WO2011004877A1 - 車両用窓ガラス及びアンテナ - Google Patents

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WO2011004877A1
WO2011004877A1 PCT/JP2010/061643 JP2010061643W WO2011004877A1 WO 2011004877 A1 WO2011004877 A1 WO 2011004877A1 JP 2010061643 W JP2010061643 W JP 2010061643W WO 2011004877 A1 WO2011004877 A1 WO 2011004877A1
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conductive film
glass plate
antenna
slot
electrodes
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PCT/JP2010/061643
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French (fr)
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修 加賀谷
耕司 井川
幸太郎 末永
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旭硝子株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1271—Supports; Mounting means for mounting on windscreens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle window glass provided with an antenna on a conductive film provided on a glass plate, and an antenna having a slot formed in the conductive film.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a laminated glass for a vehicle formed by sandwiching a conductive film 3 and an intermediate film 4 between glass plates 1 and 2.
  • the antenna conductor 5 for receiving radio waves is formed on the laminated glass on the inside of the vehicle as in the past, the reception characteristics required for the antenna conductor 5 by shielding the radio waves coming from outside the vehicle with the conductive film 3. May not be sufficiently obtained.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-45817 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-175166 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-59123 US Pat. No. 5,012,255
  • Patent Documents 1, 2, and 4 are slot antennas that use a slot between a flange of a vehicle body to which a glass plate is fixed and a conductive film.
  • the size of the slot is determined for each vehicle model.
  • it resonates at a predetermined frequency. It is difficult to do.
  • the positional relationship between the flange and the conductive film must be accurately controlled.
  • Patent Document 4 when the slot is provided in the conductive film in addition to the slot between the flange of the vehicle body and the conductive film, the effect of the conductive film is reduced if the slot is large, and the glass plate is heated and bent.
  • the molding there is a problem that a large heat distribution is generated on the glass plate depending on the presence or absence of the conductive film, and the molding accuracy is lowered.
  • the present invention can resonate at a predetermined frequency regardless of the size of the slot between the flange of the vehicle body and the conductive film, and does not require the installation accuracy of the glass plate to the vehicle body flange.
  • An object is to provide a vehicle window glass and an antenna using a conductive film.
  • a vehicle window glass comprises: A vehicle window glass having a glass plate, a conductive film laminated on the glass plate, and an antenna configured by installing a feeding structure on the conductive film,
  • the power feeding structure has a dielectric and a pair of electrodes
  • the conductive film has a slot whose one end is an end of the conductive film, and is disposed between the glass plate and the dielectric
  • the pair of electrodes is disposed on the opposite side of the conductive film with the dielectric interposed therebetween, and is disposed so that the slot is sandwiched between the pair of electrodes when the pair of electrodes is projected onto the conductive film. It is characterized by being capacitively coupled.
  • the antenna according to the present invention is An antenna having a glass plate, a conductive film laminated on the glass plate, and a feeding structure provided on the conductive film,
  • the power feeding structure has a dielectric and a pair of electrodes
  • the conductive film has a slot whose one end is an end of the conductive film, and is disposed between the glass plate and the dielectric
  • the pair of electrodes is disposed on the opposite side of the conductive film with the dielectric interposed therebetween, and is disposed so that the slot is sandwiched between the pair of electrodes when the pair of electrodes is projected onto the conductive film. It is characterized by being connected to each other.
  • the present invention it is possible to resonate at a predetermined frequency regardless of the size of the slot between the flange of the vehicle body and the conductive film, and it does not require the installation accuracy of the glass plate to the vehicle body flange.
  • An antenna using a conductive film can be realized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a laminated glass for a vehicle formed by sandwiching a conductive film 3 and an intermediate film 4 between glass plates 1 and 2.
  • FIG. It is an exploded view of the window glass for vehicles and antenna which concern on this invention. It is a front view of the window glass 100 for vehicles which is the 1st Embodiment of this invention. 2 is an enlarged view of an antenna 20. FIG. This is an example in which an independent slot 24 is added.
  • the glass plate 12 is coated with a conductive film 13.
  • the conductive film 13 is sandwiched between the intermediate film 14A and the intermediate film 14B. In the form of FIG. 4B, the conductive film 13 is not offset with respect to the glass plate 12.
  • the glass plate 11 is coated with a conductive film 13.
  • the conductive film 13 between the glass plate 11 and the dielectric substrate 32 is coated on the glass plate 11.
  • the conductive film 13 between the glass plate 11 and the dielectric substrate 32 is bonded to the glass plate 11 with an adhesive 38A.
  • the masking film 18 is arranged between the glass plate 12 and the electrode 16. In this embodiment, the masking film 18 is disposed between the glass plate 11 and the conductive film 13.
  • FIG. 3B simulation result and experiment result of S11 regarding embodiment of the window glass for vehicles and antenna which concern on this invention.
  • FIG. 3C simulation result and experiment result of S11 regarding embodiment
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a laminated glass in which a dielectric substrate 48 is attached to a glass plate 12. It is a conceptual diagram of the antenna which added the independent slot 24 (24A, 24B) to the antenna of the form of FIG. 3B. It is a front view (vehicle interior view) of the laminated glass attached to the vehicle body opening. The average antenna gain when the distance L5 is changed is shown. The average antenna gain when the terminal position Ly is changed is shown. It is the figure which moved the electrode 16 to the right, fixing the position of the slot 23. FIG. The ratio band when the area ratio Sr is changed is shown.
  • the ratio band when the impedance Zc which changes according to the area of the electrode 16 is changed is shown.
  • the average antenna gain when the antenna length H1 is changed is shown.
  • the average antenna gain when the antenna width W5 is changed is shown.
  • FIG. 18 shows a configuration in which two thin line slots 23B1 and 23B2 are arranged at the same pitch as the antenna width W5 in FIG. 18A.
  • FIG. 18A shows a configuration in which four thin line slots 23C1-23C4 are arranged at equal intervals between antenna widths W5.
  • a configuration in which the fine line slot 23D1 and the fine line slot 23D2 are connected by a through slot 23D3 is shown.
  • the vehicle window glass according to the present invention may be a windshield attached to the front of the vehicle or a side glass attached to a side portion of the vehicle. Moreover, the rear glass attached to a rear part may be sufficient.
  • FIG. 2 is an exploded view of the vehicle window glass and antenna according to the present invention.
  • the vehicle window glass shown in FIG. 2 is formed by combining a glass plate 11 that is a first glass plate disposed on the vehicle exterior side and a glass plate 12 that is a second glass plate disposed on the vehicle interior side. Laminated glass.
  • FIG. 2 shows components of the vehicle window glass and the antenna according to the present invention separated in a normal direction to the surface of the glass plate 11 (or the glass plate 12).
  • the conductive film 13 is disposed between the glass plate 11 and the glass plate 12, and the pair of electrodes 16 composed of the electrodes 16 ⁇ / b> A and 16 ⁇ / b> B are formed by It is arrange
  • a slot 23 is formed in the conductive film 13. The slot 23 is in contact with the upper edge 13 a of the conductive film 13. That is, one end of the slot 23 is opened at the upper edge 13 a that is the outer peripheral edge of the conductive film 13.
  • the glass plate 11, the conductive film 13 in which the slot 23 is formed, the glass plate 12, and the pair of electrodes 16 are laminated in this order to form an antenna.
  • the conductive film 13 is arranged in a layer between the glass plate 11 and the glass plate 12, and the glass plate 12 is arranged in a layer between the conductive film 13 and the electrode 16.
  • the antenna can be configured by the conductive film, the slot formed in the conductive film, and the pair of electrodes, the fanaticism can be achieved at a predetermined frequency regardless of the slot between the vehicle body flange and the conductive film.
  • An intermediate film 14 ⁇ / b> A is disposed between the glass plate 11 and the conductive film 13, and an intermediate film 14 ⁇ / b> B is disposed between the conductive film 13 and the glass plate 12.
  • the glass plate 11 and the conductive film 13 are joined by an intermediate film 14A
  • the conductive film 13 and the glass plate 12 are joined by an intermediate film 14B.
  • the intermediate films 14A and 14B are, for example, thermoplastic polyvinyl butyral.
  • the relative dielectric constant ⁇ r of the intermediate films 14A and 14B can be 2.8 or more and 3.0 or less, which is the relative dielectric constant of a general intermediate film of laminated glass.
  • the glass plates 11 and 12 are transparent plate-like dielectrics. Further, either one of the glass plates 11 and 12 may be translucent, or both the glass plates 11 and 12 may be translucent.
  • An antenna is formed by installing a feeding structure including a glass plate 12 as a dielectric and a pair of electrodes 16 on the conductive film 13 in which the slots 23 are formed.
  • the conductive film 13 is a conductive heat ray reflective film that can reflect heat rays coming from the outside.
  • the conductive film 13 is transparent or translucent.
  • the conductive film 13 illustrated in FIG. 2 is a conductive film formed on the surface of polyethylene terephthalate, but may be a conductive film formed on the surface of a glass plate.
  • the conductive film 13 is formed with a slot 23 having the upper edge 13a of the conductive film 13 as an open end.
  • the electrode 16 composed of the electrodes 16A and 16B is disposed on the surface on the inner side of the glass plate 12, that is, the surface opposite to the surface facing the conductive film 13.
  • the electrode 16 is disposed so as to be exposed on the inner surface of the glass plate 12.
  • the slot 23 extends in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the slot 23 and parallel to the film surface of the conductive film 13. It is arrange
  • the electrode 16B is capacitively coupled to the second coupling portion 22 that is a portion projected onto the conductive film via the glass plate 12 and the intermediate film 14B.
  • the first coupling portion 21 is located on one side of the conductive film 13 defined by the slot 23, and the second coupling portion 22 is located on the other side across the slot 23.
  • the antenna of this aspect has a laminated structure in which a conductive film 13 is disposed between a glass plate 11 and a glass plate 12, and a pair of electrodes 16 composed of electrodes 16 ⁇ / b> A and 16 ⁇ / b> B sandwich the glass plate 12.
  • a slot 23 which is disposed on the opposite side to the position where the conductive film 13 is disposed and one end of which is an open end, is formed in the conductive film 13.
  • the first coupling portion 21 that is a projection portion of the electrode 16A onto the conductive film 13 and the second coupling portion 22 that is a projection portion of the electrode 16B onto the conductive film 13 are positioned with the slot 23 interposed therebetween.
  • the pair of electrodes is formed such that the electrode 16A and the first coupling portion 21 are separated by a distance capable of capacitive coupling, and the electrode 16B and the second coupling portion 22 are separated by a distance capable of capacitive coupling. 16 is provided.
  • the antenna of this aspect has an effect of shortening the antenna by electrostatic coupling between the electrode 16A and the first coupling portion 21 and electrostatic coupling between the electrode 16B and the second coupling portion 22, and a general notch antenna or the like.
  • the length of the slot 23 can be made shorter than the required slot length. Therefore, the slot 23 can be made small, and the portion where the conductive film is not formed can be made small.
  • the slot 23 is formed with a shape and size suitable for reception of radio waves in a frequency band to be received by the antenna.
  • the slot 23, that is, the shape and size of the slot 23 may be set so as to satisfy the required value of the antenna gain necessary for receiving the radio wave in the frequency band that the antenna should receive.
  • the slot 23 is formed so as to be suitable for receiving radio waves in the terrestrial digital television broadcast band 470 to 710 MHz.
  • the arrangement position of the antenna on the glass is not particularly limited as long as the antenna is suitable for reception of radio waves in a frequency band to be received.
