WO2023054286A1 - 車両用アンテナ装置 - Google Patents

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WO2023054286A1
WO2023054286A1 PCT/JP2022/035786 JP2022035786W WO2023054286A1 WO 2023054286 A1 WO2023054286 A1 WO 2023054286A1 JP 2022035786 W JP2022035786 W JP 2022035786W WO 2023054286 A1 WO2023054286 A1 WO 2023054286A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
antenna
width direction
window glass
electronic device
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/035786
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英明 東海林
淳 信岡
彰一 竹内
稔貴 佐山
友祐 加藤
Original Assignee
Ａｇｃ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ａｇｃ株式会社 filed Critical Ａｇｃ株式会社
Publication of WO2023054286A1 publication Critical patent/WO2023054286A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles

Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicle antenna device.
  • V2X Vehicle to Everything
  • 5G fifth-generation mobile communication system
  • the vehicle is equipped with a communication antenna for V2X, which is sometimes arranged near the windshield in the vehicle interior (see International Publication No. 2019/208453).
  • both the electronic device and the communication antenna may be attached to the upper side of the windshield.
  • the communication antenna and the electronic device may obstruct the driver's field of vision. Therefore, in order to solve these problems, it is necessary to arrange the communication antenna and the electronic device in the vicinity of the windshield while maintaining a constant distance in the vehicle width direction.
  • an in-vehicle unit mounted with an electronic device such as an imaging device, which is fixed by a bracket and covered by a cover member, is usually mounted in the center of the vehicle width above the windshield inside the vehicle. Therefore, when the communication antenna is separated from the electronic device by a predetermined distance in the vehicle width direction, the communication antenna is arranged biased in one direction in the vehicle width direction with respect to the central portion of the vehicle width. In this case, there is a problem that the antenna gain in a predetermined direction tends to decrease in radio waves in the frequency band transmitted and received by the communication antenna, making it difficult to obtain desired directivity.
  • the present disclosure provides a communication antenna provided on the vehicle window glass so as to be separated in the vehicle width direction from the electronic device provided in the upper part of the vehicle window glass or in the center in the vehicle width direction near the upper part.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle antenna device capable of suppressing a decrease in antenna gain in a predetermined direction and having excellent directivity.
  • a vehicle antenna device includes: a vehicle window glass that can be attached to a vehicle so as to constitute at least one of a windshield and a rear glass; A vehicle interior of the vehicle window glass having an electronic device provided at an upper portion of the window glass in the vehicle vertical direction or at a center portion in the vehicle width direction near the upper portion, and a radiation surface for transmitting and receiving radio waves in a predetermined frequency band.
  • the vehicle window mounted on the vehicle at a predetermined distance in the vehicle width direction from a reference position, which is the center of the electronic device in the vehicle width direction, provided at the upper portion of the window glass or at the central portion near the upper portion.
  • a reference position which is the center of the electronic device in the vehicle width direction
  • a second end portion opposite to the reference position side from a first end portion of the radiation surface on the reference position side corresponds to the vehicle window glass.
  • the radiation surface is inclined with respect to the vehicle width direction and the vehicle front-rear direction so as to be positioned on the lower edge side of the .
  • the vehicle window glass is provided with the The antenna gain of the communication antenna can be suppressed in a predetermined direction, and the directivity is excellent.
  • FIG. 1 is a plan view seen from a vertical direction of a vehicle to which a vehicle antenna device according to an embodiment of the present disclosure is applied;
  • FIG. Schematic side view of the front part of the vehicle as seen along arrow DRf in FIG. 1 and the rear part of the vehicle as seen along arrow DRf in FIG. 1 showing the roof, windshield and rear glass in cross-section.
  • It is a diagram. 1 is a front view of a vehicle antenna device and a roof;
  • FIG. 1 is a side view of a vehicle antenna device showing a windshield in cross section;
  • FIG. 1 is a perspective view of a part of a vehicle antenna device and a front edge of a roof;
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the vehicle antenna device taken along line 6-6 in FIG.
  • FIG. 3 1 is a schematic plan view of a vehicle antenna device
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing directivity measurement results of the vehicle antenna device of Example 1 in which the distance WP is 200 mm and the inclination angle ⁇ H is 20°
  • FIG. 10 is a diagram showing directivity measurement results of the vehicle antenna device of Example 2 in which the distance WP is 200 mm and the inclination angle ⁇ H is 30°
  • FIG. 10 is a diagram showing directivity measurement results of the vehicle antenna device of Example 3 in which the distance WP is 200 mm and the inclination angle ⁇ H is 40°
  • FIG. 10 is a diagram showing directivity measurement results of the vehicle antenna device of Example 4 in which the distance WP is 200 mm and the inclination angle ⁇ H is 0°;
  • FIG. 10 is a diagram showing directivity measurement results of the vehicle antenna device of Example 5 in which the distance WP is 360 mm and the inclination angle ⁇ H is 25°;
  • FIG. 12 is a diagram showing directivity measurement results of the vehicle antenna device of Example 6 in which the distance WP is 360 mm and the inclination angle ⁇ H is 40°;
  • FIG. 10 is a diagram showing directivity measurement results of the vehicle antenna device of Example 7 in which the distance WP is 360 mm and the inclination angle ⁇ H is 55°;
  • FIG. 10 is a diagram showing directivity measurement results of the vehicle antenna device of Example 8 in which the distance WP is 360 mm and the inclination angle ⁇ H is 0°;
  • a vehicle antenna device 40A according to an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the accompanying drawings.
  • the vehicle antenna device 40A is simply referred to as “antenna device 40A.”
  • the antenna device 40A of this embodiment is provided in the vehicle 10 .
  • the X-axis shown in each drawing is parallel to the width direction of the vehicle 10
  • the Y-axis is parallel to the front-rear direction of the vehicle
  • the Z-axis is parallel to the vertical direction of the vehicle, and is also referred to as the "vertical direction”.
  • Arrow FR indicates the front in the vehicle longitudinal direction
  • arrow UP indicates the upper side in the vehicle vertical direction
  • arrow LF indicates the left side in the vehicle width direction.
  • the XY plane is a plane passing through the X axis and the Y axis and is also called a "horizontal plane". That is, in the following description, the vehicle 10 is positioned on a horizontal plane, the vertical direction of the vehicle is aligned with the vertical direction, the XY plane is aligned with the horizontal plane, and the vertical direction corresponds to the normal direction to the horizontal plane. Furthermore, the XZ plane is a plane passing through the X axis and the Z axis, and the YZ plane is a plane passing through the Y axis and the Z axis.
  • a vehicle 10 has a vehicle body 12 including a metal body.
  • This metal body includes, for example, a roof portion 14 , an A pillar (front pillar) 16 and a C pillar (rear pillar) 20 .
  • the roof portion 14 is a portion forming the upper portion of the vehicle body 12 .
  • the upper ends (rear ends) of the pair of left and right A-pillars 16 are connected to front edge portions (flanges) 14A of the roof portion 14, respectively.
  • the left and right A-pillars 16 are inclined with respect to the Y-axis and the Z-axis so that the lower ends are positioned forward of the upper ends in a side view of the vehicle body 12 (viewpoint from the X-axis direction). Further, the left and right A-pillars 16 are arranged along the X and Y axes so that the lower end (front end) is located outside the upper end (rear end) in the vehicle width direction when viewed from the vertical direction (Z-axis direction). incline against
  • Upper end portions (front end portions) of the pair of left and right C-pillars 20 are connected to rear edge portions (flanges) 14B of the roof portion 14, respectively.
  • the left and right C-pillars 20 are oriented with respect to the Y-axis and Z-axis so that the lower end (rear end) is located behind the upper end (front end) in a side view of the vehicle body 12 (viewpoint from the X-axis direction). incline.
  • the left and right C-pillars 20 are arranged along the X and Y axes so that the lower end (rear end) is located outside the upper end (front end) in the vehicle width direction when viewed from the vertical direction (Z-axis direction). incline against
  • a substantially rectangular front opening 22 is formed in the front part of the vehicle body 12 .
  • the upper edge of the front opening 22 is adjacent to the front edge 14A of the roof portion 14, and the left and right side edges of the front opening 22 are adjacent to the left and right A-pillars 16, respectively.
  • a windshield (vehicle window glass) 28 is fitted in the front opening 22, and the peripheral edge of the windshield 28 is fixed to the peripheral edge of the front opening 22 with an adhesive such as urethane resin.
  • the windshield 28 is inclined at an angle .theta.1 with respect to the XY plane 70 corresponding to the horizontal plane so that the lower end is positioned forward of the upper end when viewed from the side.
  • the windshield 28 is one component of the antenna device 40A.
  • a substantially rectangular rear opening 24 is formed in the rear portion of the vehicle body 12 .
  • the upper edge of the rear opening portion 24 is adjacent to the rear edge portion 14B of the roof portion 14, and the left and right side edge portions of the rear opening portion 24 are adjacent to the left and right C-pillars 20, respectively.
  • a rear glass (vehicle window glass) 34 is fitted in the rear opening 24, and the peripheral edge of the rear glass 34 is fixed to the peripheral edge of the rear opening 24 with an adhesive such as urethane resin.
  • the rear glass 34 is inclined at an angle .theta.2 with respect to the XY plane 70 corresponding to the horizontal plane so that the lower end is located behind the upper end in a side view.
  • the rear glass 34 is not limited to the example of being attached to the vehicle body 12 shown in FIG. 1, and is attached to the back door so as to cover the opening formed in the resin back door having metal reinforcement (not shown). Anything is fine.
  • a hollow box-shaped body is provided in the vehicle width direction central portion of the upper portion in the vehicle vertical direction of the main surface (rear surface) of the windshield 28 on the interior side of the vehicle interior, facing the main surface.
  • a case 30 is provided.
  • the case 30 may be directly attached to the main surface of the windshield 28 using an adhesive or the like, or may be attached using a bracket (not shown) that fixes the vehicle body 12 and the case 30 .
  • a spacer fixed to the case 30 may be attached to the main surface of the windshield 28 using an adhesive or the like.
  • One or more electronic devices 32 are housed inside the case 30 . These electronic devices 32 include, for example, visible light cameras, millimeter wave radars, and rain sensors. Note that the electronic device 32 may be fixed to the windshield 28 in the vehicle compartment, and the case 30 does not necessarily cover the periphery of the electronic device 32 .
  • the distance and the vertical distance between the upper edge 34U and the lower edge 34D of the rear window 34 are defined as Lud.
  • a predetermined portion of the middle portion of the vehicle window glass in the vertical direction is defined as Pm.
  • the vertical distance between the upper edges 28U, 34U of the vehicle window glass and the portion Pm when the vehicle window glass is fixed to the vehicle 10 is defined as Lm.
  • the center point of the electronic device 32 in the vehicle width direction when the vehicle 10 is viewed from the vertical direction is defined as a reference position CP1.
  • 1 is the center line of the vehicle 10 passing through the reference position CP1 in the Y-axis direction (vehicle traveling direction) when the vehicle 10 is viewed from above.
  • the "reference position of the electronic device 32" shall coincide with the reference position CP1.
  • the reference position CP1 is regarded as the reference position of the electronic device 32.
  • the phrase “the electronic device 32 is provided at the center of the main surface of the vehicle interior side of the vehicle window glass (the windshield 28 and the rear glass 34) in the vehicle width direction” means that the electronic device 32 is provided in the vertical direction. It means that at least part of the device 32 (case 30) is positioned on the centerline CL.
  • a communication antenna which is one of the constituent elements of the antenna device 40A, is mounted on the upper portion of the main surface of the windshield 28 in the vertical direction of the vehicle via a bracket (not shown) or the like. 50 is attached.
  • the communication antenna 50 of the present embodiment is, for example, a vertically polarized antenna that has a higher antenna gain for transmitting and receiving vertically polarized waves than for horizontally polarized waves.
