WO2010126032A1 - ガラスアンテナ - Google Patents

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WO2010126032A1
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antenna pattern
glass
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浩輔 田中
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日本板硝子株式会社
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    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
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    • H—ELECTRICITY
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements

Definitions

  • the present invention relates to a glass antenna in which an antenna pattern and a feeding point for supplying power to the antenna pattern are formed on a glass surface.
  • a glass antenna with an antenna conductor formed on the rear window of a vehicle is superior in appearance because it does not protrude on the design surface compared to a conventional rod antenna.
  • glass antennas have been widely used because there is no fear of breakage and no wind noise is generated.
  • Patent Document 1 discloses a glass antenna in which a high-frequency choke coil is inserted between a bus bar constituting an anti-fogging heater and the ground, and this energization heating heater for removing defogging can be used as an antenna.
  • a glass antenna 121 is formed with a main antenna 122, a sub antenna 123, and a feeding point 124 for the main antenna 122. Further, one of the bus bars 127 of the defogging energizing heater 126 constituting the sub-antenna 123 is divided into two. The bus bars 127a and 127b are connected to power supply lead wires 128a and 128b. Further, a harmonic choke coil 129 is inserted between the power supply leads 128a and 128b and the ground, and the high-frequency choke coil insulates the defogging energizing heater 126 in high frequency. For this reason, the radio wave induced in the defogging energizing heater 126 flows to the radio receiver without leakage.
  • the main antenna 122 has a complicated antenna pattern for both AM / FM, and therefore requires a time that cannot be ignored for adjustment.
  • the defogging energizing heater 126 is also used as an AM receiving antenna, an expensive high-frequency choke coil 129 corresponding to a large current for noise removal is required. There is a drawback of requiring an installation space for this.
  • Patent Literature 2 a conventional vehicle window glass antenna device in which an AM antenna pattern and an FM antenna pattern are formed independently, and an expensive high-current choke coil for large current is not required is disclosed in Patent Literature 2 is disclosed.
  • a vehicle window glass antenna device 201 includes an AM antenna 204 for receiving an AM band signal composed of a plurality of horizontal antenna patterns on the top of a non-choke coil type anti-fogging heater 203, and a non-choke coil.
  • the FM anti-fogging heater 203 and the AM antenna 205 are provided between the FM antenna 205 for receiving an FM band signal composed of one horizontal antenna pattern.
  • the AM antenna 204 and the FM antenna 205 are formed independently of each other. Is relatively easy.
  • the FM antenna 205 is composed of a simple horizontal antenna pattern, and even when the destination changes and the frequency band used changes, it is possible to cope with it by simply changing the length. Is good.
  • An object of the present invention is to provide a glass antenna in which the number of parts is reduced and man-hours for assembly and adjustment are reduced.
  • a glass antenna in which an antenna pattern and a feeding point for supplying electric power to the antenna pattern are formed on a glass surface, wherein at least one longitudinal conductor and the longitudinal conductor A first antenna pattern composed of a plurality of horizontal conductors orthogonal to each other, and one end connected to the feeding point, different in reception band from the first antenna pattern, and capacitively coupled to the first antenna pattern A second antenna pattern mainly composed of a horizontal conductor; a connecting wire for connecting any one of the plurality of horizontal conductors of the first antenna pattern to the feeding point; and a first antenna pattern connected to the feeding point. And a dual-purpose amplifier that amplifies a signal received by the second antenna pattern.
  • the horizontal conductor of the first antenna pattern extends from 325 to 350 mm from the vertical conductor.
  • the horizontal conductor of the second antenna pattern is arranged above the uppermost first line among the plurality of horizontal conductors of the first antenna pattern.
  • the horizontal conductor of the second antenna pattern is arranged between the uppermost first line of the plurality of horizontal conductors of the first antenna pattern and the second line below this.
  • the feeding point is a side feeding point formed at a side corner portion of the glass surface, and the connecting conductor is connected to a horizontal conductor formed at the lowermost portion of the first antenna pattern.
  • the feeding point is a side feeding point formed at a side corner portion of the glass surface, and the connecting conductor is connected to the third horizontal conductor from the bottom among the horizontal conductors of the first antenna pattern. Is done.
  • the feeding point is a side feeding point formed on a side corner portion of the glass surface, and the connecting conductor is connected to a position separated by 45 mm or more from the second antenna pattern, and the line length is 400 mm or less.
  • the feeding point is an upper side feeding point formed at a substantially central portion of the upper side of the glass surface
  • the connecting conductor is a horizontal line of the second antenna pattern with a line perpendicular to the glass surface passing through the feeding point as a boundary. It is connected to the first line at the top of the first antenna pattern located on the side opposite to the side where the conductor is disposed.
  • the anti-fogging heater formed in the lower part of the first antenna pattern, the bus bar included in the anti-fogging heater, or at least one of the heater wires, the first antenna pattern, and the second antenna pattern are connected.
  • a glass antenna including a receiving sensitivity adjusting element for adjusting a receiving sensitivity of an antenna pattern.
  • one horizontal conductor forming a third antenna pattern having a feeding point different from that of the first and second antenna patterns is connected to the second antenna pattern with the vertical conductor of the first antenna pattern as a boundary.
  • a diversity antenna is formed by the first and second antenna patterns and the third antenna pattern.
  • an anti-fogging heater formed below the first antenna pattern, and a third antenna pattern having a feeding point different from the first and second antenna patterns are provided in the vicinity of the anti-fogging heater.
  • a horizontal conductor to be formed is arranged, and a diversity antenna is formed by the first and second antenna patterns and the third antenna pattern.
  • an anti-fogging heater capacitively coupled to the second antenna pattern is formed below the first antenna pattern, and a diversity antenna is formed by the first and second antenna patterns and the anti-fogging heater. To do.
  • the area of the first antenna pattern formed on the glass surface is changed to the reception performance of the second antenna pattern without changing the antenna length of each horizontal conductor included in the first antenna pattern. Expand and place it to the extent that it does not affect it.
  • the first and second antenna patterns having different reception bands provided independently are connected by the connecting conductors, so that terminals and input lines necessary for each are not necessary, Therefore, it is possible to reduce the number of parts and man-hours for assembly / adjustment.
  • the influence on the reception sensitivity before and after connecting the connecting conductor is small, and the dual-purpose antenna pattern can be obtained without taking much time for adjustment as in the conventional dual-purpose antenna pattern.
  • the reception sensitivity can be finely adjusted by the reception sensitivity adjustment element.
  • the diversity antenna can be easily constructed by the first and second antenna patterns and the third antenna pattern, and therefore, the signal of the antenna having an excellent radio wave condition can be preferentially used, so that the reception quality is improved.
  • FIG. 5 is a diagram showing, in an evaluation graph, a deviation in reception sensitivity in the FM band before and after adding a connecting conductor in the glass antenna shown in FIG. 4.
  • the glass antenna shown in FIG. 5 is a diagram showing, in an evaluation graph, a deviation in reception sensitivity in the FM band before and after adding a connecting conductor in the glass antenna shown in FIG. 4.
  • the design concept of the glass antenna of the present invention will be briefly described.
  • the AM antenna pattern and the FM antenna pattern are used as AM / FM antenna patterns. It is characterized by the addition of conductors and unification.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an antenna pattern of the glass antenna according to the first embodiment. Here, the antenna pattern for side feeding is illustrated.
  • a rear glass 10 is a glass surface of a rear window of a vehicle.
  • the feeding point 20 is formed on the rear glass 10 and supplies power to each antenna pattern to be described later.
  • the feeding point 20 is formed at a side corner portion of the rear glass 10 (side feeding).
  • the AM / FM combined antenna unit 30 includes an AM antenna pattern 31 (first antenna pattern) that mainly receives an AM band, and an FM antenna pattern 32 (second antenna pattern) that mainly receives an FM band. ,including.
  • the AM antenna pattern 31 includes one vertical conductor 310 extending in the vertical direction substantially at the center of the rear glass 10 and six horizontal conductors extending to the left and right at an interval of about 20 mm perpendicular to the vertical conductor 310. 311 to 316.
