WO2013011886A1

WO2013011886A1 - 車両用ガラスアンテナ

Info

Publication number: WO2013011886A1
Application number: PCT/JP2012/067666
Authority: WO
Inventors: 山本　政博; 友嗣片田
Original assignee: セントラル硝子株式会社
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2013-01-24
Also published as: JP2013026828A

Abstract

【課題】本発明は、衛星からの準マイクロ波帯の円偏波の電波を受信する車両用の円偏波アンテナを取付けた車両で所望のアンテナ性能が得られるようにアンテナチューニングを行う際に、作業効率よくアンテナチューニングを行うことのできる車両用の円偏波アンテナを提供することを目的としている。【解決手段】　正極側エレメントと負極側エレメントとが同一平面上に配設されている車両用円偏波アンテナであり、前記正極側エレメントは、少なくとも正極側給電点と、前記正極側給電点が載置される正極側面状体と、前記正極側面状体に接続される正極側メイン線条とを備え、前記負極側エレメントは、少なくとも負極側給電点と、前記負極側給電点が載置される負極側面状体と、前記負極側面状体に接続される負極側メイン線条とを備え、前記正極側メイン線条の先端部と前記負極側メイン線条の先端部とがオーバーラップし、相互に容量結合している。

Description

車両用ガラスアンテナ

　本発明は、自動車の窓ガラスに配設される１～３ＧＨｚの準マイクロ波帯の電波を受信するのに好適な円偏波アンテナであり、例えば、北米でサービスされているＸＭサテライトラジオ、シリウスサテライトラジオなどのＳＤＡＲＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｕｄｉｏ　Ｒａｄｉｏ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）といった衛星ラジオ放送の受信や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの電波の受信に用いることのできる車両用の円偏波アンテナに関するものである。

　北米でサービスされているＸＭサテライトラジオやシリウスサテライトラジオなどのＳＤＡＲＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｕｄｉｏ　Ｒａｄｉｏ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）において衛星からの電波は円偏波で到来するため、その電波を効率よく受信するために、円偏波アンテナを用いている。

　従来、衛星からの電波を車両で受信するためには、車両のルーフにパッチアンテナを取付けていた。車両のルーフにパッチアンテナを取付けると、前記パッチアンテナは良好なアンテナ性能を達成することができるが、パッチアンテナがルーフ上に取付けられると前記パッチアンテナが目立ってしまうため車両の美観を損ねてしまうと考えられていた。

　そのため、車両に配設しても目立たないアンテナとして、例えば、特開２００６－３１１４９７号公報に記載されているような導電性塗料によってアンテナがプリントされた透明フィルムを窓ガラスに貼り付けて用いるアンテナ（特許文献１）が提案されたり、特開２００２－５２９５７号公報に記載されているようなパッチアンテナをダッシュボード内の受信機の付近に配設させる方法（特許文献２）などが提案されたりしている。

特開２００６－３１１４９７号公報特開２００２－５２９５７号公報

　一般的に、車両の窓ガラスにアンテナを配設する場合、準マイクロ波帯の電波を受信する場合に限らず、前記アンテナを取付ける車両の形状や、前記アンテナを取付ける位置によって、車両から電磁的な影響を受ける。そのため、前記アンテナを単体のガラス板に配設して所望のアンテナ性能が得られていたとしても、車両の窓ガラスにアンテナを取付けたときに所望のアンテナ性能が得られないことがある。そのため、前記アンテナで所望の性能を得るために、車両に導電性テープなどを用いてアンテナを実際に形成して受信性能を測定しつつ前記アンテナの構成要素の大きさや長さ、構成要素間の間隔などを変化させて、前記車両に前記アンテナを取り付けたときに所望の受信性能が得られるように、アンテナチューニングを行う必要がある。

　特許文献１に記載のアンテナは、ループ状素子に無給電素子を近接させることで円偏波に好適なアンテナを実現している。このアンテナを車両に取付けてアンテナチューニングを行う際には、ループ状素子の大きさや、無給電素子の長さ、ループ状素子と無給電素子の間隔などを調整することができるが、ループ状素子の大きさを変化させるには、チューニングのたびにループ状素子を取付け直さなければならずアンテナチューニング作業を効率よく行うことができなかった。

　また、特許文献２に記載のパッチアンテナの取付け方法は、パッチアンテナをダッシュボード内に配設するため、前記パッチアンテナの周囲の金属部品からの電磁的な影響を受けてしまい、ルーフに取り付けたときほどには良好な受信性能が得られないという問題があった。

　本発明は、これらの問題点の解決を図る。すなわち、衛星からの準マイクロ波帯の円偏波の電波を受信する車両用の円偏波アンテナについて、前記円偏波アンテナを取付けた車両で所望のアンテナ性能が得られるようにアンテナチューニングを行う際に、作業効率よくアンテナチューニングを行うことのできる車両用の円偏波アンテナを提供することを目的としている。

　本発明のアンテナは、正極側エレメントと負極側エレメントとが同一平面上に配設されている車両用円偏波アンテナである。前記正極側エレメントは、少なくとも正極側給電点と、前記正極側給電点が載置される正極側面状体と、前記正極側面状体に接続される正極側メイン線条とを備え、前記負極側エレメントは、少なくとも負極側給電点と、前記負極側給電点が載置される負極側面状体と、前記負極側面状体に接続される負極側メイン線条とを備えている。そして、前記正極側メイン線条の先端部と前記負極側メイン線条の先端部とが隙間をおいてオーバーラップして配設されており、相互に容量結合している。