  • the antenna of this aspect is disposed in the vicinity of the vehicle body opening end, which is an attachment site of the vehicle window glass. As shown in FIG. 10, it is preferable to arrange in the vicinity of the vehicle body opening end 41 on the roof side in terms of improving the antenna gain. Further, it may be arranged at a position moved to the right or left from the position shown in FIG. 10 so as to approach the vehicle body opening end 42 or 44 on the pillar side. Further, it may be disposed in the vicinity of the chassis-side vehicle body opening end 43. In the case of FIG. 10, the longitudinal direction of the slot 23 coincides with the direction orthogonal to the side of the vehicle body opening end 41 or 43.
  • the antenna of this embodiment has a laminated structure in which a conductive film 13 is disposed between a glass plate 11 and a glass plate 12, and includes a signal line side electrode 16A, a ground line side electrode 16B, A first coupling portion 21 electrostatically coupled to the electrode 16A via the glass plate 12, a second coupling portion 22 electrostatically coupled to the electrode 16B via the glass plate 12, and a first coupling portion 21. And a slot 23 sandwiched between the second coupling portions 22.
  • the electrode 16A may be an electrode on the ground line side
  • the electrode 16B may be an electrode on the signal line side.
  • the electrode 16A is connected to a signal line connected to a signal processing device (for example, an amplifier) mounted on the vehicle body side so as to be conductive.
  • a signal processing device for example, an amplifier
  • the electrode 16B is connected to a ground line connected to a ground part on the vehicle body side so as to be conductive.
  • Examples of the ground part on the vehicle body side include a body ground and a ground of a signal processing device to which a signal line connected to the electrode 16A is connected.
  • the reception signal of the radio wave received by the antenna is transmitted to a signal processing device mounted on the vehicle via a conductive member connected to the pair of electrodes 16 so as to be energized.
  • a conductive member a power supply line such as an AV line or a coaxial cable may be used.
  • the electrodes 16A and 16B are formed by printing and baking a paste containing a conductive metal, such as a silver paste, on the inner surface of the window glass plate 12.
  • a paste containing a conductive metal such as a silver paste
  • the present invention is not limited to this forming method, and a linear body or a foil-like body made of a conductive material such as copper may be formed on the inner surface of the glass plate 12, and the glass plate 12 may be coated with an adhesive or the like. It may be affixed.
  • the shape of the electrodes 16A and 16B and the interval between the electrodes may be determined in consideration of the shape of the mounting surface of the conductive member or connector and the interval between the mounting surfaces.
  • a square shape or a polygonal shape such as a square, a substantially square, a rectangle, or a substantially rectangle is preferable for mounting. It may be a circle such as a circle, a substantially circle, an ellipse, or a substantially ellipse.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a laminated glass in which the dielectric substrate 48 is attached to the glass plate 12.
  • An example of the dielectric substrate 48 is a glass epoxy substrate having FR4 as a base material, but substrates of other materials may be used as long as the impedance is adjusted.
  • the dielectric substrate 48 is attached to the surface of the glass plate 12 with, for example, an acrylic foam tape 47.
  • the electrode 49 includes an upper electrode 49A formed on the upper surface of the dielectric substrate 48 and a lower electrode 49B formed on the lower surface of the dielectric substrate 48.
  • the upper electrode 49A and the lower electrode 49B are electrically connected through a plurality of through holes 48a.
  • Two electrodes 49 are provided on the dielectric substrate 48, and the electrodes 16 corresponding to the electrodes 16A and 16B shown in FIG. 2 and the like are formed.
  • the connector can be mounted on the glass plate by simply attaching the dielectric substrate 48 to the glass plate 12 by attaching the above-described connector to the upper electrode 49A in advance. This can simplify the work.
  • the laminated glass when attached to the vehicle body opening end 41 or the like, it is attached to the flange portion of the vehicle body frame 45 by an adhesive 46 (or packing).
  • FIG. 3A is a front view of the vehicle window glass 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a view when the surface of the glass plate 12 disposed on the vehicle inner side is viewed from the vehicle inner side.
  • FIG. 3A is an overall view of the vehicle window glass 100.
  • the antenna 20 is arranged on the upper right side of the vehicle window glass 100.
  • FIG. 3B is an enlarged view of an arrangement place of the antenna 20.
  • edges (13a to 13d) of the conductive film 13 are offset from the edges (12a to 12d) of the glass plate 12 by a distance xd1. By providing such an offset, it is possible to prevent the conductive film 13 from being corroded by water or the like from the mating surfaces of the glass plates 11 and 12.
  • an independent slot 24 not connected to the slot 23 may be formed close to the slot 23 and closed in the conductive film 13 without contacting the outer peripheral edge of the conductive film 13. . Further, the independent slot may be formed with one end as an open end in the same manner as the slot 23. By providing the independent slot 24, it is possible to increase the bandwidth of the antenna 20 compared to the case where the independent slot 24 is not provided.
  • FIGS. 4A-4F are cross-sectional views of the vehicle window glass 100 along AA shown in FIG. 3A.
  • 4A to 4F show variations of the laminated form of the vehicle window glass and the notch antenna according to the present invention.
  • FIGS. 4A to 4F show a form having a laminated structure in which the glass plate 11 and the conductive film 13 are disposed between the glass plate 11 and a dielectric (that is, the glass plate 12 or the dielectric substrate 32).
  • the electrode 16 is disposed on the opposite side of the conductive film 13 with the dielectric in between.
  • the conductive film 13 is in contact with the adhesive layer between the glass plate and the dielectric.
  • FIG. 4A shows a form in which the conductive film 13 is coated on the glass plate 12 by performing a vapor deposition process on the opposite surface of the glass plate 12 facing the glass plate 11.
  • 4B shows a film-like structure between the intermediate film 14A in contact with the facing surface of the glass plate 11 facing the glass plate 12 and the intermediate film 14B in contact with the facing surface of the glass plate 12 facing the glass plate 11.
  • the conductive film 13 is sandwiched.
  • the film-like conductive film 13 may have a form in which the conductive film 13 is coated by depositing the conductive film 13 on the film.
  • FIG. 4C is a form in which the conductive film 13 is not offset with respect to the glass plate 12 in the form of FIG. 4B.
  • FIG. 4D shows a form in which the conductive film 13 is coated on the glass plate 11 by vapor-depositing the conductive film 13 on the facing surface of the window glass 11 facing the window glass 12.
  • the vehicle window glass according to the present invention may not be laminated glass.
  • the conductive film 13 is disposed between the glass plate 11 and the dielectric substrate 32.
  • FIG. 4E shows a form in which the conductive film 13 is coated on the glass plate 11 by vapor-depositing the conductive film 13 on the opposite surface of the glass plate 11 facing the dielectric substrate 32.
  • the conductor film 13 and the dielectric substrate 32 are bonded by an adhesive 38.
  • FIG. 4F shows a form in which the conductive film 13 is bonded to the opposing surface of the glass plate 11 facing the dielectric substrate 32 with an adhesive 38A.
  • the conductor film 13 and the dielectric substrate 32 are bonded by an adhesive 38B.
  • the dielectric substrate 32 is a resin substrate made of resin, and is provided with a pair of electrodes.
  • the resin substrate may be a printed substrate on which a pair of electrodes are printed.
  • FIG. 5A is a front view and a BB sectional view of a vehicle window glass 200 according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a front view when the surface of the glass plate 12 disposed on the vehicle inner side is viewed from the vehicle inner side. The description of the same parts as in FIG. 3A will be omitted or simplified.
  • the surface of the glass plate is interposed between the pair of electrodes 16 and the glass plate 11 (on the back side in FIG. 5A).
  • a masking film 18 to be formed may be provided.
  • the masking film 18 may be a ceramic that is a fired body such as a black ceramic film. In this case, when viewed from the outside of the window glass, the portions of the electrodes 16A and 16B provided on the masking film 18 by the masking film 18 become invisible from the outside of the vehicle, and the window glass has an excellent design.
  • 5B and 5C are cross-sectional views of the vehicle window glass 100 taken along BB shown in FIG. 5A.
  • 5B and 5C show variations of the laminated form of the vehicle window glass and the antenna according to the present invention.
  • 5B and 5C show a form having a laminated structure in which the glass plate 11 and the conductive film 13 are disposed between the glass plate 11 and a dielectric (that is, the glass plate 12), and the pair of electrodes 16 has a dielectric structure. It shows what is disposed on the opposite side of the conductive film 13 across the body.
  • FIG. 5B shows a form in which the conductive film 13 is coated on the glass plate 11 by subjecting the conductive film 13 to the opposite surface of the glass plate 11 facing the glass plate 12 by vapor deposition.
  • a shielding film 18 formed on the glass plate 12 is disposed between the glass plate 12 and the electrode 16.
  • FIG. 5C shows a form in which the conductive film 13 is coated on the glass plate 12 by performing a vapor deposition process on the opposing surface of the glass plate 12 facing the glass plate 11.
  • a concealment film 18 formed on the glass plate 11 is disposed between the glass plate 11 and the conductor film 13.
  • the masking film 18 is formed in the inner region at a distance xd3 from the outer edge of the glass plate 12.
  • the distance xd1 (or xd2) between the outer edge of the glass plate 12 and the conductive film 13 shorter than the distance xd3, the outer peripheral edge of the conductive film 13 can be hidden by the masking film 18, and the outer peripheral edge of the conductive film becomes conspicuous. Loss of design is improved. Further, the heat rays can be shielded between the conductive film 13 and the masking film 18 without a gap.
  • the mounting angle of the window glass with respect to the vehicle is preferably 15 to 90 °, particularly 30 to 90 ° with respect to the horizontal plane (horizontal plane).
  • the experiment was conducted assuming that a glass substrate with a square of 300 mm in length and width of 3.1 mm was used as the window glass.
  • the size of the electrode is a square of 15 mm in length and width.
  • the size of the copper foil is 250 mm long and 300 mm wide.
  • the offset distance from the edge of the glass substrate assumed to be the roof side edge to the edge of the copper foil was set to 50 mm.
  • the slot was formed in the copper foil so that one end of the slot of the antenna was opened at the edge of the copper foil on the roof side. Assume that there is no car body or defogger.
  • the return loss characteristic (reflection characteristic) S11 was measured for each 5 Hz at a frequency of 100 to 1100 MHz for the antenna actually manufactured in this manner and the numerically calculated antenna having the same dimensions. In addition, measurements were performed on the notch antennas of the respective forms of FIGS. 3B and 3C. In the case of numerical calculation, numerical calculation was performed by electromagnetic field simulation based on the FDTD method (Finite-Difference Time-Domain method), and the return loss characteristic (reflection coefficient) S11 was calculated. In S11, the closer to zero, the larger the return loss and the smaller the antenna gain, and the larger the negative value, the smaller the return loss and the larger the antenna gain.
  • FDTD method Finite-Difference Time-Domain method
  • the dimensions at the time of measurement in S11 are as follows: the length in the longitudinal direction of the slot 23 is 83 mm, and the width of the slot 23 is 3 mm.
  • the measurement dimensions of S11 are the same as the length and width of the slot 23 in the longitudinal direction as in the form of FIG. 3B.
  • the length of the independent slot 24 in the longitudinal direction parallel to the longitudinal direction of the slot 23 is 165 mm, and the width of the independent slot 24 is 3 mm.
  • the separation distance in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the slot 23 and the independent slot 24 is 10 mm.
  • the shortest distance between the copper foil roof side edge and the independent slot 24 is 41.5 mm.
  • 6A and 6B show the simulation results and experimental results of S11 in FIGS. 3B and 3C.
  • 6A shows the result in the case of FIG. 3B
  • FIG. 6B shows the result in the case of FIG. 3C
  • the solid line shows the calculated value on the simulation
  • the dotted line shows the experimental value.
