WO2012073796A1 - 車両用ガラスアンテナ及び車両用窓ガラス - Google Patents

車両用ガラスアンテナ及び車両用窓ガラス Download PDF

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WO2012073796A1
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antenna
glass
frequency band
vehicle
side portion
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貢一 齋藤
田畑　耕司
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旭硝子株式会社
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
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    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3291—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted in or on other locations inside the vehicle or vehicle body
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    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H01Q5/364—Creating multiple current paths
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    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle glass antenna provided on a window glass. Moreover, it is related with the window glass for vehicles provided with a glass antenna.
  • Patent Document 1 a glass antenna that takes out reception signals of FM broadcast waves and AM broadcast waves from one feeding point is known (for example, see Patent Document 1).
  • the antenna conductor for the AM broadcast band is connected in proximity to the heater wire of the defogger, and the configuration in which the heater wire of the defogger is also used as a part of the antenna conductor for the AM broadcast band is adopted. (Refer to Patent Document 1, page 4, upper right column and FIG. 1).
  • a choke coil is required.
  • the defogger has two bus bars, one is connected to a DC power supply and the other is connected to the ground, and the choke coil is inserted between the defogger and the DC power supply, and between the defogger and the ground.
  • the choke coil used for the AM broadcast band needs to have a large inductance value so as to have a high impedance in the low frequency band, and therefore the choke coil itself is very large and heavy. was there.
  • this choke coil there is a glass antenna of Patent Document 2.
  • the glass antenna of Patent Document 2 takes out broadcast wave reception signals in two different frequency bands from one feeding point.
  • a configuration is employed in which the antenna conductor for the band is separated from the heater wire of the defogger (see FIG. 1 of Patent Document 2).
  • the glass antenna of Patent Document 2 has an effect that directivity in a high frequency band can be made close to a round shape (non-directionality).
  • the glass antenna of Patent Document 2 has a substantially circular directivity in the high frequency band, the antenna gain in one specific direction is lower than the antenna gain in the other direction, and the antenna in the specific direction. There is room for improving the gain.
  • the present invention can obtain a reception characteristic that can correspond to two frequency bands, a low frequency band and a high frequency band, without a choke coil for the low frequency band, and round the directivity in the high frequency band.
  • An object of the present invention is to provide a glass antenna for a vehicle and a window glass for a vehicle including the glass antenna that can be made closer to the shape.
  • a glass antenna comprises: A vehicle glass antenna provided on a window glass of a vehicle, A shared antenna conductor corresponding to a first frequency band and a second frequency band higher than the first frequency band, and a power feeding unit connected to the shared antenna conductor,
  • the shared antenna conductor includes a first element that extends from the power feeding unit and a second element that extends from the first element; At least a part of the first element and the second element form a half loop shape having a notch in a part of the loop shape, and an end of extension of the first element and a second The end of stretching of the element is provided in close proximity,
  • the wavelength in the air at the center frequency of the second frequency band is ⁇ 02
  • ⁇ g2 ⁇ 02 ⁇ k 2 .
  • conductor length of the element of is at 0.65Ramuda g2 or 1.0Ramuda g2 less, The shortest distance
  • a vehicle window glass according to the present invention includes the vehicle glass antenna.
  • the present invention it is possible to obtain reception characteristics that can correspond to two frequency bands, a low frequency band and a high frequency band, without a choke coil for the low frequency band, and to reduce the directivity in the high frequency band. You can get closer to the shape.
  • FIG. 6 is a relationship diagram between the shortest distance L between the first element and the second element and the minimum value of the minimum antenna gain.
  • each top view is a figure when the surface of glass is seen facing.
  • Each plan view is a view of the interior of the vehicle with the window glass according to the present invention attached to the vehicle, but may be referred to as a view of the exterior of the vehicle.
  • the vertical direction on each plan view corresponds to the vertical direction of the vehicle, and the lower side of each figure corresponds to the road surface side.
  • the window glass is a rear glass attached to the rear part of the vehicle
  • the left-right direction in the drawing corresponds to the vehicle width direction of the vehicle.
  • FIG. 1 is a plan view of a glass antenna 100 for a vehicle that is a first embodiment of the present invention.
  • the vehicle glass antenna 100 is an antenna in which a common antenna conductor and a feeding portion are provided in a plane on a window glass 12 provided with a defogger 30 having a plurality of parallel heater wires.
  • the shared antenna conductor and the power feeding unit are arranged on the upper side of the defogger 30.
  • the defogger 30 includes a plurality of parallel heater wires (in FIG. 1, the upper heater wires 30a, 30b, etc. are illustrated, and the lower heater wires are omitted) and a plurality of strip-shaped bus bars (FIG. 1) for supplying power to the heater wires. Then, it is an energization heating type pattern having two bus bars 31A and 31B.
  • the plurality of heater wires are arranged on the window glass 12 so as to run parallel to a horizontal plane (ground plane) in a state where the window glass 12 is attached to the vehicle. Two or more heater wires may run parallel to each other.
  • the plurality of heater wires running in parallel may be short-circuited by a short-circuit wire (not shown in FIG.
  • a short circuit line may be utilized as adjustment of the antenna gain of a glass antenna, the length may be adjusted suitably, and there may be 1 or 2 or more.
  • at least one bus bar 31 ⁇ / b> A, 31 ⁇ / b> B is provided in each of the left region and the right region of the window glass 12, and extends in the vertical direction or the substantially vertical direction of the window glass 12.
  • the glass antenna 100 includes a shared antenna conductor capable of receiving radio waves in a first frequency band and a second frequency band that is higher than the first frequency band, and a power feeding unit connected to the shared antenna conductor 16 is a one-pole type antenna. That is, it is an antenna in which the power feeding of the first frequency band and the second frequency band is shared by one power feeding unit 16.
  • the AM broadcast band can be cited as the first frequency band
  • the FM broadcast band can be cited as the second frequency band.
  • the feeding unit 16 is a feeding point of the shared antenna conductor.
  • the power feeding unit 16 is disposed on the window glass 12 so as to be opposed to the side edge of the vehicle body opening in the vehicle width direction.
  • the glass antenna 100 includes at least a first element 1 extending from the power feeding unit 16 as a common antenna conductor pattern and a second element extending from the first element 1 (that is, from the connection point E). Element 2. At least a part of the first element 1 and the second element 2 form a half-loop shape having a notch 13 in a part of the loop shape, and the end C of extension of the first element 1 and the second element 2 The extension end B of the second element 2 is provided in close proximity.
  • the first conductor length of the element 1 of notches 13 so as to be 0.65Ramuda g2 or 1.0Ramuda g2 less is formed. That is, the first element 1 is an element having a longer conductor length from the connection point E out of the two elements branched from the connection point E and extending from the feeding portion 16, and the conductor length from the end point A There is a 0.65Ramuda g2 or 1.0Ramuda g2 less, and an open end termination C.
  • a half loop shape formed by a part of the first element 1 and the second element 2 includes a lower side portion that faces the defogger 30, an upper side portion that faces the lower side portion, and a power feeding unit 16.
  • An example of a square shape composed of a left side facing the left side and a right side facing the left side is shown.
