(57)【要約】【課題】本発明は、地上デジタル放送などの高周波数帯の電波の受信に適した低背で広帯域のアンテナ特性を持つ車両用ガラスアンテナの提供を目的とする。【解決手段】車両用窓ガラス板１２にアンテナ導体、給電部８、アース導体及びアース部７を設け、給電部８を起点に、水平方向に直角な方向である第１の方向に延伸する第１のアンテナエレメント１と、給電部８を起点に、水平な方向である第２の方向に延伸する第２のアンテナエレメント２と、第１のアンテナエレメント１が延伸した終点１ｇを起点に第２の方向と反対方向である第３の方向に延伸する第３のアンテナエレメント３と、アース部７を起点に第３の方向に延伸する第４のアンテナエレメント４と、終点１ｇを起点に第２の方向に延伸する第５のアンテナエレメント５とを備える。【選択図】図３
2010010962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用窓ガラス板にアンテナ導体及び給電部を設けた車両用ガラスアンテナであって、
前記アンテナ導体は、
前記給電部を起点に、水平方向に直角又は略直角な方向である第１の方向に延伸する第１のアンテナエレメントと、
前記給電部を起点に、又は前記給電部から延伸する第１の接続導体を介して、水平又は略水平な方向である第２の方向に延伸する第２のアンテナエレメントと、
前記第１のアンテナエレメントが延伸した終点又は終点近傍を起点に、前記第２の方向と反対方向である第３の方向に延伸する第３のアンテナエレメントと、を備えることを特徴とする車両用ガラスアンテナ。
【請求項２】
前記アンテナ導体は、前記第１のアンテナエレメント及び前記給電部の少なくとも一方を起点に、前記第３の方向に延伸する複数のアンテナエレメントから構成される第１のアンテナエレメント群を備え、前記第３のアンテナエレメントは第１のアンテナエレメント群に含まれる、請求項１に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項３】
前記アンテナ導体は、前記給電部及び前記第１の接続導体の少なくとも一方を起点に、前記第２の方向に延伸する複数のアンテナエレメントから構成される第２のアンテナエレメント群を備え、前記第２のアンテナエレメントは、前記第２のアンテナエレメント群に含まれる、請求項１または２に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項４】
前記車両用ガラスアンテナには、アース導体及びアース部が設けられ、
前記アース部は、前記給電部の近傍に備えられ、
前記アース導体は、前記アース部を起点に、又は前記アース部から延伸する第２の接続導体を介して、前記第３の方向に延伸する第４のアンテナエレメントを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項５】
前記アース導体は、前記アース部及び前記第２の接続導体の少なくとも一方を起点に、前記第３の方向に延伸する複数のアンテナエレメントから構成される第３のアンテナエレメント群を備え、前記第４のアンテナエレメントは、前記第３のアンテナエレメント群に含まれる、請求項４に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項６】
所望の放送周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０といい、ガラス波長短縮率をｋといい、ｋ＝０．６４とし、λｇ＝λ０・ｋとするとき、
前記第２のアンテナエレメントの先端から前記第４のアンテナエレメントの先端までの、導体及び前記給電部と前記アース部との間隙を介しての前記第１の方向及び前記第２の方向での最短経路の距離が、０．５７・λｇ〜１．３・λｇである、請求項４または５に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項７】
前記第２のアンテナエレメントの先端から前記第４のアンテナエレメントの先端までの、導体及び前記給電部と前記アース部との間隙を介しての前記第１の方向及び前記第２の方向での最短経路における、前記第２のアンテナエレメントの先端からから前記給電部の前記間隙までの導体長が、７１〜１７０ｍｍであり、前記間隙が、５〜４０ｍｍであり、前記第４のアンテナエレメントの先端から前記アース部の前記間隙までの導体長が、７０〜２１０ｍｍである、請求項４から６のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項８】
所望の放送周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０といい、ガラス波長短縮率をｋといい、ｋ＝０．６４とし、λｇ＝λ０・ｋとするとき、
前記第３のアンテナエレメントの先端から前記第４のアンテナエレメントの先端までの、導体及び前記給電部と前記アース部との間隙を介しての前記第１の方向及び前記第３の方向での最短経路の距離が、０．４８・λｇ〜１．０・λｇである、請求項４から７のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項９】
前記第３のアンテナエレメントの先端から前記第４のアンテナエレメントの先端までの、導体及び前記給電部と前記アース部との間隙を介しての前記第１の方向及び前記第３の方向での最短経路における、前記第３のアンテナエレメントの導体長が、３２〜６４ｍｍであり、
前記第１のアンテナエレメントの前記第３のアンテナエレメントとの接続点から前記給電部の前記間隙までの導体長が、５〜６０ｍｍであり、
前記間隙の距離が、５〜４０ｍｍであり、
