WO2013038784A1 - Glass antenna system - Google Patents
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Abstract
A glass antenna system (10) is provided with the following: an antenna pattern (11) that has a pair of power supply units (110) printed on a glass surface (1); an amp module (12) that amplifies a signal received by the antenna pattern and is placed on the glass surface (1); and transmission lines (13) comprising two linear conductors that are printed on the glass surface, have a width (d) and spacing (D) necessary to match the characteristic impedance of the antenna pattern (11), connect the antenna pattern (11) and the amp module (12), and are disposed such that at least a portion of the lines are parallel.
Description
本発明は、特に、地上波デジタルテレビ（以下、単にＤＴＶ：Digital Televisionという）用アンテナとして、車両の窓ガラスに実装する好適なガラスアンテナシステムに関する。
The present invention particularly relates to a glass antenna system suitable for mounting on a window glass of a vehicle as an antenna for a terrestrial digital television (hereinafter simply referred to as DTV: Digital Television).
例えば、図７に示すように、ガラス面にアンプを設置するＤＴＶ用アンテナにおいて、アンプモジュール２００は、アンテナパターン１００の二点一組の給電部（給電端子１０１）上に実装される。ＤＴＶ用アンテナは、ＦＭ（Frequency Moduration）ラジオやアナログＴＶアンテナとは異なり、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）バンドの信号波になるため、アンテナとアンプモジュール２００間の接続に従来から良く使用されているＡＶ線（単線）を使用した場合、その引き回し等によりアンテナ性能が不安定になる。このため、ガラス面上のアンテナ近傍にアンプモジュール２００を設置し、直接、アンテナパターン１００に接続することで性能が安定化する。
For example, as shown in FIG. 7, in a DTV antenna in which an amplifier is installed on a glass surface, an amplifier module 200 is mounted on a pair of power supply portions (power supply terminals 101) of an antenna pattern 100. Unlike FM (Frequency Modulation) radio and analog TV antennas, DTV antennas are UHF (Ultra High Frequency) band signal waves, and are therefore often used for connection between the antenna and the amplifier module 200. When a wire (single wire) is used, the antenna performance becomes unstable due to the routing. For this reason, the performance is stabilized by installing the amplifier module 200 in the vicinity of the antenna on the glass surface and directly connecting to the antenna pattern 100.
従来、極超短波の無線受信に好適であり、更に、ＴＶ放送波の受信を可能にするために、垂直線条の先端に水平線条を接続した第１のエレメントと垂直線条の先端に接続される水平線条と別の水平線条を第１のエレメントの水平線条を挟むように上下に近接して配設し、この２本の水平線条により第１のエレメントの端部を包むように接続した第２のエレメントを少なくとも具備する車両用ガラスアンテナが知られている（例えば、特許文献１参照）。
Conventionally, it is suitable for radio reception of ultra-short waves, and in order to enable reception of TV broadcast waves, it is connected to a first element in which a horizontal line is connected to the tip of the vertical line and a tip of the vertical line. The second horizontal line and another horizontal line are arranged close to each other so as to sandwich the horizontal line of the first element, and the two horizontal lines are connected so as to wrap the end of the first element. A glass antenna for a vehicle having at least the above element is known (for example, see Patent Document 1).
また、給電点の設置場所によるインピーダンスを変化しにくくするため、アース導体はアンテナ導体側の接続導体の端部から給電点に向かって伸長され給電点を囲むように一周して該端部まで伸長され、接続導体とアース導体との間隔ｄと接続導体の導体幅ｗ１との間が、０．３≦ｗ１／（ｗ１＋２ｄ）≦０．９５の関係を満たすようにした自動車用ガラスアンテナも知られている（例えば、特許文献２参照）。
In order to make it difficult to change the impedance depending on the installation location of the feed point, the ground conductor extends from the end of the connection conductor on the antenna conductor side toward the feed point and extends around the feed point to the end. There is also known an automotive glass antenna in which the distance d between the connection conductor and the ground conductor and the conductor width w1 of the connection conductor satisfy the relationship of 0.3 ≦ w1 / (w1 + 2d) ≦ 0.95. (For example, refer to Patent Document 2).
上記したガラス面にアンプを設置するＤＴＶ用アンテナによれば、ガラス面上にアンプモジュールを設置するため、美観上の問題があり、アンプ秘匿用カバーが必要になる場合があり、この場合、コストアップの要因になる。また、アンテナ直近にアンプモジュールを設置するため、アンプモジュールが搭載可能な場所にしかアンテナを配置することができず、その結果、アンテナ性能を優先したレイアウトができなくなり、性能確保が困難な場合がある。仮に、アンプモジュールをピラー部に移動したとしても、アンプモジュールとアンテナとを接続するための同軸線が必要となり、この場合、アンプモジュールのレイアウト位置によっては接続用同軸線長が変化し、アンテナ性能が不安定になる恐れがある。また、同軸線の引き回しの状態によっては、車種毎にアンテナ性能がばらつき、不安定になる恐れがある。
According to the DTV antenna in which the amplifier is installed on the glass surface as described above, the amplifier module is installed on the glass surface, which has an aesthetic problem, and an amplifier concealment cover may be necessary. It becomes a factor of up. In addition, since the amplifier module is installed in the immediate vicinity of the antenna, the antenna can be placed only where the amplifier module can be installed, and as a result, the layout that prioritizes the antenna performance cannot be performed, and it may be difficult to ensure the performance. is there. Even if the amplifier module is moved to the pillar, a coaxial line is required to connect the amplifier module and the antenna. In this case, depending on the layout position of the amplifier module, the length of the coaxial line for connection changes, and the antenna performance May become unstable. In addition, depending on the state of the coaxial line, the antenna performance varies from vehicle type to vehicle type and may become unstable.