  • the FM antenna pattern 32 includes a single horizontal conductor 320 disposed so as to be capacitively coupled to the AM antenna pattern 31.
  • the connecting conductor 40 is indicated by a dotted line.
  • the connecting conductor 40 is connected between any one of the plurality of horizontal conductors 311 to 316 constituting the AM antenna pattern 31 (here, the horizontal conductor 316) and the feeding point 20.
  • any of the horizontal conductors 311 to 316 connected to the feeding point 20 is referred to as a basic AM antenna pattern.
  • An AM / FM combined amplifier 50 (combined amplifier) is connected to the feed point 20, and the AM / FM combined amplifier 50 amplifies the signal received by the AM / FM combined antenna unit 30, and the AM / FM combined receiver. 60.
  • An energization heating type anti-fogging heater 70 is formed below the AM / FM combined antenna unit 30.
  • the energization heating type anti-fogging heater 70 includes a plurality of heater wires 71 and the heater wires. And a bus bar 72 for energizing 71.
  • the horizontal conductors 311 to 316 constituting the AM basic antenna pattern 31 described above are 350 mm or less from the center of the rear glass (vertical conductor 310) (antenna length LAM is 700 mm) or less, and particularly 325 mm to 350 mm. Is preferred.
  • FIG. 2 is a graph showing the deviation in reception sensitivity in the FM band before and after the connection conducting wire 40 is added in the glass antenna of the first embodiment, and shows H polarization (FIG. 2A) and V polarization. Each of the waves (FIG. 2 (b)) is shown. 2A and 2B show deviation [dB] with respect to frequency f [MHz] in the FM band when the antenna length LAM is 600 mm, 650 mm, 700 mm, 800 mm, and 900 mm.
  • the horizontal conductor 320 constituting the FM antenna pattern 32 includes a horizontal conductor 311 (first line) located at the top or top of the AM basic pattern 31 and a horizontal conductor 322 (first line) located therebelow. It is preferable to arrange them between two lines.
  • the connecting conductor 40 is preferably connected to a horizontal conductor 316 located at the bottom of the AM antenna pattern 31 for domestic use, and for North America. It is preferable to connect to the horizontal conductor 314 located third from the bottom.
  • FIG. 3 is a graph showing the reception sensitivity in the FM band when the connection position of the connection conductor 40 is changed, and shows H-polarization (FIG. 3A) and V-polarization (FIG. 3B). ))
  • FIG. 3 (a) and 3 (b) before connecting the connecting conductor 40, when connecting the connecting conductor 40 to the third from the bottom of the AM antenna pattern 31 (horizontal conductor 314), and second from the bottom (horizontal).
  • the reception sensitivity in the case of connecting to the conductor (315) and in the case of connecting to the lowermost part (horizontal conductor 316) is shown.
  • the connecting conductor 40 is connected to the bottom of the horizontal conductors 311 to 316 constituting the AM antenna pattern 31.
  • the sensitivity obtained by connecting to the horizontal conductor 314 located third from the bottom is maximized. It turns out that each is optimal.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a modification of the antenna pattern of the glass antenna according to the first embodiment of the present invention, and here, an antenna pattern for upper side feeding is shown.
  • the feeding point 20 is formed at the substantially central portion of the upper side of the rear glass 10 from the case of the side feeding shown in FIG. Since it is the same as in the case of power feeding, the description is omitted to avoid duplication.
  • the connecting conductor 40 is connected to the horizontal conductor 311 located at the uppermost part of the AM antenna pattern 31 located on the opposite side of the FM antenna pattern 32 where the horizontal conductor 320 is disposed. Is preferred.
  • FIG. 5 is a diagram showing the deviation of the reception sensitivity in the FM band before and after connecting the connecting conductor 40 in the H polarized wave (FIG. 5A) and the V polarized wave (FIG. 5B). is there.
  • FIGS. 6A and 6B show the H polarization (FIG. 6A) and the V polarization (FIG. 6B) regarding the reception sensitivity in the FM band when the connection position of the connection conductor 40 is changed. It is the figure shown about each of b)).
  • the antenna length LAM is 700 mm (350 mm on the left and right) or less because there is little deviation. I know that there is.
  • the connection position of the connection conductor 40 is the same as the horizontal conductor 311 positioned at the top of the horizontal conductors 311 to 316 constituting the AM antenna pattern 31. It is best to connect.
  • the connecting conductor 40 is connected to other than the uppermost part, a frequency at which the reception sensitivity changes extremely in the FM band is generated.
  • the connection is made at the highest level, a deviation occurs in the frequency characteristics, but it is possible to cope with this by adjusting the size of the horizontal conductor 320 constituting the FM antenna pattern 32.
  • the difference between the first embodiment described above and the conventional example disclosed in Patent Document 2 is considered as follows from the size and characteristics of the antenna.
  • the inventors manufactured an antenna pattern of a glass antenna designed based on the design concept described above and an antenna pattern of a glass antenna designed based on the technical concept disclosed in Patent Document 2, and mounted on the vehicle. The performance was compared and evaluated. In the anechoic chamber, the vehicle is rotated 360 degrees to radiate radio waves from one direction to measure the reception sensitivity in each direction of the vehicle to obtain the characteristic value of the reception sensitivity in the entire circumference.
  • the size and reception characteristics of the glass antenna thus made are shown in comparison with FIGS. 7 and 8, respectively.
  • FIG. 7A is a dimensional diagram of each part including the antenna length of the glass antenna manufactured based on the design concept of the glass antenna according to the first embodiment
  • FIG. 7B is a technical concept disclosed in Patent Document 2. It is a dimensional drawing of each part including the antenna length of the glass antenna manufactured based on this. As shown in FIG.
  • the antenna length is set to 700 mm
  • the FM antenna pattern 32 is arranged between the horizontal conductors constituting the AM antenna pattern 31, and AM /
  • the antenna length is 889 mm
  • the FM antenna 205 is disposed in the vicinity of the anti-fogging heater 203
  • the AM There is a great difference in that power is supplied independently from the antenna 204 for the power supply.
  • FIG. 8A is a reception sensitivity characteristic diagram of the domestic FM band (H polarization) of the glass antenna according to the first embodiment
  • FIG. 8B is a diagram of the domestic FM band (H polarization) of the conventional example. Receiving sensitivity characteristic diagrams are respectively shown.
  • the glass antenna according to the first embodiment receives substantially the same reception as the antenna pattern designed based on the technical idea disclosed in Patent Document 2. It can be seen that sensitivity characteristics can be obtained. That is, according to the technique disclosed in Patent Document 2, the FM antenna 205 is provided independently of the AM antenna 204 between the anti-fogging heater 203 and the AM antenna 204. Terminal is required, and accordingly, an input line to the amplifier is also required. In contrast, in the first embodiment, the connection conductor 40 is used as an antenna pattern for both AM / FM, and the number of terminals and the number of input lines are reduced. It has succeeded in obtaining the same performance.
  • connection position between the connection conductor 40 and the AM antenna pattern 31 (basic AM antenna pattern) is connected to the FM antenna pattern 32 at a position 45 mm or more away. It is preferable to do this.
  • the line length is preferably 400 mm or less.
  • connection conductor 40 suitable for the AM / FM combined antenna unit 30 the inventors have improved the reception performance by changing the connection position and the connection line length according to the following conditions. Tried to verify.
  • any of the above layouts as in FIG. 1, six horizontal conductors (311 to 316) constituting the AM antenna pattern 31 are arranged at intervals of 20 mm, and the connecting conductor 40 is connected to the basic AM anten pattern. ing.
  • the FM antenna pattern 32 is disposed between the uppermost horizontal conductor 311 of the AM antenna pattern 31 and the horizontal conductor 312 located below the FM antenna pattern 32, the uppermost horizontal conductor 311. Are excluded from the basic AM antenna pattern connected to the feeding point 20.
  • the distance between the horizontal conductors 312 to 316 as the basic AM antenna pattern and the FM antenna pattern 32 is positioned below the uppermost horizontal conductor 311 from the lowermost horizontal conductor 316 (first stage).