前記第４のアンテナエレメントの先端から前記アース部の前記間隙までの導体長が、７０〜２１０ｍｍである、請求項４から８のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項１０】
前記アンテナ導体は、前記第１のアンテナエレメントが延伸した終点又は終点近傍を起点に、前記第２の方向に延伸する第５のアンテナエレメントを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項１１】
前記アンテナ導体は、前記第１のアンテナエレメントを起点に、前記第２の方向に延伸する複数のアンテナエレメントから構成される第４のアンテナエレメント群を備え、前記第５のアンテナエレメントは、第４のアンテナエレメント群に含まれる、請求項１０に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項１２】
所望の放送周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０といい、ガラス波長短縮率をｋといい、ｋ＝０．６４とし、λｇ＝λ０・ｋとするとき、
前記第３のアンテナエレメントの導体長と、前記第５のアンテナエレメントの導体長との総和が、０．３８・λｇ〜０．６５・λｇである、請求項１０又は１１に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項１３】
前記第３のアンテナエレメントの導体長が、３２〜６４ｍｍであり、
前記第５のアンテナエレメントの導体長が、６５〜１５０ｍｍである、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項１４】
所望の放送周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０といい、ガラス波長短縮率をｋといい、ｋ＝０．６４とし、λｇ＝λ０・ｋとするとき、
前記第２のアンテナエレメントの導体長と、前記給電部の前記第２の方向における導体幅との和が、０．２３・λｇ〜０．５５・λｇであり、
前記第３のアンテナエレメントの導体長と、前記第１のアンテナエレメントの、前記第３のアンテナエレメントとの接続点から前記給電点までの導体長と、前記給電部の前記第１の方向における導体幅との和が、０．１９・λｇ〜０．４０・λｇである、請求項１から１３のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項１５】
前記第２のアンテナエレメントの導体長と、前記給電部の前記第２の方向における導体幅との和が、７１〜１７０ｍｍであり、
前記第３のアンテナエレメントの導体長が、３２〜６４ｍｍであり、
前記第１のアンテナエレメントの、前記第３のアンテナエレメントとの接続点から前記給電部までの導体長と、前記給電部の前記第１の方向における導体幅との和が、２７〜６０ｍｍである、請求項１から１４のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の車両用ガラスアンテナを備えた車両用窓ガラス板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用窓ガラス板にアンテナ導体及び給電部を設けた車両用ガラスアンテナに関する。また、該車両用ガラスアンテナを備えた車両用窓ガラス板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地上デジタルテレビ放送を受信する車両用ガラスアンテナとして、窓ガラス板に略Ｕ字状のアンテナ導体を設け、アンテナ導体の２つの先端部のうちどちらかに給電点を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２７０３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の従来技術では、アンテナ導体の構成が単純で、十分なアンテナ利得が得られない。また、共振周波数が１つしかなく、国内地上デジタルテレビ放送帯の広帯域に対応可能な平坦性を有するアンテナ利得を得ることができない。一方、ガラスアンテナの設置可能な範囲が狭い窓ガラス板を搭載する車両では、アンテナの小型化が求められる場合が多い。
【０００４】
そこで、本発明は、地上デジタル放送などの高周波数帯の電波の受信に適した低背で広帯域のアンテナ特性を持つ車両用ガラスアンテナ及び該車両用ガラスアンテナを備えた車両用窓ガラス板の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る車両用ガラスアンテナは、車両用窓ガラス板にアンテナ導体及び給電部を設けた車両用ガラスアンテナであって、前記アンテナ導体は、
前記給電部を起点に、水平方向に直角又は略直角な方向である第１の方向に延伸する第１のアンテナエレメントと、前記給電部を起点に、又は前記給電部から延伸する第１の接続導体を介して、水平又は略水平な方向である第２の方向に延伸する第２のアンテナエレメントと、前記第１のアンテナエレメントが延伸した終点又は終点近傍を起点に、前記第２の方向と反対方向である第３の方向に延伸する第３のアンテナエレメントと、を備える。
【０００６】
ここで、前記車両用ガラスアンテナには、アース導体及びアース部が設けられ、前記アース部は、前記給電部の近傍に備えられ、前記アース導体は、前記アース部を起点に、又は前記アース部から延伸する第２の接続導体を介して、前記第３の方向に延伸する第４のアンテナエレメントを備えると好適である。
【０００７】
また、前記アンテナ導体は、前記第１のアンテナエレメントが延伸した終点又は終点近傍を起点に、前記第２の方向に延伸する第５のアンテナエレメントを備えると好適である。