一方、特許文献１に記載されている車両用のガラスアンテナによれば、所定のアンテナ特性を確保するのに、水平な平行二線を含むアンテナ形状の設定自体に制約があるため、アンテナパターン自体の設計の自由度が小さい。また、特許文献２に記載された車両用のガラスアンテナによれば、アンテナに接続する接続導体の周囲を所定間隔でアース導体が覆う構成となっているため接続導体のプリント面積が大きくなり、美観的な問題が発生する。
On the other hand, according to the glass antenna for a vehicle described in Patent Document 1, the antenna pattern itself is restricted because the setting of the antenna shape including the horizontal parallel two lines is limited in order to ensure the predetermined antenna characteristics. The degree of design freedom is small. In addition, according to the glass antenna for a vehicle described in Patent Document 2, since the ground conductor covers the periphery of the connection conductor connected to the antenna at a predetermined interval, the print area of the connection conductor is increased, and the aesthetic appearance is increased. Problems occur.
さらに、特許文献２に記載された車両用のガラスアンテナによれば、接続導体の周囲をアース導体が覆うため一種の不平衡線路になっており、車体本体をグランドとして使用しない平衡型アンテナのようなガラスアンテナにこの技術を適用すれば、線路とアンテナとの接続部で基準電位の不連続問題が生じ、その結果、アンテナ特性が不安定になる。
Further, according to the glass antenna for a vehicle described in Patent Document 2, it is a kind of unbalanced line because the ground conductor covers the periphery of the connection conductor, which is like a balanced antenna that does not use the vehicle body as a ground. If this technique is applied to a simple glass antenna, a problem of discontinuity of the reference potential occurs at the connection portion between the line and the antenna, and as a result, the antenna characteristics become unstable.
本発明の課題は、アンプモジュールの配置位置に依存することなく、アンテナ性能が最大限に確保できる位置にアンテナパターンを配置可能な、ガラスアンテナシステムを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a glass antenna system in which an antenna pattern can be arranged at a position where the antenna performance can be ensured to the maximum without depending on the arrangement position of the amplifier module.
請求項１に係る発明によれば、ガラス面にアンテナが形成されるガラスアンテナシステムであって、前記ガラス面にプリントされた二点一組の給電部を持つアンテナパターンからなるアンテナ素子と、前記アンテナ素子で受信した信号を増幅する、前記ガラス面に設置されたアンプモジュールと、前記ガラス面にプリントされ、前記アンテナパターンが有する特性インピーダンスと整合をとるのに必要な線幅と間隔を有し、前記二点一組の前記給電部を持つ前記アンテナパターンと前記アンプモジュールとを繋ぐ、少なくとも一部が平行に配置された２本の線状導体からなる伝送線路と、を備えているガラスアンテナシステムが提供される。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a glass antenna system in which an antenna is formed on a glass surface, the antenna element comprising an antenna pattern having a pair of feeding parts printed on the glass surface; An amplifier module installed on the glass surface for amplifying a signal received by the antenna element, and a line width and a distance necessary for matching with the characteristic impedance of the antenna pattern printed on the glass surface A glass antenna comprising: a transmission line composed of two linear conductors, at least a part of which is arranged in parallel, connecting the antenna pattern having the power supply unit and the amplifier module. A system is provided.
請求項２に係る発明では、好ましくは、前記伝送線路が有する特性インピーダンスＺ0を、Ｚ0＝Ａ×ｌｏｇ（２Ｄ／ｄ）＋Ｂで近似（但し、Ａ、Ｂは定数、ｄは線幅［ｍｍ］、Ｄは間隔［ｍｍ］）する。
In the invention according to claim 2, preferably, the characteristic impedance Z 0 of the transmission line is approximated by Z 0 = A × log (2D / d) + B (where A and B are constants, d is a line width [ mm] and D are spaced [mm]).
請求項３に係る発明では、好ましくは、前記定数Ａは、最低で１１５、最高で１６０の範囲とする。
In the invention according to claim 3, the constant A is preferably in the range of 115 at the minimum and 160 at the maximum.
請求項４に係る発明では、好ましくは、前記定数Ｂは、最低で２０、最高で３０の範囲とする。
In the invention according to claim 4, preferably, the constant B is in the range of 20 at the minimum and 30 at the maximum.
請求項５に係る発明では、好ましくは、前記伝送線路が持つ特性インピーダンスを７５［Ω］～２００［Ω］の範囲で調整自在とする。
In the invention according to claim 5, preferably, the characteristic impedance of the transmission line is adjustable in a range of 75 [Ω] to 200 [Ω].