  • the antenna of FIG. 3B has a resonance point in the vicinity of 350 to 400 MHz, and it can be seen that the conductive film functions as an antenna.
  • two resonance points are generated in the vicinity of 300 to 350 MHz and in the vicinity of 550 to 600 MHz, so that the bandwidth is increased as compared with the case where there is no independent slot. be able to.
  • FIG. 7 shows the antenna of FIG. 3B (Example 1), the notch antenna (Example 2) that feeds power directly to the slot without electrostatic coupling in the conductive film having the same slot shape as FIG. 3B, and no electrostatic coupling.
  • Fig. 6 shows a result of comparison between a notch antenna (Example 3) in which the length of the slot is adjusted to 275 mm so as to resonate in the vicinity of 350 to 400 MHz in the notch antenna that feeds power directly to the slot.
  • the slot of the antenna of FIG. 3B can be formed short. Also, by configuring the feeding structure with electrostatic coupling, the return loss can be reduced at the resonance point compared to a notch antenna that feeds power directly to the slot without electrostatic coupling, so that the antenna gain can be improved.
  • an antenna using a conductive film can be configured without using a slot between the vehicle body flange and the conductive film. Therefore, since the vehicle body flange is not used, the installation accuracy of the glass plate on the vehicle body flange is not required.
  • the slot length can be shortened compared with the case where the conductive film is provided with a slot and power is directly supplied, and the region without the conductive film can be reduced. Further, since it is not necessary to make a hole in the glass plate and it is not necessary to provide a power supply conductor that bypasses the outer periphery of the glass plate, an antenna using a conductive film can be realized with a simple configuration.
  • Example 2 the effect of widening the antenna of the present invention by adding an independent slot will be described.
  • FIG. 9 is a typical view of an antenna in which independent slots 24 (24A, 24B) are added to the antenna of the form of FIG. 3B.
  • the independent slots 24A and 24B are parasitic slots formed with one end as an open end. The open ends of the independent slots 24A and 24B are in contact with the upper edge 13a of the conductive film 13 with which the open ends of the slots 23 are in contact.
  • the independent slot 24 ⁇ / b> A is formed so that the electrode 16 ⁇ / b> A is positioned between the independent slot 24 ⁇ / b> A and the independent slot 24 ⁇ / b> B is formed such that the electrode 16 ⁇ / b> B is positioned between the independent slot 24 ⁇ / b> B and the slot 23.
  • Example 2 the numerical calculation based on the FDTD method was performed every 0.6 MHz at a frequency of 200 to 500 MHz, assuming the antenna of the form of FIG. 9 in which the conductive film 13 was provided on the inner layer of the laminated glass.
  • the glass size of the laminated glass is changed, numerical calculation was performed for three different glass sizes with different W1, W2, H7, and H10.
  • the body frame which is the attachment part of the laminated glass on which the antenna is formed, is modeled as the conductor 50, and the boundary conditions around the glass are infinite.
  • the layer structure of FIG. 9 is the form of FIG. 4B.
  • the conductor 50 is formed in the same layer as the electrodes 16A and 16B.
  • the dimensions (unit: mm) and constants of each part in FIGS. 3B and 9 are as follows.
  • Example 2-1 first glass size] H1: 70 H2, H3: 170 H4, H5: 10 H6: 376 H7: 356 H8: 90 H9: 40 H10: 506 H11: 50 W1: 960 W2: 880 W3: 10 W4, W5, W6: 3 W7. W8: 40 W9, W10: 100 W40: 5 W41, H42, W43, H44: 20
  • Example 2-2 Second glass size (only the changed part from Example 2-1 is displayed)] H7: 470 H10: 620 W1: 1200 W2: 1100
  • Example 2-3 Third glass size (displays only the changed part from Example 2-1)] H7: 604 H10: 734 W1: 1440 W2: 1360
  • Thickness of the glass plates 11 and 12 2.0 Dielectric constant of glass plates 11 and 12: 7.0
  • the thickness of the intermediate films 14A and 14B 0.381 Sheet resistance of the conductive film 13: 2.0 [ ⁇ / ⁇ (ohm / square)]
  • the thickness of the conductive film 13 0.01
  • Thickness of conductor 50 and electrodes 16A and 16B 0.01
  • F w Bandwidth of VSWR ⁇ 3.0
  • F H Maximum value of frequency of VSWR ⁇ 3.0
  • F L Expressed by minimum value of frequency of VSWR ⁇ 3.0.
  • the addition of the independent slots 24A and 24B increases the value of the ratio band. That is, by adding an independent slot, it is possible to increase the bandwidth of the antenna.
  • FIG. 10 is a front view (in-vehicle view) of the laminated glass on which the antenna of the form of FIG. 3B is formed.
  • FIG. 10 shows a state in which the laminated glass is attached to the vehicle body opening.
  • Example 3 the distance L7 between the vehicle body opening end 41 on the roof side and the upper edge 13a of the conductive film 13 is set for a planar antenna of the form shown in FIG. 10 actually manufactured using laminated glass for an automobile windshield.
  • the antenna gain when changing was measured using a real vehicle.
  • the antenna gain was measured by assembling an automobile window glass with a glass antenna formed on an automobile window frame on a turntable.
  • the antenna part of the window glass for automobiles was in a state inclined about 16 ° with respect to the horizontal plane.
  • a connector connected to the coaxial cable was attached to the power feeding section (adopting the power feeding structure of FIG. 8).
  • the antenna gain was measured by setting the vehicle center of an automobile in which a window glass for an automobile on which a glass antenna was formed was set at the center of the turntable, and rotating the automobile 360 °.
  • the antenna gain data was measured every 5 MHz at 250 to 450 MHz for each rotation angle of 1 ° in two cases of horizontal polarization and vertical polarization.
  • the antenna gain was standardized so that the half-wave dipole antenna was 0 dB with reference to the half-wave dipole antenna.
  • the layer configuration of FIG. 10 is the form of FIG. 4B.
  • the dimensions and constants of each part in Example 2 are the same as in Example 2 except for the outer dimensions of the laminated glass.
  • Table 2 shows the arithmetic average value (unit: dBd) of the measured data of the antenna gain for the entire 360 ° circumference at the representative frequency of 330 MHz when the distance L7 is changed. As shown in Table 2, even if the distance L7 is changed, the antenna gain does not change greatly. That is, since the upper edge 13a of the conductive film 13 can be brought closer to the vehicle body opening end 41, the slot 23 can be brought closer to the upper edge 12a of the window glass, so that the visibility of the window glass is improved.
  • Example 4 a change in antenna gain due to a difference in installation position in the left-right direction of the entire antenna of the present invention will be described.
  • FIG. 11 shows an arithmetic average value (unit: dBd) of measured data of antenna gain for the entire 360 ° circumference at 330 MHz when the distance L5 normalized with the wavelength ⁇ 0 of the representative frequency 330 MHz is changed.
  • the length to the center line between the left edge 13d and right edge 13b of the conductive film 13 as the maximum value, the distance L5 is 0.1 [lambda] 0 or more, more preferably 0.4Ramuda 0 or more This is advantageous in terms of improving the antenna gain.
  • Example 5 a change in antenna gain due to a difference in position in the vertical direction of the electrode 16 (16A, 16B) of the antenna of the present invention will be described.
  • Example 5 the antenna gain when the distance L7 was set to 15 mm and the terminal position Ly of the electrode 16 was changed in the vertical direction was measured using a real vehicle for the planar antenna of the same form as in Example 3 in FIG. .
  • the dimensions and constants of each part and the antenna gain measurement conditions in Example 5 are the same as in Example 3.
  • FIG. 12 shows the arithmetic average value (unit: dBd) of the measured data of the antenna gain for the entire 360 ° circumference at the representative frequency of 330 MHz when the terminal position Ly is changed.
  • dBd arithmetic average value
  • Example 6 describes a change in antenna gain due to a difference in position in the left-right direction of the electrode 16 (16A, 16B) of the antenna of the present invention.
  • Example 6 assuming the antenna in the form of FIG. 3B in which the conductive film 13 is provided on the inner layer of a square laminated glass, numerical calculation based on the FDTD method was performed every 0.6 MHz at a frequency of 250 to 450 MHz. . Further, as shown in FIG. 13, the electrode 16 (16A, 16B) moves to the right as a whole as shown in FIG. 13 while the shortest distance W40 (see FIG. 3B) between the electrodes 16A and 16B is fixed to 10 mm. An assumed numerical calculation was performed. In this numerical calculation, it was modeled that there was no body frame that was the attachment part of the laminated glass on which the antenna was formed, and the boundary conditions around the glass were finite (the surrounding was free space).
  • the shape of the laminated glass assumed in Example 6 was a square of 300 mm in length and width. The position of the center line of the slot 23 was on the bisector of one side of the square laminated glass.
  • the layer configuration assumed in Example 6 was the layer configuration of the laminated glass and the feeding structure shown in FIG. The dimensions (unit: mm) and constants of each part in Example 6 are shown below with reference to the symbols in FIGS. 3A and 3B.
  • Thickness of the dielectric substrate 48 0.4 Dielectric constant of dielectric substrate 48: 4.0 Acrylic foam tape 47 thickness: 0.4 Relative permittivity of acrylic foam tape 47: 3.0 Electrode 49A thickness: 0.01 H1: 70 H21: 300 H23: 30 H24: 10 W5: 3 W21: 300 W23, W24: 10 W40: 10 W41, H42, W43, H44: 20
  • the area ratio Sr is 0.5 or more, more preferably 0.6 or more, it is advantageous in terms of widening the antenna band. That is, if the electrodes 16A and 16B are arranged on both sides of the slot 23 without overlapping the slot 23, it is advantageous in terms of widening the antenna.
  • Example 7 describes the change in antenna gain due to the difference in size (area) of the electrodes 16 (16A, 16B) of the antenna of the present invention.
  • Example 7 assuming the same antenna as in Example 6 in the form of FIG. 3B, numerical calculation based on the FDTD method was performed every 0.6 MHz at a frequency of 250 to 450 MHz. In addition, numerical calculation based on the FDTD method was performed for two cases where the width W5 of the slot 23 was 3.0 mm and 7.5 mm while the shape of each of the electrodes 16 was kept square. The dimensions and constants of each part in Example 7 are the same as in Example 6.
  • the ratio band on the vertical axis in FIG. 15 is a value calculated according to the above-described calculation formula (1).
  • ⁇ 400 ⁇ Zc ⁇ ⁇ 80, more preferably ⁇ 300 ⁇ Zc ⁇ ⁇ 100, is advantageous in terms of widening the antenna.
  • Example 8 describes changes in antenna gain due to differences in size (area) of the electrodes (16A, 16B) of the antenna of the present invention.
  • Example 8 with respect to the planar antenna of the same form of FIG. 10 as Example 3, the antenna length H1 of the slot 23 is fixed to 70 mm and the shape of each of the electrodes 16 is kept square, and one side of each square electrode 16 is maintained.
  • the antenna gain when the length W41 and the shortest distance W40 between the electrodes 16A and 16B were changed was measured using an actual vehicle.
  • the dimensions and constants of each part and the antenna gain measurement conditions in Example 8 are the same as in Example 3.
  • the antenna gain in Example 8 was measured by actually manufacturing the feed structure of FIG.
  • Table 3 shows an arithmetic average value (unit: average value) of actual measurement data of the antenna gain for the entire circumference of 360 ° at the representative frequency of 330 MHz when the shortest interval W40 and the length of one side W41 are changed in the case of horizontal polarization.
  • dBd shows the arithmetic average value (unit: dBd) of the measured data of the antenna gain for the entire 360 ° circumference at 330 MHz when the shortest interval W40 and the side length W41 are changed in the case of vertical polarization.