【０００８】
なお、前記アンテナ導体は、前記第１のアンテナエレメント及び前記給電部の少なくとも一方を起点に、前記第３の方向に延伸する複数のアンテナエレメントから構成される第１のアンテナエレメント群を備え、前記第３のアンテナエレメントは第１のアンテナエレメント群に含まれるとしてもよい。
【０００９】
また、前記アンテナ導体は、前記給電部及び前記第１の接続導体の少なくとも一方を起点に、前記第２の方向に延伸する複数のアンテナエレメントから構成される第２のアンテナエレメント群を備え、前記第２のアンテナエレメントは、前記第２のアンテナエレメント群に含まれるとしてもよい。
【００１０】
また、前記アース導体は、前記アース部及び前記第２の接続導体の少なくとも一方を起点に、前記第３の方向に延伸する複数のアンテナエレメントから構成される第３のアンテナエレメント群を備え、前記第４のアンテナエレメントは、前記第３のアンテナエレメント群に含まれるとしてもよい。
【００１１】
また、前記アンテナ導体は、前記第１のアンテナエレメントを起点に、前記第２の方向に延伸する複数のアンテナエレメントから構成される第４のアンテナエレメント群を備え、前記第５のアンテナエレメントは、第４のアンテナエレメント群に含まれるとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アンテナ自体の低背化をしつつ、地上デジタルテレビ放送などの高周波数帯の電波の受信に適した広帯域のアンテナ特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。なお、形態を説明するための図面において、方向について特に記載しない場合には図面上での方向をいうものとする。また、それらの図面は、窓ガラス板が車両に取り付けられた状態での車内視（又は、車外視）の図である。例えば、窓ガラス板が車両の後部に取り付けられる後部窓ガラス板である場合、図面上での左右方向が車幅方向に相当する。なお、本発明は、後部窓ガラス板に限定されず、フロントガラス、サイド窓ガラス板であってよい。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態である車両用ガラスアンテナ１００の平面図である。車両用ガラスアンテナ１００は、車両用窓ガラス板１２にアンテナ導体及び給電部を設けた車両用ガラスアンテナである。８は、給電部である。車両用ガラスアンテナ１００は、給電部８を起点に、第１の方向である水平方向に直角又は略直角な方向であって給電部８に最も近い窓ガラス板１２の縁部１３から離れる図面上の方向で下方向に延伸する第１のアンテナエレメントであるアンテナエレメント１と、給電部８又は給電部８から延伸する第１の接続導体（不図示）を起点に、第２の方向である水平方向であって図面上の方向で右方向に延伸する第２のアンテナエレメントであるアンテナエレメント２と、アンテナエレメント１が延伸した終点１ｇ又は終点近傍を起点に、第２の方向と１８０°反対の第３の方向である図面上の方向で左方向に延伸する第３のアンテナエレメントであるアンテナエレメント３とを、アンテナ導体として備えた構造である。
【００１５】
車両用ガラスアンテナ１００は、単極アンテナであって、給電部８での受信信号が受信機（不図示）に伝達する。単極アンテナの場合、窓ガラス板１２が取り付けられる車両の車体開口部やその近傍部がグランドとして使用可能な部位であれば（いわゆるボディーアースがとれる場合であれば）、アンテナエレメント２の延伸方向（第２の方向）は、当該車体開口部の縁部１５に沿う方向であることが、沿わない場合に比べアンテナ利得向上の点で好適である。第２の方向は、例えば、縁部１５に平行又は略平行な方向である。
【００１６】
給電部８は、受信機に接続される給電線が電気的に接続される給電点である。給電線として同軸ケーブルを用いる場合、給電部８に同軸ケーブルの内部導体が電気的に接続され、車体等のグランド部位に同軸ケーブルの外部導体が接地される。
【００１７】
同軸ケーブルと給電部８とを電気的に接続するためのコネクタを給電部８に実装する構成にすることによって、同軸ケーブルを給電部８に取り付けしやすくなる。給電部８に実装されるコネクタに給電部８での受信信号を増幅するための増幅回路が内蔵されている場合には、その増幅回路のグランドを同軸ケーブルの外部導体等のグランド部位に電気的に接続し、その増幅回路の入力側に給電部８が電気的に接続され、その増幅回路の出力側に同軸ケーブルの内部導体が電気的に接続されるとよい。
【００１８】
給電部８の形状は、取り付けられるコネクタの実装面の形状に応じて決めるとよい。例えば、正方形、略正方形、長方形、略長方形などの方形状が実装上好ましい。なお、円、略円、楕円、略楕円などの円状でもよい。
【００１９】
図１は、方形状の給電部８を示している。アンテナエレメント１は、給電部８の下辺上の点を起点に下方向に延伸されればよい。図１のアンテナエレメント１の起点は、給電部８の下辺の中心点より左側の下辺上の点である。給電部８の左辺と下辺の交点としてもよい。
【００２０】
アンテナエレメント２は、給電部８の右辺上の点、又は給電部８から延伸する第１の接続導体（不図示）を設けた場合、第１の接続導体上の点を起点に右方向に延伸されればよい。図１のアンテナエレメント２の起点は、給電部８の右辺の中心点より上側の右辺上の点である。給電部８の上辺と右辺との交点としてもよい。
【００２１】
アンテナエレメント３は、アンテナエレメント１の終点１ｇ又は終点１ｇに近傍のアンテナエレメント１上の点を起点に左方向に延伸されればよい。図１のアンテナエレメント３の起点は、アンテナエレメント１の終点１ｇである。アンテナエレメント１の起点と終点１ｇとの間のアンテナエレメント１の直線部分上の他の点であってもよい。
