(57)【要約】【課題】衛星からのＲＦ信号の受信に役立つアンテナを提供し、乗物の運転者の視界を著しく妨げず且つ単一の供給線上で円偏波及び直線偏波信号の双方をもたらすアンテナを提供する。【解決手段】円偏波及び直線偏波ＲＦ信号を送受信するためのアンテナは、円偏波放射素子と、直線偏波放射素子とを含む。放射素子は同一平面上に配置され、ガラス窓上で互いに離間する。直線偏波放射素子は、移相信号線で給電される。空気の誘電体を介装するために、接地平面が放射素子と平行に配置される。より低い仰角でより高い利得を達成するために、アンテナは放射ビームをより高い仰角からより低い仰角に傾斜する効果を生む。【選択図】図３
2006191644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非伝導窓と、
該非伝導窓上に配置された円偏波放射素子と、
前記非伝導窓上に配置され、且つ、アンテナによって生成される放射ビームを傾斜させるために前記円偏波放射素子から離間した、該円偏波放射素子の幾何学的形状と異なる幾何学的な形状を有する直線偏波放射素子とを含む、
統合されたアンテナを有する窓。
【請求項２】
前記放射素子は互いに同一平面上にある、請求項１に記載の窓。
【請求項３】
前記直線偏波放射素子の表面領域は、前記円偏波放射素子の表面領域よりも少ない、請求項１に記載の窓。
【請求項４】
位相角β＋Δβを有する移相信号を達成するために、位相角βを有するベース信号を特定角度Δβまで移相するよう、前記直線偏波放射素子に電気的に接続された移相回路（５６）をさらに含む、請求項１に記載の窓。
【請求項５】
前記直線偏波放射素子は、前記アンテナによって送受信されるべきベース信号の波長λの１／２０〜１／２の範囲内で、前記円偏波放射素子から離間している、請求項１に記載の窓。
【請求項６】
前記直線偏波放射素子は、前記波長λの約１／５まで前記円偏波放射素子から離間している、請求項５に記載の窓。
【請求項７】
前記円偏波放射素子に電気的に接続され、且つ、位相角βを有するベース信号を伝達するベース信号線をさらに含む、請求項１に記載の窓。
【請求項８】
前記直線偏波放射素子に電気的に接続され、且つ、位相角β＋Δβを有する移相信号を伝達する移相信号線をさらに含む、請求項７に記載の窓。
【請求項９】
前記移相信号を達成するために、前記ベース信号を特定角度Δβまで移相するよう、前記ベース信号線及び前記移相信号線に電気的に接続された移相回路をさらに含む、請求項８に記載の窓。
【請求項１０】
前記円偏波放射素子に電気的に接続され、且つ、位相角β＋９０°を有する９０°シフト信号を伝達する９０°シフト信号線をさらに含む、請求項９に記載の窓。
【請求項１１】
９０°シフト信号を達成するために、前記ベース信号を９０°まで移相するよう、前記ベース信号線及び前記９０°シフト信号線に電気的に接続された９０°ハイブリッドをさらに含む、請求項１０に記載の窓。
【請求項１２】
前記円偏波放射素子は、第一縁部と、該第一縁部に対して直交する第二縁部とを備える長方形状を有する、請求項１に記載の窓。
【請求項１３】
前記円偏波放射素子の各縁部は、前記アンテナによって送受信されるべきベース信号の波長λの約１／２の長さである、請求項１２に記載の窓。
【請求項１４】
前記直線偏波放射素子は、第三縁部と、該第三縁部に対して直交する第四縁部とを備える長方形状を有する、請求項１に記載の窓。
【請求項１５】
前記直線偏波放射素子の前記第三縁部は、前記アンテナによって送受信されるべきベース信号の波長λの約１／２０の長さであり、前記直線偏波放射素子の前記第二縁部は、前記波長λの約１／２の長さである、請求項１４に記載の窓。
【請求項１６】
前記直線偏波放射素子の前記第三縁部は、前記アンテナによって送受信されるべきベース信号の波長λの約１／２０の長さであり、前記直線偏波放射素子の前記第四縁部は、前記波長λの約１／４の長さである、請求項１４に記載の窓。
【請求項１７】
前記直線偏波放射素子は、前記アンテナによって送受信されるべきベース信号の波長λの約１／２の長さを有するスロットを定める、請求項１４に記載の窓。
【請求項１８】
前記非伝導窓は自動車ガラスとしてさらに定められる、請求項１に記載の窓。
【請求項１９】
円偏波放射素子と、
該円偏波放射素子の幾何学的形状と異なる幾何学的形状を有し、且つ、当該アンテナによって生成される放射ビームを傾斜させるために前記円偏波放射素子から離間した直線偏波放射素子とを含む、
アンテナ。
【請求項２０】
前記放射素子は互いに同一平面上にある、請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項２１】
位相角β＋Δβを有する移相信号を達成するために、位相角βを有するベース信号を特定角度Δβまで移相するよう、前記直線偏波放射素子に電気的に接続された移相回路（５６）をさらに含む、請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項２２】
前記直線偏波放射素子は、前記アンテナによって送受信されるべきベース信号の波長λの１／２０〜１／２の範囲内で、前記円偏波放射素子から離間している、請求項１９に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナに関し、具体的には、衛星からの円偏波無線周波数（ＲＦ）信号、及び、地上波源からの直線偏波ＲＦ信号を受信するための、配列型構造の複合素子アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
