端子１５に接続され、他端は開放端からなるも
のである。アンテナ素子導体１１と結合線１２の形状、
寸法、位置等は、図１の場合と同じである。

【００２４】給電端子１５から５ｍｍ上で導体線１８ａ
をカットし、対向間隔Ｇ［ｍｍ］で対向長さＬ［ｍｍ］
で導体線１８ａの内側に沿って平行に導体線１８ｂを配
置し、分布するインダクタンスとキャパシタンスからな
る分布定数回路を形成するものである。対向間隔Ｇと対
向長さＬを変化させた場合のキャパシタンスの値を、図
１２のグラフに示す。

【００２５】対向間隔Ｇ＝５ｍｍで対向長さＬを変化さ
せたところ、Ｌ＝２５０ｍｍにて受信感度が最高になっ
た。この場合の受信感度データを、図５の表で「Ｌ＝２
５０、Ｇ＝５」の項目で示し、図６のグラフで「Ｌ＝２
５０、Ｇ＝５」の折線で示す。給電端子１５から見た自
動車用窓ガラスアンテナ１のインピーダンスは、図１０
の通りである。マーカは、▽１が８８ＭＨｚ、▽２が９
８ＭＨｚ、▽３が１０８ＭＨｚである。図１の場合と比
較すると、平均受信感度が僅かに１．０ｄＢだけ低下し
ている。

【００２６】次に、図４の自動車用窓ガラスアンテナ１
において、対向間隔Ｇ＝１５ｍｍで対向長さＬを変化さ
せたところ、Ｌ＝３６０ｍｍにて受信感度が最高になっ
た。この場合の受信感度データを、図５の表で「Ｌ＝３
６０、Ｇ＝１５」の項目で示し、図６のグラフで「Ｌ＝
３６０、Ｇ＝１５」の折線で示す。給電端子１５から見
た自動車用窓ガラスアンテナ１のインピーダンスは、図
１１の通りである。マーカは、▽１が８８ＭＨｚ、▽２
が９８ＭＨｚ、▽３が１０８ＭＨｚである。図１の場合
と比較すると、平均受信感度が僅かに０．３ｄＢだけ低
下している。

【００２７】「Ｌ＝２５０、Ｇ＝５」の場合よりも「Ｌ
＝３６０、Ｇ＝１５」の場合が受信感度が高くなったの
は、対向長さＬを大きくしたことにより分布定数回路の
インダクタンスが小さくなって、キャパシタンスが大き
くなり、それらの複雑な相互作用によりインピーダンス
のミスマッチングによる損失が少なくなったためと考え
られる。

【００２８】このように、分布するインダクタンスとキ
ャパシタンスからなる分布定数回路形成し、対向間隔Ｇ
と対向長さＬを変化させることにより、インダクタンス
とキャパシタンスの値を調整（チューニング）すること
ができ、ひいては、自動車用窓ガラスアンテナのインピ
ーダンスのリアクタンス分を調整することができる。な
お、Ｇ＝５ｍｍとＧ＝１５ｍｍの例を示したが、実際上
はＧ＝３〜２０ｍｍ程度が適当であることを、本発明者
は実験・研究により確認している。

【００２９】図１３は、本発明に係る自動車用窓ガラス
アンテナの簡略化した等価回路図である。Ｚａは、アン
テナ素子導体１１と結合線１２の等価インピーダンスで
ある。ＺｌとＺｃは、おのおの導体線１８ａ，１８ｂに
より形成された分布定数回路のインダクタンスとキャパ
シタンスについてのインピーダンスである。アンテナ素
子導体１１と給電端子１５の間に抵抗Ｒを挿入してもよ
い。

【００３０】本発明に係る自動車用窓ガラスアンテナと
同じ目的を達成する範囲内での変形例を図１４の（ａ）
〜（ｃ）に示す。対向長さＬを小さくしてキャパシタン
スを大きくするための導体線１８ａ，１８ｂのパターン
例である。１本の導体線１８ａは窓ガラス１ｂのエッジ
に沿った、給電端子１５方向に分岐した導体線からな
り、この導体線１８ａの一端はアンテナ素子導体１１に
接続された結合線１２と結合端子１９を介して接続さ
れ、この導体線１８ａの給電端子１５方向の他端は開放
端からなると共に、他の１本の導体線１８ｂは前記１本
の導体線１８ａに対向して沿って配置され、この導体線
１８ｂの一端は給電端子１５に接続され、他端は開放端
からなるものである。この導体線１８ａ，１８ｂが対向
して配置された部分を拡大したものである。