【００２２】
本発明において、所望の放送周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０といい、ガラス波長短縮率をｋといい、ｋ＝０．６４とし、λｇ＝λ０・ｋとするとき、アンテナエレメント２の導体長と、給電部８の第２の方向における導体幅ｘ６との和ｘ２が、０．２３・λｇ〜０．５５・λｇ、特には０．２５・λｇ〜０．５０・λｇであることがアンテナ利得向上の点では好ましい。
【００２３】
また、前記第３のアンテナエレメントの導体長ｘ３と、前記第１のアンテナエレメントの、前記第３のアンテナエレメントとの接続点から前記給電点までの導体長と、前記給電部の前記第１の方向における導体幅ｘ７との和（ｘ１＋ｘ３）が、０．１９・λｇ〜０．４０・λｇ、特には０．２１・λｇ〜０．３７・λｇであることがアンテナ利得向上の点では好ましい。
【００２４】
例えば、地上波デジタルテレビ放送帯（４７０〜７７０ＭＨｚ）の中心周波数は６２０ＭＨｚであり、６２０ＭＨｚにおけるλｇは３０９．７ｍｍである。地上波デジタルテレビの放送帯のうち、現行放送が行われている４７０〜６００ＭＨｚを受信周波数帯とする場合には、５３５ＭＨｚを中心周波数と設定でき、地上波デジタルテレビ放送帯のうち、４７０〜７１０ＭＨｚを受信周波数帯とする場合には、５９０ＭＨｚを中心周波数と設定できる。
【００２５】
これらを考慮すると具体的には、地上波デジタルテレビ放送帯（４７０〜７７０ＭＨｚ）の場合において、ｘ１は２７〜６０ｍｍ（特には３０〜５５ｍｍ）であることが、ｘ２は７１〜１７０ｍｍ（特には７７〜１５５ｍｍ）であることが、ｘ３は３２〜６４ｍｍ（特には３５〜６０ｍｍ）であることが、アンテナ利得の向上の点で好ましい。
【００２６】
図２は、本発明の一実施形態である車両用ガラスアンテナ２００の平面図である。車両用ガラスアンテナ２００は、車両用ガラスアンテナ１００の構成要素に加え、アース導体及びアース部が設けられている。アース部７は、給電部８の第３の方向側近傍に備えられ、アース部７、又はアース部７から延伸する第２の接続導体（不図示）を起点に第３の方向に延伸する第４のアンテナエレメントであるアンテナエレメント４をアース導体として備えた構造である。図１と同様の構成については説明を省略する。
【００２７】
車両用ガラスアンテナ２００は、双極アンテナであって、負極側（グランド側）のアース部７を接地基準として、正極側（ホット側）の給電部８から受信信号が取り出し可能になっており、受信信号が受信機（不図示）に伝達される。双極アンテナの場合、アンテナエレメント２の延伸方向（第２の方向）は、当該車体開口部の縁部１５に沿う方向であってもよいが、グランド側のアース部７に電気的に接続されたアンテナエレメント４がアース部７と共にアース導体として機能するため、縁部１５に沿わなくてもよい。これにより、ガラスアンテナを窓ガラス板１２の限りある余白領域に配置する自由度が増す。また、窓ガラス板１２が取り付けられる車両の車体開口部やその近傍部がグランドとして使用不可能な部位であれば（例えば、当該部位が、ボディーアースから電気的に浮いている場合や、ボディ自体が樹脂などの非導電性部材である場合であれば）、受信性能の向上に限らず配置の自由度においても双極アンテナは好適な態様である。
【００２８】
給電部８及びアース部７は、受信機に接続される給電線が電気的に接続される給電点である。給電線として同軸ケーブルを用いる場合には、給電部８には同軸ケーブルの内部導体が電気的に接続され、アース部７には同軸ケーブルの外部導体が電気的に接続される。
【００２９】
同軸ケーブルと、給電部８及びアース部７とを電気的に接続するためのコネクタを給電部８及びアース部７に実装する構成にすることによって、同軸ケーブルを給電部８及びアース部７に取り付けしやすくなる。給電部８及びアース部７に実装されるコネクタに給電部８及びアース部７での受信信号を増幅するための増幅回路が内蔵されている場合には、その増幅回路のグランドをアース部７と同軸ケーブルの外部導体に電気的に接続し、その増幅回路の入力側に給電部８が電気的に接続され、その増幅回路の出力側に同軸ケーブルの内部導体が接続されるとよい。
【００３０】
アース部７の形状及びアース部７と給電部８との間隔は、取り付けられるコネクタの実装面の形状やコネクタの実装面の間隔に応じて決めるとよい。例えば、正方形、略正方形、長方形、略長方形などの方形状が実装上好ましい。なお、円、略円、楕円、略楕円などの円状でもよい。また、アース部７の面積と給電部８の面積は等しくても、異なっていてもよい。また、アース部７の右側縁部と給電部８の左側縁部は対向している。また、アース部７の重心と給電部８の重心とを結ぶ仮想直線は、アンテナエレメント２の延伸方向と水平であり且つアンテナエレメント４の延伸方向と水平であることが好適な態様である。
【００３１】
図２は、方形状のアース部７と給電部８を示している。アース部７の右辺と給電部８の左辺は平行又は略平行である。アンテナエレメント４は、アース部７の左辺上の点を起点に左方向に延伸されればよい。図２のアンテナエレメント４の起点は、アース部７の左辺の中心点より上側の左辺上の点である。給電部７の上辺と左辺との交点としてもよい。図２のように、アンテナエレメント２の延伸方向とアンテナエレメント４の延伸方向は一直線上にあることが好適な態様である。
【００３２】
本発明において、所望の放送周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０といい、ガラス波長短縮率をｋといい、ｋ＝０．６４とし、λｇ＝λ０・ｋとするとき、アンテナエレメント２の先端からアンテナエレメント４の先端までの、導体及び給電部８とアース部７との間隙ｘ１０を介しての第１の方向及び第２の方向での最短経路の距離（ｘ２＋ｘ４＋ｘ１０）が、０．５７・λｇ〜１．３・λｇ、特には０．６３・λｇ〜１．２・λｇであることがアンテナ利得向上の点では好ましい。
