KR20110105724A

KR20110105724A - 차량용 유리 안테나 및 차량용 창 유리

Info

Publication number: KR20110105724A
Application number: KR1020110024120A
Authority: KR
Inventors: 겐이찌로 시모; 마사끼 이또
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2011-09-27
Also published as: CN102195117B; JP5499810B2; JP2011199633A; CN102195117A

Abstract

본 발명의 과제는, 지상파 디지털 텔레비전 방송의 수신에 관해서도 충분한 안테나 이득을 얻을 수 있는 차량용 유리 안테나를 제공하는 것이다.
안테나 도체(1)는 대략 수평 방향으로 연신하는 수평 엘리먼트(11)를 갖고, 접지 도체(3)는 대략 직선 형상의 엘리먼트이며 수평 방향에 대하여 20° 이상 경사져 있고, 독립 도체(4)는 접지 도체(3)와 함께 안테나 도체(1)를 둘러싸도록 형성되고, 수평 엘리먼트(11)와 독립 도체(4)의 최근접 부분의 간격(D1)이 2㎜ 이상 110㎜ 이하이다.

Description

차량용 유리 안테나 및 차량용 창 유리 {GLASS ANTENNA AND WINDOW GLASS FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 유리 안테나 및 차량용 창 유리에 관한 것이다.

모노폴형의 유리 안테나에서 일반적인 구성은, 창 유리에 안테나 도체를 설치하고, 안테나 도체의 급전부와 차체측에 구비된 증폭기를 AV선으로 접속하는 구성이다. 그러나, 예를 들어, 지상파 디지털 텔레비전 방송(일본: 470 내지 770MHz, 미국: 698 내지 806MHz, 유럽 연합 지역: 470 내지 862MHz)을 수신하는 경우, 전파의 파장이 짧기 때문에 AV선의 영향을 무시할 수 없게 되어, 튜닝이 어렵다는 문제가 있었다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 종래, 예를 들어 일본 특허 공개 평6-209205호 공보나 일본 특허 공개 제2001-136010호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같이, 창 유리에 접지 패턴을 형성하여, 안테나 도체와 동축 케이블의 내측 도체인 코어부를 접속시키고, 동축 케이블의 외부 도체인 망선(網線)과 접지 패턴을 접속시킴으로써, 안테나 도체와 증폭기 사이에서 신호의 감쇠를 저감시키는 것이 알려져 있다.

그러나, 종래의 유리 안테나에서는, 지상파 디지털 텔레비전 방송의 수신에 관하여, 충분한 안테나 이득을 얻을 수 있는 것은 없었다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여, 지상파 디지털 텔레비전 방송의 수신에 관해서도 충분한 안테나 이득을 얻을 수 있는 차량용 유리 안테나를 제공하는 것이다.

본 발명의 차량용 유리 안테나는, 차체의 개구부에 설치되는 창 유리에 설치되고, 안테나 도체와, 안테나 도체에 접속되는 급전부와, 상기 급전부로부터 소정 간격 이격하여 형성된 접지 도체와, 상기 급전부 및 상기 접지 도체에 직류적으로 접속되지 않는 독립 도체를 구비한 차량용 유리 안테나에 있어서, 상기 안테나 도체는 대략 수평 방향으로 연신하는 수평 엘리먼트를 갖고, 상기 접지 도체는 대략 직사각형의 엘리먼트이며 길이 방향이 수평 방향에 대하여 20° 이상 경사져 있고, 상기 독립 도체는 상기 접지 도체와 함께 상기 안테나 도체를 둘러싸도록 형성되고, 상기 수평 엘리먼트와 상기 독립 도체의 최근접 부분의 간격이 2㎜ 이상 110㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 차량용 창 유리는, 상기 차량용 유리 안테나를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 지상파 디지털 텔레비전 방송의 수신에 관하여 충분한 안테나 이득이 얻어지는 차량용 유리 안테나를 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태를 나타내는 차량용 유리 안테나(100)의 평면도.
도 2는 제2 실시 형태를 나타내는 차량용 유리 안테나(200)의 평면도.
도 3은 제3 실시 형태를 나타내는 차량용 유리 안테나(300)의 평면도.
도 4는 제4 실시 형태를 나타내는 차량용 유리 안테나(400)의 평면도.
도 5는 독립 도체와 수평 엘리먼트의 거리를 변화시켰을 때의, 안테나 이득의 실측 데이터.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다. 또한, 형태를 설명하기 위한 도면에 있어서, 방향에 대하여 특별히 기재되지 않은 경우에는 도면 상에서의 방향을 말하는 것으로 한다. 또한, 평행, 직각 등의 방향은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않을 정도의 어긋남을 허용하는 것이다. 또한, 각 평면도는, 유리의 면을 대향하여 보았을 때의 도면이다. 본 발명에 관한 유리판을 차량용 창 유리에 적용하는 경우, 창 유리가 차량에 설치된 상태에서의 차 내에서 보았을 때의 도면이지만, 차 밖에서 보았을 때의 도면으로서 참조해도 된다. 예를 들어, 창 유리가 차량의 측부에 설치되는 사이드 윈도우인 경우, 도면 상에서의 좌우 방향이 차량의 전후 방향에 상당한다. 또한, 본 발명은, 차량의 사이드 윈도우에 한하지 않고, 차량의 후방부에 설치되는 리어 유리, 차량의 전방부에 설치되는 프론트 유리에 적용해도 된다.