　また、本発明のアンテナには前記正極側エレメントと前記負極側エレメントとのいずれかに少なくとも一本の円偏波の軸比調整用の補助線条を備えることができる。

　前記正極側エレメントに、少なくとも２本の補助線条を接続することにして、前記備えられている補助線条のうちの２本の補助線条は前記正極側面状体又は前記正極側メイン線条に接続し、前記負極側エレメントから離れる方向に延ばすようにするとなおよい。

　さらに、本発明のアンテナは車両用ガラスに配設することができる。または、透明フィルムに印刷することもできる。

　本発明の準マイクロ波を受信するための車両用の円偏波アンテナは、導電性テープによって前記アンテナを形成し、前記アンテナの感度を測定しながら、前記アンテナの各構成要素の長さや大きさや位置関係を変化させて、所望のアンテナ感度を得られる構成を見出すアンテナチューニングを行いやすい構成となっているため、前記アンテナを車両の窓ガラスに取付けたときに、短時間に多くのアンテナのパターンを測定することができ、速やかに所望のアンテナ感度が得られように調整できるようになった。

実施例１に係わる車両用ガラスアンテナを車内面側から見たときの正面図。実施例２に係わる車両用ガラスアンテナを車内面側から見たときの正面図。実施例３に係わる車両用ガラスアンテナを車内面側から見たときの正面図。実施例４に係わる車両用ガラスアンテナを車内面側から見たときの正面図。実施例５に係わる車両用ガラスアンテナを車内面側から見たときの正面図。実施例６に係わる車両用ガラスアンテナを車内面側から見たときの正面図。実施例７に係わる車両用ガラスアンテナを車内面側から見たときの正面図。実施例８に係わる車両用ガラスアンテナを車内面側から見たときの正面図。実施例９に係わる車両用ガラスアンテナを車内面側から見たときの正面図。実施例１０に係わる車両用ガラスアンテナを車内面側から見たときの正面図。実施例１１に係わる車両用ガラスアンテナを車内面側から見たときの正面図。実施例１２に係わる車両用ガラスアンテナを車内面側から見たときの正面図。実施例１３に係わる車両用ガラスアンテナを車内面側から見たときの正面図。実施例１の車両用ガラスアンテナのＧＰＳ帯域でのシミュレーションで求めた軸比。実施例１の車両用ガラスアンテナのＧＰＳ帯域でのシミュレーションで求めた交差偏波識別度。実施例１の車両用ガラスアンテナをフロントガラスに配設したときの車内側から見た図。車両に被測定アンテナを取付けたときの仰角ごとのアンテナ感度の測定結果（実線：図１６のようにフロントガラスに配設した実施例１の車両用ガラスアンテナ、破線：ダッシュボードに搭載されたパッチアンテナ）

　＜本発明の全体構成＞
　本発明のアンテナは、車内面側から見ると、例えば図１のような構成をしており、正極側エレメント１０と負極側エレメント２０とから構成されている。そして、正極側エレメントには、正極側面状体１２と、正極側面状体１２上に配設される正極側給電点１１と、正極側面状体１２から延伸される正極側メイン線条１３とが少なくとも備えられている。
また、負極側エレメントには、負極側面状体２２と、負極側面状体２２上に配設される負極側給電点２１と、負極側面状体２２から延伸される負極側メイン線条２３とが少なくとも備えられている。

　そして、正極側面状体１２と負極側面状体２２とは、相互に向き合っている端縁同士が距離ｆだけ離隔して配設されており、正極側メイン線条１３と負極側メイン線条２３とが、その先端部がある間隔を隔ててオーバーラップして配設いることにより、円偏波を受信している。さらに、図１において正極側エレメント１０が正極側第１補助線条１４と正極側第２補助線条１５とを備えているように、本発明のアンテナの軸比を調整するための複数の補助線条を正極側エレメント又は負極側エレメント、若しくは正極側エレメント及び負極側エレメントの両方に備えることができる。

　＜本発明のアンテナのアンテナチューニングの容易さについて＞
　本発明のアンテナは、正極側エレメント１０における正極側メイン線条１３の長さ、負極側エレメント２０における負極側メイン線条２３の長さ、負極側面状体２２の周縁の長さを調整することによって、所望の周波数に本発明のアンテナの入力インピーダンスを、本発明のアンテナと接続される同軸線の特性インピーダンスに整合させることができる。

　また、正極側メイン線条１３の先端部と負極側メイン線条２３の先端部とのオーバーラップしている箇所のオーバーラップ長ｂ及びオーバーラップしている箇所の正極側メイン線条１３の先端部と負極側メイン線条２３の先端部との間隔ｇを調整することによって、本発明のアンテナに誘起される電流の位相を調整することができ、本発明のアンテナの軸比を調整することができる。オーバーラップ長ｂは、α・λ／４（α：本発明のアンテナを貼り付けるガラス板の波長短縮率、λ：送受信したい電波の波長）以上では、大きな効果が得られないため、α・λ／４以下で調整するようにするとよい。また、間隔ｇの値は、１０ｍｍよりも広くなると、正極側メイン線条１３と負極側メイン線条２３との容量結合が弱くなってしまうため、１０ｍｍ以下で調整するようにするとよい。

　また、前記オーバーラップしている箇所の負極側面状体２２の端縁からの距離ｃは、本発明のアンテナで電波を受信することによって誘起される電流の電流分布に影響するため、前記距離ｃを調整することによって、本発明のアンテナ内での電流分布が調整され、最適な軸比を得ることができる。