【００３３】
例えば、地上波デジタルテレビ放送帯（４７０〜７７０ＭＨｚ）の場合において、ｘ２は７１〜１７０ｍｍ（特には７７〜１５５ｍｍ）であることが、ｘ４は７０〜２１０ｍｍ（特には７５〜１９０ｍｍ）であることが、ｘ１０は５〜２５ｍｍ（特には５〜２０ｍｍ）であることが、地上波デジタルテレビ放送帯での低周波側帯域でのアンテナ利得の向上の点で好ましい。
【００３４】
また、本発明において、所望の放送周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０といい、ガラス波長短縮率をｋといい、ｋ＝０．６４とし、λｇ＝λ０・ｋとするとき、アンテナエレメント３の先端からアンテナエレメント４の先端までの、導体及び給電部８とアース部７との間隙とを介しての第１の方向及び第３の方向での最短経路の距離（ｘ１＋ｘ３＋ｘ４＋ｘ１０）が、０．４８・λｇ〜１．０・λｇ、特には０．５２・λｇ〜０．９５・λｇであることがアンテナ利得向上の点では好ましい。
【００３５】
例えば、地上波デジタルテレビ放送帯（４７０〜７７０ＭＨｚ）の場合において、ｘ１は２７〜６０ｍｍ（特には３０〜５５ｍｍ）であることが、ｘ３は３２〜６４ｍｍ（特には３５〜６０ｍｍ）であることが、ｘ４は７０〜２１０ｍｍ（特には７５〜１９０ｍｍ）であることが、ｘ１０は５〜２５ｍｍ（特には５〜２０ｍｍ）であることが、地上波デジタルテレビ放送帯での高周波側帯域でのアンテナ利得の向上の点で好ましい。
【００３６】
なお、図２には図示していないが、アンテナ導体として、アンテナエレメント１及び給電部８の少なくとも一方を起点に、第３の方向に延伸する複数のアンテナエレメントから構成される第１のアンテナエレメント群を備えていてもよく、アンテナエレメント３は、第１のアンテナエレメント群に含まれてもよい。
【００３７】
また、アンテナ導体として、給電部８及び第１の接続導体（不図示）の少なくとも一方を起点に、第２の方向に延伸する複数のアンテナエレメントから構成される第２のアンテナエレメント群を備えていてもよく、アンテナエレメント２は、第２のアンテナエレメント群に含まれてもよい。
【００３８】
また、アース導体として、アース部７及び第２の接続導体（不図示）の少なくとも一方を起点に、第３の方向に延伸する複数のアンテナエレメントから構成される第３のアンテナエレメント群を備えていてもよく、アンテナエレメント４は、第３のアンテナエレメント群に含まれてもよい。
【００３９】
このように、容量結合する間隔で互いに平行又は略平行な複数のアンテナエレメントから構成されるエレメント群を形成することによって、それらの長さや間隔を変えることによって、アンテナのチューニングがしやすくなる。
【００４０】
図３は、本発明の一実施形態である車両用ガラスアンテナ３００の平面図である。車両用ガラスアンテナ３００は、車両用ガラスアンテナ２００の構成要素に加え、アンテナエレメント１が延伸した終点１ｇ又は終点近傍を起点に第２の方向に延伸する第５のアンテナエレメントであるアンテナエレメント５をアンテナ導体として備えた構造である。図１、２と同様の構成については説明を省略する。車両用ガラスアンテナ３００は、双極アンテナであって、負極側（グランド側）のアース部７を接地基準として、正極側（ホット側）の給電部８から受信信号が取り出し可能であり、受信信号が受信機（不図示）に伝達される。
【００４１】
アンテナエレメント５は、アンテナエレメント１の終点１ｇ又は終点１ｇに近傍のアンテナエレメント１上の点を起点に右方向に延伸する。図３のアンテナエレメント５の起点は、アンテナエレメント１の終点１ｇである。図３のように、アンテナエレメント５の延伸方向とアンテナエレメント３の延伸方向は一直線上にあることが好適な態様である。
【００４２】
本発明において、所望の放送周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０といい、ガラス波長短縮率をｋといい、ｋ＝０．６４とし、λｇ＝λ０・ｋとするとき、アンテナエレメント３の延伸方向の導体長ｘ３とアンテナエレメント５の延伸方向の導体長ｘ５との総和（ｘ３＋ｘ５）が、０．３８・λｇ〜０．６５・λｇ、特には０．４２・λｇ〜０．６・λｇであることがアンテナ利得向上の点では好ましい。
【００４３】
例えば、地上波デジタルテレビ放送帯（４７０〜７７０ＭＨｚ）の場合において、ｘ３は３２〜６４ｍｍ（特には３５〜６０ｍｍ）であることが、ｘ５は６５〜１５０ｍｍ（特には８０〜１３０ｍｍ）であることが、地上波デジタルテレビ放送帯での高周波側帯域でのアンテナ利得の向上の点で好ましい。
【００４４】
なお、図３には図示していないが、アンテナ導体として、アンテナエレメント１を起点に、第２の方向に延伸する複数のアンテナエレメントから構成される第４のアンテナエレメント群を備えていてもよく、アンテナエレメント５は、第４のアンテナエレメント群に含まれてもよい。上述したアンテナエレメント群と同様にアンテナのチューニングがしやすくなる。
【００４５】
図７は、本発明に係るガラスアンテナが窓ガラス板１２に配置される例を示している。４つのガラスアンテナがそれぞれ窓ガラス１２の左上側領域、右上側領域、左下側領域及び右下側領域に配設されている。図７において、窓ガラス板１２が後部窓ガラス板の場合は、中央領域にデフォッガ（不図示）が形成されている。しかし、これに限定されず、４つの領域の少なくとも１つに設けられていればよい。また、左側、右側ではなく中央上側領域、中央下側領域、中央左側領域、中央右側領域に設けられていてもよい。