  • the connecting conductor 40 has its wire length changed according to its mounting pattern.
  • the mounting pattern of the connecting conductor 40 extending from the feeding point 20 toward the connecting portion a of the basic AM antenna pattern is a crank shape or a meandering shape. did.
  • connection conductor 40 is arranged in a downward direction perpendicular to the first line 41 extending horizontally from the feeding point 20 toward the connection site a and from the end of the first line 41.
  • a second line 42 extending toward the connection line, a third line 43 extending at right angles from the end of the second line 42 and parallel to the first line toward the connection portion a, and a third line 43
  • a fourth line 44 extending upward from the end at a right angle and parallel to the second line, and horizontally toward the connection site a at a right angle from the end of the fourth line 44 and parallel to the third line 43
  • a fifth line 45 extending perpendicularly from the end of the fifth line 45, and a sixth line 46 extending downward in parallel to the fourth line, perpendicular to the end of the sixth line 46, and With a seventh line 47 connected to a connection point a extending in parallel with the fifth line 45 toward the connection part a You configure the connection conductor 40.
  • the distance between the fifth line extending toward the connection part a and the extension line connecting the feeding point 20 indicated by the dotted line and the connection part a is A
  • the second line and the sixth line The horizontal distance between them is T
  • the number of horizontal repetitions of the pattern represented by the second line to the sixth line is N.
  • N is doubled without changing T, and the intervals of the crank shape or the meandering shape are made close.
  • A is varied in the range of 0 to 40 mm
  • N is varied in the range of 0 to 4 times. This is for measuring the influence of the connection conductor 40 on the reception sensitivity of the FM antenna pattern 32.
  • the AM antenna pattern 31 is arranged in the approximate center of the upper part of the anti-fogging heater 203, the connection position and the connection line length are variable under the conditions summarized in the following table, and the AM / FM antenna An attempt was made to find a connection condition of the connection conductor 40 suitable for the part 30.
  • connection position and the connection line length can be varied under the conditions summarized in the following table. Then, an attempt was made to find a connection condition of the connection conductor 40 suitable for the AM / FM combined antenna unit 30.
  • FM radio band for Japan is 76 to 90 MHz
  • FM radio band for North America is 88 to 108 MHz
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the connection position of the connection conductor 40 that satisfies this requirement and the connection line length.
  • a thick solid line shown in this graph indicates a required value of 25 MHz for a frequency whose characteristics do not change before and after connection as a necessary condition for reception.
  • connection conductor 40 is positioned at a position of 45 mm or more with the FM antenna pattern 32 and the connection line length is 400 mm or less. Can understand.
  • any one of the plurality of horizontal conductors 311 to 316 included in the AM antenna pattern 31 is connected to the feeding point 20 by the connection conductor 40.
  • the AM antenna pattern 31 and the FM antenna patterner 32 can be used as an AM / FM antenna pattern.
  • the influence on the reception sensitivity before and after connecting the connection conductor 40 is slight, and a high-performance AM / FM antenna can be provided without increasing the number of components.
  • the AM antenna pattern 31 and the FM antenna pattern 32 can be adjusted independently, so that the adjustment is easy, and the number of adjustment steps can be reduced.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an antenna pattern of the glass antenna according to the second embodiment.
  • the glass antenna according to the second embodiment has a side feed antenna pattern included in the first embodiment shown in FIG. 1 and a heater wire 71 or a bus bar 72 that constitutes the anti-fogging heater 70.
  • Receiving sensitivity adjusting elements 81a, 81b, 81c connected to the unit.
  • the reception sensitivity adjusting elements 81a, 81b, 81c are connected to a part of the anti-fogging heater 70, and the number of the elements except that the anti-fogging heater 70 (heater wire 71) is also used as a part of the antenna. And the shape does not matter.
  • the glass antenna according to the second embodiment described above in addition to the effects achieved by the first embodiment, after the AM antenna pattern 31 and the FM antenna pattern 32 are connected by the connecting conductor 40 to form an AM / FM antenna pattern, Since the reception sensitivity can be finely adjusted by the reception sensitivity adjustment elements 81a, 81b, and 81c, the adjustment work can be given flexibility and expandability, and convenience can be provided to the adjustment operator.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an antenna pattern of the glass antenna according to the third embodiment.
  • an FM sub-antenna 90 is added to the upper-side feed antenna pattern of the first embodiment shown in FIG.
  • the FM sub-antenna 90 is capacitively coupled to the AM antenna pattern 31 as well as the horizontal conductor 320 of the FM antenna pattern 32 constituting the AM / FM antenna unit 30 and is shown in FIG.
  • it is not essential to form the AM antenna pattern 31 between the horizontal conductors 311 and 312, and it may be provided near the antifogging heater 70, or the antifogging heater 70 may be provided in the AM
  • the FM sub-antenna 90 may be configured by capacitively coupling to the horizontal conductor 320 constituting the FM antenna pattern 32 of the / FM antenna unit 30.
  • an FM diversity antenna can be formed by the AM / FM antenna unit 30 and the FM sub-antenna 90.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an antenna pattern of the glass antenna according to the fourth embodiment.
  • an AM reception sensitivity improving antenna pattern 100 is added to the upper-side feed antenna pattern of the first embodiment shown in FIG.
  • the AM reception sensitivity is determined depending on the area of the AM antenna pattern 31.
  • the AM reception sensitivity improving antenna pattern 100 having a slight influence on the FM reception performance is added.
  • the AM reception sensitivity improving antenna pattern 100 is formed by extending the first line (horizontal conductor 311) and the sixth line (horizontal conductor 316) constituting the AM antenna pattern in the margin direction of the rear glass 10 and performing reverse scanning.
  • the area as the AM antenna pattern 31 is increased in total.
  • the shape of the AM reception sensitivity improving antenna pattern 100 is not limited to the shape shown in FIG. 13, and without changing the antenna length of the horizontal conductor included in the AM antenna pattern 31, and for FM. Any shape that does not affect the reception performance of the antenna pattern 32 is optional.
  • the area of the AM antenna pattern 31 formed on the rear glass 10 can be changed without changing the antenna length of the horizontal conductor included in the AM antenna pattern 31 and FM.
  • the AM reception performance can be improved by expanding and arranging the antenna pattern so as not to affect the reception performance of the antenna pattern.
  • FIG. 14A is a diagram illustrating an antenna pattern of a glass antenna according to the fifth embodiment
  • FIG. 14B is a diagram illustrating a modification thereof.
  • the antenna pattern according to Example 5 is one side-feed antenna pattern that Example 1 shown in FIG.
  • an additional element 320 which is one vertical conductor, is added in parallel with the vertical conductor 310 at a predetermined interval.
  • the horizontal elements 311 to 316 of the AM athena pattern 30 are extended in the mounting direction of the feeding point 20 orthogonal to the additional element 320.
  • This additional element 320 is used for adjusting the reception sensitivity of the FM band when tuning (adjustment) is performed.
  • vertical conductors 320a and 320b which are different from one vertical conductor 310 extending in the vertical direction substantially at the center of the rear glass 10, at both ends of the horizontal elements 311 to 316. May be added respectively.
  • the FM reception sensitivity can be adjusted by the added vertical conductor 310 (or 310a, 310b), so that the adjustment work has flexibility and expandability. This can provide convenience to the adjustment operator.
  • the AM antenna pattern 31 and the FM antenna pattern 32 are connected by the connecting conductor 40 to be integrated as an AM / FM combined antenna pattern. it can.
  • the glass antenna of the present invention can be applied to vehicle window glass, particularly rear glass, to obtain a remarkable effect.
  • AM antenna pattern 31 and the FM antenna pattern 32 are used as AM / FM antenna patterns.
  • the present invention is not limited to AM and FM. It can be applied to a glass antenna having two or more different antenna patterns. The trend of reducing the cost of automobile parts becomes stronger day by day, and the effect obtained by the present invention is great while further cost reduction is required for antennas.