本発明によれば、ガラス面にプリントされ、二点一組の給電部を持つアンテナパターンが有する特性インピーダンスと整合をとるために必要な線幅と間隔を有し、二点一組の給電部を持つアンテナパターンとアンプモジュールとを繋ぐ、少なくとも一部が平行に配置された２本の線状導体からなる伝送線路を用いることにより、アンプモジュールを二点一組の給電部を持つアンテナパターンから独立した形でガラス面上にレイアウトすることができる。したがって、二点一組の給電部を持つアンテナパターンは、アンプモジュールのレイアウト位置に依存せず、独立して設計することが可能になり、設計の自由度が増す。その結果、アンテナパターンをアンテナ性能を確保するために都合の良い位置にレイアウトでき、アンテナ性能の向上が可能となる。さらに、アンプモジュールと二点一組の給電部を持つアンテナパターンとの間をガラス面上にプリントされた２本の線状導体を介して繋ぐ構成をとるため、伝送線路は安定的にガラス面に形成されることから伝送線路の電気的特性を安定に確保でき、アンテナ性能が安定する。
According to the present invention, a line feed and a set of two points having a line width and a spacing necessary for matching with a characteristic impedance of an antenna pattern printed on a glass surface and having a pair of feeds. By using a transmission line consisting of two linear conductors, at least part of which is arranged in parallel, connecting the antenna pattern having the antenna module and the amplifier module, the amplifier module can be separated from the antenna pattern having a pair of feeding parts. It can be laid out on the glass surface in an independent manner. Therefore, an antenna pattern having a pair of two-point power feeding units can be designed independently without depending on the layout position of the amplifier module, and the degree of design freedom is increased. As a result, the antenna pattern can be laid out at a position convenient for securing the antenna performance, and the antenna performance can be improved. Furthermore, the transmission line is stably connected to the glass surface because the amplifier module and the antenna pattern having a pair of feeding parts are connected via two linear conductors printed on the glass surface. Therefore, the electrical characteristics of the transmission line can be stably secured, and the antenna performance is stabilized.
さらに、伝送線路が有している特性インピーダンスを、７５［Ω］～２００［Ω］の範囲で調整自在とすることで、例えば、伝送線路パターンの線幅を細くし、かつ線間隔も製造上問題のないレベルに調整することで、特殊な製造工程を必要とせず、したがって、電気的特性と製造コストの両立が可能である。
Furthermore, by making the characteristic impedance of the transmission line adjustable within the range of 75 [Ω] to 200 [Ω], for example, the line width of the transmission line pattern is reduced and the line spacing is also manufactured. By adjusting to a problem-free level, a special manufacturing process is not required, and thus both electrical characteristics and manufacturing cost can be achieved.
以下、本発明の好ましい実施例について、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
（実施例の構成）
図１に示すように、本実施例によるガラスアンテナシステムは、例えば、車両のリヤウインドウに取付けられる。本実施例によるガラスアンテナシステムによれば、デフォッガ４０が実装されるリヤウインドウのガラス面１上の空き領域に、ＤＴＶアンテナ１０、ＡＭラジオアンテナ２０，ＦＭラジオアンテナ３０用の各アンテナパターンが実装されている。以降、本実施例によるガラスアンテナシステムとして、ＤＴＶアンテナ１０を例示して詳細に説明する。 (Configuration of Example)
As shown in FIG. 1, the glass antenna system according to the present embodiment is attached to a rear window of a vehicle, for example. According to the glass antenna system of the present embodiment, each antenna pattern for theDTV antenna 10, the AM radio antenna 20, and the FM radio antenna 30 is mounted in an empty area on the glass surface 1 of the rear window where the defogger 40 is mounted. ing. Hereinafter, the DTV antenna 10 will be exemplified and described in detail as a glass antenna system according to the present embodiment.
図１に示すように、本実施例によるガラスアンテナシステムは、例えば、車両のリヤウインドウに取付けられる。本実施例によるガラスアンテナシステムによれば、デフォッガ４０が実装されるリヤウインドウのガラス面１上の空き領域に、ＤＴＶアンテナ１０、ＡＭラジオアンテナ２０，ＦＭラジオアンテナ３０用の各アンテナパターンが実装されている。以降、本実施例によるガラスアンテナシステムとして、ＤＴＶアンテナ１０を例示して詳細に説明する。 (Configuration of Example)
As shown in FIG. 1, the glass antenna system according to the present embodiment is attached to a rear window of a vehicle, for example. According to the glass antenna system of the present embodiment, each antenna pattern for the
図２に示すように、ＤＴＶアンテナ１０は、アンテナ素子で受信した信号を増幅する、ガラス面１（図１）に設置されたアンプモジュール１２と、アンテナ素子としての二点一組の給電部１１０を持つアンテナパターン１１と、伝送線路１３とにより構成される。伝送線路１３は、２本の線状導体がガラス面１上にプリントパターンとして形成される。ガラスアンテナシステム（ＤＴＶアンテナ１０）は、伝送線路１３によりアンプモジュール１２とアンテナパターン１１とを繋ぐ構造をしている。
As shown in FIG. 2, the DTV antenna 10 includes an amplifier module 12 installed on the glass surface 1 (FIG. 1) that amplifies a signal received by the antenna element, and a pair of two-point feeding unit 110 as the antenna element. And an antenna pattern 11 having a transmission line 13. In the transmission line 13, two linear conductors are formed on the glass surface 1 as a printed pattern. The glass antenna system (DTV antenna 10) has a structure in which the amplifier module 12 and the antenna pattern 11 are connected by a transmission line 13.
伝送線路１３は、平行な２本の線状導体で構成され、その線幅ｄは、１０ｍｍ～０．５ｍｍ、線間隔Ｄ（一方の線状導体の線幅の中心線から他方の線状導線の線幅の中心線間の距離）は、３．０～０．５ｍｍである。つまり、アンテナパターン１１に対し、アンプモジュール１２を直接接続する形態をとらず、アンテナパターン１１とアンプモジュール１２との間を伝送線路１３を経由して繋ぐ形態をとっている。
The transmission line 13 is composed of two parallel linear conductors, and has a line width d of 10 mm to 0.5 mm and a line interval D (from the center line of the line width of one linear conductor to the other linear conductor. The distance between the center lines of the line width is 3.0 to 0.5 mm. In other words, the amplifier pattern 12 is not directly connected to the antenna pattern 11, but the antenna pattern 11 and the amplifier module 12 are connected via the transmission line 13.