【００４６】
また、本発明においては、ガラスアンテナが窓ガラス板１２の、左上側領域のガラスアンテナが図７のような状態で配設される場合、左上側領域のガラスアンテナの形状と左右対称となった形状で図７の右上側領域に図示された状態で配設されてもよい。下側領域についても同様である。
【００４７】
上記のように複数個のガラスアンテナを設置した場合、ダイバーシティ受信となり受信特性が向上し好ましい。
【００４８】
上述したガラスアンテナには、補助アンテナ導体は付設されていない。しかし、これに限定されず、インピーダンスマッチング、位相調整及び指向性調整等のために、アンテナエレメントに接続導体を介して又は介さずに、略Ｔ字状、略Ｌ字状、ループ状等の補助アンテナエレメントが付設されていてもよい。
【００４９】
また、アンテナ導体からなる導体層を合成樹脂製フィルムの内部又はその表面に設け、導体層付き合成樹脂製フィルムを窓ガラス板の車内側表面又は車外側表面に形成してガラスアンテナとしてもよい。さらに、アンテナ導体が形成されたフレキシブル回路基板を窓ガラス板の車内側表面又は車外側表面に形成してガラスアンテナとしてもよい。
【００５０】
本発明に係る車両用高周波ガラスアンテナが設けられる窓ガラス板はフロントガラス、ドアガラス、サイド窓ガラス及び後部窓ガラス等どのようなものであってもよく、特に限定されない。
【００５１】
車両に対する窓ガラス板の取り付け角度は、水平方向に対し、１５〜９０°、特には、３０〜９０°が好ましい。
【００５２】
アンテナ導体は、銀ペースト等の、導電性金属を含有するペーストを窓ガラス板の車内側表面にプリントし、焼付けて形成される。しかし、この形成方法に限定されず、銅等の導電性物質からなる、線状体又は箔状体を、窓ガラス板の車両側表面又は車外側表面に形成してもよく、窓ガラスに接着剤等により形成してもよく、窓ガラス自身の内部に設けてもよい。
【００５３】
また、窓ガラスの面上に隠蔽膜を形成し、この隠蔽膜の上にアンテナ導体の一部分又は全体を設けてもよい。隠蔽膜は黒色セラミックス膜等のセラミックスが挙げられる。この場合、窓ガラスの車外側から見ると、隠蔽膜により隠蔽膜上に設けられているアンテナ導体の部分が車外から見えなくなり、デザインの優れた窓ガラスとなる。図示の構成では、給電部とアンテナ導体の少なくとも一部を隠蔽膜上に形成させることで、車外視において導体の細い直線部分のみを見ることになり、デザイン上好ましい。
【実施例】
【００５４】
以下に実施例を用いて本発明を説明するが、本発明は、これらの実施例には限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく、これらの実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５５】
正方形のガラス基板を窓ガラスと想定し、このガラス基板の中央、かつ車内側の面と仮定する片面上に、図４、５、６に示すガラスアンテナを設け、自動車用高周波ガラスアンテナを構成する。車体やデフォッガはないものと仮定する。図４、５、６に示すガラスアンテナは、地上波デジタルテレビ放送帯（４７０〜７７０ＭＨｚ）の受信に適したアンテナ構成である。特に、図５、６は、本発明に係るガラスアンテナに相当し、図５には第１のアンテナエレメント群３a、３ｂ及び第２のアンテナエレメント群２a、２ｂ、２ｃを設け、図６にはさらに第４のアンテナエレメント群５a、５ｂを設けた。
【００５６】
図４は、車両用ガラスアンテナ４００の平面図である。ガラス基板の厚さ等の定数及び車両用ガラスアンテナ４００の各部の寸法は、
ガラス基板の厚さ                              ：３．５ｍｍ
ガラス基板の比誘電率                          ：６．５
各アンテナエレメントの導体幅                  ：０．８ｍｍ
ｘ３０                                        ：１０ｍｍ
ｘ２８                                        ：４３ｍｍ
ｘ２６                                        ：２５ｍｍ
ｘ２７                                        ：２０ｍｍ
ｘ２４                                        ：１０８ｍｍ
ｘ３１                                        ：５０ｍｍ
ｘ２１                                        ：９０ｍｍ
ｘ２２                                        ：１２０ｍｍ
ｘ３２                                        ：２０ｍｍ
ｘ３３                                        ：１５ｍｍ
ｘ２９                                        ：２０ｍｍ
アンテナの高さｘ２３                          ：７５ｍｍ
とする。
【００５７】
図５は、車両用ガラスアンテナ５００の平面図である。ガラス基板の厚さ等の定数及び車両用ガラスアンテナ５００の各部の寸法は、
ガラス基板の厚さ                              ：３．５ｍｍ
ガラスの比誘電率                              ：６．５
各アンテナエレメントの導体幅                  ：０．８ｍｍ