  • the first element 1 includes a connection element 1a that connects the power supply portion 16 and the connection point E between the second element 2 and a straight line extending rightward from the connection point E, and the upper side of the half-loop shape.
  • a partial element 1b that constitutes a portion, a partial element 1c that linearly extends downward starting from a terminal portion of the partial element 1b that extends to the right, and a right side that has a half loop shape;
  • a partial element 1d that linearly extends to the left starting from the end of the downward extension, and constitutes a part of the lower side of the half-loop shape.
  • the partial element 1d extends to the end C of the extension of the first element.
  • the second element 2 linearly extends downward from the connection point E with the first element as a starting point, and the partial element 2a constituting the left side portion of the half loop shape, and the downward direction of the partial element 2a
  • a partial element 2b that linearly extends rightward from the starting end of the extension and constitutes a part of the lower side of the half-loop shape is provided.
  • the partial element 2 b extends to the end B of the extension of the second element 2.
  • the notch 13 having a half-loop shape is formed by bringing the extension end C of the first element and the extension end B of the second element close to each other without being connected.
  • FIG. 1 shows an example in which a notch 13 is formed in the lower side of the half loop shape.
  • the wavelength in the air at the center frequency of the second frequency band is ⁇ 02
  • ⁇ g2 ⁇ 02 ⁇ k 2
  • the sum of the conductor length of the element 1a ⁇ 1d conductor length L1 of the element of any, 0.65Ramuda g2 or 1.0Ramuda g2 less, more preferably 0.70Ramuda g2 or 0.95Ramuda g2 below
  • a favorable result can be obtained in terms of improving the antenna gain in the second broadcast frequency band.
  • the center frequency is 83 MHz.
  • the center frequency of the FM broadcast band (88 to 108 MHz) in the United States is 98 MHz.
  • the conductor length L1 of the element may be adjusted to 1280 mm to 1950 mm, more preferably 1380 mm to 1860 mm.
  • the shared antenna conductor is arranged on the upper side of the defogger 30 so that the shortest distance H2 to the defogger 30 is secured to 15 mm or more (preferably 25 mm or more), thereby improving the antenna gain in the first broadcast frequency band. In this respect, preferable results are obtained.
  • the shortest distance H2 is the distance between the heater wire 30a corresponding to the uppermost part of the defogger 30 and the partial element 2b (or partial element 1d) constituting the lower side of the half-loop shape.
  • the power feeding unit 16 is electrically connected to a signal path of an external signal processing device (for example, an in-vehicle amplifier) through a predetermined conductive member.
  • an external signal processing device for example, an in-vehicle amplifier
  • a feed line such as an AV line or a coaxial cable is used.
  • an AV line When an AV line is used, it is electrically connected to the power supply unit 16.
  • the inner conductor of the coaxial cable may be electrically connected to the power feeding unit 16 and the outer conductor of the coaxial cable may be grounded to the vehicle body.
  • a configuration may be employed in which a connector for electrically connecting a conductive member such as a conductive wire connected to the signal processing device to the power supply unit 16 is mounted on the power supply unit 16. With such a connector, it becomes easy to attach the inner conductor of the AV line or the coaxial cable to the power feeding unit 16. Moreover, it is good also as a structure which installs a protrusion-shaped electroconductive member in the electric power feeding part 16, and the protrusion-shaped electroconductive member contacts and fits to the flange of the vehicle body to which the window glass 12 is attached.
  • the “terminal portion” may be the end point of the element stretching, or may be in the vicinity of the end point which is the conductor portion before the end point. Moreover, the connection part of elements may be connected with a curvature.
  • the common antenna conductor and the feeding portion 16 are formed by printing and baking a paste containing a conductive metal, such as a silver paste, on the inner surface of a window glass, for example.
  • a conductive metal such as a silver paste
  • the present invention is not limited to this forming method, and a linear or foil-like body made of a conductive material such as copper may be formed on the vehicle inner surface or vehicle outer surface of the window glass. It may be attached by, for example, or may be provided inside the window glass itself.
  • the shape of the power feeding unit 16 may be determined according to the shape of the mounting surface of the conductive member or connector and the interval between the mounting surfaces. For example, 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.
  • a glass antenna may be formed by providing a conductor layer made of each antenna conductor on the inside or the surface of a synthetic resin film and forming the synthetic resin film with a conductor layer on the inner surface or the outer surface of the window glass plate. Furthermore, it is good also as a glass antenna by forming the flexible circuit board in which each antenna conductor was formed in the vehicle inner surface or vehicle outer surface of a window glass.
  • a concealing film may be formed on the surface of the window glass 12, and a part or the whole of the feeding portion and the antenna conductor may be provided on the concealing film.
  • the concealing film may be a ceramic such as a black ceramic film.
  • the portion of the antenna conductor provided on the masking film by the masking film becomes invisible from the outside of the vehicle, and the window glass has an excellent design.
  • a feeding portion and a part of the antenna conductor are formed on the shielding film (between the edge of the shielding film and the edge of the window glass 12), so that only the thin straight line portion of the conductor is seen in the vehicle exterior. Therefore, it is preferable in terms of design.
  • the shortest distance L between the first element 1 and the second element 2 of the notch 13 is 2 mm to 75 mm, more preferably 2 mm to 60 mm, and even more preferably 2 mm to 15 mm. A favorable result is obtained in terms of improving the antenna gain of the band and making the high frequency band non-directional.
  • the lower limit value “2 mm” of the shortest distance L is the limit accuracy with which the antenna conductor can be printed on the window glass.
  • the half-loop shape illustrated in FIG. 1 is a square shape, but a circular, elliptical, or polygonal shape has favorable results in terms of improving antenna gain in both frequency bands and omnidirectionality in high frequency bands. can get.
  • the notch 13 illustrated in FIG. 1 is formed on the lower side facing the square defogger 30. However, even if it is formed on the partial element 1c constituting the right side, the antenna gain in both frequency bands is obtained. Preferred results are obtained in terms of improvement and non-directionality in the high frequency band.
  • the height of the half loop shape illustrated in FIG. 1 (in FIG. 1, the conductor length of the partial element 2a corresponding to the left side portion of the half loop shape) H1 is 60 mm or more and 150 mm or less, more preferably 90 mm or more and 150 mm or less.
  • the lower limit “60 mm” of the height H1 of the half-loop shape is a length necessary to ensure the minimum antenna gain in the first frequency band.
  • the upper limit value “150 mm” of the height H1 of the half-loop shape is a length determined in consideration of the distance between the upper edge of the window glass 12 and the uppermost portion of the defogger 30.
  • FIG. 2 is a plan view of a vehicle glass antenna 200 according to a second embodiment of the present invention. The description of the same part as the glass antenna described above is omitted.
  • the half-loop cutout 13 may be formed as shown in FIG. That is, the shared antenna conductor includes a parallel running portion in which the partial element 2b and the partial element 1d are extended in parallel with each other while maintaining a predetermined distance (for example, 10 mm) in the vertical direction. By providing such a parallel running portion, the antenna characteristics (impedance, etc.) can be adjusted.
  • FIG. 3 is a plan view of a glass antenna 300 for a vehicle that is a third embodiment of the present invention. The description of the same part as the glass antenna described above is omitted.