도 1은 본 발명에 관한 제1 본 실시 형태를 나타내는 차량용 유리 안테나(100)의 평면도이다. 도 2는 본 발명에 관한 제2 실시 형태를 나타내는 차량용 유리 안테나(200)의 평면도이며, 도 3은 본 발명에 관한 제3 실시 형태를 나타내는 차량용 유리 안테나(300)의 평면도이며, 도 4는 본 발명에 관한 제4 실시 형태를 나타내는 차량용 유리 안테나(400)의 평면도이다. 유리 안테나(100, 200, 300, 400)는, 차량의 사이드 윈도우인 창 유리(G)에 설치되는 안테나이다. 도 1 내지 도 4는, 차 내에서 본 도면이지만, 차 밖에서 보았다고 해도 마찬가지이다. 또한, 각 도면 상에서의 상하 방향이 차량의 상하 방향에 상당하고, 각 도면의 하측이 노면측에 상당한다.

본 실시 형태에 있어서의 차량용 유리 안테나(100, 200, 300, 400)는, 안테나 도체(1)와, 안테나 도체(1)에 접속되는 급전부(2)와, 급전부(2)로부터 소정 간격 이격되어 형성된 접지 도체(3)와, 급전부(2) 및 접지 도체(3)와 직류적으로 접속하지 않는, 안테나 도체를 둘러싸는 독립 도체(4)를 구비하고, 차량용 창 유리(G)에 형성된다. 접지 도체(3)는, 급전부(2)를 정극으로 하면, 부극인 접지 패턴이다. 유리 안테나(100, 200, 300, 400)는, 안테나 도체(1)의 패턴으로서, 적어도 수평 엘리먼트(11)를 갖고 있다.

도 1의 제1 실시 형태에 대하여 설명한다.

창 유리(G)의 형상은 사각형이며, 차체의 창 개구부의 플랜지(5)에 창 유리(G)가 접착제를 개재하여 고정되어 있다. 플랜지(5)는 차체로부터 연장되어 형성되어 있으므로, 금속으로 이루어지고, 창 개구부에 창 유리를 설치하는 받침대로서 개구의 주위에 형성된다. 도 1에 있어서는, 창 유리의 에지는 생략하고, 플랜지 단부(51)를 도시하고 있다. 창 유리(G)의 표면에는, 도전성의 부재에 의해 유리 안테나(100)의 각 엘리먼트가 형성된다.

수평 엘리먼트(11)는, 급전부(2)를 기점으로 수평 방향, 도 1에서는 좌측 방향으로 연신하는 직선 형상의 도체이다. 수평 엘리먼트(11)는, 급전부(2)로부터 선단(a)까지 연신한다. 급전부(2)는, 정사각형 또는 직사각형의 형상을 갖고 있다. 수평 엘리먼트(11)는, 급전부(2)에 보조 도체를 설치하여 보조 도체를 기점으로 연신해도 된다.

도 1에서는, 급전부(2)는, 접지 도체(3)의 중앙 부근에서 접지 도체(3)와 근접하고 있다. 접지 도체(3)는, 직사각 형상을 갖고 있고, 급전부(2)에 근접하고, 제1 실시 형태에서는 접지 도체(3)의 길이 방향이 수평 방향에 대하여 대략 직교하여 형성되어 있다. 또한, 접지 도체(3)는, 수평 방향에 대하여 20° 이상의 기울기를 갖고 있으면 된다. 수평 방향에 대하여 20° 이상 경사시킴으로써, 수평 엘리먼트(11)에 대하여 충분한 거리를 유지할 수 있어, 안테나 이득이 향상된다. 바람직하게는 30° 이상이며, 더욱 바람직하게는 45° 이상이다. 또한, 접지 도체(3)의 형상은 직사각형에 한정되지 않는다. 직사각형과 같은 폭 넓은 도체이면 접지로서 적절하게 기능한다. 그 밖의 형상으로서, 타원형이나 L자 형상이나 역ㄷ자 형상으로 절곡되어 형성되어 있어도 되고, 절결 등이 있어도 된다.

또한, 접지 도체(3)는, 접지로서 기능시키기 위하여, 소정의 도체 면적이 필요하게 된다. 본 발명에서는, 접지 도체(3)는, 길이 방향의 길이가 120㎜ 이상 300㎜ 이하이고, 폭 방향의 길이는 3㎜ 이상 30㎜ 이하이다. 길이 방향의 길이가 120㎜ 이상이면, 동일 면적의 정사각형과 비교하여 수신 감도가 향상되어 바람직하다. 또는 폭 방향의 길이가 3㎜ 이상이면, 충분한 도체 면적을 확보할 수 있다. 길이 방향의 길이가 300㎜ 이하이면, 미관을 손상시키지 않고 창 유리에 적용할 수 있고, 또한 폭 방향의 길이가 30㎜ 이하이면, 창 유리를 가열하여 굽힘 성형할 때에 변형되기 어렵다. 접지 도체(3)의 형상은 한정되지 않고, 도체 면적으로서 360㎟ 이상 있으면 적절하게 기능한다.