  • Table 5 shows Zc when the length W41 of one side is 16, 20, and 24 mm. As shown in Tables 3, 4, and 5, when the area of the electrode 16 is changed, Zc changes, and adjustment to a value close to the peak value of the graph shown in FIG. 15 is advantageous in that the antenna gain is improved. is there.
  • Example 9 the antenna gain when the antenna length H1 of the slot 23 was changed was measured for the planar antenna of the form of FIG. 3B actually manufactured using a square laminated glass.
  • the dimensions and constants of each part in Example 9 are the same as in Example 6.
  • the measurement conditions of the antenna gain are the same as those in Example 3 except that the measurement was performed by placing a square laminated glass on which the antenna of the form of FIG. 3B was formed vertically on a foamed polystyrene table.
  • FIG. 16 shows an arithmetic average value (unit: dBd) of measured data of antenna gain for the entire 360 ° circumference at a representative frequency of 380 MHz when the antenna length H1 is changed.
  • dBd arithmetic average value
  • Example 10 the antenna gain when the antenna width W5 of the slot 23 was changed was measured for the planar antenna in the form of FIG.
  • the dimensions and constants of each part in Example 10 are the same as in Example 6.
  • the antenna gain measurement conditions are the same as in the ninth embodiment.
  • FIG. 17 shows the arithmetic average value (unit: dBd) of the measured data of the antenna gain for the entire 360 ° circumference at the representative frequency of 380 MHz when the antenna width W5 is changed.
  • the antenna width W5 is 1 mm or more and 10 mm or less, more preferably 2 mm or more and 9 mm or less, it is advantageous in terms of improving the antenna gain.
  • Example 11 the antenna gain of a planar antenna in the form of FIGS. 18A-18D actually manufactured using a square laminated glass was measured.
  • a variation of the slot 23 composed of a plurality of thin line slots is shown.
  • the slot width of the plurality of thin line slots is W11.
  • FIG. 18A shows the same slot configuration as in FIG. 3B in which the antenna width W5 of the slot 23A is exaggerated.
  • FIG. 18B shows a slot configuration in which two thin line slots 23B1 and 23B2 are arranged at the same pitch as the antenna width W5 of FIG. 18A.
  • FIG. 18C shows a slot configuration in which four thin line slots 23C1-23C4 are arranged at equal intervals between the antenna width W5 of FIG.
  • FIG. 18D shows a U-shaped slot configuration in which the fine slot 23D1 and the through slot 23D3 penetrating the fine slot 23D2 are connected.
  • the dimensions and constants of each part in Example 11 are the same as in Example 6 except for the antenna width W5.
  • the antenna gain measurement conditions are the same as in the ninth embodiment.
  • Table 6 shows the arithmetic mean value (unit: dB) of the measured data of the antenna gain for the entire 360 ° circumference at the representative frequency of 380 MHz when the width W11 and the number of the thin wire slots are changed. The value expressed as a relative difference from the arithmetic mean value is shown.
  • the slot width W11 of the thin line can be narrowed while ensuring the antenna gain. Therefore, in order to obtain the antenna width W5 necessary for improving the antenna gain shown in the tenth embodiment (FIG. 17), it is possible to obtain the same characteristics by providing a plurality of thin line slots having a narrow width W11.
  • the passenger can be made inconspicuous as compared with the case where the thick slot 23 is provided, and the design is improved, and the fine wire slot can be easily formed by laser processing, so that the productivity is improved. .
  • the present invention is used for, for example, a glass antenna for an automobile that receives terrestrial digital TV broadcast, UHF analog TV broadcast, US digital TV broadcast, European Union digital TV broadcast, or People's Republic of China digital TV broadcast. It is preferable. Also used in Japan FM broadcast band (76-90 MHz), US FM broadcast band (88-108 MHz), TV VHF band (90-108 MHz, 170-222 MHz), vehicle keyless entry system (300-450 MHz) it can.
  • 800 MHz band for car phones (810 to 960 MHz), 1.5 GHz band for car phones (1.429 to 1.501 GHz), GPS (Global Positioning System), GPS signal of artificial satellites 1575.42 MHz), VICS (Registered trademark) (Vehicle Information and Communication System: 2.5 GHz).
  • ETC communication Electronic Toll Collection System: non-stop automatic toll collection system, roadside wireless device transmission frequency: 5.795 GHz or 5.805 GHz, roadside wireless device reception frequency: 5.835 GHz or 5.845 GHz), dedicated narrow Area communication (DSRC: Dedicated Short Range Communication, 915 MHz band, 5.8 GHz band, 60 GHz band), microwave (1 GHz to 3 THz), millimeter wave (30 to 300 GHz), and SDARS (Satellite Digital Audio Radio Service IV (2. 34 GHz, 2.6 GHz)).
  • DSRC Dedicated Short Range Communication

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

　車両用窓ガラスは、ガラス板１１と、ガラス板１１に積層された導電膜１３と、導電膜１３に給電構造設置して構成されたアンテナとを有し、前記給電構造は、誘電体１２と一対の電極１６とを有し、導電膜１３は、一端が導電膜１３の上縁１３ａを開放端とするスロット２３を有し、かつガラス板１１と誘電体１２との間に配置され、一対の電極１６は、誘電体１２を挟んだ導電膜１３側の反対側に、かつ一対の電極１６を導電膜１３に投影するとスロット２３を一対の電極１６で挟むように配置され、導電膜１３と容量的に結合されることを特徴とする。

Description

車両用窓ガラス及びアンテナ
　本発明は、ガラス板に設けられた導電膜にアンテナを備える車両用窓ガラス、及び導電膜にスロットが形成されたアンテナに関する。