  • the shared antenna conductor includes a first extension element 3 extending leftward from the lower side of the half loop shape. By including the first extension element, favorable results can be obtained in terms of omnidirectionality in the high frequency band.
  • the first extension element 3 illustrated in FIG. 3 extends linearly to the left starting from the connection point F between the partial element 2b constituting the lower side and the partial element 2a constituting the left side. To do.
  • the first extension element 3 extends to the end D of the extension to the left of the first extension element 3.
  • the directivity can be made close to a round shape.
  • FIG. 4 is a plan view of a glass antenna 400 for a vehicle that is a fourth embodiment of the present invention. The description of the same configuration as the above glass antenna is omitted.
  • the shared antenna conductor is connected to the right side portion, the left side portion, and the power feeding portion 16 of the half loop shape, and the first auxiliary element 4 parallel or substantially parallel to the lower side portion. Is included.
  • the separation distance H3 between the partial element 1b and the first auxiliary element 4 is preferably 2 mm or more and 40 mm or less from the viewpoint of improving the average antenna gain.
  • the first auxiliary element 4 illustrated in FIG. 4 is connected to the partial element 1c constituting the right side part, the partial element 2a constituting the left side part, and the power feeding part 16.
  • the first auxiliary element 4 extends linearly to the right starting from the power supply portion 16, crosses the partial element 2 a, and extends to a point G on the partial element 1 c.
  • Separation distance H3: 30 the average antenna gain can be improved.
  • FIG. 5 is a plan view of a glass antenna 500 for a vehicle that is a fifth embodiment of the present invention. The description of the same configuration as the above glass antenna is omitted.
  • the shared antenna conductor in addition to the configuration of FIG. 3, includes a second auxiliary element 5, second extension elements 6, 7 and third auxiliary elements 8, 9.
  • the second auxiliary element 5 is linearly extended leftward from the point J on the partial element 1c constituting the right side of the half loop shape, and connected to the partial element 2a constituting the left side.
  • the element 2a is extended to the end K of the left extension.
  • FIG. 5 illustrates the extension elements 6 and 7 as the second extension element.
  • the extension element 6 extends upward from the connection element 1a, which is the first element, and then extends rightward.
  • the extension element 7 extends upward starting from the partial element 1b constituting the upper side of the half-loop shape and then extends leftward.
  • the second extension elements 6 and 7 can improve the antenna gain in the low frequency band so as not to affect the characteristics of the antenna gain in the high frequency band.
  • FIG. 5 illustrates auxiliary elements 8 and 9 as third auxiliary elements.
  • the auxiliary element 8 linearly extends upward from a point M on the partial element 2b constituting a part of the lower side portion of the half-loop shape, and the partial element 1b constituting the upper side portion of the half-loop shape. It is an element that connects the partial element 2b.
  • the auxiliary element 9 is an element that connects the partial element 1 b and the terminal B of the second element 2.
  • the third auxiliary elements 8 and 9 can improve the antenna gain in the low frequency band so as not to affect the characteristics of the antenna gain in the high frequency band.
  • the conductor width of each element in this example is 0.8 mm.
  • the size of the power feeding unit 16 is 27 mm in the vertical direction and 13 mm in the horizontal direction.
  • the antenna gain was measured by assembling an automobile window glass with a glass antenna formed on an automobile window frame on a turntable.
  • a connector is attached to the power supply unit, a feeder line is connected to the connector, and the power supply unit 16 and the amplifier are connected via the feeder line.
  • the amplifier is an amplifier having a gain of 8 dB.
  • the amplifier is connected to the tuner by a feeder line (1.5C-2V 4.5m).
  • the window glass is irradiated with radio waves (polarized waves with a frequency of 88 to 108 MHz having a polarization plane inclined 45 degrees from the horizontal) from the horizontal direction, and the turntable is rotated to change the irradiation angle of the radio waves on the window glass.
  • the antenna gain is measured by setting the center of the vehicle with the glass antenna glass mounted at the center of the turntable and rotating the vehicle 360 ° while transmitting radio waves of a predetermined frequency.
  • the antenna gain data is measured every 1 MHz in the irradiation frequency band 88 to 108 MHz for every rotation angle of 1 °.
  • the measurement result of the antenna to be measured is shown in an electric field atmosphere in which the antenna terminal voltage induced in the reference half-wave dipole antenna is 60 dB ⁇ V.
  • Example 1 6 and 7 show the conductor length between A and C and the height of the half-loop shape for the high-frequency glass antenna for automobiles produced by attaching the form of the glass antenna 100 shown in FIG. 1 to the rear glass of an actual vehicle.
  • the minimum antenna gain indicates the antenna gain in the direction where the antenna gain is the lowest.
  • the upper part of the table in FIG. 6 shows the average value of the minimum antenna gain at 88 to 108 MHz (average value of the minimum antenna gain).
  • the lower part of the table of FIG. 6 shows the minimum value of the minimum antenna gain at 88 to 108 MHz (minimum value of the minimum antenna gain).
  • FIG. 7 shows the relationship between the shortest distance L and the minimum value of the minimum antenna gain. According to FIG. 7, the minimum value of the minimum antenna gain in the US FM broadcast band (88 to 108 MHz) can be improved by adjusting the shortest distance L to 10 mm to 75 mm.
  • Example 2 10 and 11 show glass antennas 100 (FIG. 1), 300 (FIG. 3), 400 (FIG. 4), and 600 (FIG. 8), which are embodiments of the present invention, and a conventional glass antenna REF (FIG. 8) that is a comparative example.
  • FIG. 9) is an actual measurement data of the antenna gain.
  • FIG. 12 is a directional characteristic diagram of the directivity of the glass antenna 100 and the glass antenna REF.
  • Glass antenna 600 is an improved version of glass antenna 500 (FIG. 5).
  • the glass antenna REF is a two-input (two power feeding units) glass antenna disclosed in Patent Document 2 described above, which is made into one input (one power feeding unit).
  • each part of the glass antenna 600 (FIG. 8) when the antenna gain of FIGS. x1: 200 x2: 500 x3: 30 x4: 525 x5: 200 x6: 350 x7: 360 x8: 500 y1: 30 y2: 30 y3: 30 y4: 30 y5: 45 It is.
  • each part of the glass antenna REF (FIG. 9) when the antenna gain of FIGS. x21: 320 x22: 400 x23: 400 x24: 400 x25: 490 x26: 525 x27: 160 x28: 170 x29: 200 x30: 300 x31: 400 x32: 400 x33: 500 y21: 10 y22: 25 y23: 10 y24: 25 y25: 25 y26: 25 y27: 45 y28: 95 y29: 15 y30: 10 It is.
  • X ** (** represents a number) indicates the shortest distance from the point indicated by the arrow “x **” to the center line 40 of the defogger 30 in FIGS. Yes.
  • the center line 40 is a straight line that is virtually drawn in the vertical direction.
  • Y ** indicates the shortest distance between the conductors in the vertical direction.
  • the vertical axis in FIG. 10 indicates the average value (average antenna gain) of the antenna gain in each direction within 360 °.
  • the vertical axis in FIG. 11 indicates the smallest antenna gain (minimum antenna gain) among the antenna gains in each direction within 360 °.