  • SYMBOLS 10 Rear glass (glass surface), 20 ... Feeding point, 30 ... AM / FM combined antenna part, 31 ... AM antenna pattern (first antenna pattern), 32 ... FM antenna pattern (second antenna pattern), 310 ... Vertical conductor, 311 to 316 ... Horizontal conductor, 320 ... Horizontal conductor, 40 ... Connection conductor, 50 ... AM / FM combined amplifier (combined amplifier), 60 ... AM / FM receiver, 70 ... Anti-fogging heater, 71 ... Heater wire, 72 ... Bus bar, 81a, 81b, 81c ... Reception sensitivity adjustment element, 90 ... FM sub-antenna, 100 ... AM reception sensitivity improvement antenna pattern

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Abstract

　ガラス面に形成された受信帯域の異なる２本のアンテナを統一したガラスアンテナが開示される。ガラスアンテナ(30)は、ガラス面(10)に１本の縦向き導体(310)と、この縦向き導体に直交させた複数の水平導体(311～316)からなる第１のアンテナパターン(31)と、この第１のアンテナパターンとは受信帯域が異なり、第１のアンテナパターンと容量結合された１本の水平導体(320)からなる第２のアンテナパターン(32)とを含む。第１のアンテナパターンの複数の水平導体のうち任意の１本は、接続導線(40)を介して給電点(20)に接続されている。第１のアンテナパターン、又は第２のアンテナパターンで受信した信号は、兼用増幅器(50)により増幅される。

Description

ガラスアンテナ
　本発明は、ガラス面に、アンテナパターンと、このアンテナパターンに電力を供給する給電点とが形成された、ガラスアンテナに関する。
　車両のリアウインドウにアンテナ導体が形成されるガラスアンテナは、従来のロッドアンテナに比べ、意匠面で出っ張りがないため、外観上優れている。又、ガラスアンテナは、破損の心配がなく、風切り音が発生しない等の理由で広く使用されるようになった。
　一方、ＡＭ／ＦＭ兼用のアンテナが実装されたガラスアンテナも普及してきた。例えば、防曇用ヒータを構成するバスバーとアース間に高周波チョークコイルを挿入し、この曇り除去用通電加熱ヒータをアンテナとして使用可能なガラスアンテナが、特許文献１に開示されている。
　特許文献１に開示されたガラスアンテナを図１５に基づいて説明すると以下のようになる。
　図１５において、ガラスアンテナ１２１には、主アンテナ１２２、従アンテナ１２３、主アンテナ１２２の給電点１２４が形成されている。また、従アンテナ１２３を構成する曇り除去用通電加熱ヒータ１２６のバスバー１２７の一方は２分割されている。そして、そのバスバー１２７ａ、１２７ｂには、電源用リード線１２８ａ、１２８ｂが接続されている。さらに、この電源用リード線１２８ａ、１２８ｂとアースとの間には、高調波チョークコイル１２９が挿入されており、この高周波チョークコイルによって曇り除去用通電加熱ヒータ１２６を高周波的に絶縁している。このため、曇り除去用通電加熱ヒータ１２６に誘起した電波が漏れなくラジオ受信機に流れる構成になっている。
　しかしながら、特許文献１に開示されたガラスアンテナによれば、主アンテナ１２２は、ＡＭ／ＦＭ兼用の複雑なアンテナパターンになるため、調整のために無視できないほどの時間を要する。また、曇り除去用通電加熱ヒータ１２６をＡＭ受信アンテナとしても使用するため、ノイズ除去用の大電流対応の高価な高周波チョークコイル１２９を必要とする。このための設置スペースを必要とする欠点がある。
　この欠点を解消するために、従来、ＡＭ用アンテナパターンとＦＭ用アンテナパターンとをそれぞれ独立して形成し、高価な大電流対応の高周波チョークコイルを不要とした車両用窓ガラスアンテナ装置が特許文献２に開示されている。
　特許文献２に開示されたガラスアンテナ装置を図１６に基づいて説明すると以下のようになる。
　図１６において、車両用窓ガラスアンテナ装置２０１は、無チョークコイル式防曇用ヒータ２０３の上部に複数の水平アンテナパターンで構成されたＡＭ帯域の信号を受信するＡＭ用アンテナ２０４と、無チョークコイル式防曇用ヒータ２０３とＡＭ用アンテナと２０４との間に設けられる１本の水平アンテナパターンで構成されたＦＭ帯域の信号を受信するＦＭ用アンテナ２０５と、から構成されている。
　上述した特許文献２に開示された技術によれば、高価な大電流対応の高周波チョークコイルを不要とし、また、ＡＭ用アンテナ２０４とＦＭ用アンテナ２０５は、それぞれ独立して形成されるため、調整が比較的簡単になる。特に、ＦＭ用アンテナ２０５は、単純な１本の水平アンテナパターンからなり、仕向地が変わって使用周波数帯が変更になった場合でも長さを変更するだけで対応が可能であり、このため使い勝手が良い。
　しかしながら、特許文献２に開示されたガラスアンテナ装置によれば、ＡＭ用アンテナ２０４とＦＭ用アンテナ２０５がそれぞれ独立しているため、ＡＭ用アンテナ２０４、ＦＭ用アンテナ２０５のそれぞれに接続端子が必要である。また、これに伴い、ＡＭ増幅器２０７、ＦＭ増幅器２０８への入力線もそれぞれ必要になる。また、車両メーカでの組み付け工程においても上述した入力線を用いた接続作業が必要になる。このため、部品点数の削減、および、組み付け、調整に要する工数の削減が望まれていた。
特開昭５７－１８８１０２号公報 特表２００３－５００８７０号公報
　本発明の課題は、部品点数の削減、および組み付け、調整のための工数削減を図った、ガラスアンテナを提供することにある。
　本発明の一面によれば、ガラス面に、アンテナパターンと、このアンテナパターンに電力を供給する給電点とが形成されたガラスアンテナであって、少なくとも１本の縦向き導体と、この縦向き導体に直交させた複数の水平導体からなる第１のアンテナパターンと、給電点に一端が接続され、第１のアンテナパターンとは受信帯域が異なり、第１のアンテナパターンと容量結合された１本の主に水平導体からなる第２のアンテナパターンと、第１のアンテナパターンの複数の水平導体のうち任意の１本を給電点に接続する接続導線と、給電点に接続され、第１のアンテナパターン、及び第２のアンテナパターンで受信した信号を増幅する兼用増幅器と、を備えたガラスアンテナが提供される。
　好ましくは、第１のアンテナパターンの水平導体は、縦向き導体から３２５～３５０ｍｍ伸びている。
　好ましくは、第２のアンテナパターンの水平導体は、第１のアンテナパターンの複数の水平導体のうち、最上部の第１線の上部に配置される。
　好ましくは、第２のアンテナパターンの水平導体は、第１のアンテナパターンの複数の水平導体のうち、最上部の第１線と、この下の第２線との間に配置される。
　好ましくは、給電点は、ガラス面の側辺コーナ部に形成された側辺給電点であって、接続導線は、第１のアンテナパターンの最下部に形成された水平導体に接続される。
　好ましくは、給電点は、ガラス面の側辺コーナ部に形成された側辺給電点であって、接続導線は、第１のアンテナパターンの水平導体のうち、下から３番目の水平導体に接続される。