ｘ１０                                        ：１０ｍｍ
ｘ６、ｘ７                                    ：２０ｍｍ
ｘ８、ｘ９                                    ：２０ｍｍ
ｘ１２                                        ：１０ｍｍ
ｘ４                                          ：１００ｍｍ
ｘ３                                          ：３３ｍｍ
ｘ２                                          ：１０７ｍｍ
ｘ１１                                        ：１０ｍｍ
アンテナの高さｘ１                            ：４０ｍｍ
とする。
【００５８】
図６は、車両用ガラスアンテナ６００の平面図である。ガラス基板の厚さ等の定数及び車両用ガラスアンテナ６００の各部の寸法は、
ガラス基板の厚さ                              ：３．５ｍｍ
ガラスの比誘電率                              ：６．５
各アンテナエレメントの導体幅                  ：０．８ｍｍ
ｘ１０                                        ：１０ｍｍ
ｘ８、ｘ９                                    ：２０ｍｍ
ｘ６、ｘ７                                    ：２０ｍｍ
ｘ１２                                        ：１０ｍｍ
ｘ４                                          ：９０ｍｍ
ｘ３                                          ：３８ｍｍ
ｘ２                                          ：１３０ｍｍ
ｘ５                                          ：１２０ｍｍ
ｘ１１                                        ：１０ｍｍ
アンテナの高さｘ１                            ：４０ｍｍ
とする。
【００５９】
車両用ガラスアンテナ４００、５００、６００について、周波数３８０〜８６０ＭＨｚにおいて１５Ｈｚ毎に、ＦＤＴＤ法（Finite-Difference  Time-Domain  method）に基づく電磁界シミュレーションで数値計算を行い、リターンロス特性（反射係数）ｓ１１を計算した。
【００６０】
図８は、アンテナ４００、５００、６００のｓ１１のシミュレーション結果を示す。□は、アンテナモデル４００の計算値、▲は、アンテナモデル５００の計算値、●は、アンテナモデル６００の計算値を示す。
【００６１】
図８に示されるように、アンテナ４００、５００、６００は、広帯域を確保しつつ、２つの共振周波数を持つアンテナ特性であることが分かる。特に、アンテナ５００、６００の高さはアンテナ４００の高さに比べて低いにもかかわらず、アンテナ５００、６００は、アンテナ４００に比べ低い反射係数をアンテナ特性として持っていることが分かる。
【００６２】
すなわち、アンテナ自体の高さを低くしても、本発明を適用することによって、２共振の実現が可能である。なお、左右方向（すなわち、第２の方向又は第３の方向）のアンテナエレメントの長さを調整することによって、共振位置や帯域幅をチューニングすることができる。
【００６３】
続いて、図４、６に示すガラスアンテナを実際の車両のフロントガラスに取り付けて車両用高周波ガラスアンテナを構成し、その受信電力を測定することによって車両前方方向の半周分の平均利得を測定した。
【００６４】
アンテナ利得の測定は、自動車に対して電波を放射し、角度１°毎に自動車を１８０°回転させて測定した。電波は水平偏波であり、周波数を４７０〜７７０ＭＨｚの範囲で３ＭＨｚ毎に変化させた。電波の発信位置とアンテナ導体との仰角は水平方向（地面と平行な面を仰角＝０°、天頂方向を仰角＝９０°とする場合、仰角＝０°の方向）で測定した。
【００６５】
図４に示すガラスアンテナ４００の形態を有するように作製したアンテナの各寸法は、
各アンテナエレメントの導体幅                  ：０．４ｍｍ
ｘ３０                                        ：１０ｍｍ
ｘ２８、ｘ２９                                ：２０ｍｍ
ｘ２６、ｘ２７                                ：２０ｍｍ
ｘ２４                                        ：１００ｍｍ
ｘ３１                                        ：５６ｍｍ
ｘ２１                                        ：９０ｍｍ
ｘ２２                                        ：１３０ｍｍ
ｘ３２                                        ：１５ｍｍ
ｘ３３                                        ：１０ｍｍ