（実施形態の作用効果）
このように、平行な２本の線状導体で構成される伝送線路１３をプリントパターン化することで、伝送線路１３が安定にガラス面１に形成されるため、伝送線路１３の電気的特性を安定に確保でき、これによりアンテナ性能が安定する。また、アンプモジュール１２とは独立した状態でアンテナパターン１１を設計できるため、車種の都合で給電位置が限定されても、アンテナ性能が最大限確保できる位置にアンテナパターン１１を独立して配置することができる。したがって、アンテナ性能が向上する。さらに、ガラス面１上に伝送線路１３を形成するため、比誘電率が比較的大きいという誘電体としてのガラスの特性により、製造上、および美観上問題とならないようにサイズを調整しても、必要以上に伝送線路のインピーダンスが高くなることを抑制できる。なお、伝送線路インピーダンスは、７５～２００［Ω］の範囲で調整が可能である。 (Effect of embodiment)
Since thetransmission line 13 is formed on the glass surface 1 stably by forming the transmission line 13 composed of two parallel linear conductors in this way, the electrical characteristics of the transmission line 13 are improved. It can be secured stably, and this stabilizes the antenna performance. Moreover, since the antenna pattern 11 can be designed in a state independent of the amplifier module 12, the antenna pattern 11 should be arranged independently at a position where the antenna performance can be ensured to the maximum even if the feeding position is limited due to the vehicle type. Can do. Therefore, the antenna performance is improved. Furthermore, because the transmission line 13 is formed on the glass surface 1, the size of the glass so as not to cause a problem in manufacturing and aesthetics due to the characteristics of glass as a dielectric having a relatively large relative dielectric constant, It can suppress that the impedance of a transmission line becomes higher than necessary. The transmission line impedance can be adjusted in the range of 75 to 200 [Ω].
このように、平行な２本の線状導体で構成される伝送線路１３をプリントパターン化することで、伝送線路１３が安定にガラス面１に形成されるため、伝送線路１３の電気的特性を安定に確保でき、これによりアンテナ性能が安定する。また、アンプモジュール１２とは独立した状態でアンテナパターン１１を設計できるため、車種の都合で給電位置が限定されても、アンテナ性能が最大限確保できる位置にアンテナパターン１１を独立して配置することができる。したがって、アンテナ性能が向上する。さらに、ガラス面１上に伝送線路１３を形成するため、比誘電率が比較的大きいという誘電体としてのガラスの特性により、製造上、および美観上問題とならないようにサイズを調整しても、必要以上に伝送線路のインピーダンスが高くなることを抑制できる。なお、伝送線路インピーダンスは、７５～２００［Ω］の範囲で調整が可能である。 (Effect of embodiment)
Since the
製造上および美観の観点から、伝送線路１３のプリントパターンの線幅ｄは、１～５［ｍｍ］が好適である。一方、アンプモジュール１２の設計上、アンプモジュール１２の入力部の特性インピーダンスとしては１５０［Ω］以下が望ましい。したがって、伝送線路１３のプリントパターンの線路インピーダンスも１５０［Ω］以下が好適である。この場合、線幅ｄを１～５［ｍｍ］、線間隔Ｄを０．５～３［ｍｍ］とすることで、線路インピーダンスを１５０［Ω］以下とすることができ、かつ、製造上及び美観の点からも問題のない伝送線路の形成が可能となる。
From the viewpoint of manufacturing and aesthetics, the line width d of the print pattern of the transmission line 13 is preferably 1 to 5 [mm]. On the other hand, in the design of the amplifier module 12, the characteristic impedance of the input part of the amplifier module 12 is desirably 150 [Ω] or less. Therefore, the line impedance of the printed pattern of the transmission line 13 is preferably 150 [Ω] or less. In this case, by setting the line width d to 1 to 5 [mm] and the line interval D to 0.5 to 3 [mm], the line impedance can be made 150 [Ω] or less, It is possible to form a transmission line with no problem from the point of view of beauty.
伝送線路インピーダンスを７５～２００［Ω］の範囲とする意味は、以下の通りである。すなわち、広帯域特性が確保できるガラスアンテナを設計する場合、アンテナの特性インピーダンスは、７５～３００［Ω］の、一般的な値（５０［Ω］～７５［Ω］）より高い値になる。ここで、車両に形成されるガラスアンテナを考えた場合、安定した受信信号品質を確保するために、アンテナ近傍にアンプモジュール１２を配置するが、アンプモジュール１２の入力部の特性インピーダンスは、ノイズ耐性の確保といった点から、２００［Ω］以下が適当であって、必要以上に大きな値とすることは好ましくない。したがって、アンテナパターン１１とアンプモジュール１２を接続するための伝送線路１３の特性インピーダンスは、７５～２００［Ω］の範囲で調整が可能である必要がある。
The meaning of setting the transmission line impedance in the range of 75 to 200 [Ω] is as follows. In other words, when designing a glass antenna that can ensure broadband characteristics, the characteristic impedance of the antenna is higher than a general value (50 [Ω] to 75 [Ω]) of 75 to 300 [Ω]. Here, when a glass antenna formed in a vehicle is considered, the amplifier module 12 is disposed in the vicinity of the antenna in order to ensure stable reception signal quality. The characteristic impedance of the input portion of the amplifier module 12 is noise resistance. 200 [Ω] or less is appropriate from the viewpoint of securing the value, and it is not preferable to set the value larger than necessary. Therefore, the characteristic impedance of the transmission line 13 for connecting the antenna pattern 11 and the amplifier module 12 needs to be adjustable in the range of 75 to 200 [Ω].