　図１は、ガラス板１と２の間に導電膜３及び中間膜４を挟んで形成された車両用合わせガラスの断面図である。この合わせガラスに、従来通り、電波を受信するためのアンテナ導体５を車内側に形成した場合、車外から到来する電波が導電膜３によって遮蔽されることによって、アンテナ導体５に要求される受信特性が十分に得られないことがある。
　このような弊害を排除するため、導電膜を利用してアンテナ機能を持たせた窓ガラスが知られている（例えば、特許文献１，２，３，４参照）。
日本国特開平６－４５８１７号公報 日本国特開平９－１７５１６６号公報 日本国特開２０００－５９１２３号公報 米国特許第５０１２２５５号明細書
　特許文献１，２，４は、ガラス板が固定される車体のフランジと導電膜との間のスロットを利用したスロットアンテナである。車体のフランジと導電膜との間のスロットを利用したスロットアンテナの場合、スロットの大きさは車種毎に決まってくるものであり、特に高周波帯の電波を受信するには、所定の周波数で共振させることが困難である。また、高周波帯の電波を受信するにはフランジと導電膜との位置関係を正確にコントロールできなければならない。しかしながら、ガラス板には個体差があり、また車体のフランジへの固定は接着剤によるため、接着剤の厚さ、ガラス板のフランジへの固定位置など、様々な誤差が発生する。したがって、量産において同じ大きさのスロットを形成させることは難しいという問題があった。
　また、特許文献４のように、車体のフランジと導電膜とのスロットに加えて導電膜にスロットを設けた場合、スロットが大きければ導電膜の効果を減少させ、さらにガラス板を加熱して曲げ成形する時、導電膜の有無によってガラス板上に大きな熱分布が発生し成形精度を低下させる問題がある。
　そこで、本発明は、車体のフランジと導電膜との間のスロットの大きさに関係なく所定の周波数で共振させることが可能であり、また、ガラス板の車体フランジへの設置精度を要求しない、導電膜を利用した車両用窓ガラス及びアンテナの提供を目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係る車両用窓ガラスは、
　ガラス板と、該ガラス板に積層された導電膜と、該導電膜に給電構造を設置して構成されたアンテナとを有する車両用窓ガラスであって、
　前記給電構造は、誘電体と一対の電極とを有し、
　前記導電膜は、一端が該導電膜の端部を開放端とするスロットを有し、かつ前記ガラス板と前記誘電体との間に配置され、
　前記一対の電極は、前記誘電体を挟んだ前記導電膜側の反対側に、かつ該一対の電極を前記導電膜に投影すると前記スロットを一対の電極で挟むように配置され、前記導電膜と容量的に結合されることを特徴とするものである。
　また、上記目的を達成するため、本発明に係るアンテナは、
　ガラス板と、該ガラス板に積層された導電膜と、該導電膜に設けられた給電構造とを有するアンテナであって、
　前記給電構造は、誘電体と一対の電極とを有し、
　前記導電膜は、一端が該導電膜の端部を開放端とするスロットを有し、かつ前記ガラス板と前記誘電体との間に配置され、
　前記一対の電極は、前記誘電体を挟んで前記導電膜側の反対側、かつ該一対の電極を前記導電膜に投影すると前記スロットを一対の電極で挟むように配置され、前記導電膜と容量的に結合されることを特徴とするものである。
　本発明によれば、車体のフランジと導電膜との間のスロットの大きさに関係なく所定の周波数で共振させることが可能であり、また、ガラス板の車体フランジへの設置精度を要求しない、導電膜を利用したアンテナを実現することができる。
ガラス板１と２の間に導電膜３及び中間膜４を挟んで形成された車両用合わせガラスの断面図である。 本発明に係る車両用窓ガラス及びアンテナの分解図である。 本発明の第１の実施形態である車両用窓ガラス１００の正面図である。 アンテナ２０の拡大図である。 独立スロット２４を追加した例である。 ガラス板１２に導電膜１３がコーティングされた形態である。 中間膜１４Ａと中間膜１４Ｂとの間に導電膜１３が挟まれた形態である。 図４Ｂの形態において、導電膜１３がガラス板１２に対してオフセットしていない形態である。 ガラス板１１に導電膜１３がコーティングされた形態である。 ガラス板１１と誘電体基板３２との間の導電膜１３がガラス板１１にコーティングされた形態である。 ガラス板１１と誘電体基板３２との間の導電膜１３が接着剤３８Ａによってガラス板１１に接着された形態である。 本発明の第２の実施形態である車両用窓ガラス２００の正面図である。 隠蔽膜１８がガラス板１２と電極１６との間に配置された形態である。 隠蔽膜１８がガラス板１１と導電膜１３との間に配置された形態である。 本発明に係る車両用窓ガラス及びアンテナの実施形態（図３Ｂ）に関しての、Ｓ１１のシミュレーション結果と実験結果である。 本発明に係る車両用窓ガラス及びアンテナの実施形態（図３Ｃ）に関しての、Ｓ１１のシミュレーション結果と実験結果である。 実施例１の効果を説明するための、３種類のアンテナに関するＳ１１のシミュレーション結果である。 誘電体基板４８がガラス板１２に取り付けられた合わせガラスの断面図である。 図３Ｂの形態のアンテナに独立スロット２４（２４Ａ，２４Ｂ）を追加したアンテナの概念図である。 車体開口部に取り付けられた合わせガラスの正面図（車内視）である。 距離Ｌ５を変化させたときの、平均アンテナ利得を示す。 端子位置Ｌｙを変化させたときの、平均アンテナ利得を示す。 スロット２３の位置を固定したまま、電極１６を右方へ移動させた図である。 面積比Ｓｒを変化させたときの、比帯域を示す。 電極１６の面積に応じて変化するインピーダンスＺｃを変化させたときの、比帯域を示す。 アンテナ長Ｈ１を変化させたときの、平均アンテナ利得を示す。 アンテナ幅Ｗ５を変化させたときの、平均アンテナ利得を示す。 スロット２３Ａのスロット幅を誇張した、図３Ｂの形態と同じ構成を示す。 ２本の細線スロット２３Ｂ１，２３Ｂ２が、図１８Ａのアンテナ幅Ｗ５と同じピッチで配置された構成を示す。 図１８Ａのアンテナ幅Ｗ５の間に、４本の細線スロット２３Ｃ１－２３Ｃ４が等間隔に配置された構成を示す。 細線スロット２３Ｄ１と細線スロット２３Ｄ２を貫通スロット２３Ｄ３で接続した構成を示す。
　以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の説明を行う。なお、本発明に係る車両用窓ガラスは、車両の前方に取り付けられるフロントガラスでもよいし、車両の側部に取り付けられるサイドガラスでもよい。また、後部に取り付けられるリアガラスでもよい。
　図２は、本発明に係る車両用窓ガラス及びアンテナの分解図である。図２に示した車両用窓ガラスは、車外側に配置される第１のガラス板であるガラス板１１と車内側に配置される第２のガラス板であるガラス板１２とを合わせて形成された合わせガラスである。図２は、本発明に係る車両用窓ガラスとアンテナの構成要素を、ガラス板１１（又は、ガラス板１２）の面に対する法線方向に分離して示している。図２の車両用窓ガラスは、導電膜１３がガラス板１１とガラス板１２との間に配置される積層構造を有し、電極１６Ａと１６Ｂから構成される一対の電極１６が、ガラス板１２を挟んで導電膜１３の配置位置に対して反対側に配置されている。導電膜１３には、スロット２３が形成される。スロット２３は、導電膜１３の上縁１３ａに接している。すなわち、スロット２３は、その一端が導電膜１３の外周縁である上縁１３ａで開放したものである。ガラス板１１と、スロット２３が形成された導電膜１３と、ガラス板１２と、一対の電極１６がこの順番で積層され、アンテナを形成している。導電膜１３は、ガラス板１１とガラス板１２との間に層状に配置され、ガラス板１２は、導電膜１３と電極１６との間に層状に配置される。
　このように、導電膜と導電膜に形成されたスロットと一対の電極とでアンテナを構成できるため、車体フランジと導電膜との間のスロットに関係なく所定の周波数で狂信させることができる。
　ガラス板１１と導電膜１３との間には、中間膜１４Ａが配置され、導電膜１３とガラス板１２との間には、中間膜１４Ｂが配置される。ガラス板１１と導電膜１３は、中間膜１４Ａによって接合され、導電膜１３とガラス板１２は、中間膜１４Ｂによって接合される。中間膜１４Ａ，１４Ｂは、例えば、熱可塑性のポリビニルブチラールである。中間膜１４Ａ，１４Ｂの比誘電率εｒは、合わせガラスの一般的な中間膜の比誘電率である２．８以上３．０以下が適用できる。
　ガラス板１１，１２は、透明な板状の誘電体である。また、ガラス板１１，１２のいずれか一方が半透明でもよいし、ガラス板１１，１２の両方が半透明でもよい。スロット２３が形成された導電膜１３に、誘電体であるガラス板１２と一対の電極１６とで構成される給電構造を設置してアンテナを形成している。
　導電膜１３は、外部から到来する熱線を反射することができる導電性の熱線反射膜である。導電膜１３は、透明又は半透明である。図２に記載された導電膜１３は、ポリエチレンテレフタラートの表面に形成された導電性の膜であるが、ガラス板の表面に形成された導電性の膜でもよい。導電膜１３には、導電膜１３の上縁１３ａを開放端とするスロット２３が形成されている。
　電極１６Ａと１６Ｂから構成される電極１６は、ガラス板１２の車内側の面、すなわち導電膜１３に対向している面に対して反対側の面に配置される。電極１６は、ガラス板１２の車内側の面に露出して配置される。一対の電極１６は、一対の電極１６を法線方向に導電膜１３に投影すると、スロット２３の長手方向に対して直交する方向であって且つ導電膜１３の膜面に平行な方向にスロット２３を挟むようにガラス板１２の面上に配置される。つまり、電極１６Ａは、ガラス板１２と中間膜１４Ｂとを介して、導電膜上に投影される部分である第１の結合部２１と容量的に結合される。また、電極１６Ｂは、ガラス板１２と中間膜１４Ｂとを介して、導電膜上に投影される部分である第２の結合部２２と容量的に結合される。第１の結合部２１は、スロット２３によって区画された導電膜１３の一方の側に位置し、第２の結合部２２はスロット２３を挟んだもう一方の側に位置する。
　本態様のアンテナは、ガラス板１１とガラス板１２との間に導電膜１３が配置される積層構造を有し、電極１６Ａと１６Ｂから構成される一対の電極１６が、ガラス板１２を挟んで導電膜１３の配置位置に対して反対側に配置されており、一端が開放端であるスロット２３が導電膜１３に形成されたものある。そして、電極１６Ａの導電膜１３への投影部である第１の結合部２１と、電極１６Ｂの導電膜１３への投影部である第２の結合部２２とが、スロット２３を挟んで位置し、電極１６Ａと第１の結合部２１とが容量的に結合可能な距離だけ離間し、電極１６Ｂと第２の結合部２２とが容量的に結合可能な距離だけ離間するように、一対の電極１６が設けられる。
　なお、「スロット２３を挟む」とは、後述の図１３に示されるように、一対の電極１６のうちいずれか一方の電極がスロット２３と重複する位置に配置されることを含み、スロット２３と重複した電極の一部が、スロット２３に対してもう一方の電極が位置する側と反対側の導電膜１３に重複していればよい。
　本態様のアンテナは、電極１６Ａと第１の結合部２１との静電結合及び電極１６Ｂと第２の結合部２２との静電結合によりアンテナの短縮効果があり、一般的なノッチアンテナなどで必要とされるスロットの長さより、スロット２３の長さを短くできる。そのため、スロット２３を小さくでき、導電膜を形成させない部分を小さくできる。この短縮効果を考慮して、スロット２３はアンテナが受信すべき周波数帯の電波の受信に適した形状と寸法によって形成される。スロット２３は、すなわち、スロット２３の形状と寸法は、アンテナが受信すべき周波数帯の電波を受信するために必要なアンテナ利得の要求値を満たすように設定されていればよい。
　例えば、アンテナが受信すべき周波数帯が地上デジタルテレビ放送帯４７０～７１０ＭＨｚの場合、地上デジタルテレビ放送帯４７０～７１０ＭＨｚの電波の受信に適するようにスロット２３は形成される。
　また、アンテナが受信すべき周波数帯の電波の受信に適した位置であれば、アンテナのガラス上の配置位置は、特に限定されない。例えば、本態様のアンテナは、車両用窓ガラスの取り付け部位である車体開口端の近傍に配置される。図１０に示されるように、ルーフ側の車体開口端４１の近傍に配置されると、アンテナ利得向上の点で、好適である。また、ピラー側の車体開口端４２又は４４に近づくように、図１０に示す位置から右方又は左方に移動した位置に配置されてもよい。また、シャーシー側車体開口端４３の近傍に配置されてもよい。図１０の場合、スロット２３の長手方向は、車体開口端４１又は４３の辺に直交する方向に一致する。