　本発明のアンテナを車両の窓ガラスに取付けた場合には、送信源からの直接波に加えて、前記窓ガラスの周囲の金属ボディーによる反射波が本発明のアンテナに到来してくる。前記反射波は、通常その到来方向と位相が前記直接波とは異なっている。そのため、本発明のアンテナに誘起される電流は、前記直接波によって前記アンテナに誘起される電流と前記反射波によって前記アンテナに誘起される電流とが重なり合うことによって、場合によっては強め合って大きなアンテナ感度が得られるが、場合によっては弱め合って小さなアンテナ感度しか得られないことになる。

　そのため、本発明のアンテナにおいては、本発明のアンテナを車両の窓ガラスに取付けた状態で、アンテナチューニングで、正極側メイン線条１３の長さや、負極側メイン線条２３の長さや、前記オーバーラップしている箇所のオーバーラップ長ｂや、間隔ｇや、距離ｃをさまざまに調整することによって、前記反射波によって前記アンテナに誘起される電流と前記直接波によって前記アンテナに誘起される電流とが重なり合っても、前記アンテナで電流が弱め合わないようにすることができ、アンテナ感度の低下を防ぐことができる。

　本発明のアンテナは、アンテナチューニングを行う際には、導電性テープを用い、前記導電性テープで前記アンテナの一部もしくは全部を形成し、正極側メイン線条１３及び負極側メイン線条２３の長さや配置を変化させるたびに、アンテナ感度の測定を行い、前記各線条の最適な配置を見出していく。本発明のアンテナにおいて、正極側エレメント１０と負極側エレメント２０に備えられている線条は、全て一端が開放端となっている線条であるため、例えば、予め長めに前記アンテナを構成する線条を前記車両の窓ガラスに貼り付けて、その線条の長さを変化させて最適な長さに調整するといったアンテナチューニングを簡易に行うことができる。そのため、アンテナチューニングの際には、短時間に多くのアンテナの構成を試すことが可能となり、すばやく受信性能が良好なアンテナの構成を得ることが可能となる。

　また、本発明のアンテナにおいては、図１の正極側エレメント１０に備えられている正極側第１補助線条１４及び正極側第２補助線条１５のように、複数の軸比調整用の補助線条を備えることができる。これらの補助線条は、本発明のアンテナが電波を受信したときに誘起される電流の位相を変化させることで、本発明のアンテナの軸比を変化させる役割をするものであり、前記補助線条の本数、取付け位置、長さを変化させることによって、さまざまな方向から入射してくる反射波によって誘起される電流の位相を適切に調整することによって、本発明のアンテナ感度の低下の抑制に寄与するものである。

　このような補助線条を本発明のアンテナが備えることによって、正極側メイン線条１３と負極側メイン線条２３とのみを用いてアンテナチューニングを行うよりも、変化させ得るパラメータをより多く備えることができるようになるため、より良好なアンテナ感度を得やすくなる。

　＜正極側面状体及び負極側面状体の形状について＞
　正極側面状体１２の大きさは、前記各給電点に配設される図示されていない給電端子の給電部の大きさよりも大きければ問題はない。また、正極側面状体１２の形状は、正極側面状体１２の大きさが前記給電端子の給電部の大きさ程度であれば図１のように方形状であろうが、三角形、ひし形などの多角形状であろうが、円形だろうが、良好なアンテナ性能を得る上で大きな問題とはならない。

　正極側面状体１２の大きさは、前記給電端子の大きさよりも大きくなっても構わない。しかしながら、正極側面状体１２を大きくすると、正極側面状体１２内での電流分布も考慮して、正極側面状体１２の横幅や縦幅を変化させたり、周縁部の形状を変化させたりするようなアンテナチューニングを行う必要がある。

　負極側面状体２２は、アースとしても機能するため、ある程度の大きさが必要である。そのため、負極側面状体２２における電流分布も、本発明のアンテナのアンテナ感度に大いに影響する。通常は、アンテナチューニングの行いやすさのために正極側メイン線条１３、負極側メイン線条２３及び前記補助線条の取り付け位置や長さなどを変化させることによってアンテナチューニングを行うが、負極側面状体２２の大きさを変化させたり、図１０のように、負極側面状体２２の形状を変化させることによって、アンテナチューニングを行うことができる。負極側面状体２２に誘起される電流は、その周縁部で強くなるため、例えば図１のような長方形の形状を図１０のような多角形状に変化させると、アンテナ感度に大きな影響を与えることができる。本発明のアンテナでは、負極側面状体２２の形状は、多角形状以外に、例えば円形状などにしてもよいし、負極側面状体の中央付近をくり抜いても構わないが、アンテナチューニングの行いやすさを考慮すると、それらの形状とするのはそれほど好ましいこととは言えない。

　＜正極側給電点及び負極側給電点の配置について＞
　本発明のアンテナは、受信機まで前記アンテナで受信した信号を伝送するための給電線として同軸線を用いている。前記同軸線の先端には、図示されていない給電端子を接続しており、その給電端子を前記アンテナの正極側給電点１１及び負極側給電点２１にはんだ付けしている。前記給電端子の正極側には前記同軸線の芯線を接続しており、前記給電端子の負極側には、前記同軸線の外皮導体を接続している。

　前記給電端子としては、例えば図１で一つの正極側給電点１１と一つの負極側給電点２１とが直列に並んでいるように、正極側給電部と負極側給電部とを一つずつ備え、それらの給電部が直列に並んでいる構成のもの（ａ）か、図１３のように、正極側給電点１１の両サイドに２個の負極側給電点２１が配設されているような構成のもの（ｂ）とがある。

　前記アンテナで使用する給電端子が、（ａ）の構成のものである場合には、一般的に正極側給電部と負極側給電部とは離れているため、図１のように負極側給電点２１が、負極側面状体２２の内側に配設されることとなる場合が多い。