ガラス面１上に形成された伝送線路１３の特性インピーダンスＺ0は、以下の演算式（１）で近似することができる。但し、Ａ、Ｂは定数、ｄは線幅［ｍｍ］、Ｄは間隔［ｍｍ］である。
The characteristic impedance Z 0 of the transmission line 13 formed on the glass surface 1 can be approximated by the following arithmetic expression (1). However, A and B are constants, d is a line width [mm], and D is an interval [mm].
ここで、定数Ａ、Ｂがとりうる範囲について説明する。一般に平行二線路の特性インピーダンスＺ0は、以下の演算式（２）式で求まる。
Here, the range that the constants A and B can take will be described. In general, the characteristic impedance Z 0 of the parallel two lines can be obtained by the following equation (2).
演算式（２）から明らかなように、演算式（１）の定数Ａに相当する部分は「１／√（εｓ）」に比例する。この「１／√（εｓ）」は、比誘電率εｓを持つ誘電体中の電波の波長短縮率に相当する。したがって、演算式（１）の定数Ａも、ガラス面上での電波の波長短縮率に比例すると考えられる。
As is clear from the equation (2), the part corresponding to the constant A in the equation (1) is proportional to “1 / √ (εs)”. This “1 / √ (εs)” corresponds to the wavelength shortening rate of the radio wave in the dielectric having the relative dielectric constant εs. Therefore, it is considered that the constant A in the calculation formula (1) is also proportional to the wavelength shortening rate of the radio wave on the glass surface.
ところで、ガラス面上の波長短縮率は、使用するガラスの板厚とガラスの比誘電率に関係があることが知られている。車両用ガラスとして、強化ガラスや合わせガラスが使用されるが、これらガラスの使用を前提とした場合の比誘電率および板厚の限定範囲から、ガラス表面波長短縮率も所定の範囲に限定される。この限定された範囲から演算式（１）の定数Ａがとりうる範囲を求めると、１１５≦Ａ≦１６０になる。
Incidentally, it is known that the wavelength shortening rate on the glass surface is related to the thickness of the glass used and the relative dielectric constant of the glass. Tempered glass and laminated glass are used as glass for vehicles, but the glass surface wavelength shortening rate is also limited to a predetermined range due to the limited range of relative permittivity and thickness when these glasses are used. . When a range that can be taken by the constant A of the arithmetic expression (1) is obtained from this limited range, 115 ≦ A ≦ 160.
次に、定数Ｂについて説明する。演算式（１）と（２）は、定数Ｂが存在するか否かが異なる点である。この定数Ｂを、強化ガラスと合わせガラスを含む複数のサンプリングで実際に評価したところ、以下の表１に示す結果が得られた。
Next, the constant B will be described. The arithmetic expressions (1) and (2) are different in whether or not the constant B exists. When this constant B was actually evaluated by a plurality of samplings including tempered glass and laminated glass, the results shown in Table 1 below were obtained.
表１によれば、４つのサンプルの定数Ｂが２４～２８まで変化し得る。また、表１で示されない他の複数のサンプルでも評価した結果、定数Ｂは、２０≦Ｂ≦３０の範囲であれば、十分であることが判明した。
According to Table 1, the constant B of the four samples can vary from 24 to 28. In addition, as a result of evaluating a plurality of other samples not shown in Table 1, it was found that the constant B was sufficient if it was in the range of 20 ≦ B ≦ 30.
発明者らの評価によれば、３．１ｍｍ厚の強化ガラスを使用した場合、定数Ａを「１３０」，定数Ｂを「２７」とすれば、最適な特性インピーダンスが得られることがわかった。また、４．７ｍｍ厚の合わせガラスを使用した場合、定数Ａを「１２９」，定数Ｂを「２５」とすれば最適な特性インピーダンスが得られることがわかった。３．１ｍｍ厚の強化ガラスと４．７ｍｍ厚の合わせガラスは、同じ形状でほぼ同じレベルの特性インピーダンスの確保が可能であることがわかる。このことは、パターンを共通化できることを意味する。
According to the evaluation of the inventors, it was found that when a tempered glass having a thickness of 3.1 mm is used, an optimum characteristic impedance can be obtained by setting the constant A to “130” and the constant B to “27”. Further, it was found that when a laminated glass having a thickness of 4.7 mm is used, an optimum characteristic impedance can be obtained by setting the constant A to “129” and the constant B to “25”. It can be seen that the 3.1 mm thick tempered glass and the 4.7 mm thick laminated glass can ensure the characteristic impedance of almost the same level with the same shape. This means that patterns can be shared.