　図２において、本態様のアンテナは、ガラス板１１とガラス板１２との間に導電膜１３が配置される積層構造を有し、信号線側の電極１６Ａと、アース線側の電極１６Ｂと、電極１６Ａにガラス板１２を介して静電結合された第１の結合部２１と、電極１６Ｂにガラス板１２を介して静電結合された第２の結合部２２と、第１の結合部２１と第２の結合部２２に挟まれたスロット２３とを備える２極タイプのアンテナである。電極１６Ａがアース線側の電極で、電極１６Ｂが信号線側の電極でもよい。電極１６Ａは、車体側に搭載された信号処理装置（例えば、アンプなど）に結線された信号線に導通可能に接続される。電極１６Ｂは、車体側のグランド部位に結線された接地線に導通可能に接続される。車体側のグランド部位として、例えば、ボディーアース、電極１６Ａに接続される信号線が結線される信号処理装置のグランドなどが挙げられる。
　アンテナによって受信された電波の受信信号は、一対の電極１６に通電可能に接続された導電性部材を介して、車両に搭載された信号処理装置に伝達される。この導電性部材として、ＡＶ線や同軸ケーブルなどの給電線が用いられるとよい。
　アンテナに電極１６Ａ，１６Ｂを介して給電するための給電線として、同軸ケーブルを用いる場合には、同軸ケーブルの内部導体を電極１６Ａに電気的に接続し、同軸ケーブルの外部導体を電極１６Ｂに接続すればよい。また、信号処理装置に接続されている導線等の導電性部材と電極１６Ａ，１６Ｂとを電気的に接続するためのコネクタを、電極１６Ａ，１６Ｂに実装する構成を採用してもよい。このようなコネクタによって、同軸ケーブルの内部導体を電極１６Ａに取り付けることが容易になるとともに、同軸ケーブルの外部導体を電極１６Ｂに取り付けることが容易になる。さらに、電極１６Ａ，１６Ｂに突起状の導電性部材を設置し、窓ガラス１２が取り付けられる車体のフランジにその突起状の導電性部材が接触、嵌合するような構成としてもよい。
　また、電極１６Ａ，１６Ｂは、銀ペースト等の、導電性金属を含有するペーストを窓ガラス板１２の車内側表面にプリントし、焼付けて形成される。しかし、この形成方法に限定されず、銅等の導電性物質からなる、線状体又は箔状体を、ガラス板１２の車内側表面に形成してもよく、ガラス板１２に接着剤等により貼付してもよい。
　電極１６Ａと１６Ｂの形状、及び各電極の間隔は、上記の導電性部材又はコネクタの実装面の形状や、それらの実装面の間隔を考慮して決めるとよい。例えば、正方形、略正方形、長方形、略長方形などの方形状や多角形状が実装上好ましい。なお、円、略円、楕円、略楕円などの円状でもよい。
　また、図８に示されるように、電極１６相当する電極４９が形成された誘電体基板４８をガラス板１２の車内側表面に取り付けてもよい。図８は、誘電体基板４８がガラス板１２に取り付けられた合わせガラスの断面図である。誘電体基板４８の一例として、ＦＲ４を基材とするガラスエポキシ基板が挙げられるが、インピーダンスを調整すれば、他の材質の基板が用いられてもよい。誘電体基板４８は、例えばアクリルフォームテープ４７によってガラス板１２の表面に貼付される。電極４９は、誘電体基板４８の上面に形成された上側電極４９Ａと、誘電体基板４８の下面に形成された下側電極４９Ｂとから構成される。上側電極４９Ａと下側電極４９Ｂとは、複数のスルーホール４８ａを介して導通している。電極４９は、誘電体基板４８に２つ設けられており、図２などに示す電極１６Ａ、１６Ｂに相当する電極１６を形成している。図８に示される給電構造によれば、前述したコネクタを予め上側電極４９Ａに取り付けておくことにより、誘電体基板４８をガラス板１２に貼着するだけで、コネクタをガラス板に実装することができ、作業を簡略化することができる。
　なお、図８に示されるように、合わせガラスは、車体開口端４１等に取り付けられる場合、接着剤４６（又は、パッキン）によって、車体フレーム４５のフランジ部に取り付けられる。
　図３Ａは、本発明の第１の実施形態である車両用窓ガラス１００の正面図である。図３Ａは、車内側に配置されるガラス板１２の面を車内側から対向して見たときの図である。図３Ａは、車両用窓ガラス１００の全体図である。図３Ａの場合、アンテナ２０が車両用窓ガラス１００の右上側に配置されている。図３Ｂは、アンテナ２０の配置場所の拡大図である。
　導電膜１３の縁（１３ａ～１３ｄ）は、ガラス板１２の縁（１２ａ～１２ｄ）から内側に距離ｘｄ１だけオフセットされている。このようなオフセットを設けることによって、ガラス板１１と１２の合わせ面からの浸水等によって導電膜１３が腐食することを防ぐことができる。
　また、図３Ｃに示されるように、スロット２３に近接して、スロット２３に非接続の独立スロット２４が導電膜１３の外周縁に接することなく導電膜１３内で閉じて形成されていてもよい。また、独立スロットをスロット２３と同様に一端を開放端として形成させてもよい。独立スロット２４を設けることによって、独立スロット２４を設けない場合に比べて、アンテナ２０の広帯域化を図ることができる。
　図４Ａ－４Ｆは、図３Ａに示したＡ－Ａにおける車両用窓ガラス１００の断面図である。図４Ａ－４Ｆは、本発明に係る車両用窓ガラス及びノッチアンテナが有する積層形態のバリエーションを示したものである。図４Ａ－４Ｆは、ガラス板１１、導電膜１３がガラス板１１と誘電体（すなわち、ガラス板１２又は誘電体基板３２）との間に配置される積層構造を有する形態であって、一対の電極１６がその誘電体を挟んで導電膜１３の反対側に配置されているものを示している。導電膜１３は、ガラス板と誘電体との間の接着層に接している。
　図４Ａ－４Ｄの場合、ガラス板１１とガラス板１２の間に、導電膜１３と中間膜１４（又は、中間膜１４Ａ，１４Ｂ）が配置されている。図４Ａは、ガラス板１２のガラス板１１に対向している対向面に、導電膜１３が蒸着処理されることによって、ガラス板１２に導電膜１３がコーティングされた形態である。図４Ｂは、ガラス板１１のガラス板１２に対向している対向面に接した中間膜１４Ａとガラス板１２のガラス板１１と対向した対向面に接する中間膜１４Ｂとの間に、フィルム状の導電膜１３が挟まれた形態である。フィルム状の導電膜１３は、フィルムに導電膜１３が蒸着処理されることによって導電膜１３がコーティングされた形態であってもよい。図４Ｃは、図４Ｂの形態において、導電膜１３がガラス板１２に対してオフセットしていない形態である。図４Ｄは、窓ガラス１１の窓ガラス１２に対向している対向面に、導電膜１３が蒸着処理されることによって、ガラス板１１に導電膜１３がコーティングされた形態である。
　また、図４Ｅ，４Ｆに示されるように、本発明に係る車両用窓ガラスは、合わせガラスでなくてもよい。図４Ｅ，４Ｆの場合、ガラス板１１と誘電体基板３２の間に、導電膜１３が配置されている。図４Ｅは、ガラス板１１の誘電体基板３２に対向している対向面に、導電膜１３が蒸着処理されることによって、ガラス板１１に導電膜１３がコーティングされた形態である。導体膜１３と誘電体基板３２は、接着剤３８によって接着される。図４Ｆは、ガラス板１１の誘電体基板３２に対向している対向面に、導電膜１３が接着剤３８Ａによって接着された形態である。導体膜１３と誘電体基板３２は、接着剤３８Ｂによって接着される。誘電体基板３２は樹脂からなる樹脂基板であり、一対の電極が設けられている。樹脂基板は、一対の電極がプリントされたプリント基板であってもよい。
　図５Ａは、本発明の第２の実施形態である車両用窓ガラス２００の正面図とＢ－Ｂ断面図である。図５Ａは、車内側に配置されるガラス板１２の面を車内側から対向して見たときの正面図である。図３Ａと同様の部分については、その説明を省略又は簡略する。
　図５Ａに示されるように、電極１６Ａ，１６Ｂを車外側から見えなくするために、一対の電極１６と（図５Ａにおいて、紙面奥側の）ガラス板１１との間に、ガラス板の面に形成される隠蔽膜１８を設けてもよい。隠蔽膜１８は黒色セラミックス膜等の焼成体であるセラミックスが挙げられる。この場合、窓ガラスの車外側から見ると、隠蔽膜１８により隠蔽膜１８上に設けられている電極１６Ａ，１６Ｂの部分が車外から見えなくなり、デザインの優れた窓ガラスとなる。
　図５Ｂ，５Ｃは、図５Ａに示したＢ－Ｂにおける車両用窓ガラス１００の断面図である。図５Ｂ，５Ｃは、本発明に係る車両用窓ガラス及びアンテナが有する積層形態のバリエーションを示したものである。図５Ｂ，５Ｃは、ガラス板１１、導電膜１３がガラス板１１と誘電体（すなわち、ガラス板１２）との間に配置される積層構造を有する形態であって、一対の電極１６がその誘電体を挟んで導電膜１３の反対側に配置されているものを示している。
　図５Ｂ，５Ｃの場合、ガラス板１１とガラス板１２の間に、導電膜１３と中間膜１４が配置されている。図５Ｂは、ガラス板１１のガラス板１２に対向している対向面に、導電膜１３が蒸着処理されることによって、ガラス板１１に導電膜１３がコーティングされた形態である。ガラス板１２に形成された隠蔽膜１８が、ガラス板１２と電極１６との間に配置されている。図５Ｃは、ガラス板１２のガラス板１１に対向している対向面に、導電膜１３が蒸着処理されることによって、ガラス板１２に導電膜１３がコーティングされた形態である。ガラス板１１に形成された隠蔽膜１８が、ガラス板１１と導体膜１３との間に配置されている。
　隠蔽膜１８は、ガラス板１２の外縁から距離ｘｄ３の内側領域に形成されている。ガラス板１２の外縁と導電膜１３との距離ｘｄ１（又は、ｘｄ２）を距離ｘｄ３より短くすることによって、導電膜１３の外周縁を隠蔽膜１８によって隠すことができ、導電膜の外周縁を目立たなくし意匠性が向上する。また、熱線を導電膜１３と隠蔽膜１８とで隙間なく遮蔽することが可能となる。
　車両に対する窓ガラスの取り付け角度は、水平面（地平面）に対し、１５～９０°、特には、３０～９０°が好ましい。
　縦横３００ｍｍの正方形の厚さ３．１ｍｍのガラス基板を窓ガラスと想定して、実験を行った。このガラス基板の車外側の面と仮定した片面に、電極間距離を５ｍｍ離した一対の電極を形成し、車内側の面と仮定したもう一方の片面に、アンテナのスロットが形成された銅箔を導体膜と仮定して形成した。電極の大きさは、縦横１５ｍｍの正方形である。銅箔の大きさは、縦２５０ｍｍ、横３００ｍｍである。ルーフ側縁部と仮定したガラス基板の縁部から銅箔の縁部までのオフセット距離は、５０ｍｍに設定した。アンテナのスロットの一端が銅箔のルーフ側縁部で開放するように、スロットを銅箔に形成した。車体やデフォッガはないものと仮定する。
　このように実際に製作されたアンテナと、これと同寸法の数値計算上のアンテナとについて、周波数１００～１１００ＭＨｚにおいて５Ｈｚ毎に、リターンロス特性（反射特性）Ｓ１１を測定した。また、図３Ｂ，３Ｃのそれぞれの形態のノッチアンテナについて、測定を行った。数値計算の場合、ＦＤＴＤ法（Finite-Difference　Time-Domain　method）に基づく電磁界シミュレーションで数値計算を行い、リターンロス特性（反射係数）Ｓ１１を計算した。Ｓ１１は、零に近いほどリターンロスが大きくアンテナ利得が小さくなり、マイナスの値が大きくなるほどリターンロスが小さくアンテナ利得が大きくなる。
　図３Ｂの形態におけるＳ１１の測定時の寸法は、スロット２３の長手方向の長さは８３ｍｍ、スロット２３の幅は３ｍｍである。
　図３Ｃの形態におけるＳ１１の測定時の寸法は、スロット２３の長手方向の長さ及び幅は、図３Ｂの形態の場合と同一である。また、スロット２３の長手方向に平行な独立スロット２４の長手方向の長さは１６５ｍｍ、独立スロット２４の幅は３ｍｍである。スロット２３と独立スロット２４との長手方向に直交する方向での離間距離は１０ｍｍである。銅箔のルーフ側縁部と独立スロット２４と最短距離は４１．５ｍｍである。
　図６Ａ，６Ｂは、図３Ｂ，３ＣのＳ１１のシミュレーション結果と実験結果を示す。図６Ａは、図３Ｂの場合の結果を示し、図６Ｂは、図３Ｃの場合の結果を示す、図６Ａ，６Ｂにおいて、実線はシミュレーション上での計算値、点線は実験値を示す。
　図６Ａに示されるように、図３Ｂのアンテナは、３５０～４００ＭＨｚ付近に共振点を有しており、導電膜がアンテナとして機能することがわかる。