  • the communication antenna 50 may be a horizontally polarized antenna whose antenna gain is higher for transmitting and receiving horizontally polarized waves than for vertically polarized waves, and the antenna gain for vertically polarized waves and the antenna gain for horizontally polarized waves are at the same level. It can be an antenna.
  • the V2X antenna to be described below is an antenna capable of transmitting and receiving in particular vertically polarized waves, and can use radio waves in the 5.8 GHz band or the radio waves in the 5.9 GHz band.
  • the level of interference between the electronic device 32 and the antenna 50 changes depending on the shortest distance between the parts that transmit radio waves.
  • the shortest distance is preferably 50 mm or longer, preferably 70 mm or longer, more preferably 100 mm or longer, even more preferably 150 mm or longer, and particularly preferably 180 mm or longer.
  • this shortest distance is too far, the occupant's field of vision may be blocked in a wide range, so the shortest distance may be appropriately set as long as appropriate isolation can be obtained.
  • the distance of the antenna 50 from the A-pillar 16 may be 20 mm or more, preferably 30 mm or more, more preferably 50 mm or more, even more preferably 80 mm or more, and particularly preferably 100 mm or more.
  • the communication antenna 50 (hereinafter simply referred to as "antenna 50") of the vehicle antenna device 40A according to this embodiment will be described.
  • the antenna 50 of the present embodiment includes a dielectric base material 52, a conductor plate 54, a radiation plate (radiation conductor) 56, a feeding portion 60, a connection conductor 62, Prepare.
  • the antenna 50 may include a first element 66 and a second element 68, as will be described later.
  • the antenna 50 of this embodiment is a patch antenna (microstrip antenna).
  • the antenna 50 of the present embodiment can be used, for example, as the V2X antenna described above, but the antenna 50 may be configured to transmit and receive radio waves in a band different from these.
  • the dielectric base material 52 is a plate-like or film-like dielectric layer whose main component is a dielectric.
  • the term "plate-like or film-like” as used herein may have a three-dimensional shape, and includes, for example, a convex shape, a concave shape, and a wavy shape.
  • the “plate-like or film-like” of the conductor plate 54, the radiation plate 56, the first element 66 and the second element 68 are the same. However, the conductor plate 54, the radiation plate 56, the first element 66 and the second element 68 preferably have a planar shape (two-dimensional shape). If these members have a planar shape, it becomes easier to predict the antenna gain characteristics of the antenna 50 . As is clear from FIGS.
  • the dielectric substrate 52 is a rectangular parallelepiped, and its front shape is a rectangle whose X-axis dimension is larger than its Z-axis dimension.
  • the dielectric base material 52 may be square with the same dimension in the X-axis direction and the Z-axis direction.
  • the dielectric base material 52 has a surface 52A that is one surface in the thickness direction and a surface 52B that is the other surface.
  • the surface 52A and the surface 52B are planes parallel to each other.
  • the dielectric base material 52 may be composed of, for example, a glass epoxy substrate or the like, or may be composed of a dielectric sheet.
  • the dielectric material included in the dielectric substrate 52 may be, for example, glass such as quartz glass, ceramics, fluorine-based resin such as polytetrafluoroethylene, liquid crystal polymer, or cycloolefin polymer. However, the dielectric material may be a material different from these.
  • a conductor plate 54 is provided on the surface 52A of the dielectric base material 52 .
  • the conductor plate 54 functions as a ground for the antenna 50.
  • the conductor plate 54 is a plate-like or film-like conductor. Both sides of the conductor plate 54 in the thickness direction are parallel to each other. Examples of materials that constitute the conductor plate 54 include silver and copper, but materials other than silver and copper may also be used.
  • the front shape of the illustrated conductor plate 54 is a square whose dimension in the X-axis direction is smaller than that of the dielectric substrate 52 . However, the front shape of the conductor plate 54 may be a shape other than a square.
  • the front shape of the conductor plate 54 may be rectangular, polygonal, or circular.
  • a radiation plate 56 is provided on the surface 52B of the dielectric base material 52 .
  • the radiation plate 56 is a plate-like or film-like conductor, and its area is smaller than that of the conductor plate 54 .
  • the radiation plate 56 is a planar layer, and the radiation surface 56C, which is its front surface, is flat. As shown in FIG. 2, a normal Dnf of the radiation surface 56C extending forward from the radiation surface 56C passes through the windshield 28. As shown in FIG.
  • the normal Dnf in FIG. 2 is the normal when the inclination angle ⁇ , which will be described later, is 0°.
  • Radiation plate 56 functions as a radiation element of antenna 50 . Examples of materials that constitute the radiation plate 56 include silver and copper, but materials other than silver and copper may also be used.
  • the illustrated radiation plate 56 has a square front shape. However, the front shape of the radiation plate 56 may be a shape other than a square. For example, the front shape of the radiation plate 56 may be polygonal or circular.
  • the power supply part 60 is a part to which power is supplied in a contact or non-contact manner, and is a part to which one end of a power supply line (not shown) is connected or in close proximity.
  • feed lines include coaxial cables, microstrip lines, and coplanar feed lines.
  • the other end of the feed line is connected to a communication device that uses an antenna 50 to communicate with the outside of the vehicle.
  • connection conductor 62 of the present embodiment is provided inside a through hole penetrating the dielectric substrate 52, which is a medium between the conductor plate 54 and the radiation plate 56, in the plate thickness direction.
  • the connection conductor 62 is, for example, a core wire of a coaxial cable or a conductor pin, but the connection conductor 62 is not limited to these.
  • One end of the connection conductor 62 is connected to the feeding section 60 , and the other end is connected to the connection point 56 A of the radiation plate 56 .
  • One end of the connection conductor 62 is not in contact with the conductor plate 54 .
  • the connection point 56A is separated from the center of gravity 56B of the radiation plate 56 when viewed from the front.
  • connection conductor 62 in the case where the medium between the conductor plate 54 and the radiation plate 56 contains space (air) is, for example, the core wire or conductor pin of a coaxial cable, but the connection conductor 62 in this case is limited to these.
  • the center of gravity 56B of the radiation plate 56 and the center of gravity 54A of the conductor plate 54 are positioned on a straight line PL passing through the radiation plate 56 in its thickness direction. In such a configuration, the antenna gain of the antenna 50 in the direction from the conductor plate 54 side to the radiation plate 56 side is improved.
  • the antenna 50 may further include at least one of the first element 66 and the second element 68, which are parasitic conductors.
  • the first element 66 and the second element are separated from each other in the vehicle width direction (horizontal direction) and provided on the surface 52B of the dielectric base material 52 .
  • at least one of the first element 66 and the second element 68 may be arranged away from the surface 52B of the dielectric base material 52 on the arrow FR side of the Y-axis, and may be spaced apart on the opposite side of the
  • the radiation plate 56 is positioned between the first element 66 and the second element 68 .
  • FIG. 7 when viewing the antenna 50 along the Z-axis, (radiating surface 56C of) the radiation plate 56, the first element 66, and the second element 68 are located on the same plane.
  • the antenna 50 is arranged so that each normal Dnef extending forward from the first element 66 and the second element 68 passes through the windshield 28, as shown in FIG.
  • the normal line Dnef in FIG. 2 is the normal line when the inclination angle ⁇ , which will be described later, is 0°.
  • the first element 66 and the second element 68 are symmetrical with respect to the symmetry axis SX passing through the connection point 56A when viewed from the front, and the radiation plate 56 is symmetrical with respect to the symmetry axis SX. Symmetry with respect to SX.
  • the antenna gain of the antenna 50 in the vehicle width direction is improved.
  • the antenna gain of the antenna 50 in the longitudinal direction of the vehicle tends to be large, and the antenna gain of the antenna 50 in the lateral direction of the vehicle tends to be relatively small.
  • the areas of the first element 66 and the second element 68 may be smaller than the area of the conductor plate 54 and smaller than the area of the radiation plate 56 .
  • the size relationship of the areas of the first element 66, the second element 68, the conductor plate 54, and the radiation plate 56 is not limited to this.
  • the area of at least one of the first element 66 and the second element 68 may be larger than the area of the radiation plate 56 as long as the antenna 50 can satisfy the desired directivity.
  • first element 66 and the second element 68 examples include silver and copper, but materials other than silver and copper may also be used.
  • the front shape of the first element 66 and the second element 68 is rectangular in the drawing, they may be in a shape other than rectangular.
  • the front shapes of the first element 66 and the second element 68 may be square, triangular, polygonal with pentagons or more, or circular.
  • the antenna gain of the antenna 50 (located near the windshield) in the front direction of the vehicle is appropriately dispersed to the antenna gain in the width direction of the vehicle.
  • the antenna 50 tends to obtain an appropriate antenna gain in both the vehicle forward direction and the vehicle width direction.
  • the 90° direction in the simulation results of the antenna gain of the antenna 50 is the right side in the vehicle width direction (see FIG. 1), and the 270° direction is the left side in the vehicle width direction.
  • the 0° direction in the simulation result of the antenna gain of the antenna 50 is the front side (traveling direction) in the longitudinal direction of the vehicle.
  • the antenna 50 is configured such that the radiation surface 56C of the radiation plate 56, the first element 66 and the second element 68 are positioned on the same plane.
  • the right end portion of the antenna 50 is the first end portion 50E1
  • the left end portion of the antenna 50 is the second end portion. 50E2. That is, the right end portion of the first element 66 is defined as a first end portion 50E1
  • the left end portion of the second element 68 is defined as a second end portion 50E2.
  • the antenna 50 is attached to the upper portion of the main surface of the windshield 28 on the interior side of the vehicle in the specific inclined state shown in FIG.
  • the specific tilted state of the antenna 50 means that the second end 50E2 is positioned closer to the lower edge of the windshield 28 than the first end 50E1 when viewed from the vertical direction (Z-axis direction) of the vehicle 10. state. That is, the specific tilted state is a tilted state in which the radiation surface 56C of the radiation plate 56 (and the first element 66 and the second element 68) is tilted with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the second end portion 50E2 of the antenna 50 in the specific inclined state is located on the front side in the vehicle front-rear direction from the first end portion 50E1.
  • the angle (tilt angle) between the antenna 50 in the specific tilted state and the vehicle width direction (X-axis) in plan view is defined as ⁇ H [°] (0° ⁇ H ⁇ 90°).
  • ⁇ H [°] (0° ⁇ H ⁇ 90°).
  • 15° ⁇ H ⁇ 60° is preferable, and 20° ⁇ H ⁇ 55° is more preferable.
  • the distance in the vehicle width direction from the center line CL to the center position CP2 of the antenna 50 is defined as WP [mm].
  • a symbol AL shown in FIG. 1 is an imaginary straight line that passes through the center position CP2 in the Y-axis direction when viewed from the vertical direction.
  • the center position CP2 of the antenna 50 is the geometric center of the antenna 50 and corresponds to the center of gravity of the radiation plate 56, for example.
  • WA [mm] the width of the vehicle 10 at the same longitudinal position as the center position CP2
  • the following formula (1a) holds.
  • the antenna device 40A can be designed so that 100 mm ⁇ WP ⁇ 500 mm.
  • WP may be less than 100 mm or greater than 500 mm depending on the width of WA.
  • Equation (2a) the following equation (2a) holds between ⁇ H, WP, and WA.
  • ⁇ WP/(WA/2) ⁇ 100 ⁇ in Equation (2a) represents the relative position of the antenna 50 in the vehicle width direction with respect to the vehicle width WA of the vehicle 10 . 0.50 ⁇ H/ ⁇ (WP/(WA/2)) ⁇ 100 ⁇ 2.00 Expression (2a)
  • the following formula (2b) holds between ⁇ H, WP, and WA, and more preferably that the formula (2c) holds, and the formula (2d) holds: It is more preferable when the formula (2e) is satisfied, and particularly preferable when the formula (2e) is satisfied.
  • Expression (2b) 0.65 ⁇ H/ ⁇ (WP/(WA/2)) ⁇ 100 ⁇ 1.90
  • Expression (2c) 0.80 ⁇ H/ ⁇ (WP/(WA/2)) ⁇ 100 ⁇ 1.50
  • Expression (2d) 0.85 ⁇ H/ ⁇ (WP/(WA/2)) ⁇ 100 ⁇ 1.25 Expression (2e)
  • the elevation angle and depression angle of the antenna 50 will be explained.