（実施形態の性能評価）
図３（ａ）（ｂ）は、アンテナパターン１１のレイアウト位置を共通とした場合の、伝送線路１３を持つ本実施例と、伝送線路１３を持たない比較例の各評価条件を示した図である。図３（ａ）は、全長１３０ｍｍの伝送線路１３を有する本実施例の評価条件であり、特性評価ポイントＥＰを伝送線路端末とした。図３（ｂ）は、伝送線路１３を持たない比較例の評価条件であり、特性評価ポイントＥＰを二点一組の給電部直下とした。図４に、その評価条件にしたがい評価した結果を、本実施例と比較例の周波数特性として対比して示した。 (Performance evaluation of embodiment)
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the evaluation conditions of the present example having thetransmission line 13 and the comparative example not having the transmission line 13 when the layout position of the antenna pattern 11 is made common. is there. FIG. 3A shows the evaluation conditions of the present example having the transmission line 13 having a total length of 130 mm, and the characteristic evaluation point EP was used as the transmission line terminal. FIG. 3B shows the evaluation conditions of the comparative example that does not have the transmission line 13, and the characteristic evaluation point EP is set directly below the pair of power feeding parts. FIG. 4 shows the results of evaluation according to the evaluation conditions in comparison with the frequency characteristics of the present example and the comparative example.
図３（ａ）（ｂ）は、アンテナパターン１１のレイアウト位置を共通とした場合の、伝送線路１３を持つ本実施例と、伝送線路１３を持たない比較例の各評価条件を示した図である。図３（ａ）は、全長１３０ｍｍの伝送線路１３を有する本実施例の評価条件であり、特性評価ポイントＥＰを伝送線路端末とした。図３（ｂ）は、伝送線路１３を持たない比較例の評価条件であり、特性評価ポイントＥＰを二点一組の給電部直下とした。図４に、その評価条件にしたがい評価した結果を、本実施例と比較例の周波数特性として対比して示した。 (Performance evaluation of embodiment)
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the evaluation conditions of the present example having the
図４によれば、縦軸の平均利得［ｄＢ］は、基準となる比較例の全帯域（４７０～７２０ＭＨｚ）での平均値を０［ｄＢ］とするように規格化処理がなされている。この例では、４７０～７２０［ＭＨｚ］の地上デジタル放送帯域内において、実施例では、最大値が０．８［ｄＢ］、最小値が－１．１［ｄＢ］（帯域内平均は－０．１［ｄＢ］）となり、比較例では、最大値が１．２［ｄＢ］、最小値が－１．５［ｄＢ］（帯域内平均は０．０［ｄＢ］）となっている。つまり、伝送線路１３を付加しても、帯域内平均値、最大値、最小値共に殆ど差がなく、本実施例で示されるように伝送線路１３を付加してもアンテナ性能への影響が見られない。このことは、アンプモジュール１２の搭載位置を変更しても同等の性能を確保できることを意味し、したがって、平行な２本の線状パターンからなる伝送線路１３を使用することで、アンプモジュール１２の搭載位置の自由度を確保することができる。
As shown in FIG. 4, the average gain [dB] on the vertical axis is normalized so that the average value in the entire band (470 to 720 MHz) of the reference comparative example is 0 [dB]. In this example, within the terrestrial digital broadcast band of 470 to 720 [MHz], in the embodiment, the maximum value is 0.8 [dB] and the minimum value is −1.1 [dB] (the average in the band is −0. In the comparative example, the maximum value is 1.2 [dB] and the minimum value is −1.5 [dB] (in-band average is 0.0 [dB]). That is, even if the transmission line 13 is added, there is almost no difference in the average value, the maximum value, and the minimum value in the band, and even if the transmission line 13 is added as shown in this embodiment, the influence on the antenna performance is observed. I can't. This means that equivalent performance can be secured even if the mounting position of the amplifier module 12 is changed. Therefore, by using the transmission line 13 composed of two parallel linear patterns, the amplifier module 12 The degree of freedom of the mounting position can be ensured.
図５（ａ）（ｂ）は、アンプモジュール１２の搭載位置を共通にした場合の、伝送線路１３を持つ本実施例と、伝送線路１３を持たない比較例の評価条件を示している。図５（ａ）は、アンプモジュールの搭載位置を、例えばガラス側辺部とした場合に、アンテナパターン１１からみれば上辺給電になる伝送線路１３を持つ本実施例であり、図５（ｂ）は、アンテンパターンから見ても側辺給電になる、伝送線路１３を持たない比較例である。なお、本実施例、比較例共、近傍に、他のメディアのアンテナパターンが配置されている。図６に本実施形態と比較例の周波数特性が対比して示されている。
FIGS. 5A and 5B show the evaluation conditions of the present embodiment having the transmission line 13 and the comparative example not having the transmission line 13 when the mounting position of the amplifier module 12 is made common. FIG. 5A shows the present embodiment in which the amplifier module is mounted on the side of the glass, for example, and has a transmission line 13 that feeds the upper side when viewed from the antenna pattern 11. FIG. These are the comparative examples which do not have the transmission line 13 used as side feeding even if it sees from an unten pattern. Note that antenna patterns of other media are arranged in the vicinity in both the present example and the comparative example. FIG. 6 shows the frequency characteristics of the present embodiment and the comparative example in comparison.
図６も図４と同様、縦軸の平均利得［ｄＢ］は、基準となる比較例の全帯域（４７０～７２０ＭＨｚ）での平均値を０［ｄＢ］とするように規格化処理がなされている。図６によれば、同帯域内において、実施例では、最大値が３．１［ｄＢ］、最小値が－０．９［ｄＢ］（帯域内平均は０．４［ｄＢ］）となり、比較例では、最大値が１．９［ｄＢ］、最小値が－２．４［ｄＢ］（帯域内平均は０．０［ｄＢ］）になった。このことは、アンプモジュール１２の搭載位置を、例えばガラス側辺部とした場合に、平行な２本の線状パターンからなる伝送線路１３を使用してアンテナパターン１１自体を性能優先でレイアウトした方が性能的に有利であることを意味する。
In FIG. 6, as in FIG. 4, the average gain [dB] on the vertical axis is normalized so that the average value in the entire band (470 to 720 MHz) of the reference comparative example is 0 [dB]. Yes. According to FIG. 6, within the same band, in the embodiment, the maximum value is 3.1 [dB], the minimum value is −0.9 [dB] (in-band average is 0.4 [dB]), and the comparison is made. In the example, the maximum value is 1.9 [dB] and the minimum value is −2.4 [dB] (in-band average is 0.0 [dB]). This means that when the mounting position of the amplifier module 12 is, for example, the glass side, the antenna pattern 11 itself is laid out with priority on performance using the transmission line 13 composed of two parallel linear patterns. Means performance advantage.