독립 도체(4)는, 안테나 도체(1) 및 접지 도체(3)와는 직류적으로 접속되지 않는 직선 형상의 도체이다. 독립 도체(4)는, 접지 도체(3)의 하방의 단부에 근접한 위치를 기점으로 수평 방향 좌측으로 연신하는 엘리먼트(41)와, 엘리먼트(41)를 기점으로 수평 엘리먼트(11)의 선단(a)의 근방을 경유하여 상방으로 연신하는 엘리먼트(42)와, 엘리먼트(42)를 기점으로 수평 방향 우측으로 접지 도체(3)의 상방의 단부에 근접한 위치까지 연신하는 엘리먼트(43)로 구성된다. 독립 도체(4)는, 엘리먼트(41, 42, 43)로 역ㄷ자 형상을 갖고, 접지 도체(3)와 독립 도체(4)로 안테나 도체(1)를 둘러싸도록 배치된다.

수평 엘리먼트(11)와 독립 도체(4)의 최근접 부분의 간격, 즉 선단(a)과 엘리먼트(42)의 최근접 부분의 간격은 2㎜ 이상 110㎜ 이하이고, 바람직하게는 2㎜ 이상 70㎜ 이하이고, 더욱 바람직하게는 2㎜ 이상 30㎜ 이하이다. 수평 엘리먼트(11)와 독립 도체(4)의 최근접 부분의 간격이 110㎜ 이하이면 안테나 이득이 향상된다. 또한, 수평 엘리먼트(11)와 독립 도체(4)가 너무 지나치게 근접하면 서로 이격하여 도체를 형성시키는 것이 어려워지므로, 생산성의 관점에서 2㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

다음에 도 2의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 구성은 설명을 생략한다.

창 유리(G)의 형상은 삼각형이며, 창 유리(G)의 표면에 도전성의 부재에 의해 유리 안테나(200)의 각 엘리먼트가 형성된다. 도 2에 있어서는, 차체의 창 개구부는 생략하고, 창 유리만을 기재하고 있다.

제2 실시 형태에서는, 수평 엘리먼트(11)는 급전부(2)를 기점으로 수평 방향 우측으로 연신하고, 수평 엘리먼트(11)에 근접하여 평행하게 연신하는 제2의 수평 엘리먼트(12)가 설치되어 있다. 제2의 수평 엘리먼트(12)는, 급전부(2)로부터 수평 엘리먼트(11)의 선단(a) 근방까지 나란히 연장된다. 도 2에서는, 제2의 수평 엘리먼트(12)의 도체 길이는 수평 엘리먼트(11)와 같지만, 짧아도 된다. 제2의 수평 엘리먼트(12)가 구비됨으로써, 안테나 이득이 향상된다.

접지 도체(3)는, 접지 도체(3)의 길이 방향이 수평 방향에 대하여 약 70° 경사져 형성되어 있다. 또한, 급전부(2)를 기점으로 상방에 접속 도체(13)가 설치되어 있다. 접속 도체(13)의 선단에는 루프 형상으로 형성된 루프 도체(14)가 접속되어 있다. 접속 도체(13)는 접지 도체(3)의 연신 방향을 따라 연신하고, 접속 도체(13)의 선단으로부터 루프 도체(14)가 접지 도체(3)를 따라 사각형으로 형성되어 있다. 루프 도체(14)는, 사각형에 한하지 않고, 삼각형, 다각형, 원, 타원이면 되고, 다각형의 경우에는 코너가 호(弧)형으로 되어 있어도 된다. 루프 도체(14)를 설치함으로써 안테나 이득이 향상된다.

독립 도체(4)는, 접지 도체(3)의 하방의 단부에 근접한 위치를 기점으로 수평 방향 우측으로 연신하는 엘리먼트(41)와, 엘리먼트(41)를 기점으로 수평 엘리먼트(11)의 선단(a) 및 제2의 수평 엘리먼트(12)의 선단(b)의 근방을 경유하도록 상방으로 연신하는 엘리먼트(42)와, 엘리먼트(42)를 기점으로 좌측 방향으로 창 유리의 윤곽을 따라 접지 도체(3)의 상방의 단부에 근접한 위치까지 연신하는 엘리먼트(43)와, 엘리먼트(43)를 기점으로 접지 도체(3)를 따라 근접하는 보조 엘리먼트(44)로 구성된다. 엘리먼트(43)는, 창 유리의 윤곽을 따라 연신함으로써 미관이 향상된다. 또한, 보조 엘리먼트(44)를 형성함으로써, 접지 도체(3)와 독립 도체(4)가 용량 결합하여, 안테나 이득이 향상된다.