  • the inclination angle ⁇ of the radiation surface 56C of the radiation plate 56 with respect to the vertical direction 71 is ⁇ 15° or less.
  • the antenna 50 is installed so that
  • the arrow DRf in FIG. 1 is parallel to the width direction of the antenna 50 in plan view.
  • the value of the inclination angle ⁇ becomes + (plus).
  • the value of the inclination angle ⁇ becomes - (minus).
  • the elevation angle between the normal direction of the radiation surface 56C of the radiation plate 56 and the horizontal plane should be greater than 0° and equal to or less than +15°.
  • the depression angle between the normal direction of the radiation surface 56C of the radiation plate 56 and the horizontal plane should be less than 0° and -15° or more.
  • the magnitude of the elevation angle is + (plus) and the magnitude of the depression angle is - (minus).
  • the antenna 50 when the antenna 50 satisfies a predetermined directivity in the horizontal plane, if the elevation angle or the depression angle of the radiation plane 56C becomes too large, the antenna gain in the horizontal plane direction is reduced. reduces the efficiency of transmission and reception of radio waves along the horizontal plane. Thus, if the inclination angle ⁇ of the radiation surface 56C of the radiation plate 56 exceeds ⁇ 15°, the antenna gain balance in the direction parallel to the XY plane 70 in the antenna 50 may be lost.
  • the inclination angle ⁇ of the radiation surface 56C of the radiation plate 56 of the antenna 50 is preferably ⁇ 10° or less, more preferably ⁇ 5° or less, still more preferably ⁇ 1° or less, and most preferably 0°.
  • the conductor of the vehicle
  • the conductor (of the vehicle) should not be arranged until ⁇ is in the range of 0° to 20°, and 30°. It is preferred if the conductors are not placed to the extent, and more preferred if the conductors are not placed to the extent of 45°.
  • the conductor (of the vehicle) should not be placed within the range of ⁇ from 0° to -20°, and the conductor should be placed within the range of -30°. It is preferable if the conductor is not placed to the -45° range.
  • the conductors that may be arranged in the front direction and the normal direction of the radiation surface 56C include, for example, a conductor that extends vertically to heat the windshield and extends across the width of the vehicle. There are heating wires arranged on the windshield at predetermined intervals in the direction.
  • Examples 1 to 3 and Examples 5 to 7, which are examples of the above embodiment, will be described in comparison with Examples 4 and 8, which are comparative examples.
  • 3 to 5 and 7 the dimensions of each part of the antenna 50 of each example 1 to 8, represented by symbols L20, L21, L50, L51, L53, L54, L55, L60, L61, L62, and L63
  • L55 is the distance in the Y-axis direction between the first element 66 and second element 68 and the radiation surface 56C.
  • L63 is the shortest distance between the antenna 50 and the metal body of the vehicle body 12; Note that L63 in this embodiment is the shortest distance between the upper edge portion of the conductor plate 54 and the front edge portion 14A of the roof portion 14. As shown in FIG. L20: 19 L21: 19 L50: 18 L51:2 L53:22 L54: 26 L55: 0 L60: 25 L61: 24 L62:3 L63: 35 again, ⁇ 1: 22.5° WA: 1900mm WP: 200mm ⁇ : 0° is.
  • WP and ⁇ H in Examples 1-4 are the following values. ⁇ Example 1> WP: 200mm ⁇ H: 20° ⁇ Example 2> WP: 200mm ⁇ H: 30° ⁇ Example 3> WP: 200mm ⁇ H: 40° ⁇ Example 4> WP: 200mm ⁇ H: 0°
  • FIG. 8 to 11 show an example of directivity measurement results of the antennas 50 of Examples 1 to 4.
  • FIG. Each of these figures shows simulation results of antenna gain in each direction on the XY plane 70 .
  • 90° represents the right side in the vehicle width direction
  • 270° represents the left side in the vehicle width direction
  • 0° represents the front side in the vehicle longitudinal direction
  • 180° represents the rear side in the vehicle longitudinal direction.
  • FIGS. 12 to 15 which will be described later.
  • the antenna gain in the range of 0° to +90° for the antennas 50 of Examples 1 to 3 where ⁇ H is greater than 0° antenna gain is better than
  • 10 Example 1
  • Example 10 Example 1
  • WP and ⁇ H in Examples 5-7 and 8 are the following values. ⁇ Example 5> WP: 360mm ⁇ H: 25° ⁇ Example 6> WP: 360mm ⁇ H: 40° ⁇ Example 7> WP: 360mm ⁇ H: 55° ⁇ Example 8> WP: 360mm ⁇ H: 0°
  • FIGS. 12 to 15 show an example of directivity measurement results of the antennas 50 of Examples 5 to 8.
  • the antenna gain in the range of 0° to +90° for the antennas 50 of Examples 5 to 7 where ⁇ H is greater than 0° antenna gain is better than
  • FIGS. 12 to 14 Example
  • the antenna 50 is arranged on the left side of the electronic device 32 in the antenna device 40A of the present embodiment.
  • ⁇ H is set to 0°
  • the antenna gain on the right side of the antenna device 40A tends to decrease due to radio wave interference occurring between the electronic device 32 and the antenna device 40A.
  • an area (NULL) in which the amount of radiation of radio waves is small is likely to occur.
  • the antenna gain of the antenna 50 in the range of 0° to ⁇ 90° is improved compared to when ⁇ H is 0°. That is, in this embodiment, nulls are less likely to occur in the range of 0° to +90°. That is, according to the present embodiment, the antenna 50 is provided on the windshield 28 so as to be spaced apart in the vehicle width direction from the electronic device 32 provided at the center of the upper portion of the windshield 28 in the vehicle width direction. Gain reduction can be suppressed.
  • the shortest distance between the conductor plate 54 and the metal body of the vehicle body 12, L 63 is set to 20 mm or more. Therefore, transmission and reception of radio waves by the antenna 50 are less likely to be disturbed by the metal body.
  • the number of antennas 50 provided on the windshield 28 is one. Therefore, compared to the case where the windshield 28 is provided with a plurality of antennas 50 , the area occupied by the antennas 50 in the vehicle interior space is narrower, and the visibility of the occupants of the vehicle 10 is less likely to be obstructed by the antennas 50 . Furthermore, compared to the case where the windshield 28 is provided with a plurality of antennas 50, the wiring structure and electric circuit applied to the antennas 50 can be simplified. Furthermore, for example, if the antenna 50 is a V2X antenna that transmits and receives vertically polarized waves in the 5.8 GHz band or 5.9 GHz band, one antenna 50 can realize good V2X communication.
  • one or a plurality of electronic devices 32A are housed in the central portion in the vehicle width direction of the upper portion in the vehicle vertical direction of the main surface (front surface) of the rear glass 34 on the interior side of the vehicle.
  • the antenna 50A located on the right side of the case 30A may be attached to the upper portion of the main surface of the rear glass 34 on the inside of the passenger compartment in a specific inclined state.
  • the case 30A has the same structure as the case 30, and the antenna 50A has the same structure as the antenna 50.
  • FIG. In this case, the rear glass 34 and the antenna 50A are components of the antenna device 40B.
  • resin-made aeroparts such as a roof spoiler, rear spoiler, and tailgate spoiler may be provided away from the main surface of the rear glass 34, and the electronic device 32A may be attached to the aeroparts.
  • the electronic device 32 ⁇ /b>A may not be provided above the main surface of the rear glass 34 on the vehicle interior side, and may be separated from the main surface of the rear glass 34 . That is, the electronic device 32A may be provided near the top of one of the main surfaces of the rear glass 34 .
  • the electronic device 32A is provided near the top of one of the main surfaces of the rear glass 34" means that the electronic device 32A and the top of one of the main surfaces of the rear glass 34 are separated by 200 mm or less.
  • the electronic devices 32A are provided in the vehicle 10 so as to be separated from each other by a distance.
  • the electronic device 32A may also be provided in the vicinity of the upper portion of the main surface of the rear glass 34 on the outside of the vehicle. Even when the electronic device 32A is provided in the vicinity of the upper portion of one of the main surfaces of the rear glass 34 as described above, the electronic device 32A is provided in the central portion of the rear glass 34 in the vehicle width direction. That is, as shown in FIG. 1, at least part of the electronic device 32A (case 30A) is positioned on the center line CL when viewed from the vertical direction.
  • the electronic device 32A provided in the vicinity of the upper portion of the rear glass 34 include an antenna with a built-in spoiler, an imaging device such as a visible light camera, a high mount stop lamp, and the like.
  • the specific inclined state of the antenna device 40B means that the radiation surface 56C, which is the rear surface of the radiation plate 56 (and The first element 66 and the second element 68) are inclined with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction. That is, the second end portion 50E2 of the antenna 50A in the specific tilted state is located on the rear side in the vehicle front-rear direction from the first end portion 50E1. Regarding the tilt angle ⁇ H [°] between the antenna 50A in the specific tilted state and the vehicle width direction (X-axis) in plan view, 0 ⁇ H ⁇ 90 is established. In order to improve the antenna gain of the antenna 50A, 15 ⁇ H ⁇ 60 is preferable.
  • the antenna gain of the antenna 50A is further improved.
  • ⁇ H of the antenna 50A is set to be greater than 0° under the condition of less than 90°, the antenna 50A is more likely to move from 0° to ⁇ 90° in the horizontal plane than when ⁇ H is 0°, regardless of the magnitude of WP.
  • Antenna gain in the range of is improved.
  • the antenna gain in the range of 0° to ⁇ 60° is improved.
  • 90° represents the left side in the vehicle width direction
  • 270° represents the right side in the vehicle width direction
  • 0° represents the rear side in the vehicle longitudinal direction
  • 180° represents the front side in the vehicle longitudinal direction.
  • the measurement results of the directivity of the antenna 50A in this case are almost the same as those shown in FIGS. 8-10 and 12-14.
  • ⁇ is preferably ⁇ 15° or less.
  • the inclination angle ⁇ is preferably ⁇ 10° or less.
  • the inclination angle ⁇ is more preferably ⁇ 5° or less, more preferably ⁇ 1° or less, and optimally 0°.
  • the antenna 50A When the antenna 50A is provided on the rear glass 34 of the vehicle 10, the antenna 50 may or may not be provided on the windshield 28 of the vehicle 10. When the antenna 50 is provided on the windshield 28 and the antenna 50A is provided on the rear glass 34 in the manner shown in FIG. A desired antenna gain can be achieved.
  • the center position CP2 of the antenna 50 may be positioned to the right of the reference position CP1 of the electronic device 32. Further, when the electronic device 32A and the antenna 50A are attached to the rear glass 34, the center position CP2 of the antenna 50A may be positioned to the left of the reference position CP1 of the electronic device 32A.
  • the center position CP2 of the antenna 50 When the center position CP2 of the antenna 50 is positioned to the left of the reference position CP1 of the electronic device 32, the right end of the antenna 50 and the left end of the electronic device 32 are on a straight line parallel to the center line CL in plan view from the vertical direction. may be located in Similarly, when the center position CP2 of the antenna 50 is positioned to the right of the reference position CP1 of the electronic device 32, the left end of the antenna 50 and the right end of the electronic device 32 are parallel to the center line CL in plan view from the vertical direction. may be on a straight line.
  • center position CP2 of the antenna 50A when the center position CP2 of the antenna 50A is located on the right side of the reference position CP1 of the electronic device 32A, the left end of the antenna 50A and the right end of the electronic device 32A are parallel to the center line CL in plan view from the vertical direction. It may be located on a straight line.
  • center position CP2 of the antenna 50A when the center position CP2 of the antenna 50A is positioned to the left of the reference position CP1 of the bracket 30A, the right end of the antenna 50A and the left end of the electronic device 32A are parallel to the center line CL in plan view from the vertical direction. It may be located on a straight line.
  • the medium between the conductor plate 54 and the radiation plate 56 of the antenna 50 and antenna 50A should include at least one of space (air) and a dielectric base material.
  • the medium is space (air)
  • the radiation plate 56, the conductor plate 54, the first element 66 and the second element 68 may be fixed to the bracket (not shown).
  • a plurality of antennas 50 may be attached to the windshield 28. Also, a plurality of antennas 50A may be attached to the rear glass 34 .
  • At least one of the antenna 50 and the antenna 50A may be a slot antenna.
  • the planar radiation surface of the slot antenna is inclined with respect to the vehicle width direction and the vehicle front-rear direction.
  • At least one of the first element 66 and the second element 68 may be omitted from at least one of the antenna 50 and the antenna 50A.
  • a back door (not shown) that opens and closes an opening provided at the rear of the vehicle 10 may be provided with the rear glass 34 .
  • Vehicle antenna device (antenna device) 50 50A (communication) antenna (patch antenna) 50E1 first end 50E2 second end 56 radiation plate (radiation conductor) 56C radiation surface 66 first element 68 second element 70 XY plane (horizontal plane) CL Center line CP1 Reference position CP2 Center position WA Vehicle width WP Distance inclination angle ⁇ H