  • the glass antenna according to the present invention is about 100 MHz in the FM broadcast band as compared with the glass antenna REF. In the above band, the minimum antenna gain can be improved. As a result, as shown in FIG. 12, the glass antenna 100 has an increased antenna gain in the specific direction, whereas the glass antenna REF has a decreased antenna gain in a specific direction. Therefore, since the glass antenna according to the present invention can be as close to a round shape as possible, it is possible to prevent the reception of radio waves depending on the arrival direction of radio waves.
  • the first frequency band is used for an MF band of 300 k to 3 MHz, for example.
  • AM radio broadcasting (520 to 1700 kHz) can be mentioned.
  • the second frequency band is used for a VHF band of 30 M to 0.3 GHz, for example. Examples of uses of radio waves in the VHF band include the FM broadcast band in Japan (76 to 90 MHz), the FM broadcast band in the United States (88 to 108 MHz), and the television VHF band (90 to 108 MHz, 170 to 222 MHz).
  • the second frequency band is used on the low frequency side of the UHF band of 0.3 G to 3 GHz, for example.
  • Examples of applications of radio waves on the low side of the UHF band include a keyless entry system for vehicles (300 to 450 MHz) and an 800 MHz band (810 to 960 MHz) for automobile phones.

Abstract

　低周波数帯と高周波数帯の２つの周波数帯に対応可能な受信特性を低周波数帯用のチョークコイルが無くても得ることができ、高周波数帯の指向性を丸形に一層近づけることができる、ガラスアンテナの提供。　第１の周波数帯と該第１の周波数帯よりも高い第２の周波数帯に対応する共用アンテナ導体と、共用アンテナ導体に接続された給電部１６とを備え、共用アンテナ導体が、給電部１６を起点に延伸される第１のエレメント１と、第１のエレメント１を起点に延伸される第２のエレメント２とを含み、第１のエレメント１の少なくとも一部と第２のエレメント２とがループ形状の一部に切り欠き部１３を有する半ループ形状を形成するように、第１のエレメントの延伸の終端Ｃと第２のエレメントの延伸の終端Ｂとが近接して設けられ、第２の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０２とし、ガラス波長短縮率をｋ２（ただしｋ２＝０．６４）とし、λｇ２＝λ０２・ｋ２としたとき、第１のエレメント１の導体長が０．６５λｇ２以上１．０λｇ２以下であり、窓ガラス１２に設けられるデフォッガ３０と共用アンテナ導体との最短距離が１５ｍｍ以上ある、ガラスアンテナ。

Description

車両用ガラスアンテナ及び車両用窓ガラス
　本発明は、窓ガラスに設けられる車両用ガラスアンテナに関する。また、ガラスアンテナを備える車両用窓ガラスに関する。
　従来技術として、ＦＭ放送波とＡＭ放送波の受信信号を一つの給電点から取り出すガラスアンテナが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のガラスアンテナでは、ＡＭ放送帯用のアンテナ導体がデフォッガのヒータ線に近接して接続され、デフォッガのヒータ線をＡＭ放送帯用のアンテナ導体の一部として兼用する構成を採用している（特許文献１の第４頁上段右欄及び第１図参照）。
　デフォッガをＡＭ放送帯用のアンテナ導体として利用するためには、チョークコイルが必要となる。デフォッガは２つのバスバを有しており、一方が直流電源に、もう一方がグラウンドに接続され、チョークコイルは、デフォッガと直流電源との間、デフォッガとグラウンドとの間にそれぞれ挿入される。しかしながら、ＡＭ放送帯用に適用されるチョークコイルは、低周波数帯で高インピーダンスとなるようにインダクタンス値を大きく設定する必要があり、そのため、チョークコイル自体が非常に大きく、重量も重くなるという問題があった。
　このチョークコイルを削除可能な構成として、特許文献２のガラスアンテナが存在する。特許文献２のガラスアンテナも、特許文献１のガラスアンテナ同様に、異なる２つの周波数帯の放送波の受信信号を一つの給電点から取り出すものであるが、特許文献２のガラスアンテナでは、低周波数帯用のアンテナ導体をデフォッガのヒータ線から離した構成を採用している（特許文献２の図１参照）。
　さらに、特許文献２のガラスアンテナは、高周波数帯の指向性を丸形に近づけること（無指向性化）ができるという効果を有していた。
日本国特開昭６２－３８００１号公報 日本国特開２００８－１８２６８２号公報
　しかしながら、特許文献２のガラスアンテナは、高周波数帯の指向性はほぼ丸形であるものの、ある特定の方向のアンテナ利得が他の方向のアンテナ利得に比べて低く、その特定の方向でのアンテナ利得を向上させる余地がある。
　この点、ＦＭ放送帯用のガラスアンテナのアンテナ利得を向上させる手段として、アンテナ導体とデフォッガとを電気的に接続する構成を採用することが考えられる。アンテナ導体とデフォッガとを電気的に接続させる場合、チョークコイルが必要となるが、アンテナ導体が低周波数帯と高周波数帯を共用しているため、低周波数帯用のチョークコイルが必要となるため、前述したような問題が発生する。
　そこで、本発明は、低周波数帯と高周波数帯の２つの周波数帯に対応可能な受信特性を低周波数帯用のチョークコイルが無くても得ることができるとともに、高周波数帯の指向性を丸形に一層近づけることができる、車両用ガラスアンテナ及び該ガラスアンテナを備える車両用窓ガラスの提供を目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係るガラスアンテナは、
　車両の窓ガラスに設けられる車両用ガラスアンテナであって、
　第１の周波数帯と該第１の周波数帯よりも高い第２の周波数帯とに対応する共用アンテナ導体と、前記共用アンテナ導体に接続された給電部とを備え、
　前記共用アンテナ導体が、前記給電部を起点に延伸される第１のエレメントと、該第１のエレメントを起点に延伸される第２のエレメントとを含み、