다음에 도 3의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 구성은 설명을 생략한다.

창 유리(G)의 형상은 사각형이며, 차체의 창 개구부의 플랜지(5)에 창 유리(G)가 접착제를 개재하여 고정되어 있다. 도 3에 있어서는, 창 유리의 에지는 생략하고, 플랜지 단부(45)를 도시하고 있다. 창 유리(G)의 표면에 도전성의 부재에 의해 유리 안테나(300)의 각 엘리먼트가 형성된다.

제3 실시 형태에서는, 독립 도체(4)는, 창 유리(G)가 설치되는 차체의 창 개구부의 플랜지 단부(45)이다. 플랜지 단부(45)는, 안테나 도체(1)와 접지 도체(3)의 전체를 둘러싸도록 배치된다. 플랜지 단부(45)와 수평 엘리먼트(11)의 선단(a)의 최근접 부분의 간격이 2㎜ 이상 110㎜ 이하이다. 바람직하게는 2㎜ 이상 70㎜ 이하이고, 더욱 바람직하게는 2㎜ 이상 30㎜ 이하이다. 이와 같이 구성함으로써도 안테나 이득이 향상된다.

다음에 도 4의 제4 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 제2 실시 형태와 동일한 구성은 설명을 생략한다.

창 유리(G)의 형상은 삼각형이며, 창 유리(G)의 표면에 도전성의 부재에 의해 유리 안테나(400)의 각 엘리먼트가 형성된다. 도 4에 있어서는, 창 유리(G)가 차체의 창 개구부의 플랜지에 접착제를 개재하여 고정되었을 때의, 플랜지 단부(45)를 점선으로 나타내고 있다.

접지 도체(3)는, 접지 도체(3)의 상방의 길이 방향이 수평 방향에 대하여 약 70° 경사지고, 하방의 길이 방향이 수평 방향에 대하여 약 90° 경사져 형성되고, 접지 도체(3)는 절곡된 형상을 갖고 있다. 또한, 급전부(2)로부터 수평 방향에 대하여 약 70° 경사진 방향으로 접지 도체(3)로부터 돌출되도록 접지 도체에 접속하는 단자의 설치부를 설치하고 있다. 이와 같은 형상으로 함으로써 접지 도체(3)가 절곡된 형상이어도 단자를 용이하게 접속할 수 있다.

또한, 급전부(2)를 기점으로 하방에 접속 도체(13)가 설치되어 있다. 접속 도체(13)의 선단에는 루프 형상으로 형성된 루프 도체(14)가 접속되어 있다. 접속 도체(13)는 접지 도체(3)의 연신 방향을 따라 연신하고, 접속 도체(13)의 선단으로부터 루프 도체(14)가 접지 도체(3)를 따라 사각형으로 형성되어 있다. 루프 도체(14)는, 사각형에 한하지 않고, 삼각형, 다각형, 원, 타원이면 되고, 다각형의 경우에는 코너가 호형으로 되어 있어도 된다. 루프 도체(14)를 설치함으로써 안테나 이득이 향상된다.

또한, 급전부(2)를 기점으로 하방에 L자 형상의 보조 도체(15)가 설치되어 있다. 보조 도체(15)는 접지 도체(3)의 연신 방향을 따라 연신하고, 우측 방향으로 절곡되어 루프 도체(14)의 하방을 연신한다. 보조 도체(15)를 설치함으로써 안테나 이득이 향상된다.

또한, 접지 도체(3)에 루프 형상으로 형성된 접지측 루프 도체(31)가 접속되어 있다. 접지측 루프 도체(31)는 접지 도체(3)를 따라 사각형으로 형성되어 있다. 접지측 루프 도체(31)는, 사각형에 한하지 않고, 삼각형, 다각형, 원, 타원이어도 되고, 다각형인 경우에는 코너가 호형으로 되어 있어도 된다. 또한, 접지 도체(3)에 접속된 접속 엘리먼트를 통하여 설치되어도 된다. 접지측 루프 도체(31)를 설치함으로써 안테나 이득이 향상된다.

독립 도체(4)는, 보조 도체(15)의 선단의 근방을 기점으로 수평 방향 우측으로 연신하는 엘리먼트(41)와, 엘리먼트(41)를 기점으로 수평 엘리먼트(11)의 선단(a) 및 제2의 수평 엘리먼트(12)의 선단(b)의 근방을 경유하도록 상방으로 연신하는 엘리먼트(42)와, 엘리먼트(42)를 기점으로 좌측 방향에 창 유리의 윤곽을 따라 접지 도체(3)의 상방의 단부에 근접한 위치까지 연신하는 엘리먼트(43)와, 엘리먼트(43)를 기점으로 접지 도체(3)의 좌측에 근접하여 연신하는 보조 엘리먼트(44)와, 플랜지 단부(45)로 구성된다. 엘리먼트(41)는, 접지 도체(3)에 근접한 위치까지 연신하고 있지 않지만 플랜지 단부(45)가 그의 하방에 위치하고 있고, 플랜지 단부(45)와의 조합으로 독립 도체(4)를 형성하고 있다. 이와 같이 선 형상의 도체와 차체의 개구부의 플랜지 단부의 조합으로 독립 도체(4)를 구성해도 된다.