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施例に係るガラスアンテナシステムによれば、伝送線路１３を用い、二点一組の給電部１１０を持つアンテナパターン１１とアンプモジュール１２とを繋ぐことにより、アンテナパターン１１から独立した形でアンプモジュール１２をガラス面１上に配置することができる。このように、アンテナパターン１１は、アンプモジュール１２のレイアウト位置に依存することなく設計が可能になるため、設計の自由度が増す。また、伝送線路１３は、平行な２本の線状導体で形成されるため、伝送線路１３のプリントパターンの面積を必要以上に大きくする必要がなく、美観を損ねる心配がない。更に、伝送線路１３を、平衡型もしくはほぼ平衡型のアンテナとして動作する二点一組の給電部１１０を持つアンテナパターン１１に直接接続しても、伝送線路１３自体も平衡型であるためアンテナ特性が不安定となることはない。 (Effect of embodiment)
As described above, according to the glass antenna system according to the present embodiment, theantenna pattern 11 is connected by connecting the antenna pattern 11 having the pair of power feeding units 110 and the amplifier module 12 using the transmission line 13. The amplifier module 12 can be arranged on the glass surface 1 in an independent manner. As described above, the antenna pattern 11 can be designed without depending on the layout position of the amplifier module 12, and thus the degree of freedom in design is increased. Further, since the transmission line 13 is formed by two parallel linear conductors, it is not necessary to increase the area of the print pattern of the transmission line 13 more than necessary, and there is no fear of deteriorating the appearance. Furthermore, even if the transmission line 13 is directly connected to the antenna pattern 11 having a pair of two-point feeding units 110 that operate as a balanced or nearly balanced antenna, the transmission line 13 itself is also balanced, so that the antenna characteristics Does not become unstable.
以上説明したように、本実施例に係るガラスアンテナシステムによれば、伝送線路１３を用い、二点一組の給電部１１０を持つアンテナパターン１１とアンプモジュール１２とを繋ぐことにより、アンテナパターン１１から独立した形でアンプモジュール１２をガラス面１上に配置することができる。このように、アンテナパターン１１は、アンプモジュール１２のレイアウト位置に依存することなく設計が可能になるため、設計の自由度が増す。また、伝送線路１３は、平行な２本の線状導体で形成されるため、伝送線路１３のプリントパターンの面積を必要以上に大きくする必要がなく、美観を損ねる心配がない。更に、伝送線路１３を、平衡型もしくはほぼ平衡型のアンテナとして動作する二点一組の給電部１１０を持つアンテナパターン１１に直接接続しても、伝送線路１３自体も平衡型であるためアンテナ特性が不安定となることはない。 (Effect of embodiment)
As described above, according to the glass antenna system according to the present embodiment, the
さらに、アンテナパターン１１と独立してアンプモジュール１２を配置できるため、専用の秘匿カバーを必要とせず、例えば、ガラスコーナー部、もしくはピラーカバーへアンプモジュール１２を設置することが可能で、かつ、アンテナパターン１１自体は性能確保が容易な任意の位置に設定可能となる。したがって、アンプモジュール１２のレイアウト位置に制約があっても、アンテナ性能を確保するのに都合の良い位置にアンテナパターン１１をレイアウトすることができ、アンテナ性能の向上が期待できる。すなわち、車種ごとに異なるレイアウトによる不要なアンテナ性能の低下を回避することができる。
Further, since the amplifier module 12 can be arranged independently of the antenna pattern 11, a dedicated concealment cover is not required, and the amplifier module 12 can be installed, for example, on a glass corner or a pillar cover. The pattern 11 itself can be set at an arbitrary position where performance can be easily secured. Therefore, even if there is a restriction on the layout position of the amplifier module 12, the antenna pattern 11 can be laid out at a position convenient for securing the antenna performance, and improvement of the antenna performance can be expected. That is, it is possible to avoid unnecessary antenna performance degradation due to different layouts for each vehicle type.
また、アンプモジュール１２とアンテナパターン１１とを繋ぐ伝送線路１３として、ガラス面１上に印刷されたプリントパターンを使用するため、伝送線路１３が安定してガラス面１に形成され、したがって、伝送線路１３の電気的特性を安定に確保できることからアンテナ性能も安定する。また、伝送線路１３のプリントパターンの線路幅を細くし、かつ線間隔も製造上問題ないレベルに設定することで、特殊な製造工程を必要とせず、製造コストの上昇につながることはない。また、特性インピーダンスを１５０［Ω］以下に抑えることで、使用するアンプモジュール１２の入力部の特性インピーダンスを不要に高くする必要もなく、特殊なアンプモジュール１２の設計を必要としない。
Further, since a printed pattern printed on the glass surface 1 is used as the transmission line 13 that connects the amplifier module 12 and the antenna pattern 11, the transmission line 13 is stably formed on the glass surface 1, and thus the transmission line Since the electrical characteristics of 13 can be stably secured, the antenna performance is also stabilized. In addition, by narrowing the line width of the printed pattern of the transmission line 13 and setting the line spacing to a level that does not cause a problem in manufacturing, a special manufacturing process is not required and the manufacturing cost does not increase. Further, by suppressing the characteristic impedance to 150 [Ω] or less, it is not necessary to unnecessarily increase the characteristic impedance of the input section of the amplifier module 12 to be used, and a special amplifier module 12 design is not required.