アンテナの高さｘ２３                          ：５５ｍｍ
である。
【００６６】
ガラスアンテナ４００と比較するため、図６に示すガラスアンテナ６００の形態を有するように作製したアンテナの各寸法は、
ｘ１０                                        ：１０ｍｍ
ｘ８、ｘ９                                    ：２０ｍｍ
ｘ６、ｘ７                                    ：２０ｍｍ
ｘ１２                                        ：１０ｍｍ
ｘ４                                          ：９０ｍｍ
ｘ３                                          ：４３ｍｍ
ｘ２                                          ：１２５ｍｍ
ｘ５                                          ：１２０ｍｍ
ｘ１１                                        ：１０ｍｍ
アンテナの高さｘ１                            ：４０ｍｍ
である。
【００６７】
図９は、上記条件で測定したアンテナ利得の実測データである。縦軸のアンテナ利得は、自動車を１８０°回転させることにより１°毎に測定されたアンテナ利得の平均値を示している（全周波数４７０〜７７０ＭＨｚにおける３ＭＨｚ毎のアンテナ利得の平均値）。図９上の破線は、ガラスアンテナ４００についての測定結果である。図９上の実線は、ガラスアンテナ６００の測定結果である。図９に示されるように、実車上においても、上述の本発明に係るアンテナ形態にすることによって、低背化しても、広帯域をカバーする優れたアンテナ特性が得られることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、地上波デジタルテレビ放送、ＵＨＦ帯のアナログテレビ放送及び米国のデジタルテレビ放送、欧州連合地域のデジタルテレビ放送又は中華人民共和国のデジタルテレビ放送を受信する自動車用ガラスアンテナに利用される。その他、日本のＦＭ放送帯（７６〜９０ＭＨｚ）、米国のＦＭ放送帯（８８〜１０８ＭＨｚ）、テレビＶＨＦ帯（９０〜１０８ＭＨｚ、１７０〜２２２ＭＨｚ）、自動車電話用の８００ＭＨｚ帯（８１０〜９６０ＭＨｚ）、自動車電話用の１．５ＧＨｚ帯（１．４２９〜１．５０１ＧＨｚ）、ＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、人工衛星のＧＰＳ信号１５７５．４２ＭＨｚ）、ＶＩＣＳ（登録商標）（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ、ヴィークル インフォメーション アンド コミュニケーション システム：２．５ＧＨｚ）にも利用できる。
【００６９】
さらに、ＥＴＣ通信（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：ノンストップ自動料金収受システム、路側無線装置の送信周波数：５．７９５ＧＨｚ又は５．８０５ＧＨｚ、路側無線装置の受信周波数が５．８３５ＧＨｚ又は５．８４５ＧＨｚ）、専用狭域通信（ＤＳＲＣ：Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、９１５ＭＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯、６０ＧＨｚ帯）、マイクロ波（１ＧＨｚ〜３ＴＨｚ）、ミリ波（３０〜３００ＧＨｚ）、自動車用キーレスエントリィシステム（３００〜４５０ＭＨｚ）、及び、ＳＤＡＲＳ（Satellite Digital Audio Radio Service （２．３４ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ））の通信にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態である車両用ガラスアンテナ１００の平面図である。
【図２】本発明の一実施形態である車両用ガラスアンテナ２００の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態である車両用ガラスアンテナ３００の平面図である。
【図４】車両用ガラスアンテナ４００の平面図である。
【図５】本発明の一実施形態である車両用ガラスアンテナ５００の平面図である。
【図６】本発明の一実施形態である車両用ガラスアンテナ６００の平面図である。
【図７】車両用ガラスアンテナの窓ガラス板への配設図である。
【図８】リターンロス特性の測定結果である。
【図９】ゲイン特性の測定結果である。
【符号の説明】
【００７１】
１〜５  アンテナエレメント
７  給電部（正極側）
８  アース部（負極側）
１２  窓ガラス板
１３  窓ガラス板１２の周縁部
１５  窓の車体開口縁
１００，２００，・・・，６００  ガラスアンテナ
【図１】
2010010962.tif 000003
【図２】
2010010962.tif 000004
【図３】
2010010962.tif 000005
【図４】
2010010962.tif 000006
【図５】
2010010962.tif 000007
【図６】
2010010962.tif 000008
【図７】
2010010962.tif 000009
【図８】
2010010962.tif 000010
【図９】
2010010962.tif 000011