　前記第１のエレメントの少なくとも一部と前記第２のエレメントとがループ形状の一部に切り欠き部を有する半ループ形状を形成するように、前記第１のエレメントの延伸の終端と第２のエレメントの延伸の終端とが近接して設けられ、
　前記第２の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０２とし、ガラス波長短縮率をｋ２（ただしｋ２＝０．６４）とし、λｇ２＝λ０２・ｋ２として、前記第１のエレメントの導体長が０．６５λｇ２以上１．０λｇ２以下であり、
　前記窓ガラスに設けられるデフォッガと前記共用アンテナ導体との最短距離が１５ｍｍ以上ある、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、本発明に係る車両用窓ガラスは、該車両用ガラスアンテナを備えるものである。
　本発明によれば、低周波数帯と高周波数帯の２つの周波数帯に対応可能な受信特性を低周波数帯用のチョークコイルが無くても得ることができるとともに、高周波数帯の指向性を丸形に一層近づけることができる。
車両用ガラスアンテナ１００の平面図である。 車両用ガラスアンテナ２００の平面図である。 車両用ガラスアンテナ３００の平面図である。 車両用ガラスアンテナ４００の平面図である。 車両用ガラスアンテナ５００の平面図である。 第１のエレメントと第２のエレメントとの最短距離Ｌを変化させたときの、最小アンテナ利得の周波数特性図である。 第１のエレメントと第２のエレメントとの最短距離Ｌと最小アンテナ利得の最小値との関係図である。 車両用ガラスアンテナ６００の平面図である。 車両用ガラスアンテナＲＥＦの平面図である。 平均アンテナ利得の周波数特性図である。 最小アンテナ利得の周波数特性図である。 １０２ＭＨｚにおける指向性の方向特性図である。
　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、形態を説明するための図面において、方向について特に記載のない場合には図面上での方向をいうものとし、各図面の基準の方向は、記号、数字の方向に対応する。また、平行、直角などの方向は、本発明の効果を損なわない程度のズレを許容するものである。また、各平面図は、ガラスの面を対向して見たときの図である。各平面図は、本発明に係る窓ガラスが車両に取り付けられた状態での車内視の図であるが、車外視の図として参照してもよい。各平面図上での上下方向が車両の上下方向に相当し、各図の下側が路面側に相当する。また、窓ガラスが車両の後部に取り付けられるリヤガラスである場合、図面上での左右方向が車両の車幅方向に相当する。
　図１は、本発明の第１の実施形態である車両用ガラスアンテナ１００の平面図である。車両用ガラスアンテナ１００は、複数の並走するヒータ線を有するデフォッガ３０が設けられた窓ガラス１２に、共用アンテナ導体及び給電部が平面的に設けられたアンテナである。共用アンテナ導体及び給電部は、デフォッガ３０の上側に配置されている。
　デフォッガ３０は、複数の並走するヒータ線（図１では、上側のヒータ線３０ａ，３０ｂ等を例示し、下方のヒータ線は省略）と該ヒータ線に給電する複数の帯状のバスバ（図１では、２つのバスバ３１Ａ，３１Ｂを例示）とを有する通電加熱式のパターンである。複数のヒータ線は、例えば、窓ガラス１２を車両に取り付けた状態で水平面（地平面）に対して平行な方向に並走するように窓ガラス１２に配置される。互いに並走するヒータ線は、２本以上あればよい。並走する複数のヒータ線は上下に延伸する短絡線（図１では不図示）により短絡されていてもよい。なお、短絡線はガラスアンテナのアンテナ利得の調整として利用されてもよく、その長さは適宜調整されてもよく、１本又は２本以上あってもよい。バスバ３１Ａ，３１Ｂは、図１の場合、窓ガラス１２の左側領域及び右側領域にそれぞれ少なくとも１本ずつ設けられており、窓ガラス１２の縦方向又は略縦方向に伸長されている。
　ガラスアンテナ１００は、第１の周波数帯と該第１の周波数帯よりも帯域が高い第２の周波数帯の電波の受信に対応可能な共用アンテナ導体と、該共用アンテナ導体に接続された給電部１６を備える、１極タイプのアンテナである。すなわち、第１の周波数帯と第２の周波数帯との給電を一つの給電部１６で共用するアンテナである。例えば、第１の周波数帯として、ＡＭ放送帯が挙げられ、第２の周波数帯として、ＦＭ放送帯が挙げられる。
　給電部１６は、共用アンテナ導体の給電点である。給電部１６は、窓ガラス１２が車体開口部に取り付けられたときに、その車体開口部の車幅方向の側縁に対向して位置するように窓ガラス１２に配置される。
　ガラスアンテナ１００は、共用アンテナ導体のパターンとして、少なくとも、給電部１６を起点に延伸される第１のエレメント１と、第１のエレメント１を起点に（すなわち接続点Eから）延伸される第２のエレメント２とを有している。第１のエレメント１の少なくとも一部と第２のエレメント２とがループ形状の一部に切り欠き部１３を有する半ループ形状を形成するように、第１のエレメント１の延伸の終端Ｃと第２のエレメント２の延伸の終端Ｂとが近接して設けられる。そして、第２の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０２とし、ガラス波長短縮率をｋ２（ただしｋ２＝０．６４）とし、λｇ２＝λ０２・ｋ２としたとき、第１のエレメント１の導体長が０．６５λｇ２以上１．０λｇ２以下となるように切り欠き部１３が形成されている。すなわち、第１のエレメント１は、給電部１６を起点に延伸し、接続点Eから分岐した二つのエレメントのうち接続点Eからの導体長が長い方のエレメントであり、端点Ａからの導体長が０．６５λｇ２以上１．０λｇ２以下であり、終端Ｃを開放端としている。
　図１には、第１のエレメント１の一部と第２のエレメント２とで形成される半ループ形状が、デフォッガ３０に対向する下辺部と、下辺部に対向する上辺部と、給電部１６に対向する左辺部と、左辺部に対向する右辺部からなる方形状である例が示されている。
　第１のエレメント１は、給電部１６と第２のエレメント２との接続点Ｅとを接続する接続エレメント１ａと、接続点Ｅを起点に右方に直線的に延伸し、半ループ形状の上辺部を構成する部分エレメント１ｂと、部分エレメント１ｂの右方への延伸の終端部を起点に下方に直線的に延伸し、半ループ形状の右辺部を構成する部分エレメント１ｃと、部分エレメント１ｃの下方への延伸の終端部を起点に左方に直線的に延伸し、半ループ形状の下辺部の一部を構成する部分エレメント１ｄとを備える。部分エレメント１ｄは、第１のエレメントの延伸の終端Ｃまで延伸する。
　また、第２のエレメント２は、第１のエレメントとの接続点Ｅを起点に下方に直線的に延伸し、半ループ形状の左辺部を構成する部分エレメント２ａと、部分エレメント２ａの下方への延伸の終端部を起点に右方に直線的に延伸し、半ループ形状の下辺部の一部を構成する部分エレメント２ｂとを備える。部分エレメント２ｂは、第２のエレメント２の延伸の終端Ｂまで延伸する。
　第１のエレメントの延伸の終端Ｃと第２のエレメントの延伸の終端Ｂとが接続させずに近接させることにより、半ループ形状の切り欠き部１３を形成している。図１には、半ループ形状の下辺部に切り欠き部１３が形成されている例が示されている。
　また、第２の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０２とし、ガラス波長短縮率をｋ２（ただしｋ２＝０．６４）とし、λｇ２＝λ０２・ｋ２として、第１のエレメントの導体長Ｌ１（図１の場合、エレメント１ａ～１ｄの導体長の合計）が、０．６５λｇ２以上１．０λｇ２以下、より好ましくは０．７０λｇ２以上０．９５λｇ２以下であれば、第２の放送周波数帯のアンテナ利得向上の点で好ましい結果が得られる。