　好ましくは、給電点は、ガラス面の側辺コーナ部に形成された側辺給電点であって、接続導線は、第２のアンテナパターンとは４５ｍｍ以上離れた位置に接続され、その線長を、４００ｍｍ以下とする。
　好ましくは、給電点は、ガラス面の上辺略中央部に形成された上辺給電点であって、接続導線は、給電点を通るガラス面に垂直な線を境に、第２のアンテナパターンの水平導体が配置された側と反対側に位置する第１のアンテナパターンの最上部の第１線に接続される。
　好ましくは、第１のアンテナパターンの下部に形成された防曇用ヒータと、防曇用ヒータに含まれるバスバー、又はヒータ線の少なくとも一つに接続され、第１のアンテナパターン、および第２のアンテナパターンの受信感度を調整する受信感度調整用素子と、を備えたガラスアンテナが提供される。
　好ましくは、第１、第２のアンテナパターンと給電点を異にする第３のアンテナパターンを形成する１本の水平導体を、第１のアンテナパターンの縦向き導体を境として第２のアンテナパターンを形成する水平導体が配置された側とは反対側に配置し、前記第１、第２のアンテナパターンと、第３のアンテンパターンとによりダイバーシティアンテナを形成する。
　好ましくは、第１のアンテナパターンの下部に形成された防曇用ヒータと、防曇用ヒータの近傍に、第１、第２のアンテナパターンとは給電点を異にする第３のアンテナパターンを形成する水平導体を配置し、第１、第２のアンテナパターンと、第３のアンテナパターンとによりダイバーシティアンテナを形成する。
　好ましくは、第１のアンテナパターンの下部に、第２のアンテナパターンと容量結合された防曇用ヒータが形成され、第１、第２のアンテナパターンと、防曇用ヒータとによりダイバーシティアンテナを形成する。
　好ましくは、ガラス面に形成された第１のアンテナパターンが有する面積を、第１のアンテナパターンに含まれる各水平導体のアンテナ長を変えずに、かつ、第２のアンテナパターンの受信性能への影響が及ばない程度に拡張して配置する。
　本発明に係るガラスアンテナによれば、独立して設けられた受信帯域の異なる第１と第２のアンテナパターンを接続導線により接続したため、それぞれに必要であった端子と入力線が不要になり、したがって、部品点数の削減、および組み付け・調整のための工数削減を図ることができる。
　また、接続導線を接続する前後での受信感度への影響は軽微であり、従来の兼用のアンテナパターンのように調整に多大な時間をかけることなく兼用アンテナパターンを得ることができる。
　又、本発明に係るガラスアンテナによれば、第１のアンテナパターンと第２のアンテナパターンを接続導線で接続した後、受信感度調整素子により受信感度の微調整が可能になり、したがって、調整作業に柔軟性、拡張性を持たせることができ、作業者に利便性を提供することができる。
　更に、第１、第２のアンテナパターンと第３のアンテナパターンとにより簡単にダイバーシティアンテナを構築でき、したがって、電波状況が優れたアンテナの信号を優先的に使用できることから受信品質が向上する。
本発明の実施例１に係るガラスアンテナのアンテナパターンの一例を示す図である。 図１に示したガラスアンテナにおいて、接続導線を付加する前後におけるＦＭ帯域での受信感度の偏差を評価グラフで示した図である。 図１に示したガラスアンテナにおいて、接続導線の接続位置を変化させたときのＦＭ帯域での受信感度を評価グラフで示した図である。 本発明の実施例１に係るガラスアンテナのアンテナパターンの変形例を示す図である。 図４に示したガラスアンテナにおいて、接続導線を付加する前後におけるＦＭ帯域での受信感度の偏差を評価グラフで示した図である。 図４に示したガラスアンテナにおいて、接続導線の接続位置を変化させたときのＦＭ帯域での受信感度を評価グラフで示した図である。 本発明の実施例１に係るガラスアンテナのアンテナサイズと、従来のガラスアンテナのアンテナサイズとを比較して示した図である。 本発明の実施例１に係るガラスアンテナの受信感度と、従来のガラスアンテナの受信感度とを比較して示した図である。 図１における接続導線の実装パターンの一例を示す図である。 図１における接続導線の最適な接続位置及び接続線長と受信周波数範囲との関係を示すグラフである。 本発明の実施例２に係るガラスアンテナのアンテナパターンを示す図である。 本発明の実施例３に係るガラスアンテナのアンテナパターンを示す図である。 本発明の実施例４に係るガラスアンテナのアンテナパターンを示す図である。 本発明の実施例５に係るガラスアンテナのアンテナパターンを示す図である。 従来のガラスアンテナの構成の一例を示す図である。 従来のガラスアンテナの構成の他の一例を示す図である。
　実施の形態の説明に先立ち、本発明のガラスアンテナの設計思想について簡単に説明する。本発明のガラスアンテナは、例えば、ＡＭ用アンテナパターンとＦＭ用アンテナパターンとをそれぞれ独立したアンテナパターンとして調整した後、ＡＭ用アンテナパターンとＦＭ用アンテナパターンとをＡＭ／ＦＭ兼用アンテナパターンとする接続導線を付加して統一したことを特徴とするものである。
　上述した接続導線を付加する前後で各アンテナパターンの受信感度に対する影響は軽微であり、従来のＡＭ／ＦＭ兼用の複雑なアンテナパターンと比較して調整に多大な時間をかけることなく、ＡＭ／ＦＭ兼用アンテナパターンを得ることができる。以下に、その詳細について実施例毎に説明する。
　まず、実施例１について、図１～図６に基づいて説明する。
　図１は、実施例１に係るガラスアンテナのアンテナパターンを示す図であり、ここでは、側辺給電のアンテナパターンを例示している。
　図１において、リアガラス１０は、車両のリアウインドウのガラス面である。給電点２０は、リアガラス１０上に形成され、後述する各アンテナパターンに電力を供給するもので、ここではリアガラス１０の側辺コーナ部に形成されている（側辺給電）。
　ＡＭ／ＦＭ兼用アンテナ部３０は、主にＡＭ帯域を受信するＡＭ用アンテナパターン３１（第１のアンテナパターン）と、主にＦＭ帯域を受信するＦＭ用アンテナパターン３２（第２のアンテナパターン）と、を含む。
　ＡＭ用アンテナパターン３１は、リアガラス１０の略中央に垂直方向に伸びた１本の縦向き導体３１０と、この縦向き導体３１０に直交して２０ｍｍ程度の間隔で左右に伸びた６本の水平導体３１１～３１６からなる。
　ＦＭ用アンテナパターン３２は、ＡＭ用アンテナパターン３１と容量結合されるように配置された１本の水平導体３２０からなる。
　接続導線４０は点線表記されている。接続導線４０は、ＡＭ用アンテナパターン３１を構成する複数の水平導体３１１～３１６のうち任意の１本（ここでは水平導体３１６）と、給電点２０との間に接続される。以下、給電点２０に接続される水平導体３１１～３１６のいずれかを基本ＡＭ用アンテナパターンという。
　給電点２０にはＡＭ／ＦＭ兼用増幅器５０（兼用増幅器）が接続され、ＡＭ／ＦＭ兼用増幅器５０は、ＡＭ用／ＦＭ兼用アンテナ部３０で受信した信号を増幅して、ＡＭ／ＦＭ兼用受信器６０へ供給する。
　尚、ＡＭ／ＦＭ兼用アンテナ部３０の下部には通電加熱式の防曇用ヒータ７０が形成されており、この通電加熱式の防曇用ヒータ７０は、複数のヒータ線７１と、このヒータ線７１に通電するバスバー７２と、からなる。
　上述したＡＭ用基本アンテナパターン３１を構成する水平導体３１１～３１６は、リアガラスのセンタ（縦向き導体３１０）から左右に３５０ｍｍ（アンテナ長ＬＡＭが７００ｍｍ）以下とし、特に、３２５ｍｍ～３５０ｍｍとするのが好適である。
　以下にその根拠について、図２に示す評価グラフを参照しながら説明する。図２は、実施例１のガラスアンテナにおいて、接続導線４０を付加する前後におけるＦＭ帯域での受信感度の偏差をグラフで示した図であり、Ｈ偏波（図２（ａ））とＶ偏波（図２（ｂ））のそれぞれを示している。