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

【課題】車両用窓ガラスの上部又は上部近傍の車幅方向の中央部に設けられた電子機器から車幅方向に離れるように車両用窓ガラスに設けられた通信アンテナの所定方向のアンテナ利得が悪化することを抑制可能にする。 【解決手段】ウィンドシールド及びリアガラスの少なくとも一方を構成するように車両１０に取付け可能な車両用窓ガラス２８、３４と、車両用窓ガラスの車両上下方向の上部又は上部近傍の車幅方向の中央部近傍に設けられた電子機器３２と、車両用窓ガラスの上部に、放射面の法線が主面を通り抜けるように取り付けられたアンテナ５０と、を備え、アンテナの車幅方向の中心位置ＣＰ２が、電子機器の車幅方向の中心である基準位置ＣＰ１から離れ、車両上下方向に見たときに、放射面の基準位置側の端部である第１端部５０Ｅ１より基準位置側と反対側の端部である第２端部５０Ｅ２が車両用窓ガラスの下縁部側に位置するように放射面が傾斜する。

Description

車両用アンテナ装置
　本開示は、車両用アンテナ装置に関する。
　近年、車両のウィンドシールドの上部には、様々な電子機器がブラケットによって固定され、車室内に取り付けられることがある。これらの電子機器には、例えば、可視光カメラ及びミリ波レーダーを含むセンサ類が含まれる。
　さらに近年では、車両の運転支援制御の進化にともない、ＧＨｚ帯を含む高周波帯域の電波を用いて高速且つ大容量通信の試みが行われている。とくに、自動運転のレベルが向上するにしたがい、ＧＨｚの周波数帯域を利用する第５世代移動通信システム（５Ｇ）として、車車間通信及び路車間通信等のＶ２Ｘ(Vehicle to Everything)を用いた通信シス
テムが実現しつつある。そして、Ｖ２Ｘ通信システムにおいて、車両にはＶ２Ｘ用の通信アンテナが搭載されるが、これは車室内においてウィンドシールド近傍に配置されることがある（国際公開２０１９／２０８４５３号公報参照）。この場合、ウィンドシールドの上辺部に、上記電子機器及び通信アンテナの両方が取り付けられることがある。
　ここで、ウィンドシールド近傍に、通信アンテナと電子機器の間の距離を短くして配置する場合、通信アンテナと電子機器との間で電波の干渉が生じるおそれがある。また、通信アンテナと電子機器とを、ウィンドシールドの上下方向の距離を長くして干渉が生じないように配置する場合、通信アンテナ又は電子機器が運転者の視界を妨げるおそれがある。そのため、これらの問題を解決するためには、通信アンテナと電子機器との間で、車幅方向に一定の間隔を保って、両者をウィンドシールド近傍に配置する必要がある。
　しかし、ブラケットによって固定されカバー部材によって覆われた、撮像素子等の電子機器を搭載した車載用ユニットは、通常、車室内のウィンドシールドの上部の車幅の中央部に搭載される。そのため、通信アンテナを電子機器から車幅方向に所定距離だけ離間させると、通信アンテナは、車幅の中央部に対して車幅方向のいずれか一方に偏って配置される。この場合、通信アンテナが送受信する周波数帯域の電波における、所定方向のアンテナ利得が低下し易くなり、所望の指向性が得られ難くなる問題があった。
　本開示は上記事実を考慮し、車両用窓ガラスの上部又は上部近傍の車幅方向の中央部に設けられた電子機器から車幅方向に離れるように車両用窓ガラスに設けられた通信アンテナの、所定方向のアンテナ利得低下の抑制が可能で指向性に優れた車両用アンテナ装置を得ることを目的とする。
　本開示に係る車両用アンテナ装置は、ウィンドシールド及びリアガラスの少なくとも一方を構成するように車両に取り付け可能な車両用窓ガラスと、前記車両用窓ガラスが前記車両に取り付けられたときの、前記車両用窓ガラスの車両上下方向の上部又は前記上部近傍の車幅方向の中央部に設けられる電子機器と、所定の周波数帯の電波を送受信する放射
面を有し、前記車両用窓ガラスの車室内側の主面の前記上部に、前記放射面の法線が前記主面を通り抜けるように取り付けられた放射導体を備えるアンテナと、を備え、前記アンテナの車幅方向の中心位置が、前記車両用窓ガラスの前記上部又は前記上部近傍の前記中央部に設けられた前記電子機器の車幅方向の中心である基準位置から車幅方向に所定距離だけ離れ、前記車両に取り付けられた前記車両用窓ガラスを車両上下方向から見たとき、前記放射面の前記基準位置側の端部である第１端部より前記基準位置側と反対側の端部である第２端部が前記車両用窓ガラスの下縁部側に位置するように、前記放射面が車幅方向及び車両前後方向に対して傾斜した状態になる。
　本開示に係る車両用アンテナ装置によれば、車両用窓ガラスの上部又は上部近傍の車幅方向の中央部に設けられた電子機器から車幅方向に離れるように車両用窓ガラスに設けられた通信アンテナの、所定方向のアンテナ利得低下の抑制が可能で指向性に優れる。
本開示の実施形態に係る車両用アンテナ装置が適用された車両の鉛直方向から見た平面図である。 ルーフ部、ウィンドシールド及びリアガラスを断面視で示す、図１の矢印ＤＲｆに沿って見たときの車両の前部及び図１の矢印ＤＲｆに沿って見たときの車両の後部の模式的な側面図である。 車両用アンテナ装置及びルーフ部の正面図である。 ウィンドシールドを断面視で示す車両用アンテナ装置の側面図である。 車両用アンテナ装置の一部及びルーフ部の前縁部の斜視図である。 図３の６－６矢線に沿う車両用アンテナ装置の断面図である。 車両用アンテナ装置の模式的な平面図である。 距離ＷＰが２００ｍｍ且つ傾斜角θＨが２０°である例１の車両用アンテナ装置の指向性の測定結果を示す図である。 距離ＷＰが２００ｍｍ且つ傾斜角θＨが３０°である例２の車両用アンテナ装置の指向性の測定結果を示す図である。 距離ＷＰが２００ｍｍ且つ傾斜角θＨが４０°である例３の車両用アンテナ装置の指向性の測定結果を示す図である。 距離ＷＰが２００ｍｍ且つ傾斜角θＨが０°である例４の車両用アンテナ装置の指向性の測定結果を示す図である。 距離ＷＰが３６０ｍｍ且つ傾斜角θＨが２５°である例５の車両用アンテナ装置の指向性の測定結果を示す図である。 距離ＷＰが３６０ｍｍ且つ傾斜角θＨが４０°である例６の車両用アンテナ装置の指向性の測定結果を示す図である。 距離ＷＰが３６０ｍｍ且つ傾斜角θＨが５５°である例７の車両用アンテナ装置の指向性の測定結果を示す図である。 距離ＷＰが３６０ｍｍ且つ傾斜角θＨが０°である例８の車両用アンテナ装置の指向性の測定結果を示す図である。
　以下、添付図面を用いて本開示の実施形態に係る車両用アンテナ装置４０Ａについて説明する。なお、以下の説明では、車両用アンテナ装置４０Ａを単に「アンテナ装置４０Ａ」と称する。後述するように、本実施形態のアンテナ装置４０Ａは車両１０に設けられる。各図中に適宜示されるＸ軸は車両１０の車幅方向と平行であり、Ｙ軸は車両前後方向と平行であり、Ｚ軸は車両上下方向と平行であって「鉛直方向」ともいう。さらに矢印ＦＲは車両前後方向の前方を示し、矢印ＵＰは車両上下方向の上方を示し、矢印ＬＦは車幅方向の左方を示す。また、ＸＹ平面とはＸ軸及びＹ軸を通る平面であり「水平面」ともいう
。即ち、以下の説明では、車両１０が水平面上に位置しており、車両上下方向と鉛直方向とが一致し且つＸＹ平面と水平面とが一致し、鉛直方向は水平面に対する法線方向に相当する。さらに、ＸＺ平面とはＸ軸及びＺ軸を通る平面であり、ＹＺ平面とはＹ軸及びＺ軸を通る平面である。
　図１に示されるように本実施形態に係る車両１０は、金属ボディを含む車体１２を有する。この金属ボディには、例えば、ルーフ部１４、Ａピラー（フロントピラー）１６、Ｃピラー（リアピラー）２０が含まれる。ルーフ部１４は車体１２の上部を構成する部位である。
　左右一対のＡピラー１６の上端部（後端部）は、ルーフ部１４の前縁部（フランジ）１４Ａにそれぞれ接続されている。左右のＡピラー１６は車体１２の側面視（Ｘ軸方向からの視点）において、下端部が上端部より前方に位置するようにＹ軸及びＺ軸に対して傾斜する。さらに左右のＡピラー１６は、鉛直方向（Ｚ軸方向）からの視点において、下端部（前端部）が上端部（後端部）より車幅方向の外側に位置するようにＸ軸及びＹ軸に対して傾斜する。
　左右一対のＣピラー２０の上端部（前端部）は、ルーフ部１４の後縁部（フランジ）１４Ｂにそれぞれ接続されている。左右のＣピラー２０は車体1２の側面視（Ｘ軸方向から
の視点）において、下端部（後端部）が上端部（前端部）より後方に位置するようにＹ軸及びＺ軸に対して傾斜する。さらに左右のＣピラー２０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）からの視点において、下端部（後端部）が上端部（前端部）より車幅方向の外側に位置するようにＸ軸及びＹ軸に対して傾斜する。
　車体１２の前部には、略四角形状の前方開口部２２が形成されている。前方開口部２２の上縁部はルーフ部１４の前縁部１４Ａに隣接し、前方開口部２２の左右両側縁部は左右のＡピラー１６に隣接している。前方開口部２２には、ウィンドシールド（車両用窓ガラス）２８が嵌められ、ウィンドシールド２８の周縁部が前方開口部２２の周縁部にウレタン樹脂等の接着剤で固定されている。図２及び図４に示されるように、ウィンドシールド２８は側面視において、下端部が上端部より前方に位置するように、水平面に相当するＸＹ平面７０に対して角度θ１で傾斜する。ウィンドシールド２８はアンテナ装置４０Ａの構成要素の一つである。
　車体１２の後部には、略四角形状の後方開口部２４が形成されている。後方開口部２４の上縁部はルーフ部１４の後縁部１４Ｂに隣接し、後方開口部２４の左右両側縁部は左右のＣピラー２０に隣接している。後方開口部２４には、リアガラス（車両用窓ガラス）３４が嵌められ、リアガラス３４の周縁部が後方開口部２４の周縁部にウレタン樹脂等の接着剤で固定されている。図２に示されるように、リアガラス３４は側面視において、下端部が上端部より後方に位置するように、水平面に相当するＸＹ平面７０に対して角度θ２で傾斜する。なお、リアガラス３４は、図１に示される車体１２に取り付ける例に限らず、（不図示の）金属製のリインフォースを有する樹脂製のバックドアに形成された開口部を覆うようにバックドアに取り付けるものでもよい。
　図１及び図２に示されるように、ウィンドシールド２８の車室内側の主面（後面）の車両上下方向の上部の車幅方向の中央部には、当該主面と対向する中空箱状のケース３０が設けられている。ケース３０は、ウィンドシールド２８の主面に接着剤等を用いて直接取り付けられてもよく、車体１２とケース３０とを固定する（不図示の）ブラケットを用いて取り付けられてもよい。また、ケース３０に固定されたスペーサがウィンドシールド２８の主面に接着剤等を用いて取り付けられてもよい。ケース３０の内部には、１つ又は複数の電子機器３２が収納されている。これらの電子機器３２には、例えば、可視光カメラ
、ミリ波レーダー及びレインセンサが含まれる。なお、電子機器３２は、車室内においてウィンドシールド２８に固定されていればよく、必ずしもケース３０によって電子機器３２の周辺が覆われなくてもよい。
　ここで、図２に示されるように、車両用窓ガラス（ウィンドシールド２８、リアガラス３４）が車両１０に固定されたときのウィンドシールド２８の上縁２８Ｕと下縁２８Ｄとの間の鉛直方向の距離、及び、リアガラス３４の上縁３４Ｕと下縁３４Ｄとの間の鉛直方向の距離をＬｕｄと定義する。さらに、車両用窓ガラスの鉛直方向の中間部の所定の部位をＰｍと定義する。さらに車両用窓ガラスが車両１０に固定されたときの車両用窓ガラスの上縁２８Ｕ、３４Ｕと部位Ｐｍとの鉛直方向の距離をＬｍと定義する。Ｌｍ／Ｌｕｄ＝０．３のときの車両用窓ガラスの上縁２８Ｕ、３４Ｕと部位Ｐｍとの間の領域が、本実施形態に係る「車両用窓ガラスの上部」に相当する。
　ここで図１に示されるように、鉛直方向から車両１０を見たときの電子機器３２の車幅方向の中心点を基準位置ＣＰ１と定義する。なお図１に示される符号ＣＬは、平面視で車両１０を見たときに基準位置ＣＰ１をＹ軸方向（車両進行方向）に通り抜ける車両１０の中心線である。さらに本明細書において「電子機器３２の基準位置」は基準位置ＣＰ１と一致するものとする。ただし、実際には電子機器３２の車幅方向の中心である基準位置が鉛直方向からの視点で基準位置ＣＰ１と完全に一致せず、車幅方向に僅かにずれた場合であっても、本明細書においては、基準位置ＣＰ１を電子機器３２の基準位置とみなす。