　例えば、第２の放送周波数帯として日本のＦＭ放送帯（７６～９０ＭＨｚ）を設定した場合、その中心周波数は８３ＭＨｚである。一方、米国のＦＭ放送帯（８８～１０８ＭＨｚ）の中心周波数は９８ＭＨｚである。
　したがって、例えば、米国のＦＭ放送帯のアンテナ利得を向上させたい場合、電波の速さを３．０×１０８ｍ／ｓとすると、その中心周波数９８ＭＨｚにおけるλｇ２は１．９５９ｍなので、第１のエレメントの導体長Ｌ１を、１２８０ｍｍ以上１９５０ｍｍ以下、より好ましくは１３８０ｍｍ以上１８６０ｍｍ以下に調整するとよい。
　また、共用アンテナ導体は、デフォッガ３０との最短距離Ｈ２が１５ｍｍ以上（好ましくは、２５ｍｍ以上）確保されるようにデフォッガ３０の上側に配置されることによって、第１の放送周波数帯のアンテナ利得向上の点で好ましい結果が得られる。
　図１の場合、最短距離Ｈ２は、デフォッガ３０の最上部に相当するヒータ線３０ａと半ループ形状の下辺部を構成する部分エレメント２ｂ（又は、部分エレメント１ｄ）との距離である。
　このように、図１に例示したような形態のガラスアンテナであれば、給電部１６を外部の信号処理装置（例えば、車載アンプ）の信号経路に所定の導電性部材を介して電気的に接続することによって、低周波数帯と高周波数帯の２つの周波数帯に対応可能な受信特性を低周波数帯用のチョークコイルが無くても得ることができるとともに、高周波数帯の指向性を丸形に一層近づけることができる。
　上記の導電性部材として、例えば、ＡＶ線や同軸ケーブルなどの給電線が用いられる。ＡＶ線を用いる場合には給電部１６に電気的に接続する。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給電部１６に電気的に接続し、同軸ケーブルの外部導体を車体にアース接続すればよい。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を給電部１６に電気的に接続するためのコネクタを、給電部１６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、ＡＶ線や同軸ケーブルの内部導体を給電部１６に取り付けることが容易になる。また、給電部１６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。
　「終端部」は、エレメントの延伸の終点であってもよいし、その終点手前の導体部分である終点近傍であってもよい。また、エレメント同士の接続部は、曲率を有して接続されていてもよい。
　共用アンテナ導体及び給電部１６は、銀ペースト等の、導電性金属を含有するペーストを、例えば窓ガラス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、窓ガラスの車内側表面又は車外側表面に形成してもよく、窓ガラスに接着剤等により貼付してもよく、窓ガラス自身の内部に設けてもよい。
　給電部１６の形状は、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に応じて決めるとよい。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。
　各アンテナ導体からなる導体層を合成樹脂製フィルムの内部又はその表面に設け、導体層付き合成樹脂製フィルムを窓ガラス板の車内側表面又は車外側表面に形成してガラスアンテナとしてもよい。さらに、各アンテナ導体が形成されたフレキシブル回路基板を窓ガラスの車内側表面又は車外側表面に形成してガラスアンテナとしてもよい。
　窓ガラス１２の面上に隠蔽膜を形成し、この隠蔽膜の上に給電部及びアンテナ導体の一部分又は全体を設けてもよい。隠蔽膜は黒色セラミックス膜等の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、隠蔽膜により隠蔽膜上に設けられているアンテナ導体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。図示の構成では、給電部とアンテナ導体の一部を隠蔽膜上に（隠蔽膜の縁と窓ガラス１２の縁との間に）形成させることで、車外視において導体の細い直線部分のみを見ることになり、デザイン上好ましい。
　切り欠き部１３の第１のエレメント１と第２のエレメント２との最短距離Ｌは、２ｍｍ以上７５ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以上６０ｍｍ以下、さらに好ましくは２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが、高周波数帯のアンテナ利得向上及び高周波数帯の無指向性化の点で好ましい結果が得られる。最短距離Ｌの下限値「２ｍｍ」は、アンテナ導体を窓ガラスにプリントできる限界精度である。
　図１に例示した半ループ形状は、方形状であるが、円状でも、楕円状でも、多角形状でも、両周波数帯のアンテナ利得向上及び高周波数帯の無指向性化の点で好ましい結果が得られる。また、図１に例示した切り欠き部１３は、方形状のデフォッガ３０に対向する下辺部に形成されているが、右辺部を構成する部分エレメント１ｃに形成されても、両周波数帯のアンテナ利得向上及び高周波数帯の無指向性化の点で好ましい結果が得られる。
　図１に例示した半ループ形状の高さ（図１では、半ループ形状の左辺部に相当する部分エレメント２ａの導体長）Ｈ１は、６０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、より好ましくは９０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であることが、低周波数帯のアンテナ利得向上の点で好ましい結果が得られる。半ループ形状の高さＨ１の下限値「６０ｍｍ」は、第１の周波数帯の最低限のアンテナ利得を確保するために必要な長さである。半ループ形状の高さＨ１の上限値「１５０ｍｍ」は、窓ガラス１２の上縁とデフォッガ３０の最上部との距離を考慮して決定される長さである。
　図２は、本発明の第２の実施形態である車両用ガラスアンテナ２００の平面図である。上述のガラスアンテナと同様の部分については、その説明を省略する。
　半ループ形状の切り欠き部１３は、図２に示されるように形成されてもよい。すなわち、共用アンテナ導体は、部分エレメント２ｂと部分エレメント１ｄとが上下方向に所定の間隔（例えば、１０ｍｍ）を保って、それぞれが互いに並走して延伸する並走部を備えている。このような並走部を設けることによって、アンテナの特性（インピーダンスなど）を調整することができる。
　図３は、本発明の第３の実施形態である車両用ガラスアンテナ３００の平面図である。上述のガラスアンテナと同様の部分については、その説明を省略する。図３の場合、共用アンテナ導体は、半ループ形状の下辺部を起点に左方向に延伸する第１の延長エレメント３を含んでいる。第１の延長エレメントを含むことによって、高周波数帯の無指向性の点で好ましい結果が得られる。
　図３に例示された第１の延長エレメント３は、下辺部を構成している部分エレメント２ｂと左辺部を構成している部分エレメント２ａとの接続点Ｆを起点として左方に直線的に延伸する。第１の延長エレメント３は、第１の延長エレメント３の左方への延伸の終端Ｄまで延伸する。
　例えば、高周波数帯をＦＭ放送帯とすると、図３のガラスアンテナ３００の各部の寸法（単位：ｍｍ）を、
　　Ａ－Ｂ間の導体長：７１０
　　Ａ－Ｃ間の導体長：１５４０
　　Ａ－Ｄ間の導体長：７５０
とすると、指向性を丸形に近づけることができる。