　また、前記アンテナで使用する給電端子が、（ｂ）の構成のものである場合には、前記給電端子の正極側給電部が、２つの負極側給電部によって両サイドから挟み込まれる構成となるため、正極側給電点と負極側給電点とを離して配設することができず、例えば図１３のように、負極側給電点２１が、負極側面状体２２の正極側面状体１２と向き合っている辺縁の近傍に配設されることになる。

　＜正極側メイン線条及び負極側メイン線条について＞
　正極側メイン線条１３と負極側メイン線条２３とは、図１のようにそれぞれの先端部でオーバーラップするように配設されている。例えば図１においては、正極側メイン線条１３の先端部が負極側メイン線条２３の先端部よりも正極側面状体１２から離れた位置に配設されているが、かならずしもこのようである必要はなく、図２のように負極側メイン線条２３の先端部を、正極側メイン線条１３よりも、正極側面状体１２から離れた位置に配設してもよい。

　正極側メイン線条１３の正極側面状体１２に対する接続位置は、図１のように正極側面状体１２の大きさが小さい場合には、正極側面状体１２のどこに接続してもアンテナ感度に大きな変化はない。しかし、負極側メイン線条２３の負極側面状体２２に対する接続位置は、その位置によって、アンテナ感度に大きな影響を与える。そのため、負極側メイン線条２３の負極側面状体２２に対する接続位置は、アンテナチューニングの結果によって、例えば図１のように負極側面状体２２の正極側面状体１２からはもっとも遠いコーナーになることもあれば、図９のように正極側メイン線条１３の先端部と負極側メイン線条２３の先端部とがオーバーラップしている箇所と向き合っている負極側面状体２２の一辺のどこかになることもあり、図１２のように、負極側面状体２２の正極側面状体１２と向き合う辺のコーナー部となることもある。

　例えば図１のように正極側メイン線条１３も負極側メイン線条２３も、通常は、それぞれ正極側面状体１２及び負極側面状体２２から離れる方向に延伸し、途中を直角に折り曲げて、それぞれ正極側メイン線条折曲部１３ａ及び負極側メイン線条折曲部２３ａを構成することが多い。これは、このようにした方がアンテナチューニングを行う際に、前記各線条を構成するための導電性テープを貼り易いからである。そのため、アンテナ感度を上げるためには、特に図１のように前記各メイン線条を直角に折り曲げなければならないということはなく、例えば図１０のようにゆるやかに折り曲げてもよいし、アンテナチューニングの手間を考慮しなければ、前記各メイン線条を例えば円弧状のような各メイン線条を緩やかに曲げるようなものであっても構わない。

　＜右円偏波の電波を受信する場合、左円偏波の電波を受信する場合＞
　本発明のアンテナで、車外側から到来する右円偏波の電波を受信する場合には、図１の矢印ｋで示すように、本発明のアンテナを車内面側から見たときに、正極側給電点１１から正極側メイン線条１３を通り、正極側メイン線条１３と負極側メイン線条２３とのオーバーラップ部を通り、負極側メイン線条２３と負極側面状体２２に至る経路が、時計周りとなるように、正極側メイン線条１３と負極側メイン線条２３とを配設してやるとよい。

　また、車外側から到来する左円偏波の電波を受信する場合には、図１１の矢印ｋ’で示すように、本発明のアンテナを車内面側から見たときに、正極側給電点１１から正極側メイン線条１３を通り、正極側メイン線条１３と負極側メイン線条２３とのオーバーラップ部を通り、負極側メイン線条２３と負極側面状体２２に至る経路が、反時計周りとなるように、正極側メイン線条１３と負極側メイン線条２３とを配設してやるとよい。また、図１２のように正極側メイン線条１３と負極側メイン線条２３とを配設しても、車外側から到来する右円偏波の電波を受信することができる。

　＜補助線条について＞
　補助線条は、正極側エレメント１０又は負極側エレメント２０に備えるか、若しくは正極側エレメント１０と負極側エレメント２０との両方に備えることができるエレメントであり、本発明のアンテナに誘起される電流の位相を変化させることにより、本発明のアンテナの軸比の調整を行うことができる。

　前記補助線条は、例えば１本だけであっても本発明のアンテナの軸比調整用の線条として機能させることができ、図５のように正極側面状体１２に接続することもできるし、図６のように正極側メイン線条１３に接続することもできる。また、前記補助線条は２本備えることもでき、特に図１のように正極側第１補助線条１４及び正極側第２補助線条１５のように正極側エレメント１０上に前記補助線条を２本接続し、かつ前記補助線条が負極側面状体２２から遠ざかる方向に延伸されるように配設してやることで、本発明のアンテナの軸比が、この２本の補助線条のそれぞれの長さや相互の位置関係によって大きく影響されるため、よりアンテナチューニングを容易に行うことができるようになる。

　また、前記補助線条は、図４のように正極側エレメント１０に３本接続するようにしてもよい。さらに、図３、図４のように補助線条を折り曲げることもできる。また、図３や図８のように負極側エレメント２０に前記補助線条を接続することもできる。

　＜本発明のアンテナの形成方法について＞
　本発明のアンテナは、アンテナチューニング時には、導電性テープで形成する。しかしながら、最終的なアンテナ感度の確認では、本発明のアンテナを、リアガラスのデフォッガを形成するのと同じ一般的な導電性セラミックペーストを用い、デフォッガと同じ方法で印刷し、加熱炉によって焼付けるか、透明フィルム上に一般的な導電性塗料でプリントしたものを、窓ガラスに貼り付ける。