　図２（ａ）（ｂ）ともに、アンテナ長ＬＡＭが、６００ｍｍ、６５０ｍｍ、７００ｍｍ、８００ｍｍ、９００ｍｍのときの、ＦＭ帯域での周波数ｆ［ＭＨｚ］に対する偏差［ｄＢ］が示されている。
　図２（ａ）（ｂ）に示されるように、側辺給電の場合、接続導線４０を付加したことによる受信感度への影響を軽微にするためには、周波数か変わっても受信感度の変動がほとんど無い、アンテナ長ＬＡＭを７００ｍｍ（左右に３５０ｍｍ）としたケースが最適であることがわかる。
　なお、ＦＭ用アンテナパターン３２を構成する水平導体３２０は、ＡＭ用基本パターン３１の上部、又は、最上部に位置する水平導体３１１（第１線）と、その下に位置する水平導体３２２（第２線）の間に配置するのが好適である。
　また、側辺給電の場合、図１に示されるように、接続導線４０は、国内向けでＡＭ用アンテナパターン３１の最下部に位置する水平導体３１６に接続するのが好適であり、北米向けで下から３番目に位置する水平導体３１４に接続するのが好適である。
　以下に、その根拠について、図３に示す評価グラフを参照しながら説明する。図３は、接続導線４０の接続位置を変化させたときのＦＭ帯域での受信感度をグラフで示した図であり、Ｈ偏波（図３（ａ））とＶ偏波（図３（ｂ））のそれぞれを示している。
　図３（ａ）（ｂ）ともに、接続導線４０を接続する前と、接続導線４０をＡＭ用アンテナパターン３１の下から３番目（水平導体３１４）に接続した場合と、下から２番目（水平導体３１５）に接続した場合と、最下部（水平導体３１６）に接続した場合のそれぞれにおける受信感度を示す。
　図３（ａ）（ｂ）に示されるように、７６ＭＨｚ～９０ＭＨｚを使用する国内向けガラスアンテナについては、接続導線４０を、ＡＭ用アンテナパターン３１を構成する水平導体３１１～３１６のうち、最下部に位置する水平導体３１６に接続し、また、８８ＭＨｚ～１０８ＭＨｚを使用する北米向けのガラスアンテナについては、最下部から３番目に位置する水平導体３１４に接続すれば得られる感度が最大になるため、それぞれ最適であることがわかる。
　図４は、本発明の実施例１に係るガラスアンテナのアンテナパターンの変形例を示す図であり、ここでは、上辺給電のアンテナパターンが示されている。
　以下に説明する上辺給電の場合、図１に示した側辺給電の場合とは、給電点２０がリアガラス１０の上辺略中央部に形成されることの差異はあるが、アンテナパターンについては側辺給電の場合と同様であるため、重複を回避する意味で説明を省略する。
　但し、上辺給電の場合、接続導線４０は、ＦＭ用アンテナパターン３２の水平導体３２０が配置された側と反対側に位置するＡＭ用アンテナパターン３１の最上部に位置する水平導体３１１に接続するのが好適である。
　以下にその根拠について、図５、図６に示す評価グラフを参照しながら説明する。図５は、接続導線４０を接続する前後におけるＦＭ帯域での受信感度の偏差について、Ｈ偏波（図５（ａ））とＶ偏波（図５（ｂ））のそれぞれで示した図である。また、図６（ａ）（ｂ）は、接続導線４０の接続位置を変化させた場合のＦＭ帯域での受信感度について、Ｈ偏波（図６（ａ））とＶ偏波（図６（ｂ））のそれぞれについて示した図である。
　上辺給電の場合も実施例１で説明した側辺給電同様、図５（ａ）（ｂ）に示されるように、アンテナ長ＬＡＭを７００ｍｍ（左右に３５０ｍｍ）以下とするのが偏差が少なく最適であることがわかる。
　また、図６（ａ）（ｂ）に示されるように、接続導線４０の接続位置については、ＡＭ用アンテナパターン３１を構成する水平導体３１１～３１６のうち、最上部に位置する水平導体３１１に接続するのが最適である。接続導線４０を最上部以外に接続すると、ＦＭ帯域内で受信感度が極端に変化する周波数が発生する。これに対し、最上位に接続した場合、周波数特性にずれは発生するが、ＦＭ用アンテナパターン３２を構成する水平導体３２０のサイズを調整することで対応が可能になっている。
　ここで、上述した実施例１と、特許文献２に開示された従来例との差異について、アンテナのサイズ、および特性面から考察すると以下のようになる。
　発明者らは、上述した設計思想に基づき設計したガラスアンテナのアンテナパターンと、特許文献２に開示された技術思想に基づき設計したガラスアンテナのアンテナパターンとを製造して車両に装着し、その車両を電波暗室に持ち込んで性能を比較評価した。電波暗室内では、車両を３６０度回転させながら電波を一方向から放射して車両の各方向での受信感度を測定し、全周での受信感度の特性値を得るものであり、その時に使用されたガラスアンテナのサイズと受信特性とを、それぞれ図７、図８に比較して示した。
　図７（ａ）は、実施例１に係るガラスアンテナの設計思想に基づき製造されたガラスアンテナのアンテナ長を含む各部の寸法図、図７（ｂ）は、特許文献２に開示された技術思想に基づき製造されたガラスアンテナのアンテナ長を含む各部の寸法図である。
　図７（ａ）に示されるように、実施例１では、アンテナ長を７００ｍｍとし、ＦＭ用アンテナパターン３２をＡＭ用アンテナパターン３１を構成する水平導体の間に配置し、接続導線４０によりＡＭ／ＦＭアンテナパターンとしているのに対し、特許文献２に開示された技術思想に基づき設計されたアンテナパターンでは、アンテナ長を８８９ｍｍとし、ＦＭ用アンテナ２０５を防曇用ヒータ２０３の近傍に配置し、ＡＭ用アンテナ２０４とは独立して給電される点に大きな差異がある。
　図８（ａ）は、実施例１に係るガラスアンテナの国内向けＦＭ帯域（Ｈ偏波）の受信感度特性図、図８（ｂ）は、従来例における国内向けＦＭ帯域（Ｈ偏波）の受信感度特性図、をそれぞれ示す。
　図８（ａ）（ｂ）の受信感度特性図から明らかなように、実施例１に係るガラスアンテナによれば、特許文献２に開示された技術思想に基づき設計されたアンテナパターンとほぼ同じ受信感度特性が得られることがわかる。
　すなわち、特許文献２に開示された技術によれば、ＦＭ用アンテナ２０５は、防曇用ヒータ２０３とＡＭ用アンテナ２０４との間にＡＭ用アンテナ２０４とは独立して設けられ、このため、それぞれに端子が必要であり、それに伴い増幅器への入力線も必要である。これに対し、実施例１では、接続導線４０によりＡＭ／ＦＭ兼用のアンテナパターンとすることで、端子数、入力線数を削減しているにも関わらず、特許文献２に開示された技術と同じ性能を得ることに成功している。
　尚、周辺給電の場合、接続導線４０の接続条件として、接続導線４０とＡＭ用アンテナパターン３１（基本ＡＭ用アンテナパターン）との接続位置は、ＦＭアンテナ用パターン３２と４５ｍｍ以上離れた位置に接続するのが好ましい。又、その線長は、４００ｍｍ以下にするのが好ましい。
　以下にその根拠について説明する。
　発明者らは、ＡＭ／ＦＭ兼用アンテナ部３０に適した接続導線４０の接続条件をより明確化するために、以下に示す条件に従い、接続位置と接続線長とを変動させることによる受信性能の検証を試みた。
　ここでは、ＡＭ用アンテナパターン３１を図１に示すように、防曇用ヒータ２０３の上部略中央に配置した場合の配線レイアウトと、防曇用ヒータ２０３の上部略中央から１００ｍｍ右にずらした位置に配置した場合の配線レイアウトに関して検証した。
　上記のいずれのレイアウトにおいても、図１同様、ＡＭ用アンテナパターン３１を構成する水平導体を、２０ｍｍ間隔で６本（３１１～３１６）配置し、接続導線４０をその基本ＡＭ用アンテンパターンに接続している。尚、ここでは、ＦＭ用アンテナパターン３２が、ＡＭ用アンテナパターン３１の最上部の水平導体３１１と、その下に位置する水平導体３１２との間に配置されているため、最上部の水平導体３１１は、給電点２０に接続される基本ＡＭ用アンテナパターンから除外されている。
　このため、基本ＡＭ用アンテナパターンとしての各水平導体３１２～３１６とＦＭ用アンテナパターン３２との間隔は、最下部の水平導体３１６（１段目）から最上部の水平導体３１１の下に位置する水平導体３１２（５段目）に向かって、８５ｍｍ、６５ｍｍ、４５ｍｍ、２５ｍｍ、５ｍｍのように順次変化させることになる。