　図４は、本発明の第４の実施形態である車両用ガラスアンテナ４００の平面図である。上述のガラスアンテナと同様の構成については、その説明を省略する。図４の場合、図３の構成に加えて、共用アンテナ導体は、半ループ形状の右辺部と左辺部と給電部１６とに接続し、下辺部に平行又は略平行な第１の補助エレメント４を含んでいる。
　第１の補助エレメント４の追加によって、Ａ－Ｃ間の抵抗値を下げることができ、高周波数帯の各周波数のアンテナ利得を平均して算出された平均アンテナ利得を向上させることができる。部分エレメント１ｂと第１の補助エレメント４との離間距離Ｈ３は、平均アンテナ利得向上の点で、２ｍｍ以上４０ｍｍ以下が好ましい。
　図４に例示された第１の補助エレメント４は、右辺部を構成する部分エレメント１ｃと左辺部を構成する部分エレメント２ａと給電部１６とに接続される。第１の補助エレメント４は、給電部１６を起点として右方に直線的に延伸し、部分エレメント２aと交わって、部分エレメント１ｃ上の点Ｇまで延伸する。
　例えば、高周波数帯をＦＭ放送帯とすると、図４のガラスアンテナ４００の各部の寸法（単位：ｍｍ）を、
　　Ａ－Ｂ間の導体長：７１０
　　Ａ－Ｃ間の導体長：１５４０
　　Ａ－Ｄ間の導体長：７５０
　　離間距離Ｈ３　　：３０
とすると、平均アンテナ利得を向上させることができる。
　図５は、本発明の第５の実施形態である車両用ガラスアンテナ５００の平面図である。上述のガラスアンテナと同様の構成については、その説明を省略する。図５の場合、図３の構成に加えて、共用アンテナ導体は、第２の補助エレメント５、第２の延長エレメント６，７及び第３の補助エレメント８，９を含んでいる。
　第２の補助エレメント５は、半ループ形状の右辺部を構成する部分エレメント１ｃ上の点Ｊを起点に左方に直線的に延伸し、左辺部を構成する部分エレメント２ａと接続して、部分エレメント２ａの左方の延伸の終端Ｋまで延伸する。第２の補助エレメント５を追加することによって、高周波数帯のアンテナ利得の特性に影響を与えないように、低周波数帯のアンテナ利得を向上させることができる。
　また、第２の延長エレメントは、第１のエレメントを起点に上方に延伸した後、右方又は左方に延伸する。図５には、第２の延長エレメントとして、延長エレメント６，７が例示されている。延長エレメント６は、第１のエレメントである接続エレメント１ａを起点に上方に延伸した後に右方に延伸する。延長エレメント７は、半ループ状形状の上辺部を構成する部分エレメント１ｂを起点に上方に延伸した後に左方に延伸する。第２の延長エレメント６，７によって、高周波数帯のアンテナ利得の特性に影響を与えないように、低周波数帯のアンテナ利得を向上させることができる。
　また、第３の補助エレメントは、下辺部と上辺部とに接続し、右辺部又は左辺部に平行又は略平行に延伸する。図５には、第３の補助エレメントとして、補助エレメント８，９が例示されている。補助エレメント８は、半ループ状形状の下辺部の一部を構成する部分エレメント２ｂ上の点Ｍを起点に上方に直線的に延伸し、半ループ状形状の上辺部を構成する部分エレメント１ｂと部分エレメント２ｂとを接続するエレメントである。補助エレメント９は、部分エレメント１ｂと第２のエレメント２の終端Ｂとを接続するエレメントである。第３の補助エレメント８，９によって、高周波数帯のアンテナ利得の特性に影響を与えないように、低周波数帯のアンテナ利得を向上させることができる。
　上述のガラスアンテナの形態を実際の車両のリヤガラスに取り付けることにより作製された自動車用ガラスアンテナについて、その周波数特性などの実測結果について説明する。
　本実施例における各エレメントの導体幅は０．８ｍｍである。また、給電部１６の大きさは、上下方向が２７ｍｍ、左右方向が１３ｍｍである。
　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。給電部にはコネクタが取り付けられていて、コネクタにフィーダ線を接続し、フィーダ線を介して給電部１６とアンプとを接続させる。アンプは利得が８ｄＢのアンプである。また、アンプは、チューナとフィーダ線（１．５Ｃ－２Ｖ　４．５ｍ）によって接続される。窓ガラスには、水平方向から電波（周波数８８～１０８ＭＨｚの偏波面が水平から４５度傾いた偏波）を照射し、ターンテーブルを回転させて、窓ガラスに対する電波の照射角度を変更する。
　アンテナ利得の測定は、ターンテーブルの中心に、ガラスアンテナのガラスを組みつけた自動車の車両中心をセットして、所定の周波数の電波を発信しながら自動車を３６０°回転させて行われる。アンテナ利得のデータは、回転角度１°毎に、照射周波数帯８８～１０８ＭＨｚにおいて１ＭＨｚ毎に測定される。電波の発信位置とアンテナ導体との仰角は略水平方向（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。なお、以下に示すグラフでは、基準の半波長ダイポールアンテナに誘起されるアンテナ端子電圧が６０ｄＢμVになる電界雰囲気中で、被測定アンテナを測定した結果を表記している。
　［例１］
　図６，７は、図１に示すガラスアンテナ１００の形態を実際の車両のリヤガラスに取り付けたことにより作製された自動車用高周波ガラスアンテナについて、Ａ－Ｃ間の導体長及び半ループ形状の高さＨ１を一定にしたまま、Ｅ－Ｂ間の導体長を調整することにより切り欠き部１３の第１のエレメント１と第２のエレメント２との最短距離Ｌを変化させたときの、アンテナ利得の実測データである。図６，７のアンテナ利得を測定したときのガラスアンテナ１００の各部の寸法（単位：ｍｍ）は、
　　Ａ－Ｃ間の導体長：１５４０
　　Ｈ１　　　　　　：９０
とする。
　図６の縦軸は、３６０°内の各方向のアンテナ利得の中で最も小さいアンテナ利得（最小アンテナ利得）を示している。つまり、最小アンテナ利得は、アンテナ利得が最も低い方向のアンテナ利得を示している。図６の表の上段は、最小アンテナ利得の８８～１０８ＭＨｚでの平均値（最小アンテナ利得の平均値）を示している。図６の表の下段は、最小アンテナ利得の８８～１０８ＭＨｚでの最小値（最小アンテナ利得の最小値）を示している。
　図７は、最短距離Ｌと最小アンテナ利得の最小値との関係を示している。図７によれば、最短距離Ｌを１０ｍｍ以上７５ｍｍ以下に調整することによって、米国のＦＭ放送帯（８８～１０８ＭＨｚ）の最小アンテナ利得の最小値を向上させることができる。
　［例２］
　図１０，１１は、本発明の実施例であるガラスアンテナ１００（図１），３００（図３），４００（図４），６００（図８）と、比較例である従来のガラスアンテナＲＥＦ（図９）のアンテナ利得の実測データである。図１２は、ガラスアンテナ１００とガラスアンテナＲＥＦの指向性の方向特性図である。ガラスアンテナ６００は、ガラスアンテナ５００（図５）の改良形である。ガラスアンテナＲＥＦは、上述の特許文献２に開示された２入力（給電部が２つ）のガラスアンテナを１入力化（給電部が１つ）したものである。
　図１０～１２のアンテナ利得を測定したときのガラスアンテナ１００（図１）の各部の寸法（単位：ｍｍ）は、
　　　Ａ－Ｃ間の導体長：１５４０
　　　Ａ－Ｂ間の導体長：７１０
　　　Ｈ１　　　　　　：９０
　　　Ｌ　　　　　　　：１０
とする。
　図１０，１１のアンテナ利得を測定したときのガラスアンテナ３００（図３）の各部の寸法（単位：ｍｍ）は、
　　　Ａ－Ｃ間の導体長：１５４０
　　　Ａ－Ｂ間の導体長：７１０
　　　Ｈ１　　　　　　：９０
　　　Ｌ　　　　　　　：１０
　　　Ａ－Ｄ間の長さ：７５０
とする。
　図１０，１１のアンテナ利得を測定したときのガラスアンテナ４００（図４）の各部の寸法（単位：ｍｍ）は、
　　　Ａ－Ｃ間の導体長：１５４０
　　　Ａ－Ｂ間の導体長：７１０
　　　Ｈ１　　　　　　：９０
　　　Ｌ　　　　　　　：１０
　　　Ａ－Ｄ間の導体長：７５０
　　　Ｈ３　　　　　　：３０
とする。