　以下に本発明の各実施例について説明する。

　＜実施例１＞
　図１は、本発明の実施例１に係わるアンテナを車両用ガラスに配設したときの車内面側から見たときの正面図である。実施例１のアンテナは、正極側エレメント１０と負極側エレメント２０とから構成されている。

　正極側エレメント１０は、正極側面状体１２と、正極側面状体１２上に配設される正極側給電点１１と、正極側面状体１２から延伸される正極側メイン線条１３と、正極側面状体１２から延伸される正極側第１補助線条１４と、正極側メイン線条１３の途中部から延伸される正極側第２補助線条１５とから構成されている。

　負極側エレメント２０は、負極側面状体２２と、負極側面状体２２上に配設される負極側給電点２１と、負極側面状体２２から延伸される負極側メイン線条２３とから構成されている。

　正極側面状体１２の形状は、正方形状とし、負極側面状体２２の形状は、長方形状としている。そして、正極側面状体１２と負極側面状体２２との相互に向かい合う一辺が平行になるように、間隔ｆだけ離して前記ガラス面上に配設している。

　正極側面状体１２の大きさは、図示していない給電端子の芯線側の給電部が完全に載置できる程度の大きさがあればよい。また、負極側面状体２２は、負極側面状体２２に、前記給電端子の外皮導体側の給電部を載置することになるため、地板としても機能している。そのため、負極側面状体２２は、アンテナ性能を安定させるために、ある程度の大きさを必要とする。前記給電端子の外皮導体側の給電部が載置されることになる負極側給電点２１の位置は、正極側給電点１１から正極側面状体１２の負極側面状体２２と相互に向き合っている辺に直交する仮想線ａ上にくるようになっている。そのため、負極側給電点２１の、負極側面状体２２の正極側面状体１１と向き合っている辺からの距離ｍは、実施例１のアンテナで用いる給電端子の前記芯線側の給電部と前記外皮導体側の給電部との間隔と、正極側面状体１２と負極側面状体２２との相互に向かい合う辺同士の間隔ｆによって定まっている。

　実施例１のアンテナで用いている前記給電端子は、芯線側給電部と外皮導体側給電部をそれぞれ一つずつ備えている。そして、各給電部の形状は、同一であり、導電性の方形面状体となっている。

　負極側メイン線条２３は、負極側面状体２２のコーナーに接続されており、正極側給電点１１と負極側給電点２１とを通る仮想線ａに対して直交するように延ばし、その途中で直角に折り曲げられ、負極側メイン線条折曲部２３ａを形成されている。

　また、正極側メイン線条１３は、正極側面状体１２に接続され、負極側メイン線条２３と同じ方向に延伸され、その途中で負極側メイン線条折曲部２３ａが配設されている方向に折り曲げられ、正極側メイン線条折曲部１３ａを形成されている。

　正極側メイン線条折曲部１３ａの先端部は、負極側メイン線条折曲部２３ａよりも、負極側面状体２２から遠い位置に配設されており、負極側メイン線条折曲部２３ａの先端部と間隔ｇを隔ててオーバーラップし、正極側メイン線条折曲部１３ａの先端部と負極側メイン線条折曲部２３ａとでオーバーラップ部を形成している。

　実施例１のアンテナは、矢印ｋで記したように、本実施例のアンテナを車内面側から見たときに、正極側給電点１１から正極側メイン線条１３を通り、正極側メイン線条折曲部１３ａと負極側メイン線条折曲部２３ａとのオーバーラップ部を通り、負極側メイン線条２３を通り、負極側面状体２２に至る経路が時計回りとなるため、車外側から到来する右円偏波の電波を好適に受信できるアンテナとなっている。

　また、正極側第１補助線条１４は、正極側面状体１２に接続され、負極側エレメント２０から離れる方向に真っ直ぐ延伸されており、正極側第２補助線条１５は、正極側メイン線条１３を折り曲げた点に接続され、正極側第１補助線条１４と同じ方向に真っ直ぐに延伸されている。

　本実施例のアンテナをガラス板に配設した状態で、ＧＰＳ帯域である周波数１．５７ＧＨｚ付近の周波数での受信に好適となる条件をさぐるために以下の条件でシミュレーションを行った。