　接続導線４０は、その実装パターンにより線長を変更することとした。
　例えば、図９（ａ）に示すように、給電点２０から、基本ＡＭアンテナパターン（水平導体３１２～３１６）の接続部位ａに向かって延びる接続導線４０の実装パターンを、クランク形状もしくは蛇行形状とした。
　具体的に、図９（ａ）に示す例では、接続導線４０を、給電点２０から接続部位ａに向かって水平に延びる第１線４１と、この第１線４１の末端から直角に下方向に向かって延びる第２線４２と、この第２線４２の末端から直角に、且つ第１線と平行に接続部位ａに向かって水平方向に延びる第３線４３と、この第３線４３の末端から直角に、且つ第２線と平行に上方向に延びる第４線４４と、この第４線４４の末端から直角に、且つ、第３線４３と平行に接続部位ａに向かって水平に延びる第５線４５と、この第５線４５の末端から直角に、且つ第４線と平行に下方向に向かって延びる第６線４６と、この第６線４６の末端から直角に、且つ、第５線４５と平行に接続部位ａに向かって水平に延びる接続点ａに繋がる第７線４７とにより、接続導線４０を構成した。
　ここでは便宜上、接続部位ａに向かって延びる第５線と、点線表記された給電点２０と接続部位ａとを結ぶ延長線との間の距離をＡとし、第２線と第６線との間の水平方向の距離をＴとし、第２線から第６線迄で表されるパターンの水平方向の繰り返し回数をＮとする。
　尚、図９（ｂ）に示す例は、Ｔを変えずにＮを２倍にし、クランク形状もしくは蛇行形状の間隔を密にしたものである。このように、Ａを０～４０ｍｍの範囲で変動させ、かつ、Ｎを０～４回の範囲で変動させることとした。これは、接続導線４０が、ＦＭ用アンテナパターン３２の受信感度に与える影響を測定するためである。
　即ち、ＡＭ用アンテナパターン３１を、防曇用ヒータ２０３の上部略中央に配置した場合の配線レイアウトで、次表に纏めた条件で接続位置と接続線長とを可変とし、ＡＭ／ＦＭ兼用アンテナ部３０に適した接続導線４０の接続条件を見つけることを試みた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　又、ＡＭ用アンテナパターン３１を、防曇用ヒータ２０３の上部略中央から１００ｍｍ右にずらした位置に配置した場合の配線レイアウトで、次表に纏めた条件で接続位置と接続線長とを可変とし、ＡＭ／ＦＭ兼用アンテナ部３０に適した接続導線４０の接続条件を見つけることを試みた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　検証結果を以下に説明する。日本国内向けのＦＭラジオ帯域は７６～９０ＭＨｚ、北米向けＦＭラジオ帯域は８８～１０８ＭＨｚであり、その帯域受信に必要な条件として、接続前後で特性が変化しない周波数の値を２５ＭＨｚは確保したいという要求がある。
　この要求を満足する接続導線４０の接続位置と接続線長との関係が図１０にグラフで示されている。このグラフに示される太実線は、受信に必要な条件として接続前後で特性が変化しない周波数の要求値２５ＭＨｚを示す。
　図１０のグラフから明らかなように、要求値である２５ＭＨｚを確保するために、接続導線４０は、ＦＭ用アンテナパターン３２との間隔を４５ｍｍ以上の位置とし、接続線長が４００ｍｍ以下であることが理解できる。
　以上説明のように、本発明の実施例１に係るガラスアンテナによれば、ＡＭ用アンテナパターン３１が有する複数の水平導体３１１～３１６のうち任意の１本を接続導線４０により給電点２０に接続することで、ＡＭ用アンテナパターン３１とＦＭ用アンテナパターナ３２とをＡＭ／ＦＭ兼用アンテナパターンとすることができる。
　このとき、接続導線４０を接続する前後での受信感度への影響は軽微であり、部品点数を増加させることなく高性能なＡＭ／ＦＭアンテナを提供できる。また、接続導線４０を接続する前に、ＡＭ用アンテナパターン３１とＦＭ用アンテナパターン３２を独立して調整が可能になるため調整が容易であり、調整工数の削減がはかれる。
　次に、実施例２について、図１１を参照しながら説明する。
　図１１は、実施例２に係るガラスアンテナのアンテナパターンを示す図である。
　図１１に示されるように、実施例２に係るガラスアンテナは、図１に示す実施例１が有する側辺給電アンテナパターンに、防曇用ヒータ７０を構成するヒータ線７１、又はバスバー７２の一部に接続された受信感度調整用素子８１ａ、８１ｂ、８１ｃを有する。この受信感度調整用素子８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、防曇用ヒータ７０の一部に接続され防曇用ヒータ７０（ヒータ線７１）もアンテナの一部として活用することを除けば、その個数、および形状は問わない。
　上述した実施例２に係るガラスアンテナによれば、実施例１が奏する効果に加え、ＡＭ用アンテナパターン３１とＦＭ用アンテナパターン３２を接続導線４０で接続してＡＭ／ＦＭアンテナパターンとした後、受信感度調整素子８１ａ、８１ｂ、８１ｃにより受信感度の微調整が可能になるため、調整作業に柔軟性、拡張性を持たせることができ、調整作業者に利便性を提供することができる。
　次に、実施例３について、図１２を参照しながら説明する。
　図１２は、実施例３に係るガラスアンテナのアンテナパターンを示す図である。
　図１２に示されるように、実施例３に係るアンテナパターンは、図４に示す実施例１が有する上辺給電のアンテナパターンに、ＦＭ用サブアンテナ９０が付加されている。
　なお、このＦＭ用サブアンテナ９０は、ＡＭ／ＦＭアンテナ部３０を構成するＦＭ用アンテナパターン３２の水平導体３２０同様、ＡＭアンテナ用パターン３１とは容量結合されるものとし、また、図１２に示されるように、ＡＭアンテナ用パターン３１を構成する水平導体３１１と３１２との間に形成することは必須で無く、防曇用ヒータ７０近傍に設けても、あるいは、防曇用ヒータ７０を、ＡＭ／ＦＭアンテナ部３０のＦＭ用アンテナパターン３２を構成する水平導体３２０と容量結合することで、ＦＭサブアンテナ９０としても良い。
　上述した実施例３に係るガラスアンテナによれば、実施例１が有する効果を奏する他に、ＡＭ／ＦＭアンテナ部３０と、ＦＭサブアンテナ９０とによりＦＭダイバーシティアンテナを形成することができ、電波状況が優れたアンテナの信号を優先的に使用できることから受信品質が向上する。
　次に、実施例４について、図１３を参照しながら説明する。
　図１３は、実施例４に係るガラスアンテナのアンテナパターンを示す図である。
　図１３示されるように、実施例４に係るアンテナパターンは、図４に示す実施例１が有する上辺給電のアンテナパターンに、ＡＭ受信感度向上用アンテナパターン１００が付加されている。周知のように、ＡＭ受信感度は、ＡＭ用アンテナパターン３１の面積に依存して決まる。このため、実施例４では、本発明の設計思想に基づきアンテナ設計を行った後、ＦＭ受信性能への影響が軽微なＡＭ受信感度向上用アンテナパターン１００を付加した。
　ここでは、ＡＭ受信感度向上用アンテナパターン１００は、ＡＭ用アンテナパターンを構成する第１線（水平導体３１１）と第６線（水平導体３１６）とをリアガラス１０の余白方向に延長して逆コの字に接続し、ＡＭ用アンテナパターン３１としての面積をトータルで大きくしている。
　なお、ＡＭ受信感度向上用アンテナパターン１００の形状は、図１３に示される形状に制限されるものではなく、ＡＭ用アンテナパターン３１に含まれる水平導体のアンテナ長を変えることなく、かつ、ＦＭ用アンテナパターン３２の受信性能への影響が及ばない範囲の形状であれば任意である。
　上述した実施例４に係るガラスアンテナによれば、リアガラス１０に形成されたＡＭ用アンテナパターン３１が有する面積を、ＡＭ用アンテナパターン３１に含まれる水平導体のアンテナ長を変えることなく、かつ、ＦＭ用アンテナパターンの受信性能への影響が及ばない程度に拡張して配置することで、実施例１が奏する効果の他に、ＡＭ受信性能を向上させることができる。