　また、図６Ｂに示されるように、独立スロット２４を設けることによって、３００～３５０ＭＨｚ付近と、５５０～６００ＭＨｚ付近に２つの共振点が生じるので、独立スロットが無い場合に比べて、広帯域化を図ることができる。
　また、図７に、図３Ｂのアンテナ（例１）と、図３Ｂとスロットの形状が同じ導電膜において、静電結合なしにスロットに直接給電するノッチアンテナ（例２）と、静電結合なしにスロットに直接給電するノッチアンテナにおいて、３５０～４００ＭＨｚ付近で共振するようにスロットの長さを２７５ｍｍに調整したノッチアンテナ（例３）とを比較した結果を示す。これらはシミュレーション結果である。この結果より、例２のノッチアンテナは、図３Ｂのアンテナ（例１）と同形状のスロットを有していても、スロットの長さが短いため、高周波側で共振している。共振周波数を低周波側にシフトさせるためにスロットを長くすると、例３のように２７５ｍｍの長さが必要となる。そのため、図３Ｂのアンテナのスロットは短く形成できることがわかる。また、給電構造を静電結合で構成することにより、静電結合なしにスロットに直接給電するノッチアンテナと比較して、共振点でリターンロスを小さくできるため、アンテナ利得を向上させることができる。
　このように、上述の構成によれば、車体フランジと導電膜との間のスロットを用いずに導電膜を利用したアンテナを構成できる。よって、車体フランジを利用しないため、ガラス板の車体フランジへの設置精度が要求されない。そして、導電膜にスロットを設けて直接給電する場合に比べてスロットの長さを短くでき、導電膜がない領域を小さくできる。また、ガラス板に孔を開ける必要もなく、ガラス板の外周縁の外側を迂回する給電用導体を設ける必要もないため、導電膜を利用したアンテナを簡易な構成で実現することができる。
　実施例２では、独立スロットを追加することによる本発明のアンテナの広帯域化の効果について説明する。
　図９は、図３Ｂの形態のアンテナに独立スロット２４（２４Ａ，２４Ｂ）を追加したアンテナの代表図である。独立スロット２４Ａ，２４Ｂは、一端を開放端として形成された無給電スロットである。独立スロット２４Ａ，２４Ｂの開放端は、スロット２３の開放端が接する導電膜１３の上縁１３ａに接している。独立スロット２４Ａは、スロット２３との間に電極１６Ａが位置するように形成されていて、独立スロット２４Ｂは、スロット２３との間に電極１６Ｂが位置するように形成されている。
　実施例２では、合わせガラスの内層に導電膜１３が設けられた図９の形態のアンテナを想定して、ＦＤＴＤ法に基づく数値計算を、周波数２００～５００ＭＨｚにおいて０．６ＭＨｚ毎に行った。また、合わせガラスのガラスサイズが変更されることを想定し、Ｗ１，Ｗ２，Ｈ７，Ｈ１０が互いに異なる３通りのガラスサイズについて数値計算した。この数値計算では、アンテナが形成された合わせガラスの取り付け部位である車体フレームを導体５０としてモデル化し、ガラス周辺の境界条件を無限とした。
　図９の層構成は、図４Ｂの形態とした。導体５０は、電極１６Ａ，１６Ｂと同一の層に形成されているとした。図３Ｂ及び図９における各部の寸法（単位：ｍｍ）及び定数は、以下のとおりである。
［実施例２－１：第１のガラスサイズ］
　Ｈ１：７０
　Ｈ２，Ｈ３：１７０
　Ｈ４，Ｈ５：１０
　Ｈ６：３７６
　Ｈ７：３５６
　Ｈ８：９０
　Ｈ９：４０
　Ｈ１０：５０６
　Ｈ１１：５０
　Ｗ１：９６０
　Ｗ２：８８０
　Ｗ３：１０
　Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６：３
　Ｗ７．Ｗ８：４０
　Ｗ９，Ｗ１０：１００
　Ｗ４０：５
　Ｗ４１，Ｈ４２，Ｗ４３，Ｈ４４：２０
［実施例２－２：第２のガラスサイズ（実施例２－１に対する変更箇所のみ表示）］
　Ｈ７：４７０
　Ｈ１０：６２０
　Ｗ１：１２００
　Ｗ２：１１００
［実施例２－３：第３のガラスサイズ（実施例２－１に対する変更箇所のみ表示）］
　Ｈ７：６０４
　Ｈ１０：７３４
　Ｗ１：１４４０
　Ｗ２：１３６０
［実施例２－１，２－２，２－３共通の寸法及び定数］
　ガラス板１１，１２の厚さ：２．０
　ガラス板１１，１２の比誘電率：７．０
　中間膜１４Ａ，１４Ｂの厚さ：０．３８１
　導電膜１３のシート抵抗：２．０［Ω／□（ohm/square）］
　導電膜１３の厚さ：０．０１
　導体５０及び電極１６Ａ，１６Ｂの厚さ：０．０１
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１は、２００～５００ＭＨｚの周波数範囲において、ＶＳＷＲ（Voltage　Standing　Wave　Ratio）＝３．０以下の比帯域（fractional　bandwidth）を数値計算した結果を示す。表１の比帯域は、演算式
　　比帯域＝Ｆｗ／｛（ＦＨ－ＦＬ）／２｝　　　・・・（１）
　　　　　　　　　　Ｆｗ：ＶＳＷＲ＜３．０の帯域幅
　　　　　　　　　　ＦＨ：ＶＳＷＲ＜３．０の周波数の最大値
　　　　　　　　　　ＦＬ：ＶＳＷＲ＜３．０の周波数の最小値
で表される。
　表１に示されるように、ガラスサイズにかかわらず、独立スロット２４Ａ，２４Ｂを追加することによって、比帯域の値が大きくなる。つまり、独立スロットを追加することによって、アンテナの広帯域化が可能になる。
　実施例３では、本発明のアンテナ全体の上下方向での設置位置の違いによるアンテナ利得の変化について説明する。
　図１０は、図３Ｂの形態のアンテナが形成された合わせガラスの正面図（車内視）である。図１０は、合わせガラスが車体開口部に取り付けられた状態を示す。
　実施例３では、自動車のフロントガラス用の合わせガラスを使って実際に製作された図１０の形態の平面アンテナについて、ルーフ側の車体開口端４１と導電膜１３の上縁１３ａとの距離Ｌ７を変化させたときのアンテナ利得を、実車を使って測定した。
　アンテナ利得は、ガラスアンテナが形成された自動車用窓ガラスを、ターンテーブル上の自動車の窓枠に組みつけて実測した。なお、自動車用窓ガラスのアンテナ部分は水平面に対して約１６°傾いた状態となった。給電部（図８の給電構造を採用）には、同軸ケーブルに接続されるコネクタを取り付けた。
　アンテナ利得の測定は、ターンテーブルの中心に、ガラスアンテナが形成された自動車用窓ガラスを組みつけた自動車の車両中心をセットして、自動車を３６０°回転させて行った。アンテナ利得のデータは、水平偏波と垂直偏波の２つの場合について、回転角度１°毎に、２５０～４５０ＭＨｚにおいて５ＭＨｚ毎に測定した。電波の発信位置とスロット２３との仰角は水平方向（地面と平行な面を仰角＝０°、天頂方向を仰角＝９０°とする場合、仰角＝０°の方向）で測定した。アンテナ利得は、半波長ダイポールアンテナを基準とし、半波長ダイポールアンテナが０ｄＢとなるように標準化した。
　図１０の層構成は、図４Ｂの形態とする。実施例２での各部の寸法及び定数は、合わせガラスの外形寸法を除き、実施例２と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２は、距離Ｌ７を変化させたときの、代表周波数３３０ＭＨｚにおける３６０°全周分のアンテナ利得の実測データの相加平均値（単位：ｄＢｄ）を示す。表２に示されるように、距離Ｌ７を変えても、アンテナ利得に大きな変化は生じない。つまり、導電膜１３の上縁１３ａを車体開口端４１に近づけることができる結果、スロット２３を窓ガラスの上縁１２ａに近づけることができるので、窓ガラスの視界が向上する。
　実施例４では、本発明のアンテナ全体の左右方向での設置位置の違いによるアンテナ利得の変化について説明する。
　実施例４では、実施例３と同じ図１０の形態の平面アンテナについて、導電膜１３のＡピラー側左縁１３ｄとスロット２３の中心線との距離Ｌ５を変化させたときのアンテナ利得を、実車を使って測定した。距離Ｌ７を１５ｍｍとして、その他の各部の寸法及び定数、並びにアンテナ利得の測定条件は、実施例３と同じである。
　図１１は、代表周波数３３０ＭＨｚの波長λ０で規格化した距離Ｌ５を変化させたときの、３３０ＭＨｚにおける３６０°全周分のアンテナ利得の実測データの相加平均値（単位：ｄＢｄ）を示す。図１１に示されるように、導電膜１３の左縁１３ｄと右縁１３ｂと間の中心線までの長さを最大値として、距離Ｌ５が０．１λ０以上、より好ましくは０．４λ０以上であると、アンテナ利得向上の点で有利である。
　実施例５では、本発明のアンテナの電極１６（１６Ａ，１６Ｂ）の上下方向での位置の違いによるアンテナ利得の変化について説明する。
　実施例５では、実施例３と同じ図１０の形態の平面アンテナについて、距離Ｌ７を１５ｍｍとして、電極１６の端子位置Ｌｙを上下方向に変化させたときのアンテナ利得を、実車を使って測定した。実施例５での各部の寸法及び定数、並びにアンテナ利得の測定条件は、実施例３と同じである。
　端子位置Ｌｙは、図３Ｂの符号を引用して、演算式
　Ｌｙ＝（Ｈ１１＋Ｈ４４（又は、Ｈ４２））／Ｈ１　　　・・・（２）
　　Ｈ１１＋Ｈ４４（又は、Ｈ４２）：スロット２３の下端と電極１６の上端との距離
　　Ｈ１：スロット２３のスロット長（アンテナ長）
で表される。
　図１２は、端子位置Ｌｙを変化させたときの、代表周波数３３０ＭＨｚにおける３６０°全周分のアンテナ利得の実測データの相加平均値（単位：ｄＢｄ）を示す。図１２に示されるように、端子位置Ｌｙが０．４以上１．２以下、より好ましくは０．５以上１．１以下であると、アンテナ利得向上の点で有利である。すなわち、電極１６Ａ，１６Ｂが導電膜１３の上縁１３ａに近いほど、アンテナ利得向上の点で有利である。
　実施例６では、本発明のアンテナの電極１６（１６Ａ，１６Ｂ）の左右方向での位置の違いによるアンテナ利得の変化について説明する。
　実施例６では、正方形の合わせガラスの内層に導電膜１３が設けられた図３Ｂの形態のアンテナを想定して、ＦＤＴＤ法に基づく数値計算を、周波数２５０～４５０ＭＨｚにおいて０．６ＭＨｚ毎に行った。また、電極１６Ａと１６Ｂとの間の最短間隔Ｗ４０（図３Ｂ参照）を１０ｍｍに固定したまま、図１３に示されるように、電極１６（１６Ａ，１６Ｂ）が全体として右方向に移動する場合を想定した数値計算を行った。この数値計算では、アンテナが形成された合わせガラスの取り付け部位である車体フレームは無いものとしてモデル化し、ガラス周辺の境界条件を有限（周囲が自由空間）とした。
　実施例６で想定した合わせガラスの形状は、縦横３００ｍｍの正方形とした。スロット２３の中心線の位置は、正方形の合わせガラスの一辺の二等分線上とした。実施例６で想定した層構成は、図８の合わせガラス及び給電構造の層構成とした。実施例６での各部の寸法（単位：ｍｍ）及び定数は、図３Ａ，３Ｂの符号を引用して、以下に示す。
　誘電体基板４８の厚さ：０．４
　誘電体基板４８の比誘電率：４．０
　アクリルフォームテープ４７の厚さ：０．４
　アクリルフォームテープ４７の比誘電率：３．０
　電極４９Ａの厚さ：０．０１
　Ｈ１：７０
　Ｈ２１：３００
　Ｈ２３：３０
　Ｈ２４：１０
　Ｗ５：３
　Ｗ２１：３００
　Ｗ２３，Ｗ２４：１０
　Ｗ４０：１０
　Ｗ４１，Ｈ４２，Ｗ４３，Ｈ４４：２０
　図１４は、面積比Ｓｒを変化させたときの、２５０～４５０ＭＨｚの周波数範囲において、ＶＳＷＲ＝３．０以下の比帯域を数値計算した結果を示す。図１３に示されるように、スロット２３に対して電極１６Ａの左側領域を１６Ａｌとし、スロット２３に対して電極１６Ａの右側領域を１６Ａｒとしたとき（スロット２３と重複している面積は含まない）、図１４の横軸の面積比Ｓｒは、演算式
　　Ｓｒ＝領域１６Ａｌの面積／（領域１６Ａｌの面積＋領域１６Ａｒの面積）
　　　　　　　　　・・・（３）
で表される。図１４の縦軸の比帯域は、上述の演算式（１）に従って演算された値である。図１４に示されるように、面積比Ｓｒが０．５以上、より好ましくは０．６以上であると、アンテナの広帯域化の点で有利である。すなわち、電極１６Ａ，１６Ｂがスロット２３に重複せずにスロット２３の両側に配置されると、アンテナの広帯域化の点で有利である。
　実施例７では、本発明のアンテナの電極１６（１６Ａ，１６Ｂ）のサイズ（面積）の違いによるアンテナ利得の変化について説明する。
　実施例７では、実施例６と同じ図３Ｂの形態のアンテナを想定して、ＦＤＴＤ法に基づく数値計算を、周波数２５０～４５０ＭＨｚにおいて０．６ＭＨｚ毎に行った。また、電極１６それぞれの形状を正方形に維持したまま、スロット２３の幅Ｗ５が３．０ｍｍ，７．５ｍｍの２通りの場合について、ＦＤＴＤ法に基づく数値計算を行った。実施例７での各部の寸法及び定数は、実施例６と同じである。