　計算手法：有限要素法。

ガラス板のサイズ：縦１３０ｍｍ　×　横１３０ｍｍ　厚さ４ｍｍ。

ガラスの比誘電率：６。

前記ガラス板の周囲の媒体は空気。

　本実施例のアンテナを前記ガラス板に貼り付けたときに前記貼り付けた面を見たときに本実施例のアンテナが図１のように見えるようにした。

　本実施例のアンテナの配設位置は、前記ガラス板の正極側給電点１１が前記ガラス板表面の中心になるようにした。

　本シミュレーションの結果、本実施例のアンテナの最適な寸法は次の通りとなった。

　正極側面状体１２＝１０ｍｍ　×　１０ｍｍ。

正極側メイン線条１３＝５０ｍｍ。

正極側メイン線条折曲部１３ａ＝２０ｍｍ。

正極側第１補助線条１４＝２０ｍｍ。

正極側第２補助線条１５＝４０ｍｍ。

正極側第１補助線条１４と正極側第２補助線条１５との間隔ｌ＝３０ｍｍ。

負極側面状体２２の横寸法ｄ＝３０ｍｍ。

負極側面状体２２の縦寸法ｅ＝２０ｍｍ。

負極側メイン線条２３＝５０ｍｍ。

負極側メイン線条折曲部２３ａ＝３０ｍｍ。

正極側面状体１２と負極側面状体２２との相互に向かい合った辺同士の間隔ｆ＝５ｍｍ。

正極側メイン線条折曲部１３ａと負極側メイン線条折曲部２３ａとのオーバーラップ部の長さｂ＝５ｍｍ。

正極側メイン線条折曲部１３ａと負極側メイン線条折曲部２３ａとの間隔ｇ＝５ｍｍ。

負極側メイン線条折曲部２３ａと負極側面状体２２の負極側メイン線条折曲部側の辺との間隔ｃ＝２０ｍｍ。

　正極側給電点１１は、正極側面状体１２の中心に配設した。

　負極側給電点２１の、負極側面状体２２の正極側面状体１２に向き合っている辺からの距離ｍ＝１０ｍｍ。

　各線条の幅＝０．７ｍｍ。

　図１４、図１５は、本実施例のアンテナの各構成要素の寸法を上記に合わせてシミュレーションを行った結果である。図１４は、本実施例のアンテナを貼り付けた前記ガラス面から反対側のガラス面に垂直な方向へ送受信される円偏波の軸比を１．５７ＧＨｚ周辺の周波数に対して求めた結果である。また、図１５は、本実施例のアンテナを貼り付けた前記ガラス面から反対側のガラス面に垂直な方向へ送受信される左円偏波に対する右円偏波の交差偏波識別度を１．５７ＧＨｚ周辺の周波数に対して求めた結果である。

　図１４、図１５から、本実施例のアンテナの軸比及び左円偏波に対する右円偏波の交差識別度は１．５６ＧＨｚにおいて最良の値となっており、図１４から、円偏波の軸比は１．５６ＧＨｚにおいて２．７ｄＢと最小の値となり、図１５から左円偏波に対する右円偏波の交差偏波識別度は、１６．３ｄＢと最大の値となった。これらの値は、通常円偏波の受信に使用されるパッチアンテナの性能に比べて遜色のない性能を示す値である。

　このようにシミュレーションを行って本実施例のアンテナの各構成要素の寸法を定めた上で、本実施例のアンテナを車両のフロントガラスの車内面側に貼り付けて、測定を行った。

　図１６は、本実施例のアンテナをフロントガラス３０の上辺付近に配設して車両に取付けたときの車内面側から見たときの本実施例のアンテナの様子を示したものであり、本実施例のアンテナをフロントガラス３０の中心線ｈに対して右側で、正極側エレメント１０が負極側エレメント２０よりも、中心線ｈから離れた位置となるように配設した。そしてフランジ周辺端４０と本実施例のアンテナとの間隔ｊを３０ｍｍ、中心線ｈから本実施例のアンテナまでの間隔ｉを１００ｍｍとした。図１６で、フロントガラスに貼り付けた本実施例のアンテナの各構成要素の寸法は、上記のシミュレーション結果で得られた寸法と同じ寸法とした。

　本実施例のアンテナは、車内面側に導電性セラミックペーストによって、各線条の幅を０．７ｍｍとなるように印刷し、乾燥後、加熱炉によって焼付けて形成する。その後、正極側給電点１１と負極側給電点２１のそれぞれに、図示しない給電端子の芯線側給電部と外皮導体側給電部をはんだ付けした。そして、フロントガラス３０を車両に取付け、図示しないチューナーから延ばした同軸ケーブルの先端の芯線側を芯線側給電部に接続し、前記同軸ケーブルの先端の外皮導体側給電部を外皮導体側給電部に接続した。

　図１７は、図１６に示すように本実施例のアンテナを車両のフロントガラス３０に配設したときの電波の到来する方向の仰角ごとに１．５７ＧＨｚの電波に対するアンテナ感度の全周方向の平均値（以下、アンテナ感度と記述することとする）を示した図である。実線は、本実施例のアンテナのアンテナ感度の測定結果であり、破線は、本実施例のアンテナの比較例であり、車両のダッシュボート内のカーナビゲーションの筐体上に配置されたＧＰＳ用のパッチアンテナのアンテナ感度の測定結果である。この比較例で示したパッチアンテナの配置は、現在一般的なカーナビゲーションでよく採用されているものである。

　図１７から、仰角0度から仰角６０度の範囲において、本実施例のアンテナのアンテナ感度と比較例のアンテナ感度はほぼ同様であり、仰角６０度以上では、本実施例のアンテナのアンテナ感度が、比較例のアンテナ感度よりも大きくなり、本実施例のアンテナで上記のシミュレーション結果から各構成要素の寸法を変更しなくても、良好な性能を得ることができた。

　ここでは、本実施例のアンテナの各構成要素の寸法は、シミュレーション結果で得られたものをそのまま用いたが、シミュレーション結果で得られた本実施例のアンテナを、銅箔などで構成される導電性テープを用いて構成し、アンテナチューニングを行うことで、さらにアンテナ感度を向上させることが可能である。

　＜実施例２＞
　図２は、本発明の実施例２に係わるアンテナを車両用ガラスに配設したときの車内面側から見たときの正面図である。実施例２のアンテナは、負極側メイン線条折曲部２３ａが、正極側メイン線条折曲部１３ａよりも負極側面状体２２から離れた位置に形成されている点が、実施例１のアンテナと異なっており、その他の点では同一の構成となっている。

　本実施例のアンテナを実施例１と同様の条件でシミュレーションを行い、ＧＰＳで用いられる１．５７ＧＨｚ周辺の電波を好適に受信できるように各構成要素の寸法を決定した。その上で、本実施例のアンテナを図１６で示した実施例１のアンテナをフロントガラス３０に形成したときと同一のフロントガラス上の位置に、銅箔で構成される導電性テープで形成し、正極側給電点１１と負極側給電点２１のそれぞれに図示していない給電端子の芯線側給電部と外皮導体側給電部とを半田付けした。そして、前記フロントガラスを車両に取付け、図示していないチューナーから延ばした同軸ケーブルの先端の芯線側を芯線側給電部に接続し、前記同軸ケーブルの先端の外皮導体側給電部を外皮導体側給電部に接続した。