　次に、実施例５について、図１４（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
　図１４（ａ）は、実施例５に係るガラスアンテナのアンテナパターンを示す図、図１４（ｂ）はその変形例を示す図である。
　図１４（ａ）に示されるように、実施例５に係るアンテナパターンは、図１に示す実施例１が有する側辺給電のアンテナパターンに、リアガラス１０の略中央に垂直方向に伸びた１本の縦向き導体３１０とは別に、この縦向き導体３１０とは所定の間隔を空けて平行に１本の縦向き導体である追加素子３２０を付加した。このとき、ＡＭアテナパターン３０の水平素子３１１～３１６は、その追加素子３２０に直交して給電点２０の実装方向に延長される。この追加素子３２０は、チューニング（調整）を実施する際のＦＭ帯域の受信感度調整のために用いられる。
　又、図１４（ｂ）に示されるように、水平素子３１１～３１６の両端に、リアガラス１０の略中央に垂直方向に伸びた１本の縦向き導体３１０とは別の縦向き導体３２０ａ、３２０ｂをそれぞれ付加しても良い。
　上述した実施例５に係るガラスアンテナによれば、付加される縦向き導体３１０（又は、３１０ａ、３１０ｂ）によりＦＭ受信感度の調整が可能になるため、調整作業に柔軟性、拡張性を持たせることができ、調整作業者に利便性を提供することができる。又、これとは独立に行われるＡＭアンテンパターン３１のチューニング後、ＡＭ用アンテナパターン３１とＦＭ用アンテナパターン３２とを接続導線４０で接続することで、ＡＭ／ＦＭ兼用アンテナパターンとして統合することができる。
　本発明のガラスアンテナは、車両の窓ガラス、特に、リアガラスに適用して顕著な効果が得られる。なお、上述した実施例１～実施例４では、ＡＭ用アンテナパターン３１とＦＭ用アンテナパターン３２とをＡＭ／ＦＭ兼用アンテナパターンとする例についてのみ説明したが、ＡＭ、ＦＭに限らず、受信帯域が異なる２以上のアンテナパターンを兼用するガラスアンテナへの適用が可能である。自動車部品のコスト削減傾向は日増しに強くなり、アンテナについても一層のコスト削減が要求されている中で本発発明により得られる効果は大きい。
　１０…リアガラス（ガラス面）、２０…給電点、３０…ＡＭ／ＦＭ兼用アンテナ部、３１…ＡＭ用アンテナパターン（第１のアンテナパターン）、３２…ＦＭ用アンテナパターン（第２のアンテナパターン）、３１０…縦向き導体、３１１～３１６…水平導体、３２０…水平導体、４０…接続導線、５０…ＡＭ／ＦＭ兼用増幅器（兼用増幅器）、６０…ＡＭ／ＦＭ受信機、７０…防曇用ヒータ、７１…ヒータ線、７２…バスバー、８１ａ、８１ｂ、８１ｃ…受信感度調整用素子、９０…ＦＭ用サブアンテナ、１００…ＡＭ受信感度向上用アンテナパターン

Claims (13)

  1. 　ガラス面に、アンテナパターンと、このアンテナパターンに電力を供給する給電点とが形成されたガラスアンテナであって、
    　少なくとも１本の縦向き導体と、この縦向き導体に直交させた複数の水平導体からなる第１のアンテナパターンと、
    　前記給電点に一端が接続され、前記第１のアンテナパターンとは受信帯域が異なり、前記第１のアンテナパターンと容量結合された１本の主に水平導体からなる第２のアンテナパターンと、
    　前記第１のアンテナパターンの前記複数の水平導体のうち任意の１本を前記給電点に接続する接続導線と、
    　前記給電点に接続され、前記第１のアンテナパターン、及び前記第２のアンテナパターンで受信した信号を増幅する兼用増幅器と、
    　を備えたことを特徴とするガラスアンテナ。
  2. 　前記第１のアンテナパターンの水平導体は、
    　前記縦向き導体から３２５～３５０ｍｍ伸びていることを特徴とする請求項１記載のガラスアンテナ。
  3. 　前記第２のアンテナパターンの水平導体は、
    　前記第１のアンテナパターンの前記複数の水平導体のうち、最上部の第１線の上部に配置されることを特徴とする請求項１記載のガラスアンテナ。
  4. 　前記第２のアンテナパターンの水平導体は、
    　前記第１のアンテナパターンの前記複数の水平導体のうち、最上部の第１線と、この下の第２線との間に配置されることを特徴とする請求項１記載のガラスアンテナ。
  5. 　前記給電点は、
    　前記ガラス面の側辺コーナ部に形成された側辺給電点であって、
    　前記接続導線は、
    　前記第１のアンテナパターンの最下部に形成された水平導体に接続されることを特徴とする請求項１記載のガラスアンテナ。
  6. 　前記給電点は、
    　前記ガラス面の側辺コーナ部に形成された側辺給電点であって、
    　前記接続導線は、
    　前記第１のアンテナパターンの水平導体のうち、下から３番目の水平導体に接続されることを特徴とする請求項１記載のガラスアンテナ。
  7. 　前記給電点は、
    　前記ガラス面の側辺コーナ部に形成された側辺給電点であって、
    　前記接続導線は、
    　前記第２のアンテナパターンとは４５ｍｍ以上離れた位置に接続され、その線長を、４００ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１記載のガラスアンテナ。
  8. 　前記給電点は、
    　前記ガラス面の上辺略中央部に形成された上辺給電点であって、
    　前記接続導線は、
    　前記給電点を通る前記ガラス面に垂直な線を境に、前記第２のアンテナパターンの水平導体が配置された側と反対側に位置する前記第１のアンテナパターンの最上部の第１線に接続されることを特徴とする請求項１記載のガラスアンテナ。
  9. 　前記第１のアンテナパターンの下部に形成された防曇用ヒータと、
    　前記防曇用ヒータに含まれるバスバー、又はヒータ線の少なくとも一つに接続され、前記第１のアンテナパターン、および前記第２のアンテナパターンの受信感度を調整する受信感度調整用素子と、
    　を備えたことを特徴とする請求項１記載のガラスアンテナ。
  10. 　前記第１、第２のアンテナパターンと給電点を異にする第３のアンテナパターンを形成する１本の水平導体を、前記第１のアンテナパターンの縦向き導体を境として前記第２のアンテナパターンを形成する水平導体が配置された側とは反対側に配置し、前記第１、第２のアンテナパターンと、前記第３のアンテンパターンを形成する１本の水平導体とによりダイバーシティアンテナを形成することを特徴とする請求項１記載のガラスアンテナ。
  11. 　前記第１のアンテナパターンの下部に形成された防曇用ヒータと、
    　前記防曇用ヒータの近傍に、前記第１、第２のアンテナパターンとは給電点を異にする第３のアンテナパターンを形成する１本の水平導体を配置し、前記第１、第２のアンテナパターンと、前記第３のアンテナパターンとによりダイバーシティアンテナを形成することを特徴とする請求項１記載のガラスアンテナ。
  12. 　前記第１のアンテナパターンの下部に、前記第２のアンテナパターンと容量結合された防曇用ヒータが形成され、前記第１、第２のアンテナパターンと、前記防曇用ヒータとによりダイバーシティアンテナを形成することを特徴とする請求項１記載のガラスアンテナ。
  13. 　前記ガラス面に形成された第１のアンテナパターンが有する面積を、前記第１のアンテナパターンに含まれる各水平導体のアンテナ長を変えずに、かつ、前記第２のアンテナパターンの受信性能への影響が及ばない程度に拡張して配置することを特徴とする請求項１記載のガラスアンテナ。
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