또한, 플랜지 단부(45)와, 안테나 도체(1)의 일부 및 접지 도체(3)의 일부가 평면에서 보았을 때 겹쳐 있지만, 플랜지에 창 유리(G)가 접착제를 개재하여 고정되므로, 플랜지와 안테나 도체(1)와 접지 도체(3)는 직류적으로는 접속하고 있지 않다. 이와 같이 수평 엘리먼트(11)와 이격된 장소에서 안테나 도체 등이 플랜지와 겹쳐 있어도 된다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 면적이 작은 창 유리이어도, 수신 성능을 확보한 상태에서, 안테나 도체(1), 급전부(2), 접지 도체(3) 및 독립 도체(4)를 배치할 수 있다.

이와 같이, 도 1, 도 2, 도 3, 도 4에 예시한 바와 같은 형태의 유리 안테나(100, 200, 300, 400)이면, 급전부(2)를 외부의 신호 처리 장치(예를 들어, 차량 탑재 증폭기)의 신호 경로에 소정의 제1 도전성 부재를 통하여 전기적으로 접속함과 함께, 접지 도체(3)를 외부의 접지 경로(예를 들어, 상기 신호 처리 장치의 접지)에 소정의 제2 도전성 부재를 통하여 전기적으로 접속함으로써, 지상파 디지털 텔레비전 방송의 수신에 대응 가능한 수신 특성을 얻을 수 있다. 즉 본 발명의 유리 안테나는, 고주파의 수평 편파의 전파를 한층 감도 좋게 수신할 수 있다. 차량에 대한 창 유리(G)의 설치 각도는, 지평면에 대하여 30 내지 90°, 특히 60 내지 90°가 바람직하다.

상기한 제1 및 제2 도전성 부재로서, 예를 들어 AV선이나 동축 케이블 등의 급전선이 사용된다. 동축 케이블을 사용하는 경우에는, 동축 케이블의 내부 도체를 급전부(2)에 전기적으로 접속하고, 동축 케이블의 외부 도체를 접지 도체(3)에 전기적으로 접속하면 된다. 또한, 신호 처리 장치에 접속되어 있는 도선 등의 도전성 부재를 급전부(2)와 접지 도체(3)의 각각에 전기적으로 접속하기 위한 커넥터를, 급전부(2)와 접지 도체(3)의 각각에 실장하는 구성을 채용해도 된다. 이와 같은 커넥터에 의해, 동축 케이블의 내부 도체를 급전부(2)에 설치하는 것이 용이해짐과 함께, 동축 케이블의 외부 도체를 접지 도체(3)에 설치하는 것이 용이해진다. 또한, 급전부(2)와 접지 도체(3)의 각각에 돌기 형상의 도전성 부재를 설치하고, 창 유리(G)가 설치되는 차체의 플랜지에 그 돌기 형상의 도전성 부재를 접촉, 끼워 맞추는 구성으로 해도 된다.

또한, 안테나 도체(1), 급전부(2), 접지 도체(3) 및 독립 도체(4)의 엘리먼트(41, 42, 43, 44)는, 은 페이스트 등의, 도전성 금속을 함유하는 페이스트를, 예를 들어 창 유리의 차 내측 표면에 프린트하고, 베이킹하여 형성된다. 그러나, 이 형성 방법에 한정되지 않고, 구리 등의 도전성 물질로 이루어지는, 선형체 또는 박형체를, 창 유리의 차 내측 표면 또는 차 외측 표면에 형성해도 되고, 창 유리에 접착제 등에 의해 부착해도 되고, 창 유리 자체의 내부에 설치해도 된다.

급전부(2) 및 접지 도체(3)의 형상, 및 급전부(2)와 접지 도체(3)의 간격은, 상기의 도전성 부재 또는 커넥터의 실장면의 형상이나, 그들 실장면의 간격에 따라서 정하면 된다.

또한, 각 안테나 도체로 이루어지는 도체층을 합성 수지제 필름의 내부 또는 그의 표면에 형성하고, 도체층을 갖는 부착된 합성 수지제 필름을 창 유리의 차 내측 표면 또는 차 외측 표면에 형성하여 유리 안테나로 해도 된다. 또한, 각 안테나 도체가 형성된 플렉시블 회로 기판을 창 유리의 차 내측 표면 또는 차 외측 표면에 설치하여 유리 안테나로 해도 된다.