　そして、本実施例のアンテナのアンテナ感度の測定を行いながら、本実施例のアンテナの各構成要素の寸法、構成要素間の位置関係を変化させるアンテナチューニングを行ったところ、実施例１のアンテナと同様に、ＧＰＳの帯域において車外側から到来する右円偏波の電波に対して良好なアンテナ感度を得ることができた。

　＜実施例３＞
　図３は、本発明の実施例３に係わるアンテナを車両用ガラスに配設したときの車内面側から見たときの正面図である。実施例３のアンテナは、正極側第１補助線条１４が途中部で直角に折り曲げられており、負極側メイン線条２３の折り曲げられた位置に、負極側第１補助線条２４の先端が接続されており、正極側メイン線条折曲部１３ａを負極側メイン線条折曲部２３ａとともに挟むように、負極側第１補助線条２４が途中部で折り曲げられている点が、実施例１のアンテナとは異なっており、その他の点では同一の構成となっている。

　本実施例のアンテナを実施例１と同様の条件でシミュレーションを行い、ＧＰＳで用いられる１．５７ＧＨｚ周辺の電波を好適に受信できるように各構成要素の寸法を決定した。その上で、本実施例のアンテナを図１６で示した実施例１のアンテナをフロントガラスに形成したときと同一のフロントガラス上の位置に、銅箔で構成される導電性テープで形成し、正極側給電点１１と負極側給電点２１のそれぞれに図示していない給電端子の芯線側給電部と外皮導体側給電部とを半田付けした。そして、前記フロントガラスを車両に取付け、図示していないチューナーから延ばした同軸ケーブルの先端の芯線側を芯線側給電部に接続し、前記同軸ケーブルの先端の外皮導体側給電部を外皮導体側給電部に接続した。

　＜実施例４＞
　図４は、本発明の実施例４に係わるアンテナを車両用ガラスに配設したときの車内面側から見たときの正面図である。実施例４のアンテナは、正極側第３補助線条１６を追加した点が、実施例１のアンテナとは異なっており、その他の点では同一の構成となっている。

　＜実施例５＞
　図５は、本発明の実施例５に係わるアンテナを車両用ガラスに配設したときの車内面側から見たときの正面図である。実施例５のアンテナは、正極側第２補助線条１５が存在していない点が、実施例１のアンテナとは異なっており、その他の点では同一の構成となっている。

　＜実施例６＞
　図６は、本発明の実施例６に係わるアンテナを車両用ガラスに配設したときの車内面側から見たときの正面図である。実施例６のアンテナは、正極側第１補助線条１４が、正極側面状体１２にではなく、正極側メイン線条１３に接続されている点が、実施例５のアンテナとは異なっており、その他の点では同一の構成となっている。

　＜実施例７＞
　図７は、本発明の実施例７に係わるアンテナを車両用ガラスに配設したときの車内面側から見たときの正面図である。実施例７のアンテナは、補助線条が一切ない点で、実施例５と異なっており、その他の点では同一の構成となっている。

　＜実施例８＞
　図８は、本発明の実施例８に係わるアンテナを車両用ガラスに配設したときの車内面側から見たときの正面図である。実施例８のアンテナは、負極側面状体２２の負極側メイン線条２３が接続されているコーナー部に負極側第１補助線条２４が接続され、正極側面状体１２から遠ざかる方へ延伸されており、負極側メイン線条２３の折り曲げられている点に負極側第２補助線条２５が接続され、正極側面状体１２から遠ざかる方へ延伸されている点で、実施例１のアンテナとは異なっており、その他の点では同一の構成となっている。

　＜実施例９＞
　図９は、本発明の実施例９に係わるアンテナを車両用ガラスに配設したときの車内面側から見たときの正面図である。実施例９のアンテナは、負極側メイン線条２３の負極側面状体２２との接続位置を，負極側面状体２２の辺のうちの、負極側メイン線条折曲部２３ａと正極側メイン線条折曲部１３ａとのオーバーラップ部がある側の辺の任意の位置に設けた点で、実施例１のアンテナとは異なっており、その他の点では同一の構成となっている。

　＜実施例１０＞
　図１０は、本発明の実施例１０に係わるアンテナを車両用ガラスに配設したときの車内面側から見たときの正面図である。実施例１０のアンテナは、負極側面状体２２が多角形状としており、正極側メイン線条１３、負極側メイン線条２３ともに、それぞれの線条が接続している正極側面状体１２及び負極側面状体２２から、仮想線ａに対して斜めに延ばされている点で、実施例１のアンテナとは異なっており、その他の点では、同一の構成となっている。

　＜実施例１１＞
　図１１は、本発明の実施例１１に係わるアンテナを車両用ガラスに配設したときの車内面側から見たときの正面図である。実施例１１のアンテナは、実施例１のアンテナを仮想線ａに対して、各構成要素の位置関係が線対称となるように前記ガラスに配設されたアンテナである。本実施例のアンテナでは、正極側給電点１１から正極側メイン線条１３を通り、正極側メイン線条折曲部１３ａと負極側メイン線条折曲部２３ａとのオーバーラップ部を経て、負極側メイン線条２３を通り、負極側面状体２２に至る経路が、矢印ｋ’で示すように、実施例とは異なり反時計回りとなるため、車外側から到来する左円偏波の電波に対して良好な性能を発揮するアンテナとなる。