　さらに本明細書において「車両用窓ガラス（ウィンドシールド２８、リアガラス３４）の車室内側の主面の車幅方向の中央部に電子機器３２が設けられる」とは、鉛直方向からの視点で電子機器３２（ケース３０）の少なくとも一部が中心線ＣＬ上に位置することを意味する。
　さらに図１及び図４に示されるように、ウィンドシールド２８の主面の車両上下方向の上部には、図示を省略したブラケット等を介して、アンテナ装置４０Ａの構成要素の一つである通信アンテナ５０が取り付けられている。本実施形態の通信アンテナ５０は、例えば、水平偏波と比べて垂直偏波を送受信する方が、アンテナ利得が高い垂直偏波アンテナである。但し、通信アンテナ５０は、垂直偏波と比べて水平偏波を送受信する方が、アンテナ利得が高い水平偏波アンテナでもよく、垂直偏波のアンテナ利得と水平偏波のアンテナ利得が同レベルのアンテナでもよい。以下、説明するＶ２Ｘ用アンテナは、とくに垂直偏波によって送受信が可能なアンテナであり、５．８ＧＨｚ帯域の電波、又は、５．９ＧＨｚ帯域の電波を利用できる。
　電子機器３２とアンテナ５０との距離は、離れている方が互いの電波の干渉を抑制できアイソレーションを確保できる。とくに、電子機器３２とアンテナ５０とは、電波を発信する部分どうしの最短距離により干渉のレベルが変化する。最短距離は、５０ｍｍ以上であればよく、７０ｍｍ以上が好ましく、１００ｍｍ以上がより好ましく、１５０ｍｍ以上がさらに好ましく、１８０ｍｍ以上が特に好ましい。ただし、この最短距離が離れすぎると、乗員の視界を広範囲に遮ってしまうおそれがあるので、適度なアイソレーションが取れれば、その最短距離は適宜、設定してもよい。なお、最短距離が離れすぎると、アンテナ５０がＡピラー１６に接近して、Ａピラーの導体によって所定周波数の電波のアンテナ利得が低下するおそれがある。そのため、アンテナ５０におけるＡピラー１６からの距離は、２０ｍｍ以上であればよく、３０ｍｍ以上が好ましく、５０ｍｍ以上がより好ましく、８０ｍｍ以上がさらに好ましく、１００ｍｍ以上が特に好ましい。
　次に、本実施形態に係る車両用アンテナ装置４０Ａの通信アンテナ５０（以下、単に「アンテナ５０」という。）について説明する。図３～図７に示されるように、本実施形態
のアンテナ５０は、誘電体基材５２と、導体板５４と、放射板（放射導体）５６と、給電部６０と、接続導体６２と、を備える。なお、後述するように、アンテナ５０は第１エレメント６６及び第２エレメント６８を備えてもよい。本実施形態のアンテナ５０はパッチアンテナ（マイクロストリップアンテナ）である。本実施形態のアンテナ５０は、例えば、上記のＶ２Ｘ用アンテナとして利用可能であるが、これらとは異なる帯域の電波を送受信可能なようにアンテナ５０が構成されてもよい。
　誘電体基材５２は、誘電体を主成分とする板状又は膜状の誘電体層である。なお、ここでいう「板状又は膜状」とは、３次元的な形状を有してもよく、例えば、凸状、凹状、波状のものも含む。導体板５４、放射板５６、第１エレメント６６及び第２エレメント６８についての「板状又は膜状」も同様である。ただし、導体板５４、放射板５６、第１エレメント６６及び第２エレメント６８は平面形状（２次元形状）が好ましい。これらの部材が平面形状の場合は、アンテナ５０のアンテナ利得の特性を予測し易くなる。図５及び図６から明らかなように、誘電体基材５２は直方体であり、且つ、正面形状はＸ軸方向寸法がＺ軸方向寸法より大きい長方形である。但し、誘電体基材５２は、Ｘ軸方向寸法とＺ軸方向寸法が等しい正方形でもよい。誘電体基材５２は、厚さ方向の一方の面である表面５２Ａと、他方の面である表面５２Ｂとを有する。表面５２Ａ及び表面５２Ｂは互いに平行な平面である。誘電体基材５２は、例えば、ガラスエポキシ基板等によって構成されてもよいし、誘電体シートによって構成されてもよい。誘電体基材５２に含まれる誘電体の材料は、例えば、石英ガラス等のガラス、セラミックス、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、液晶ポリマー、又はシクロオレフィンポリマーでもよい。但し、誘電体の材料は、これらとは別の材料でもよい。
　誘電体基材５２の表面５２Ａには導体板５４が設けられている。導体板５４はアンテナ５０のグランドとして機能する。導体板５４は、板状又は膜状の導体である。導体板５４の厚さ方向の両面は互いに平行である。導体板５４を構成する材料としては、例えば、銀、銅が挙げられるが、銀及び銅とは異なる材料でもよい。図示の導体板５４の正面形状は、誘電体基材５２よりＸ軸方向寸法が小さい正方形である。但し、導体板５４の正面形状は、正方形以外の形状でもよい。例えば、導体板５４の正面形状は、長方形、多角形、又は、円形でもよい。
　誘電体基材５２の表面５２Ｂには放射板５６が設けられている。放射板５６は板状又は膜状の導体であり、その面積は導体板５４よりも小さい。放射板５６は平面状の層であり、その前面である放射面５６Ｃは平面である。図２に示されるように、放射面５６Ｃから前方に向かって延びる放射面５６Ｃの法線Ｄｎｆは、ウィンドシールド２８を通り抜ける。なお、図２の法線Ｄｎｆは、後述する傾斜角度αが０°のときの法線である。放射板５６は、アンテナ５０の放射素子として機能する。放射板５６を構成する材料としては、例えば、銀、銅が挙げられるが、銀及び銅とは異なる材料でもよい。図示の放射板５６の正面形状は正方形である。但し、放射板５６の正面形状は、正方形以外の形状でもよい。例えば、放射板５６の正面形状は、多角形、又は、円形でもよい。
　給電部６０は、接触又は非接触で給電される部位であり、図示が省略された給電線路の一端が接続される又は近接する部位である。給電線路の具体例として、同軸ケーブル、マイクロストリップライン、コプレーナ給電線路などが挙げられる。給電線路の他端は、アンテナ５０を利用して車外と通信する通信装置に接続される。
　本実施形態の接続導体６２は、導体板５４と放射板５６との間の媒質である誘電体基材５２をその板厚方向に貫通するスルーホールの内部に設けられている。接続導体６２は、例えば、同軸ケーブルの芯線又は導体ピンであるが、接続導体６２はこれらに限られない。接続導体６２の一端は給電部６０に接続され、他端は放射板５６の接続点５６Ａに接続
される。接続導体６２の一端は、導体板５４に接触していない。図３に示されるように、正面視において接続点５６Ａは放射板５６の重心５６Ｂから離れている。なお、導体板５４と放射板５６との間の媒質が空間（空気）を含む場合の接続導体６２は、例えば同軸ケーブルの芯線又は導体ピンであるが、この場合の接続導体６２はこれらに限られない。図６に示されるように、放射板５６をその厚さ方向に通り抜ける直線ＰＬ上に、放射板５６の重心５６Ｂ及び導体板５４の重心５４Ａが位置する。このような構成の場合、導体板５４側から放射板５６側に向かう方向のアンテナ５０のアンテナ利得が向上する。
　図３及び図７に示されるように、アンテナ５０は、さらに、無給電導体である第１エレメント６６及び第２エレメント６８の少なくとも一方を設けてもよい。この場合、第１エレメント６６及び第２エレメントは、車幅方向（水平方向）に互いに離れ、且つ、誘電体基材５２の表面５２Ｂに設けられている。ただし、第１エレメント６６及び第２エレメント６８の少なくとも一方は、誘電体基材５２の表面５２ＢよりもＹ軸の矢印ＦＲ側に離れて配置されてもよく、表面５２ＢよりもＹ軸の矢印ＦＲと反対側に離れて配置されてもよい。また、アンテナ５０を誘電体基材５２の厚さ方向に沿って見たとき、第１エレメント６６と第２エレメント６８との間に放射板５６が位置する。さらに図７に示されるように、Ｚ軸に沿ってアンテナ５０を見たとき、放射板５６（の放射面５６Ｃ）、第１エレメント６６、及び第２エレメント６８は、同一平面上に位置する。
　また、アンテナ５０は、図２に示されるように、第１エレメント６６及び第２エレメント６８から前方に向かって延びる各法線Ｄｎｅｆが、ウィンドシールド２８を通り抜けるように配置される。なお、図２の法線Ｄｎｅｆは、後述する傾斜角度αが０°のときの法線である。さらに、アンテナ５０は、図３に示されるように、第１エレメント６６及び第２エレメント６８が、正面視において接続点５６Ａを通る対称軸ＳＸに関して互いに対称をなし、且つ、放射板５６が対称軸ＳＸに関して対称をなす。第１エレメント６６及び第２エレメント６８をこのような態様でアンテナ５０に設けると、アンテナ５０の車幅方向のアンテナ利得が向上する。なお、第１エレメント６６及び第２エレメント６８を備えない場合、アンテナ５０の車両前後方向のアンテナ利得は大きくなり、アンテナ５０の車幅方向のアンテナ利得は相対的に小さくなる傾向がある。
　第１エレメント６６及び第２エレメント６８の面積は、導体板５４の面積より小さく且つ放射板５６の面積より小さくてもよい。但し、第１エレメント６６、第２エレメント６８、導体板５４及び放射板５６の面積の大小関係はこれに限定されない。例えば、アンテナ５０が所望の指向性を満たせれば、第１エレメント６６及び第２エレメント６８の少なくとも一方の面積は、放射板５６の面積より大きくてもよい。
　第１エレメント６６及び第２エレメント６８を構成する材料としては、例えば、銀、銅が挙げられるが、銀及び銅とは異なる材料でもよい。また、図示の第１エレメント６６及び第２エレメント６８の正面形状は長方形であるが、長方形以外の形状でもよい。例えば、第１エレメント６６及び第２エレメント６８の正面形状は、正方形、三角形、五角形以上の多角形、又は、円形でもよい。
　とくに、第１エレメント６６及び第２エレメント６８の少なくとも一方を備える場合は、（ウィンドシールド近傍に配置した）アンテナ５０の車両前方方向のアンテナ利得が車幅方向のアンテナ利得へ適度に分散される。さらに、第１エレメント６６及び第２エレメント６８の両方を備える場合は、アンテナ５０は車両前方方向と車幅方向の両方において適切なアンテナ利得が得られやすくなる。
　本明細書では、アンテナ５０のアンテナ利得のシミュレーション結果における９０°方向とは、（図１を参照して）車幅方向の右側であり、２７０°方向とは車幅方向の左側で
ある。なお、本明細書においてアンテナ５０のアンテナ利得のシミュレーション結果における０°方向とは、車両前後方向の前側（進行方向）である。
　ここで、図７に示すように、放射板５６の放射面５６Ｃ、第１エレメント６６及び第２エレメント６８が同一平面上に位置するように、アンテナ５０が構成された場合を考える。ここで図１及び図３に示されるように、Ｙ軸方向又はＺ軸方向に車両１０を見たときのアンテナ５０の右端部を第１端部５０Ｅ１、アンテナ５０の左端部を第２端部５０Ｅ２と定義する。即ち、第１エレメント６６の右端部を第１端部５０Ｅ１、第２エレメント６８の左端部を第２端部５０Ｅ２と定義する。
　アンテナ５０は、図１に示される特定傾斜状態でウィンドシールド２８の車室内側の主面の上部に取り付けられる。ここで、アンテナ５０の特定傾斜状態とは、車両１０の鉛直方向（Ｚ軸方向）からの視点において、第１端部５０Ｅ１より第２端部５０Ｅ２がウィンドシールド２８の下縁部側に位置する状態である。即ち、特定傾斜状態とは、放射板５６の放射面５６Ｃ（並びに第１エレメント６６及び第２エレメント６８）がＸ軸方向及びＹ軸方向に対して傾斜する傾斜状態である。即ち、特定傾斜状態にあるアンテナ５０の第２端部５０Ｅ２は、第１端部５０Ｅ１より車両前後方向の前方側に位置する。ここで、特定傾斜状態にあるアンテナ５０と車幅方向（Ｘ軸）とが平面視においてなす角度（傾斜角）をθＨ［°］（０°＜θＨ＜９０°）と定義する。なお、アンテナ５０のアンテナ利得を向上させるためには、１５°≦θＨ≦６０°が好ましく、２０°≦θＨ≦５５°がより好ましい。
　さらに図１に示されるように、中心線ＣＬからアンテナ５０の中心位置ＣＰ２までの車幅方向の距離をＷＰ［ｍｍ］と定義する。なお、図１に示された符号ＡＬは、鉛直方向からの視点において中心位置ＣＰ２をＹ軸方向に通り抜ける仮想直線である。本明細書において、アンテナ５０の中心位置ＣＰ２は、アンテナ５０の幾何学的な中心であり、例えば放射板５６の重心に相当する。さらに車両１０の中心位置ＣＰ２と同じ前後方向位置における車幅をＷＡ［ｍｍ］と定義する。本実施形態の車両１０及びアンテナ装置４０Ａ（ウィンドシールド２８、アンテナ５０）では以下の式（１ａ）が成立する。
 