　図１５は、電極１６の面積に応じて変化するインピーダンスＺｃを変化させたときの、２５０～４５０ＭＨｚの周波数範囲において、ＶＳＷＲ＝３．０以下の比帯域を数値計算した結果を示す。電極１６の面積に比例する電極１６の静電容量をＣとするとき、図１５の横軸のインピーダンスＺｃ（＝－１／２πＦｃＣ）は、演算式（１）の分母（すなわち、Ｗ５＝３．０ｍｍの場合、中心周波数Ｆｃ＝３３７ＭＨｚであり、Ｗ５＝７．５ｍｍの場合，中心周波数Ｆｃ＝３５５ＭＨｚ）における計算値とする。図１５の縦軸の比帯域は、上述の演算式（１）に従って演算された値である。図１５に示されるように、－４００≦Ｚｃ≦－８０、より好ましくは－３００≦Ｚｃ≦－１００であることが、アンテナの広帯域化の点で有利である。
　実施例８では、本発明のアンテナの電極（１６Ａ，１６Ｂ）のサイズ（面積）の違いによるアンテナ利得の変化について説明する。
　実施例８では、実施例３と同じ図１０の形態の平面アンテナについて、スロット２３のアンテナ長Ｈ１を７０ｍｍに固定し且つ電極１６それぞれの形状を正方形に維持したまま、正方形の各電極１６の一辺の長さＷ４１と、電極１６Ａと１６Ｂとの間の最短間隔Ｗ４０とを変化させたときのアンテナ利得を、実車を使って測定した。実施例８での各部の寸法及び定数、並びにアンテナ利得の測定条件は、実施例３と同じである。実施例８でのアンテナ利得は、図８の給電構造を実際に製作して測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表３は、水平偏波の場合に、最短間隔Ｗ４０及び一辺の長さＷ４１を変化させたときの、代表周波数３３０ＭＨｚにおける３６０°全周分のアンテナ利得の実測データの相加平均値（単位：ｄＢｄ）を示す。表４は、垂直偏波の場合に、最短間隔Ｗ４０及び一辺の長さＷ４１を変化させたときの、３３０ＭＨｚにおける３６０°全周分のアンテナ利得の実測データの相加平均値（単位：ｄＢｄ）を示す。表５は、一辺の長さＷ４１が１６，２０，２４ｍｍのときのＺｃを示す。表３，４，５に示されるように、電極１６の面積を変更するとＺｃが変化し、図１５に示すグラフのピーク値に近い値に調整されると、アンテナ利得が向上する点で有利である。
　実施例９では、本発明のアンテナのアンテナ長Ｈ１の違いによるアンテナ利得の変化について説明する。
　実施例９では、正方形の合わせガラスを使って実際に製作された図３Ｂの形態の平面アンテナについて、スロット２３のアンテナ長Ｈ１を変化させたときのアンテナ利得を測定した。実施例９での各部の寸法及び定数は、実施例６と同じである。アンテナ利得の測定条件は、図３Ｂの形態のアンテナが形成された正方形の合わせガラスを発泡スチロールの台上に垂直に設置して測定した点を除いて、実施例３と同じである。
　図１６は、アンテナ長Ｈ１を変化させたときの、代表周波数３８０ＭＨｚにおける３６０°全周分のアンテナ利得の実測データの相加平均値（単位：ｄＢｄ）を示す。図１６に示されるように、アンテナ長Ｈ１が６３ｍｍ以上８４ｍｍ以下、より好ましくは６７ｍｍ以上８０ｍｍ以下であると、アンテナ利得向上の点で有利である。
　実施例１０では、本発明のアンテナのアンテナ幅Ｗ５の違いによるアンテナ利得の変化について説明する。
　実施例１０では、実施例９と同じ図３Ｂの形態の平面アンテナについて、スロット２３のアンテナ幅Ｗ５を変化させたときのアンテナ利得を測定した。実施例１０での各部の寸法及び定数は、実施例６と同じである。アンテナ利得の測定条件は、実施例９と同じである。
　図１７は、アンテナ幅Ｗ５を変化させたときの、代表周波数３８０ＭＨｚにおける３６０°全周分のアンテナ利得の実測データの相加平均値（単位：ｄＢｄ）を示す。図１７に示されるように、アンテナ幅Ｗ５が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以上９ｍｍ以下であると、アンテナ利得向上の点で有利である。
　実施例１１では、本発明のアンテナのスロット２３の形態の違いによるアンテナ利得の変化について説明する。
　実施例１１では、正方形の合わせガラスを使って実際に製作された図１８Ａ－１８Ｄの形態の平面アンテナのアンテナ利得を測定した。複数の細線スロットから構成されるスロット２３のバリエーションが図示されている。図１８Ｂ－１８Ｄの各図において、複数の細線スロットのスロット幅をＷ１１としている。図１８Ａは、スロット２３Ａのアンテナ幅Ｗ５を誇張した、図３Ｂの形態と同じスロット構成を示す。図１８Ｂは、２本の細線スロット２３Ｂ１，２３Ｂ２が、図１８Ａのアンテナ幅Ｗ５と同じピッチで配置されたスロット構成を示す。図１８Ｃは、図１８Ａのアンテナ幅Ｗ５の間に、４本の細線スロット２３Ｃ１－２３Ｃ４が等間隔に配置されたスロット構成を示す。図１８Ｄは、細線スロット２３Ｄ１と細線スロット２３Ｄ２を貫通する貫通スロット２３Ｄ３で接続したＵ字のスロット構成を示す。実施例１１での各部の寸法及び定数は、アンテナ幅Ｗ５を除いて、実施例６と同じである。アンテナ利得の測定条件は、実施例９と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表６は、細線スロットの幅Ｗ１１と本数を変化させたときの、代表周波数３８０ＭＨｚにおける３６０°全周分のアンテナ利得の実測データの相加平均値（単位：ｄＢ）を、図１８Ａの場合の相加平均値との相対差として表した値を示す。表６に示されるように、アンテナ利得を確保したまま、細線のスロット幅Ｗ１１を狭くできる。そのため、実施例１０（図１７）で示したアンテナ利得向上に必要なアンテナ幅Ｗ５を得るために、幅Ｗ１１が細い細線スロットを複数設けることで、同等の特性を得ることができる。細い細線スロットを用いることによって、太いスロット２３を設けるよりも搭乗者に目立たなくすることができ意匠性が向上するとともに、レーザー加工で容易に細線スロットを形成させることができるため生産性が向上する。
　本出願を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、２００９年７月９日出願の日本特許出願（特願２００９-１６３０９９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明は、例えば、地上波デジタルテレビ放送、ＵＨＦ帯のアナログテレビ放送及び米国のデジタルテレビ放送、欧州連合地域のデジタルテレビ放送又は中華人民共和国のデジタルテレビ放送を受信する自動車用ガラスアンテナに利用されると好適である。その他、日本のＦＭ放送帯（７６～９０ＭＨｚ）、米国のＦＭ放送帯（８８～１０８ＭＨｚ）、テレビＶＨＦ帯（９０～１０８ＭＨｚ、１７０～２２２ＭＨｚ）、車両用キーレスエントリーシステム（３００～４５０ＭＨｚ）にも利用できる。
　また、自動車電話用の８００ＭＨｚ帯（８１０～９６０ＭＨｚ）、自動車電話用の１．５ＧＨｚ帯（１．４２９～１．５０１ＧＨｚ）、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）、人工衛星のＧＰＳ信号１５７５．４２ＭＨｚ）、ＶＩＣＳ（登録商標）（Vehicle　Information　and　Communication　System：２．５ＧＨｚ）にも利用できる。
　さらに、ＥＴＣ通信（Electronic　Toll　Collection　System：ノンストップ自動料金収受システム、路側無線装置の送信周波数：５．７９５ＧＨｚ又は５．８０５ＧＨｚ、路側無線装置の受信周波数：５．８３５ＧＨｚ又は５．８４５ＧＨｚ）、専用狭域通信（ＤＳＲＣ：Dedicated　Short　Range　Communication、９１５ＭＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯、６０ＧＨｚ帯）、マイクロ波（１ＧＨｚ～３ＴＨｚ）、ミリ波（３０～３００ＧＨｚ）、及び、ＳＤＡＲＳ（Satellite　Digital　Audio　Radio　Service （２．３４ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ））の通信に利用してもよい。
　１，２　ガラス板
　３　導電膜
　４　中間膜
　５　アンテナ導体
　６　電極
　７　導体
　１１　車外側ガラス板
　１２　車内側ガラス板
　１２ａ～１２ｄ　外縁
　１３　熱反射膜（導電膜）
　１３ａ～１３ｄ　外縁
　１４　中間膜
　１６Ａ，１６Ｂ　電極
　１８　隠蔽膜
　２０　アンテナ
　２１　第１の結合部
　２２　第２の結合部
　２３　スロット
　２４，２４Ａ，２４Ｂ　独立スロット
　３２　誘電体基板
　３８，３８Ａ，３８Ｂ　接着剤（接着層）
　４１　ルーフ側車体開口端
　４２，４４　ピラー側車体開口端
　４３　シャーシー側車体開口端
　４５　車体フレーム
　４６　接着剤
　４７　アクリルフォームテープ
　４８　誘電体基板
　４８ａ　スルーホール
　４９　電極
　４９Ａ　上側電極
　４９Ｂ　下側電極
　５０　導体

Claims (15)

  1. 　ガラス板と、該ガラス板に積層された導電膜と、該導電膜に給電構造を設置して構成されたアンテナとを有する車両用窓ガラスであって、
    　前記給電構造は、誘電体と一対の電極とを有し、
    　前記導電膜は、一端が該導電膜の端部を開放端とするスロットを有し、かつ前記ガラス板と前記誘電体との間に配置され、
    　前記一対の電極は、前記誘電体を挟んだ前記導電膜側の反対側に、かつ該一対の電極を前記導電膜に投影すると前記スロットを一対の電極で挟むように配置され、前記導電膜と容量的に結合されることを特徴とする車両用窓ガラス。
  2. 　前記導電膜は、前記スロットに近接した独立スロットを有する、請求項１に記載の車両用窓ガラス。
  3. 　前記誘電体は、前記ガラス板と異なる他のガラス板である、請求項１または２に記載の車両用窓ガラス。
  4. 　前記ガラス板と前記他のガラス板との間に中間膜を備える、請求項３に記載の車両用窓ガラス。
  5. 　前記ガラス板と前記導電膜との間に中間膜を備える、請求項４に記載の車両用窓ガラス。
  6. 　前記導電膜は、前記他のガラス板の前記ガラス板側に対向する側の面に形成された、請求項３から５のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
  7. 　前記他のガラス板と前記導電膜との間に中間膜を備える、請求項４または５に記載の車両用窓ガラス。
  8. 　前記誘電体は、樹脂からなる樹脂基板である、請求項１または２に記載の車両用窓ガラス。
  9. 　前記導電膜と前記樹脂基板とを接着するための接着層を備える、請求項８に記載の車両用窓ガラス。
  10. 　前記導電膜は、前記ガラス板に形成された、請求項１から４，８，９のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
  11. 　前記導電膜と前記ガラス板とを接着するための接着層を備える、請求項８または９に記載の車両用窓ガラス。
  12. 　前記導電膜の外縁が、前記ガラス板の外縁に対して内側にオフセットした、請求項１から１１のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
  13. 　前記ガラス板と前記一対の電極との間に隠蔽膜が配置された、請求項１から１２のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
  14. 　前記スロットを複数備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
  15. 　ガラス板と、該ガラス板に積層された導電膜と、該導電膜に設けられた給電構造とを有するアンテナであって、
    　前記給電構造は、誘電体と一対の電極とを有し、
    　前記導電膜は、一端が該導電膜の端部を開放端とするスロットを有し、かつ前記ガラス板と前記誘電体との間に配置され、
    　前記一対の電極は、前記誘電体を挟んで前記導電膜側の反対側、かつ該一対の電極を前記導電膜に投影すると前記スロットを一対の電極で挟むように配置され、前記導電膜と容量的に結合されることを特徴とするアンテナ。
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