　そして、本実施例のアンテナのアンテナ感度の測定を行いながら、本実施例のアンテナの各構成要素の寸法、構成要素間の位置関係を変化させるアンテナチューニングを行ったところ、ＧＰＳの帯域において車外側から到来する左円偏波の電波に対して良好なアンテナ感度を得ることができた。

　＜実施例１２＞
　図１２は、本発明の実施例１２に係わるアンテナを車両用ガラスに配設したときの車内面側から見たときの正面図である。実施例１２のアンテナは、正極側メイン線条１３及び負極側メイン線条２３ともに、それぞれの線条が接続している正極側面状体１２及び負極側面状体２２から、仮想線ａに対して平行になるように延ばしている点で実施例１１のアンテナと異なるが、その他の点では同一の構成となっている。本実施例のアンテナでは、実施例１２のアンテナと同様に正極側給電点１１から正極側メイン線条１３を通り、正極側メイン線条折曲部１３ａと負極側メイン線条折曲部２３ａとのオーバーラップ部を経て、負極側メイン線条２３を通り、負極側面状体２２に至る経路が、矢印ｋ’に示すように実施例とは異なり反時計回りとなるため、車外側から到来する左円偏波の電波に対して良好な性能を発揮するアンテナとなる。

　＜実施例１３＞
　図１３は、本発明の実施例１３に係わるアンテナを車両用ガラスに配設したときの車内面側から見たときの正面図である。実施例１３のアンテナは、負極側給電点２１が、仮想線ａを挟むように２箇所存在しており、図示しない給電端子が一つの芯線側給電部と二つの外皮導体側給電部とから構成されており、前記芯線側給電部が、前記二つの外皮導体側給電部で挟み込まれている構造となっている点が、実施例１のアンテナとは異なっており、その他の点は、実施例１と同一の構成となっている。

　そして、本実施例のアンテナの各構成要素の寸法、構成要素間の位置関係を変化させながら、アンテナ感度を測定し、アンテナチューニングを行ったところ、実施例１のアンテナと同様に、ＧＰＳの帯域において車外側から到来する左円偏波の電波に対して良好なアンテナ感度を得ることができた。

　以上、述べた実施例のアンテナは、全てＧＰＳ帯域で好適なアンテナ感度が得られるようにアンテナチューニングを行ったアンテナであるが、ＧＰＳ帯域に限らず、１ＧＨｚ～３ＧＨｚの準マイクロ波帯、例えば、２．３ＧＨｚ帯を用いるＸＭサテライトラジオ、シリウスサテライトラジオなどのＳＤＡＲＳ用アンテナとしても用いられるように本発明のアンテナの各構成要素の寸法と、構成要素間の位置関係を調整できることは言うまでもない。

　以上好適な実施の形態について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の応用が考えられるものである。

１０　正極側エレメント
１１　正極側給電点
１２　正極側面状体
１３　正極側メイン線条
１３ａ　正極側メイン線条折曲部
１４　正極側第１補助線条
１５　正極側第２補助線条
１６　正極側第３補助線条
２０　負極側エレメント
２１　負極側給電点
２２　負極側面状体
２３　負極側メイン線条
２３ａ　負極側メイン線条折曲部
２４　負極側第１補助線条
２５　負極側第２補助線条
３０　フロントガラス
４０　フランジ周辺端
ａ　正極側給電点を通り、負極側面状体の正極側面状体と対向する辺に直交する仮想線
ｂ　正極側メイン線条と負極側メイン線条とのオーバーラップ長
ｃ　正極側メイン線条と負極側メイン線条とのオーバーラップ部から負極側面状体までの間隔
ｄ　負極側面状体横寸法
ｅ　負極側面状体縦寸法
ｆ　正極側面状体辺縁と負極側面状体辺縁との間隔
ｇ　正極側メイン線条と負極側メイン線条とのオーバーラップ部での間隔
ｈ　フロントガラスの中心線
ｉ　フロントガラスの中心線と実施例１のアンテナとの間隔
ｊ　フランジ周辺端と実施例１のアンテナとの間隔
ｋ　車内面側から見て時計回りの矢印
ｋ’　車内面側から見て反時計回りの矢印

Claims

　正極側エレメント（１０）と負極側エレメント（２０）とが同一平面上に配設されている車両用円偏波アンテナにおいて、
　前記正極側エレメント（１０）は、少なくとも正極側給電点（１１）と、前記正極側給電点（１１）が載置される正極側面状体（１２）と、前記正極側面状体（１２）に接続される正極側メイン線条（１３）とを備え、
　前記負極側エレメント（２０）は、少なくとも負極側給電点（２１）と、前記負極側給電点（２１）が載置される負極側面状体（２２）と、前記負極側面状体（２２）に接続される負極側メイン線条（２３）とを備え、
　前記正極側メイン線条（１３）の先端部と前記負極側メイン線条（２３）の先端部とが隙間をおいてオーバーラップし、相互に容量結合していることを特徴とする車両用円偏波アンテナ。
　前記正極側エレメント（１０）と前記負極側エレメント（２０）とのいずれかに少なくとも一本の円偏波の軸比調整用の補助線条（１４、１５、２４、２５）を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用円偏波アンテナ。
　前記正極側エレメント（１０）が、少なくとも２本の補助線条を備えており、前記備えられている補助線条のうちの２本の補助線条（１４、１５）は前記正極側面状体（１２）又は前記正極側メイン線条（１３）に接続されており、前記負極側エレメント（２０）から離れる方向に延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用円偏波アンテナ。
　請求項１乃至３のいずれか一つに記載の車両用円偏波アンテナが配設された車両用ガラス。
　請求項１乃至４のいずれか一つに記載の車両用円偏波アンテナが印刷された透明フィルム。