　（ＷＡ／２）×０．２≦ＷＰ≦（ＷＡ／２）×０．８・・・式（１ａ）
 
　例えば、ＷＡ＝１９００ｍｍの場合、１００ｍｍ≦ＷＰ≦５００ｍｍとなるように、アンテナ装置４０Ａを設計可能である。但し、ＷＡ＝１９００ｍｍは、一例であるので、ＷＡの幅により、ＷＰは１００ｍｍ未満でもよいし、５００ｍｍより大きくてもよい。
　また、本実施形態の車両１０及びアンテナ装置４０Ａでは、以下の式（１ｂ）が成立すると好ましく、式（１ｃ）が成立するとより好ましい。
 
　（ＷＡ／２）×０．２≦ＷＰ≦（ＷＡ／２）×０．７・・・式（１ｂ）
　（ＷＡ／２）×０．２≦ＷＰ≦（ＷＡ／２）×０．６・・・式（１ｃ）
 
　さらに本実施形態の車両１０及びアンテナ装置４０Ａでは、θＨ、ＷＰ、及びＷＡの間に、以下の式（２ａ）が成立する。
　なお、式（２ａ）の｛ＷＰ／（ＷＡ／２）×１００｝は、アンテナ５０の車両１０の車幅ＷＡに対する車幅方向の相対位置を表す。
　０．５０≦θＨ／｛（ＷＰ／（ＷＡ／２））×１００｝≦２．００・・・式（２ａ）
　また、本実施形態の車両１０及びアンテナ装置４０Ａでは、θＨ、ＷＰ、及びＷＡの間
に、以下の式（２ｂ）が成立すると好ましく、式（２ｃ）が成立するとより好ましく、式（２ｄ）が成立するとさらに好ましく、式（２ｅ）が成立するととくに好ましい。
 
　０．６０≦θＨ／｛（ＷＰ／（ＷＡ／２））×１００｝≦１．９５・・・式（２ｂ）
　０．６５≦θＨ／｛（ＷＰ／（ＷＡ／２））×１００｝≦１．９０・・・式（２ｃ）
　０．８０≦θＨ／｛（ＷＰ／（ＷＡ／２））×１００｝≦１．５０・・・式（２ｄ）
　０．８５≦θＨ／｛（ＷＰ／（ＷＡ／２））×１００｝≦１．２５・・・式（２ｅ）
 