【００３１】アンテナ素子導体１１と結合線１２の形状
が逆Ｔ型でない場合でも、これらのパターン例に従っ
て、受信信号を窓ガラスコーナ部の給電端子１５に導出
する導体線１８ａ，１８ｂによりインピーダンスを調整
できるので、自動車用窓ガラスアンテナにおける本発明
の意義は大きく、その適用範囲は極めて大きい。また、
ＦＭ帯用の自動車用窓ガラスアンテナのみならず、ＴＶ
帯用、ＴＥＬ帯用の自動車用窓ガラスアンテナにも本発
明を適用できる。更に、単線の直線状のアンテナ素子導
体のみならず、折曲げ等のある複雑な形状のアンテナ素
子導体を有する自動車用窓ガラスアンテナにも本発明を
適用できる。

【００３２】図１５のような形状の給電用母線と除曇用
ヒータ線条を備えた自動車用窓ガラスアンテナや、その
除曇用ヒータ線条の中央部にクロス線を有する自動車用
窓ガラスアンテナにも、本発明を適用できる。また、本
発明に係る自動車用窓ガラスアンテナについては、結合
端子１９を設けずに結合線１２の一端と導体線１８ａの
一端とを直接接続してもよい。なお、本発明は上記実施
形態の他に種々の実施形態が考えられるが、それらはす
べて本発明に含まれるものである。

【００３３】

【発明の効果】請求項１に係る自動車用窓ガラスアンテ
ナによれば、上記のように、窓ガラス面上の給電端子か
らの導体線と結合線に接続された導体線とによるパター
ンで、分布するインダクタンスとキャパシタンスからな
る分布定数回路を形成し、このインダクタンスとキャパ
シタンスにより同軸フィーダケーブルとのインピーダン
ス整合をとることができ、低損失でサイド給電すること
ができる。

【００３４】また、この分布定数回路を形成することに
より、導体線自体はインダクタンス素子として作用する
と考えられ導体線の線幅は細くても低損失となり、サイ
ド給電するための導体線の幅を３ｍｍ未満（例えば、１
ｍｍ等）とすることができる。従って、銀ペーストの量
を減らして自動車用窓ガラスアンテナの製品コストを下
げることができる。

【００３５】また、分布するインダクタンスとキャパシ
タンスからなる分布定数回路を形成するので、２本の導
体線の対向間隔と対向長さを変化させることで、自動車
用窓ガラスアンテナのリアクタンス分を略同一寸法で調
整できる。

【００３６】また、アンテナ素子導体と給電端子との間
にパターンで形成した分布定数回路のインダクタンスと
キャパシタンス（数ｐＦ）を介在させることで、ＦＭ帯
用の自動車用窓ガラスアンテナであればそのＦＭ帯以外
の周波数の電波を減衰させ、自車ノイズや他車ノイズの
混入をより小さくすることができる。ＴＶ帯用、ＴＥＬ
帯用の自動車用窓ガラスアンテナに対しても同様の効果
がある。

【００３７】請求項２に係る自動車用窓ガラスアンテナ
によれば、上記のように、アンテナ素子導体の長さを変
えずに２本の導体線が対向する対向間隔と対向長さを変
化させて、自動車用窓ガラスアンテナのリアクタンス分
を調整でき、特に、対向長さを小さくしてキャパシタン
スを大きくすることができると共に、アンテナ素子導体
の長さを抑えることができる。

【００３８】請求項３に係る自動車用窓ガラスアンテナ
によれば、アンテナ素子導体と結合線の形状を逆Ｔ型と
することで、自動車の進行方向の変化による受信利得の
変動を極めて小さくすることができる。

【００３９】更に、上記実施形態で詳述したように、給
電端子を窓ガラスの上辺エッジ中央部の近傍に位置させ
て、この給電端子とアンテナ素子導体の中央部とを結合
線で縦方向に結線した場合とほぼ同じ受信感度を得るこ
とができる。

【００４０】請求項４に係る自動車用窓ガラスアンテナ
によれば、アンテナ素子導体と結合線の形状を逆Ｔ型に
すると共に、除曇用ヒータ線条の中央部を縦方向に結線
するクロス線を入れて結合線とクロス線とをほぼセンタ
ライン上に配置することにより、アンテナ素子導体およ
び除曇用ヒータ線条の左右の対称性を良くして、受信利
得の周波数特性の変動を小さくすることができる。