또한, 창 유리(G)의 면 상에 은폐막을 형성하고, 이 은폐막 상에 급전부, 접지 도체 및 안테나 도체, 독립 도체의 일부분 또는 전체를 설치해도 된다. 은폐막은 흑색 세라믹스막 등의 세라믹스를 들 수 있다. 이 경우, 창 유리의 차 외측에서 보면, 은폐막에 의해 은폐막 상에 설치되어 있는 안테나 도체의 부분이 차 밖으로부터 보이지 않게 되어, 디자인이 우수한 창 유리가 된다. 도시한 구성에서는, 급전부 및 접지 도체 및 안테나 도체 및 독립 도체의 일부를 은폐막 상에 형성시킴으로써, 차 밖에서 볼 때 도체의 가는 직선 부분만을 보게 되어, 디자인상 바람직하다.

그런데, 본 발명에 있어서, 수신하는 방송의 주파수대의 중심 주파수에 있어서의 공기 중의 파장을 λ₀으로 하고, 유리 파장 단축률을 k(단, k=0.64)라고 하고, λ_g= λ₀ㆍk라고 하고, 수평 엘리먼트(11)의 도체 길이가, 0.16λ_g 이상 0.52λ_g 이하, 보다 바람직하게는 0.25λ_g 이상 0.42λ_g 이하이면 안테나 이득 향상의 면에서 바람직한 결과를 얻을 수 있다.

여기서, 수신하는 방송의 주파수대로서 일본 내 지상파 디지털 텔레비전 방송(470 내지 770MHz)을 설정한 경우, 그의 중심 주파수는 620MHz이다. 따라서, 일본 내 지상파 디지털 텔레비전 방송의 안테나 이득을 향상시키고 싶은 경우, 전파의 속도를 3.0×10⁸m/s로 하면, 수평 엘리먼트(11)의 도체 길이를, 50㎜ 이상 160㎜ 이하, 보다 바람직하게는 80㎜ 이상 130㎜ 이하로 조정하면 된다.

또한, 도 2의 유리 안테나(200)의 형태이면, 루프 도체의 도체 길이가, 0.74λ_g 이상 1.07λ_g 이하, 보다 바람직하게는 0.8λ_g 이상 0.97λ_g 이하이면, 수신하는 방송의 주파수대의 안테나 이득 향상의 면에서 바람직한 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 일본 내 지상파 디지털 텔레비전 방송의 안테나 이득을 향상시키고 싶은 경우, 루프 도체의 도체 길이를, 230㎜ 이상 330㎜ 이하, 보다 바람직하게는 250㎜ 이상 300㎜ 이하로 조정하면 된다.

본 실시 형태에 있어서는, 차량용 유리 안테나를 차체의 한쪽 측부의 사이드 윈도우에 형성한 경우에 대하여 설명하였지만, 차체의 양쪽 측부의 사이드 윈도우에 본 발명에 관한 차량용 유리 안테나를 설치해도 된다. 이 경우, 다이버시티 수신이 되어, 지향성이 개선되고 수신 특성이 향상되어 바람직하다.

[실시예]

[예 1]

도 1에 도시하는 유리 안테나(100)의 안테나 이득의 실측 결과에 대하여 설명한다.

도 1에 도시하는 유리 안테나(100)를 구비하는 창 유리(G)를, 자동차의 차체 개구부의 플랜지에 모의한 금속 프레임(5)에 부착하고, 창 유리(G)가 수평면에 대하여 약 90°의 상태가 되도록 금속 프레임(5)을 턴테이블 상에 고정하였다. 급전부(2)에는 커넥터가 설치되어 있고, 피더선을 통하여 네트워크 애널라이저에 접속하였다. 수평 방향으로부터 창 유리(G)에 대하여 전체 방향으로부터 전파가 조사되도록, 턴테이블이 회전한다.

안테나 이득의 측정은, 턴테이블의 중심에, 창 유리(G)를 부착한 금속 프레임의 중심을 세트하여, 금속 프레임을 360° 회전시켜 행하였다. 안테나 이득의 데이터는, 회전 각도 3°마다, 지상파 디지털 텔레비전 방송의 473 내지 713MHz의 범위에 있어서 6MHz마다 측정하였다. 전파의 발신 위치와 안테나 도체의 앙각은 대략 수평 방향(지면과 평행한 면을 앙각=0°, 천정 방향을 앙각=90°로 하는 경우, 앙각=0°의 방향)에서 측정하였다. 안테나 이득은, 반파장 다이폴 안테나를 기준으로 하고, 반파장 다이폴 안테나가 0dB이 되도록 표준화하였다.

그때의 유리 안테나 및 금속 프레임의 각 부 치수는 이하와 같다.

수평 엘리먼트(11)의 도체 길이: 100㎜

급전부(2): 5×5㎜

접지 도체(3): 240×10㎜

엘리먼트(41)의 도체 길이: 120㎜

엘리먼트(42)의 도체 길이: 260㎜

엘리먼트(43)의 도체 길이: 120㎜

금속 프레임(5): 400×400㎜

플랜지 단부(51): 280×280㎜

수평 엘리먼트(11)와 독립 도체의 최근접 부분의 간격 D1: 10㎜

D2, D3, D4, D5: 10㎜

D6: 5㎜

안테나 도체(1), 독립 도체(4)의 도체 폭: 0.8㎜

또한, 도 1에 도시하는 유리 안테나(100)에 있어서, 역ㄷ자 형상의 독립 도체(4)가 없는 유리 안테나를 작성하고, 상기와 마찬가지로 금속 프레임에 부착하여, 마찬가지의 안테나 이득의 계측을 행하였다. 독립 도체(4) 이외는 상기와 동일 조건이다.