　次に、アンテナ５０の仰角および俯角について説明する。図２に示されるように、車両１０の前部を図１の矢印ＤＲｆに沿って左側から見たときに、放射板５６の放射面５６Ｃの、鉛直方向７１に対する傾斜角度αが±１５°以下となるように、アンテナ５０が設置されると好適である。ここで図１の矢印ＤＲｆは、平面視においてアンテナ５０の幅方向と平行である。また、図２に実線で示されたように、放射面５６Ｃが鉛直方向７１より後方に位置するとき傾斜角度αの値は＋（プラス）になる。一方、図２に鎖線で示されたように、放射面５６Ｃが鉛直方向７１より前方に位置するとき傾斜角度αの値は－（マイナス）になる。言い換えると、傾斜角度αが０°超である場合、放射板５６の放射面５６Ｃの法線方向と水平面とがなす仰角が、０°より大きく且つ＋１５°以下になるとよい。さらに、傾斜角度αが０°未満である場合、放射板５６の放射面５６Ｃの法線方向と水平面とがなす俯角が、０°より小さく且つ－１５°以上になるとよい。なお、本明細書では仰角の大きさは＋（プラス）であり、俯角の大きさは－（マイナス）である。
　とくに、アンテナ５０が、水平面において所定の指向性を満たす場合、放射面５６Ｃの仰角や俯角が大きくなり過ぎると、水平面方向のアンテナ利得が低下するので、例えば、アンテナ５０がＶ２Ｘ用アンテナである場合は水平面に沿った電波の送受信の効率が低下する。このように、放射板５６の放射面５６Ｃの傾斜角度αが±１５°を超えると、アンテナ５０における、ＸＹ平面７０と平行な方向のアンテナ利得のバランスが崩れるおそれがある。
　また、アンテナ５０の放射板５６の放射面５６Ｃの傾斜角度αは、±１０°以下が好ましく、±５°以下がより好ましく、±１°以下がさらに好ましく、０°が最も好ましい。このように傾斜角度αの絶対値を小さくすることにより、水平面方向に沿ったアンテナ利得を向上できる。
　また、アンテナ５０の放射板５６の放射面５６Ｃの前方向且つ法線方向には、ルーフ部１４等の導体が配置されないことが必要である。さらに、放射面５６Ｃの前方向且つ該法線方向を基準として仰角をφ［°］としたとき、φが０°～２０°の範囲まで（車両の）導体が配置されないとよく、３０°の範囲まで導体が配置されなければ好ましく、４５°の範囲まで導体が配置されなければより好ましい。同様に、φ［°］が負の場合（俯角）についても、φが０°～－２０°の範囲まで（車両の）導体が配置されないとよく、－３０°の範囲まで導体が配置されなければ好ましく、－４５°の範囲まで導体が配置されなければより好ましい。なお、φ［°］が負の場合に放射面５６Ｃの前方向且つ法線方向に配置される可能性がある導体としては、例えば、ウィンドシールドを加熱するために上下方向に延伸して車幅方向に所定間隔でウィンドシールドに配置される電熱線が挙げられる。
　続いて、上記実施形態の実施例である例１～３及び例５～７について、比較例である例４、８と対比しながら説明する。なお、図３～図５及び図７において符号Ｌ２０、Ｌ２１、Ｌ５０、Ｌ５１、Ｌ５３、Ｌ５４、Ｌ５５、Ｌ６０、Ｌ６１、Ｌ６２、Ｌ６３で表された、各例１～８のアンテナ５０の各部の寸法及びアンテナ５０と周辺部材との距離は以下
の通りである。なお、各寸法の単位はｍｍである。なお、Ｌ５５は、第１エレメント６６及び第２エレメント６８と放射面５６Ｃとの間のＹ軸方向の距離である。Ｌ６３は、アンテナ５０と車体１２の金属ボディとの間の最短距離である。なお、本実施形態のＬ６３は、導体板５４の上縁部とルーフ部１４の前縁部１４Ａとの最短距離である。
Ｌ２０：１９
Ｌ２１：１９
Ｌ５０：１８
Ｌ５１：２
Ｌ５３：２２
Ｌ５４：２６
Ｌ５５：０
Ｌ６０：２５
Ｌ６１：２４
Ｌ６２：３
Ｌ６３：３５
 