なお、製造工程（プリント）を従来技術で対応するためには、線路間隔を０．５［ｍｍ］以上にする必要があるが、線路間隔が大きくなればなるほど特性インピーダンスは大きくなる。一方、特性インピーダンスを低くするためには、線路幅を太くすることで可能であるが、線路幅間隔を必要以上に大きく設定した状態で、インピーダンスを低下させるには、必要以上に線路幅を太くする必要があり、美観上、もしくはガラス造形上問題を生じる。このため、特性インピーダンスを、７０［Ω］～１５０［Ω］に設定することで、電気的特性、および製造コストの両者を両立可能である。
In addition, in order to cope with the manufacturing process (printing) with the prior art, the line interval needs to be 0.5 [mm] or more, but the characteristic impedance increases as the line interval increases. On the other hand, to reduce the characteristic impedance, it is possible to increase the line width. However, in order to reduce the impedance with the line width interval set larger than necessary, the line width is increased more than necessary. This causes a problem in aesthetics or glass modeling. Therefore, by setting the characteristic impedance to 70 [Ω] to 150 [Ω], both electrical characteristics and manufacturing cost can be achieved.
また、本実施例に係るガラスアンテナシステムによれば、伝送線路１３に使用される２本の線状導体は、アンテンパターン１１からアンプモジュール１２に至るまで全ての部位で平行になっているものとして説明したが、アンプモジュール１２の入力部の構造によっては部分的に平行な２線パターンとしてもよい。
Moreover, according to the glass antenna system which concerns on a present Example, the two linear conductors used for the transmission line 13 shall be parallel in all the parts from the anten pattern 11 to the amplifier module 12. As described above, depending on the structure of the input section of the amplifier module 12, a two-line pattern that is partially parallel may be used.
本発明は、車両の窓ガラス上に実装される、地上波デジタル放送帯域４７０－７２０［ＭＨｚ］受信用のＤＴＶアンテナシステムに使用して好適である。
The present invention is suitable for use in a DTV antenna system for receiving a terrestrial digital broadcast band 470-720 [MHz] mounted on a window glass of a vehicle.
１…ガラス面、１０…ガラスアンテナシステム（ＤＴＶアンテナ）、１１…アンテナパターン、１２…アンプモジュール、１３…伝送線路、１１０…給電部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass surface, 10 ... Glass antenna system (DTV antenna), 11 ... Antenna pattern, 12 ... Amplifier module, 13 ... Transmission line, 110 ... Feeding part.
Claims (5)
- ガラス面にアンテナが形成されるガラスアンテナシステムであって、
前記ガラス面にプリントされた二点一組の給電部を持つアンテナパターンからなるアンテナ素子と、
前記アンテナ素子で受信した信号を増幅する、前記ガラス面に設置されたアンプモジュールと、
前記ガラス面にプリントされ、前記アンテナパターンが有する特性インピーダンスと整合をとるのに必要な線幅と間隔を有し、前記二点一組の前記給電部を持つ前記アンテナパターンと前記アンプモジュールとを繋ぐ、少なくとも一部が平行に配置された２本の線状導体からなる伝送線路と、
を備えていることを特徴とするガラスアンテナシステム。 A glass antenna system in which an antenna is formed on a glass surface,
An antenna element composed of an antenna pattern having a pair of feeding parts printed on the glass surface;
An amplifier module installed on the glass surface for amplifying a signal received by the antenna element;
The antenna pattern and the amplifier module printed on the glass surface, having a line width and a space necessary for matching with the characteristic impedance of the antenna pattern, and having the two-point set of the feeding portion. A transmission line consisting of two linear conductors connected at least partially in parallel;
A glass antenna system comprising: - 前記伝送線路が有する特性インピーダンスＺ0を、Ｚ0＝Ａ×ｌｏｇ（２Ｄ／ｄ）＋Ｂで近似する（但し、Ａ、Ｂは定数、ｄは線幅［ｍｍ］、Ｄは間隔［ｍｍ］）、請求項１に記載のガラスアンテナシステム。 The characteristic impedance Z 0 of the transmission line is approximated by Z 0 = A × log (2D / d) + B (where A and B are constants, d is a line width [mm], and D is an interval [mm]). The glass antenna system according to claim 1.
- 前記定数Ａは、最低で１１５、最高で１６０の範囲とする、請求項２に記載のガラスアンテナシステム。 The glass antenna system according to claim 2, wherein the constant A is in a range of 115 at a minimum and 160 in a maximum.
- 前記定数Ｂは、最低で２０、最高で３０の範囲とする、請求項２に記載のガラスアンテンシステム。 3. The glass anten system according to claim 2, wherein the constant B is in a range of at least 20 and at most 30.
- 前記伝送線路が持つ特性インピーダンスを７５［Ω］～２００［Ω］の範囲で調整自在とする、請求項１～４の何れか１項に記載のガラスアンテナシステム。 The glass antenna system according to any one of claims 1 to 4, wherein a characteristic impedance of the transmission line is adjustable in a range of 75 [Ω] to 200 [Ω].
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