　図１０，１１のアンテナ利得を測定したときのガラスアンテナ６００（図８）の各部の寸法（単位：ｍｍ）は、
　　ｘ１：２００
　　ｘ２：５００
　　ｘ３：３０
　　ｘ４：５２５
　　ｘ５：２００
　　ｘ６：３５０
　　ｘ７：３６０
　　ｘ８：５００
　　ｙ１：３０
　　ｙ２：３０
　　ｙ３：３０
　　ｙ４：３０
　　ｙ５：４５
である。
　図１０～１２のアンテナ利得を測定したときのガラスアンテナＲＥＦ（図９）の各部の寸法（単位：ｍｍ）は、
　　ｘ２１：３２０
　　ｘ２２：４００
　　ｘ２３：４００
　　ｘ２４：４００
　　ｘ２５：４９０
　　ｘ２６：５２５
　　ｘ２７：１６０
　　ｘ２８：１７０
　　ｘ２９：２００
　　ｘ３０：３００
　　ｘ３１：４００
　　ｘ３２：４００
　　ｘ３３：５００
　　ｙ２１：１０
　　ｙ２２：２５
　　ｙ２３：１０
　　ｙ２４：２５
　　ｙ２５：２５
　　ｙ２６：２５
　　ｙ２７：４５
　　ｙ２８：９５
　　ｙ２９：１５
　　ｙ３０：１０
である。
　なお、「ｘ＊＊」は（＊＊は数字を表す）、図８，９上で「ｘ＊＊」が矢印で示している点から、デフォッガ３０の中央線４０までの最短距離を示している。中央線４０は、上下方向に仮想的に引かれた直線である。「ｙ＊＊」は、上下方向での導体間の最短距離を示している。
　図１０の縦軸は、３６０°内の各方向のアンテナ利得の平均値（平均アンテナ利得）を示している。図１１の縦軸は、３６０°内の各方向のアンテナ利得の中で最も小さいアンテナ利得（最小アンテナ利得）を示している。
　図１０の平均アンテナ利得の観点では、各ガラスアンテナの利得差は小さいが、図１１の最小アンテナ利得の観点では、本発明に係るガラスアンテナは、ガラスアンテナＲＥＦに比べ、ＦＭ放送帯の約１００ＭＨｚ以上の帯域において、最小アンテナ利得を向上させることができる。その結果、図１２に示されるように、ある特定の方向でアンテナ利得が低下しているガラスアンテナＲＥＦに対し、ガラスアンテナ１００はその特定の方向でのアンテナ利得が上がる。したがって、本発明に係るガラスアンテナは、指向性を限りなく丸形に近づけることができるので、電波の到来方向によっては電波が受信しにくくなることを防ぐことができる。
　本発明は、第１の周波数帯を、例えば、３００ｋ～３ＭＨｚのＭＦ帯に利用されると好適である。ＭＦ帯の電波の用途として、ＡＭラジオ放送（５２０～１７００ｋＨｚ）が挙げられる。また、本発明は、第２の周波数帯を、例えば、３０Ｍ～０．３ＧＨｚのＶＨＦ帯に利用されると好適である。ＶＨＦ帯の電波の用途として、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）が挙げられる。また、本発明は、第２の周波数帯を、例えば、０．３Ｇ～３ＧＨｚのＵＨＦ帯の低域側に利用されると好適である。ＵＨＦ帯の低域側の電波の用途として、車両用キーレスエントリーシステム（３００～４５０ＭＨｚ）、自動車電話用の８００ＭＨｚ帯（８１０～９６０ＭＨｚ）が挙げられる。
　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、２０１０年１１月２９日出願の日本特許出願（特願２０１０-２６５６１９）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。
　１　第１のエレメント
　２　第２のエレメント
　３　第１の延長エレメント
　４　第１の補助エレメント
　５　第２の補助エレメント
　６、７　第２の延長エレメント
　８，９　第３の補助エレメント
　１２　窓ガラス
　１３　切り欠き部
　１６　給電部
　３０　デフォッガ
　１００～６００，ＲＥＦ　車両用ガラスアンテナ

Claims (13)

  1. 　車両の窓ガラスに設けられる車両用ガラスアンテナであって、
    　第１の周波数帯と該第１の周波数帯よりも高い第２の周波数帯とに対応する共用アンテナ導体と、前記共用アンテナ導体に接続された給電部とを備え、
    　前記共用アンテナ導体が、前記給電部を起点に延伸される第１のエレメントと、該第１のエレメントを起点に延伸される第２のエレメントとを含み、
    　前記第１のエレメントの少なくとも一部と前記第２のエレメントとがループ形状の一部に切り欠き部を有する半ループ形状を形成するように、前記第１のエレメントの延伸の終端と第２のエレメントの延伸の終端とが近接して設けられ、
    　前記第２の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０２とし、ガラス波長短縮率をｋ２（ただしｋ２＝０．６４）とし、λｇ２＝λ０２・ｋ２として、前記第１のエレメントの導体長が０．６５λｇ２以上１．０λｇ２以下であり、
    　前記窓ガラスに設けられるデフォッガと前記共用アンテナ導体との最短距離が１５ｍｍ以上である、ことを特徴とする、車両用ガラスアンテナ。
  2. 　前記切り欠き部の前記第１のエレメントと前記第２のエレメントとの最短距離が、２ｍｍ以上７５ｍｍ以下である、請求項１に記載の車両用ガラスアンテナ。
  3. 　前記半ループ形状が、前記デフォッガに対向する下辺部と前記下辺部に対向する上辺部と前記給電部に対向する左辺部と前記左辺部に対向する右辺部からなる方形状である、請求項１又は２に記載の車両用ガラスアンテナ。
  4. 　前記切り欠き部が、前記下辺部に形成されている、請求項３に記載の車両用ガラスアンテナ。
  5. 　前記左辺部の長さが、６０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である、請求項３又は４に記載の車両用ガラスアンテナ。
  6. 　前記共用アンテナ導体が、前記下辺部を起点に左方に延伸する第１の延長エレメントを含む、請求項３から５のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
  7. 　前記共用アンテナ導体が、前記右辺部と前記左辺部と前記給電部とに接続し、前記下辺部に平行又は略平行な第１の補助エレメントを含む、請求項３から６のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
  8. 　前記共用アンテナ導体が、前記右辺部と前記左辺部とに接続し、前記下辺部に平行又は略平行な第２の補助エレメントを含む、請求項３から７のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
  9. 　前記共用アンテナ導体が、前記第１のエレメントを起点に上方に延伸した後、右方又は左方に延伸する第２の延長エレメントを含む、請求項３から８のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
  10. 　前記共用アンテナ導体が、前記下辺部と前記上辺部とに接続し、前記右辺部又は前記左辺部に平行又は略平行な第３の補助エレメントを含む、請求項３から９のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
  11. 　前記第２の周波数帯が、７６ＭＨｚから１０８ＭＨｚまでの間に存在する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
  12. 　前記第１の周波数帯が、５２０ｋＨｚから１７００ｋＨｚまでの間に存在する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
  13. 　請求項１から１２のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナが設けられた車両用窓ガラス。
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