　また、
θ１：２２．５°
ＷＡ：１９００ｍｍ
ＷＰ：２００ｍｍ
α：０°
である。
　例１～４のＷＰ及びθＨは以下の値である。
〈例１〉
ＷＰ：２００ｍｍ
θＨ：２０°
〈例２〉
ＷＰ：２００ｍｍ
θＨ：３０°
〈例３〉
ＷＰ：２００ｍｍ
θＨ：４０°
〈例４〉
ＷＰ：２００ｍｍ
θＨ：０°
　図８～図１１は、例１～４のアンテナ５０の指向性の測定結果の一例を示す。これら各図はＸＹ平面７０における各方向でのアンテナ利得のシミュレーション結果を示す。９０°は車幅方向の右側、２７０°は車幅方向の左側を表し、０°は車両前後方向の前側、１８０°は車両前後方向の後側を表す。後述する図１２～図１５も同様である。
　図８～図１１から明らかなように、θＨが０°より大きい例１～３のアンテナ５０の０°～＋９０°の範囲のアンテナ利得は、例４のアンテナ５０の０°～＋９０°の範囲のアンテナ利得より良好である。とくに、図８～図１１において、＋７５°近傍において電波を放射する量が少ないエリア（ヌル：ＮＵＬＬ）が存在するが、比較例となる図１１（例４）では、ヌルが、図８～図１０（例１～３：実施例）よりも顕著に出ており、電波の送受信を妨げるエリアがとくに拡大している。
　例５～７及び例８のＷＰ及びθＨは以下の値である。
〈例５〉
ＷＰ：３６０ｍｍ
θＨ：２５°
〈例６〉
ＷＰ：３６０ｍｍ
θＨ：４０°
〈例７〉
ＷＰ：３６０ｍｍ
θＨ：５５°
〈例８〉
ＷＰ：３６０ｍｍ
θＨ：０°
　図１２～図１５は、例５～８のアンテナ５０の指向性の測定結果の一例を示す。図１２～図１５から明らかなように、θＨが０°より大きい例５～７のアンテナ５０の０°～＋９０°の範囲のアンテナ利得は、例８のアンテナ５０の０°～＋９０°の範囲のアンテナ利得より良好である。とくに、図１２～図１４（例５～７：実施例）では、０°～＋９０°の範囲において目立ったヌルが存在しないが、比較例となる図１４（例８）では、＋６０°近傍、＋８５°近傍に目立ったヌルが存在し、これらの角度では電波の送受信を妨げるおそれがあることを確認した。
　以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置４０Ａでは、電子機器３２の左側にアンテナ５０が配置されている。この場合、θＨが０°に設定されると、電子機器３２とアンテナ装置４０Ａとの間で発生する電波の干渉に起因して、アンテナ装置４０Ａの右側のアンテナ利得が低下し易い。例えば０°～＋９０°の範囲において電波を放射する量が少ないエリア（ヌル：ＮＵＬＬ）が発生し易い。しかし、例１～３及び５～７のアンテナ５０の指向性の測定結果から明らかなように、θＨを９０°未満の条件下で０°より大きくした場合は、ＷＰの大きさに拘わらず、θＨが０°の場合と比べて、アンテナ５０の０°～±９０°の範囲のアンテナ利得が改善される。即ち、本実施形態では、０°～＋９０°の範囲においてヌルが発生し難い。即ち、本実施形態によれば、ウィンドシールド２８の上部の車幅方向の中央部に設けられた電子機器３２から車幅方向に離れるようにウィンドシールド２８に設けられたアンテナ５０の所定方向のアンテナ利得低下を抑制できる。
　さらに上記式（１ａ）が満たされる場合は、式（１ａ）が満たされない場合と比べて、アンテナ５０の所定方向のアンテナ利得低下を抑制し易い。さらに上記式（１ｂ）が満たされる場合は、式（１ｂ）が満たされない場合と比べて、アンテナ５０の所定方向のアンテナ利得低下を抑制し易い。さらに上記式（１ｃ）が満たされる場合は、式（１ｃ）が満たされない場合と比べて、アンテナ５０の所定方向のアンテナ利得低下を抑制し易い。
　さらに上記式（２ａ）が満たされる場合は、式（２ａ）が満たされない場合と比べて、アンテナ５０の所定方向のアンテナ利得低下を抑制し易い。さらに上記式（２ｂ）が満たされる場合は、式（２ｂ）が満たされない場合と比べて、アンテナ５０の所定方向のアンテナ利得低下を抑制し易い。さらに上記式（２ｃ）が満たされる場合は、式（２ｃ）が満たされない場合と比べて、アンテナ５０の所定方向のアンテナ利得低下を抑制し易い。さらに上記式（２ｄ）が満たされる場合は、式（２ｄ）が満たされない場合と比べて、アンテナ５０の所定方向のアンテナ利得低下を抑制し易い。さらに上記式（２ｅ）が満たされる場合は、式（２ｅ）が満たされない場合と比べて、アンテナ５０の所定方向のアンテナ利得低下を抑制し易い。
　さらに本実施形態では、導体板５４と車体１２の金属ボディとの間の最短距離であるＬ
６３が２０ｍｍ以上に設定されている。そのため、アンテナ５０による電波の送受信が金属ボディによって妨害され難い。
　さらに本実施形態では、ウィンドシールド２８に設けられるアンテナ５０の数が一つである。そのため、ウィンドシールド２８に複数のアンテナ５０が設けられる場合と比べて、車室内空間におけるアンテナ５０の占有領域が狭く、且つ、車両１０の乗員の視界がアンテナ５０によって妨げられ難い。さらにウィンドシールド２８に複数のアンテナ５０が設けられる場合と比べて、アンテナ５０に適用される配線構造及び電気回路を簡素化できる。さらに、例えばアンテナ５０が５．８ＧＨｚ帯域又は５．９ＧＨｚ帯域の垂直偏波を送受信するＶ２Ｘ用アンテナの場合は、一つのアンテナ５０によって良好なＶ２Ｘ通信を実現できる。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示はこの実施形態に限定されない。
　例えば、図１及び図２に示されるように、リアガラス３４の車室内側の主面（前面）の車両上下方向の上部の車幅方向の中央部に１つ又は複数の電子機器３２Ａが収納されたケース３０Ａが設けられ、且つ、ケース３０Ａより右側に位置するアンテナ５０Ａが特定傾斜状態でリアガラス３４の車室内側の主面の上部に取り付けられてもよい。ケース３０Ａはケース３０と同じ構造であり、アンテナ５０Ａはアンテナ５０と同じ構造である。この場合は、リアガラス３４及びアンテナ５０Ａがアンテナ装置４０Ｂの構成要素である。
　ただし、車両によっては、リアガラス３４の主面から離れるようにルーフスポイラー、リアスポイラー、テールゲートスポイラー等の樹脂製のエアロパーツが設けられ、該エアロパーツに電子機器３２Ａが取り付けられる場合がある。この場合、電子機器３２Ａは、リアガラス３４の車室内側の主面の上部に設けられずに、リアガラス３４の主面の上部から離れることがある。即ち、電子機器３２Ａが、リアガラス３４の何れか一方の主面の上部近傍に設けられることがある。本明細書において「電子機器３２Ａが、リアガラス３４の何れか一方の主面の上部近傍に設けられる」とは、電子機器３２Ａとリアガラス３４の何れか一方の主面の上部とが、２００ｍｍ以下の距離で互いに離れるように、電子機器３２Ａが車両１０に設けられることを意味する。例えば、テールゲートスポイラーに電子機器３２Ａが設けられた場合は、電子機器３２Ａは、リアガラス３４の車外側の主面の上部近傍にも設けられる場合がある。なお、このように、電子機器３２Ａが、リアガラス３４の何れか一方の主面の上部近傍に設けられる場合も、電子機器３２Ａは、リアガラス３４の車幅方向の中央部に設けられる。即ち、図１に示されたように、鉛直方向からの視点で電子機器３２Ａ（ケース３０Ａ）の少なくとも一部が中心線ＣＬ上に位置する。なお、リアガラス３４の上部近傍に設けられる電子機器３２Ａの例としては、スポイラー内蔵のアンテナ、可視光カメラ等の撮像素子やハイマウントストップランプ等が挙げられる。
　アンテナ装置４０Ｂの特定傾斜状態とは、平面視において第１端部５０Ｅ１より第２端部５０Ｅ２がリアガラス３４の下縁部側に位置するように、放射板５６の後面である放射面５６Ｃ（並びに第１エレメント６６及び第２エレメント６８）がＸ軸方向及びＹ軸方向に対して傾斜する傾斜状態である。即ち、特定傾斜状態にあるアンテナ５０Ａの第２端部５０Ｅ２は第１端部５０Ｅ１より車両前後方向の後方側に位置する。特定傾斜状態にあるアンテナ５０Ａと車幅方向（Ｘ軸）とが平面視においてなす傾斜角θＨ［°］に関して、０＜θＨ＜９０が成立する。なお、アンテナ５０Ａのアンテナ利得を向上させるためには、１５≦θＨ≦６０が好ましい。さらに、２０≦θＨ≦５５の場合は、アンテナ５０Ａのアンテナ利得がさらに向上する。このようにアンテナ５０ＡのθＨを９０°未満の条件下で０°より大きくすると、ＷＰの大きさに拘わらず、θＨが０°の場合と比べて、水平面におけるアンテナ５０Ａの０°～±９０°の範囲のアンテナ利得が改善される。特に０°～±６０°の範囲のアンテナ利得が改善される。なお、この場合の９０°は車幅方向の左
側を表し、２７０°は車幅方向の右側を表し、０°は車両前後方向の後側を表し、１８０°は車両前後方向の前側を表す。この場合のアンテナ５０Ａの指向性の測定結果は、図８～図１０及び図１２～図１４とほぼ同様の結果になる。
　なお、この場合は、図２に示されるように車両１０の後部を図１の矢印ＤＲｒに沿って左側から見たときに、アンテナ５０Ａの放射板５６の放射面５６Ｃの鉛直方向７２に対する傾斜角度αは、±１５°以下が好適である。傾斜角度αは±１０°以下が好ましい。さらに傾斜角度αが±５°以下がより好ましく、±１°以下がさらに好ましく、０°が最適である。
　車両１０のリアガラス３４にアンテナ５０Ａを設ける場合に、車両１０のウィンドシールド２８にアンテナ５０を設けてもよいし設けなくてもよい。図１に示される態様でウィンドシールド２８にアンテナ５０を設け且つリアガラス３４にアンテナ５０Ａを設けた場合は、アンテナ５０及びアンテナ５０Ａのアンテナ利得の合成値によって、水平面における０°～３６０°の範囲で所望のアンテナ利得を実現できる。
　ウィンドシールド２８にケース３０及びアンテナ５０を取り付ける場合に、アンテナ５０の中心位置ＣＰ２が電子機器３２の基準位置ＣＰ１より右側に位置してもよい。また、リアガラス３４に電子機器３２Ａ及びアンテナ５０Ａを取り付ける場合に、アンテナ５０Ａの中心位置ＣＰ２が電子機器３２Ａの基準位置ＣＰ１より左側に位置してもよい。
　アンテナ５０の中心位置ＣＰ２が電子機器３２の基準位置ＣＰ１より左側に位置する場合に、鉛直方向からの平面視においてアンテナ５０の右端部及び電子機器３２の左端部が中心線ＣＬと平行な直線上に位置してもよい。同様に、アンテナ５０の中心位置ＣＰ２が電子機器３２の基準位置ＣＰ１より右側に位置する場合に、鉛直方向からの平面視においてアンテナ５０の左端部及び電子機器３２の右端部が中心線ＣＬと平行な直線上に位置してもよい。また、アンテナ５０Ａの中心位置ＣＰ２が電子機器３２Ａの基準位置ＣＰ１より右側に位置する場合に、鉛直方向からの平面視においてアンテナ５０Ａの左端部及び電子機器３２Ａの右端部が中心線ＣＬと平行な直線上に位置してもよい。同様に、アンテナ５０Ａの中心位置ＣＰ２がブラケット３０Ａの基準位置ＣＰ１より左側に位置する場合に、鉛直方向からの平面視においてアンテナ５０Ａの右端部及び電子機器３２Ａの左端部が中心線ＣＬと平行な直線上に位置してもよい。
　アンテナ５０及びアンテナ５０Ａの導体板５４と放射板５６との間の媒質は、空間（空気）と誘電体基材の少なくとも一方を含めばよい。媒質が空間（空気）の場合は、放射板５６、導体板５４、第１エレメント６６及び第２エレメント６８は、図示を省略された上記ブラケットに固定されていればよい。
　ウィンドシールド２８に複数のアンテナ５０を取り付けてもよい。またリアガラス３４に複数のアンテナ５０Ａを取り付けてもよい。
　アンテナ５０及びアンテナ５０Ａの少なくとも一方がスロットアンテナでもよい。この場合は、車両用窓ガラスを車両上下方向に見たときに、スロットアンテナの平面状の放射面を車幅方向及び車両前後方向に対して傾斜させる。
　アンテナ５０及びアンテナ５０Ａの少なくとも一方から、第１エレメント６６及び第２エレメント６８の少なくとも一方を省略してもよい。
　車両１０の後部に設けられた開口部を開閉するバックドア（図示省略）にリアガラス３４が設けられてもよい。
　２０２１年９月２９日に出願された日本国特許出願２０２１－１５９７３０号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載されたすべての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
１０　車両
１４　ルーフ部
２８　ウィンドシールド（車両用窓ガラス）
３２　電子機器
３４　リアガラス（車両用窓ガラス）
４０Ａ　４０Ｂ　車両用アンテナ装置（アンテナ装置）
５０　５０Ａ　（通信）アンテナ（パッチアンテナ）
５０Ｅ１　第１端部
５０Ｅ２　第２端部
５６　放射板（放射導体）
５６Ｃ　放射面
６６　第１エレメント
６８　第２エレメント
７０　ＸＹ平面（水平面）
ＣＬ　中心線
ＣＰ１　基準位置
ＣＰ２　中心位置
ＷＡ　車幅
ＷＰ　距離
傾斜角　θＨ

Claims (13)

  1. 　ウィンドシールド及びリアガラスの少なくとも一方を構成するように車両に取り付け可能な車両用窓ガラスと、
    　前記車両用窓ガラスが前記車両に取り付けられたときの、前記車両用窓ガラスの車両上下方向の上部又は前記上部近傍の車幅方向の中央部に設けられる電子機器と、
    　所定の周波数帯の電波を送受信する放射面を有し、前記車両用窓ガラスの車室内側の主面の前記上部に、前記放射面の法線が前記主面を通り抜けるように取り付けられた放射導体を備えるアンテナと、
    　を備え、
    　前記アンテナの車幅方向の中心位置が、前記車両用窓ガラスの前記上部又は前記上部近傍の前記中央部に設けられた前記電子機器の車幅方向の中心である基準位置から車幅方向に所定距離だけ離れ、
    　前記車両に取り付けられた前記車両用窓ガラスを車両上下方向から見たとき、前記放射面の前記基準位置側の端部である第１端部より前記基準位置側と反対側の端部である第２端部が前記車両用窓ガラスの下縁部側に位置するように、前記放射面が車幅方向及び車両前後方向に対して傾斜した状態になる車両用アンテナ装置。
  2. 　前記電子機器は、車室内側の前記主面に取付けられる、請求項１に記載の車両用アンテナ装置。
  3. 　前記電子機器の一部の車幅方向の位置が、前記車両の車幅方向の中心を車両前後方向に通り抜ける中心線と一致し、
    　前記中心位置における前記車両の車幅をＷＡ［ｍｍ］とし、且つ、前記中心線から前記アンテナの前記中心位置までの車幅方向の距離をＷＰ［ｍｍ］とするとき、
    　（ＷＡ／２）×０．２≦ＷＰ≦（ＷＡ／２）×０．８
    を満足する、請求項１又は２に記載の車両用アンテナ装置。
  4. 　前記アンテナと車幅方向とがなす角度をθＨ［°］と定義するとき、
    　０．５０≦θＨ／｛（ＷＰ／（ＷＡ／２））×１００｝≦２．００
    を満足する、請求項３に記載の車両用アンテナ装置。
  5. 　前記角度θＨ［°］は、１５°～６０°である、請求項４に記載の車両用アンテナ装置。
  6. 　前記距離ＷＰ［ｍｍ］は、１００ｍｍ～５００ｍｍである、請求項３から５のいずれか１項に記載の車両用アンテナ装置。
  7. 　前記アンテナと前記車両の金属ボディとの間の最短距離が２０ｍｍ以上である、請求項１から６のいずれか１項に記載の車両用アンテナ装置。
  8. 　前記電子機器の電波を発信する部分と前記アンテナの電波を発信する部分との間の最短距離が５０ｍｍ以上である、請求項１から７のいずれか１項に記載の車両用アンテナ装置。
  9. 　前記アンテナの幅方向に沿って前記車両を見たときに、前記アンテナの前記放射面と、前記車両上下方向とがなす角度が±１５°以内となるように、前記車両用窓ガラスに前記アンテナが設けられる、請求項１から８のいずれか１項に記載の車両用アンテナ装置。
  10. 　１つの前記車両用窓ガラスに前記アンテナが１つのみ設けられ、且つ、前記アンテナが
    、接続導体を介して１つの給電部に接続される前記放射導体を１つのみ有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の車両用アンテナ装置。
  11. 　前記アンテナはパッチアンテナである、請求項１から１０のいずれか１項に記載の車両用アンテナ装置。
  12. 　前記アンテナは、５．８ＧＨｚ帯域の電波又は５．９ＧＨｚ帯域の電波を送受信可能である、請求項１から１１のいずれか１項に記載の車両用アンテナ装置。
  13. 　前記車両用窓ガラスが前記ウィンドシールド及び前記リアガラスを含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載の車両用アンテナ装置。
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