이 결과, 독립 도체(4)가 있는 경우의 평균 안테나 이득은 -2.8dBd이며, 독립 도체(4)가 없는 경우의 평균 안테나 이득은 -3.3dBd이었다. 이것으로부터, 독립 도체(4)가 있으면 안테나 이득이 향상되는 것을 알 수 있다.

[예 2]

다음에 도 2에 도시하는 유리 안테나(200)의 안테나 이득의 실측 결과에 대하여 설명한다.

도 2에 도시하는 유리 안테나(200)를 구비하는 창 유리(G)를, 수평면에 대하여 약 75°의 상태로 되도록 자동차의 차체 개구부의 플랜지에 부착하여 고정하였다. 창 유리(G)가 설치된 자동차의 차량 중심과 턴테이블의 중심이 일치하도록 세트하고, 수평 방향으로부터 창 유리(G)에 대하여 전체 방향으로부터 전파가 조사되도록, 턴테이블을 회전시켜, 지상파 디지털 텔레비전 방송의 473 내지 713MHz의 범위에 있어서 6MHz마다 측정하였다. 그 밖의 조건은 예 1과 같다.

유리 안테나의 각 부 치수는 이하와 같다.

수평 엘리먼트(11)의 도체 길이: 110㎜

접지 도체(3): 215×10㎜

엘리먼트(41)의 도체 길이: 80㎜

엘리먼트(42)의 도체 길이: 135㎜

엘리먼트(43)의 도체 길이: 160㎜

보조 엘리먼트(44)의 도체 길이: 30㎜

접속 도체(13)의 도체 길이: 10㎜

루프 도체(14)의 둘레 길이: 270㎜

수평 엘리먼트(11)와 독립 도체의 최근접 부분의 간격 D1: 5㎜

D7: 5㎜

이외의 치수는 예 1과 같다.

또한, 도 2에 도시하는 유리 안테나(200)에 있어서, 독립 도체(4), 루프 도체(14)가 없는(접속 도체(13)도 설치하지 않는) 유리 안테나를 작성하고, 상기와 마찬가지로 안테나 이득의 계측을 행하였다. 또한, 루프 도체(14)만이 없는 유리 안테나를 작성하고, 마찬가지의 안테나 이득의 계측도 행하였다. 이 조건 이외는 상기와 동일 조건이다. 이들 결과에 대하여, 평균 안테나 이득을 표 1에 나타낸다.

표 1에 나타내어진 바와 같이, 독립 도체, 루프 도체 없음의 경우와 루프 도체 없음의 경우를 비교하여, 즉, 독립 도체, 루프 도체 없음의 유리 안테나에 독립 도체를 추가함으로써, 안테나 이득이 향상되는 것을 알 수 있다. 또한, 루프 도체(14)를 추가함으로써, 안테나 이득이 향상되는 것을 알 수 있다.

[예 3]

다음에, 도 3에 도시하는 유리 안테나(300)의 안테나 이득의 실측 결과에 대하여 설명한다.

도 3에 있어서, 플랜지 단부(45)를 안테나 도체(1)측으로부터 후퇴시킴으로써, 수평 엘리먼트(11)의 선단(a)과 플랜지 단부(45)의 최근접 부분의 간격(D1)을 변화시켜, 안테나 이득을 측정하였다. 도 3의 독립 도체는 플랜지 단부(45)이며, 도 1의 엘리먼트(41, 42, 43)는 설치하고 있지 않다. 그 이외의 조건은 예 1과 같다.

유리 안테나의 각 부 치수는 이하와 같다.

D8, D9: 20㎜

이 이외의 치수는 예 1과 같다.

독립 도체와 수평 엘리먼트(11)의 거리는, 10 내지 150㎜의 범위에 있어서 20㎜마다 측정하였다. 이 결과를 도 5에 나타낸다. 이 도면으로부터, 독립 도체와 수평 엘리먼트의 거리가 110㎜ 이하에서 안테나 이득이 향상되는 것을 알 수 있다. 또한, 70㎜ 이하, 나아가 30㎜ 이하로 함으로써 안테나 이득이 향상된다.

이상, 본 발명의 실시에 관한 형태에 대하여 설명하였지만, 상기 내용은 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.

<산업상의 이용 가능성>

본 발명은, 예를 들어, 지상파 디지털 텔레비전 방송, UHF대의 아날로그 텔레비전 방송 및 미국의 디지털 텔레비전 방송, 유럽 연합 지역의 디지털 텔레비전 방송 또는 중화 인민 공화국의 디지털 텔레비전 방송을 수신하는 자동 군용 유리 안테나에 이용되면 적합하다. 그 외, 일본의 FM 방송대(76 내지 90MHz) 미국의 FM 방송대(88 내지 108MHz) 텔레비전 VHF대(90 내지 108MHz, 170 내지 222MHz), 차량용 키리스 엔트리 시스템(300 내지 450MHz)에도 이용할 수 있다.