【００４１】更に、上記実施形態で詳述したように、給
電端子を窓ガラスの上辺エッジ中央部の近傍に位置させ
て、この給電端子とアンテナ素子導体の中央部とを結合
線で縦方向に結線した場合とほぼ同じ受信感度を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車用窓ガラスアンテナの基本的な構成図

【図２】自動車用窓ガラスアンテナの変形的な構成図

【図３】自動車用窓ガラスアンテナの変形的な構成図

【図４】本発明に係る自動車用窓ガラスアンテナの構成
図

【図５】自動車用窓ガラスアンテナの受信感度データの
表を示す図

【図６】自動車用窓ガラスアンテナの受信感度データの
グラフを示す図

【図７】図１の自動車用窓ガラスアンテナのインピーダ
ンスとスミスチャートを示す図

【図８】図２の自動車用窓ガラスアンテナのインピーダ
ンスとスミスチャートを示す図

【図９】図３の自動車用窓ガラスアンテナのインピーダ
ンスとスミスチャートを示す図

【図１０】図４の自動車用窓ガラスアンテナのインピー
ダンスとスミスチャートを示す図

【図１１】図４の自動車用窓ガラスアンテナのインピー
ダンスとスミスチャートを示す図

【図１２】２本の導体線の対向間隔Ｇおよび対向長さＬ
とキャパシタンスの関係図

【図１３】本発明に係る自動車用窓ガラスアンテナの簡
略化した等価回路図

【図１４】２本の導体線が対向する形状の具体例を示す
図

【図１５】従来の自動車用窓ガラスアンテナの構成図

【符号の説明】

１…自動車用窓ガラスアンテナ、１ａ…上辺エッジ、１
ｂ…窓ガラス、２…除曇用ヒータ線条、２ａ，２ｂ…ク
ロス線、３，４…給電用母線、５…バッテリ、６…スイ
ッチ、７ａ，７ｂ…給電線、８ａ，８ｂ…チョークコイ
ル、１０，１８ｃ…コンデンサ、１１…アンテナ素子導
体、１１ａ…集電点、１２，１４…結合線、１３…フィ
ーダ線条、１５…給電端子、１８，１８ａ，１８ｂ…導
体線、１９…結合端子、Ｇ…対向間隔、Ｌ…対向長さ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窓ガラス面上に形成された、給電端子
   と、アンテナ素子導体と、このアンテナ素子導体の受信
   信号を窓ガラスコーナ部または窓ガラスサイド部の前記
   給電端子に導出する結合線および２本の導体線とを備え
   た自動車用窓ガラスアンテナにおいて、 前記１本の導体線は前記窓ガラスのエッジに沿って配置
   され、この導体線の一端は前記アンテナ素子導体に接続
   された前記結合線と接続され、他端は開放端からなると
   共に、 前記他の１本の導体線は前記１本の導体線に沿って配置
   され、この導体線の一端は前記給電端子に接続され、他
   端は開放端からなることを特徴とする自動車用窓ガラス
   アンテナ。
2. 【請求項２】 前記１本の導体線は前記窓ガラスのエッ
   ジに沿った、前記給電端子方向に分岐した導体線からな
   り、この導体線の一端は前記アンテナ素子導体に接続さ
   れた前記結合線と接続され、この導体線の前記給電端子
   方向の他端は開放端からなると共に、 前記他の１本の導体線は前記１本の導体線に対向して沿
   って配置され、この導体線の一端は前記給電端子に接続
   され、他端は開放端からなることを特徴とする請求項１
   記載の自動車用窓ガラスアンテナ。
3. 【請求項３】 前記窓ガラスの上辺エッジと略平行に形
   成された複数の除曇用ヒータ線条を前記窓ガラスのほぼ
   下半分に有すると共に、この除曇用ヒータ線条の上部に
   沿って配置された前記アンテナ素子導体の中央部と前記
   窓ガラスの上辺エッジ中央部の近傍とを前記結合線で縦
   方向に結線する構成からなる請求項１または請求項２記
   載の自動車用窓ガラスアンテナ。
4. 【請求項４】 前記除曇用ヒータ線条の中央部にクロス
   線を有することを特徴とする請求項３記載の自動車用窓
   ガラスアンテナ。