또한, 자동차 전화용 800MHz대(810 내지 960MHz), 자동차 전화용 1.5GHz대(1.429 내지 1.501GHz), GPS(Global Positioning System), 인공 위성의 GPS 신호(1575.42MHz), VICS(등록 상표)(Vehicle Information and Communication System: 2.5GHz)에도 이용할 수 있다.

또한, ETC 통신(Electronic Toll Collection System: 논스톱 자동 요금 수수 시스템, 노측 무선 장치의 송신 주파수: 5.795GHz 또는 5.805GHz, 노측 무선 장치의 수신 주파수: 5.835GHz 또는 5.845GHz), 전용 협역 통신(DSRC: Dedicated Short Range Communication, 915MHz대, 5.8GHz대, 60GHz대), 마이크로파(1GHz 내지 3THz), 밀리미터파(30 내지 300GHz) 및 SDARS(Satellite Digital Audio Radio Service(2.34GHz, 2.6GHz))의 통신에 이용해도 된다.

1: 안테나 도체
11: 수평 엘리먼트
12: 제2의 수평 엘리먼트
13: 접속 도체
14: 루프 도체
2: 급전부
3: 접지 도체
4: 독립 도체
45, 51: 플랜지 단부
5: 플랜지
G: 창 유리

Claims

차체의 개구부에 설치되는 창 유리에 설치되고, 안테나 도체와, 안테나 도체에 접속되는 급전부와, 상기 급전부로부터 소정 간격 이격하여 형성된 접지 도체와, 상기 급전부 및 상기 접지 도체에 직류적으로 접속되지 않는 독립 도체를 구비한 차량용 유리 안테나에 있어서,
상기 안테나 도체는 대략 수평 방향으로 연신하는 수평 엘리먼트를 갖고,
상기 접지 도체는 대략 직사각형의 엘리먼트이며 길이 방향이 수평 방향에 대하여 20° 이상 경사져 있고,
상기 독립 도체는 상기 접지 도체와 함께 상기 안테나 도체를 둘러싸도록 형성되고,
상기 수평 엘리먼트와 상기 독립 도체의 최근접 부분의 간격이 2㎜ 이상 110㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 차량용 유리 안테나.
제1항에 있어서, 상기 독립 도체는, 상기 접지 도체의 일단부에 근접한 위치로부터 연신하여, 상기 수평 엘리먼트의 선단 근방을 경유하여, 상기 접지 도체의 타단부에 근접한 위치까지 연신하는 차량용 유리 안테나.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 독립 도체는 역ㄷ자 형상 또는 U자 형상을 갖고 있는 차량용 유리 안테나.
제1항에 있어서, 상기 독립 도체는, 상기 창 유리가 설치되는 상기 차체 개구부의 플랜지 단부인 차량용 유리 안테나.
제1항에 있어서, 상기 독립 도체는, 선 형상의 도체와 상기 창 유리가 설치되는 상기 차체의 플랜지 단부의 조합으로 구성되는 차량용 유리 안테나.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 도체는, 상기 수평 엘리먼트에 근접하여 평행하게 연신하는 제2의 수평 엘리먼트를 구비하는 차량용 유리 안테나.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 도체는, 급전부에 접속되는 접속 도체를 통하여 루프 형상으로 형성된 루프 도체를 구비하는 차량용 유리 안테나.
제7항에 있어서, 수신하는 주파수대의 중심 주파수에 있어서의 공기 중의 파장을 λ₀으로 하고, 유리 파장 단축률을 k(단, k=0.64)로 하고, λ_g= λ₀ㆍk로 할 때,
상기 루프 도체의 도체 길이는 0.74λ_g 이상 1.07λ_g 이하인 차량용 유리 안테나.
제7항에 있어서, 상기 루프 도체의 도체 길이는 230㎜ 이상 330㎜ 이하인 차량용 유리 안테나.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 수신하는 방송의 주파수대의 중심 주파수에 있어서의 공기 중의 파장을 λ₀으로 하고, 유리 파장 단축률을 k(단, k=0.64)로 하고, λ_g= λ₀ㆍk로 할 때,
상기 수평 엘리먼트의 도체 길이는 0.16λ_g 이상 0.52λ_g 이하인 차량용 유리 안테나.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수평 엘리먼트의 도체 길이는 50㎜ 이상 160㎜ 이하인 차량용 유리 안테나.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접지 도체는, 길이 방향의 길이가 120㎜ 이상 300㎜ 이하, 폭 방향의 길이가 3㎜ 이상 30㎜ 이하인 차량용 유리 안테나.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 수신하는 주파수대는 470 내지 862MHz의 범위 내에 있는 차량용 유리 안테나.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 차량용 유리 안테나를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 창 유리.