乗物は、その室内を取り囲むと同時に、その運転者のための可視性を許容するために、ガラスを長く利用してきた。自動車用ガラスは、典型的には、強化（又は硬質）ガラス、又は、２つ又はそれ以上の窓ガラスをプラスチック中間層と一体に結合することによって生成される合わせガラスのいずれかである。中間層は、ガラスが破砕される時でさえ、窓ガラスを一体に保持する。
【０００３】
近年、アンテナが乗物のガラスと一体化されている。この一体化は、乗物の空気力学的性能を向上するのに役立つと共に、乗物に見て美しい流線形の外観を提供するのに役立つ。ＡＭ／ＦＭ地上波放送局によって生成されるような直線偏波ＲＦ信号を受信するためのアンテナの一体化は、業界の主要な焦点である。
【０００４】
しかしながら、その焦点は、衛星デジタルラジオサービス（ＳＤＡＲＳ）プロバイダからのＲＦ信号を受信するための積分アンテナに移行している。ＳＤＡＲＳプロバイダは、ＲＦ信号、具体的には、円偏波ＲＦ信号を地上に戻して放送するために衛星を用いる。ＳＤＡＲＳプロバイダは、静止軌道又は傾斜楕円立体配座にある複数の衛星を用いる。各衛星とアンテナとの間の仰角は、衛星の場所及びアンテナの場所に依存して変化する。米国本土内では、この仰角は２０°ぐらいの低さである。従って、ＳＣＡＲＳプロバイダの仕様は、２０°程度の仰角で、比較的高利得を要求する。ＳＤＡＲＳプロバイダは、衛星信号を中継放送するために、地上波中継局も用いる。これらの地上波局は０°の仰角で動作し、高いビルが衛星からの信号を妨害し得る都会環境において有用である。直線偏波はこれらの地上波中継放送のために用いられる。
【０００５】
加えて、自動車製造業者及び乗物運転者は、ガラスと一体化されたアンテナが運転者の視界を妨げないことを要求する。従って、ガラスと一体化されるとき、典型的には、アンテナが特定表面領域又は「フットプリント」未満を占有することが条件である。
【０００６】
円偏波及び直線偏波されたＲＦ信号の双方を受信するための様々なアンテナが当該技術分野において既知である。そのようなアンテナの例は、Ｈｙｕｋ−Ｊｏｏｎ  ｅｔ  ａｌ．に発効した米国特許第６，６９７，０１９号（特許文献１）及びＳｉｅｖｅｎｐｉｐｅｒ  ｅｔ  ａｌ．に発効した米国特許第６，５４５，６４７号（特許文献２）に開示されている。
【特許文献１】第０１９号特許は、円偏波発振器及び直線偏波発振器によって生成されるＲＦ信号を受信するために乗物の屋根上に装着可能なアンテナを開示している。アンテナは、中心について対称に配置された４つの直線偏波放射素子及び４つの円偏波放射素子を含む。アンテナは、直線偏波放射素子及び誘電体基板を支持するための回路板を含む。各直線偏波放射素子は、煉瓦形状を有し、且つ、４分の１波長λの長さを有するマイクロストリップ共振器を含む。円偏波放射素子は、誘電体基板上に配置されたマイクロストリップパッチである。各円偏波放射素子は、直線偏波放射素子の形状と幾何学的に異なる正方形状を有する。アンテナ系は、９０度ハイブリッドも含む。９０度ハイブリッドは、円偏波放射素子の２つに対する信号を９０度までシフトするのに対し、他の２つの円放射素子に対する信号をシフトしない。アンテナは、直線及び円偏波信号のために別個の供給線を必要とする。
【０００７】
第０１９号特許のアンテナは、乗物の屋根上への取付のために、大きく嵩張った配列のアンテナ素子であるので、それは乗物の窓との一体化に適していない。もし仮に第０１９号特許のアンテナが窓に取り付けられなければならないとするならば、8個の別個の素子が大きな表面領域を占有し、乗物の運転者の視界を妨げるであろう。さらに、アンテナは低い仰角からのＲＦ信号の受信に然程役立たない。
【特許文献２】第６４７号特許は、円偏波発振器及び直線偏波発振器によって生成されるＦＲ信号を受信するためのアンテナを開示している。アンテナは、中心について対称に配置され、且つ、高インピーダンス面上に配置された４つの放射素子を含む。高インピーダンス面は接地面として作用し、乗物の屋根のような大きな金属物体上に取り付けられるのが典型的である。放射素子は導電性材料から成り、ワイヤ塊又は金属パッチのいずれかとして用いられる。放射素子に対する移相回路の様々な接続が、アンテナにその円偏波及び直線偏波を付与する。アンテナは、受信器が直線偏波及び円偏波信号を受信するための別個の供給線を必要とする。第６４７号特許のアンテナは、低い仰角からのＲＦ信号の受信を然程役立たない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
衛星からのＲＦ信号の受信に役立つアンテナを導入する機会がある。具体的には、２０°程度の低さの仰角からのＲＦ信号の受信に役立つアンテナの機会がある。さらに、乗物の運転者の視界を著しく妨げず、且つ、単一供給線上で円偏波及び直線偏波信号の双方を提供するアンテナのための機会がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
主題発明は、統合アンテナを有する窓を提供する。窓は非伝導窓を含む。円偏波放射素子が非伝導窓上に配置される。直線偏波放射素子も非伝導窓上に配置され、円偏波放射素子から離間する。直線偏波放射素子は、円偏波放射素子の幾何学的形状と異なる幾何学的形状を有する。
【００１０】
アンテナの構造は、特定仰角で最高利得部分を備える指向性放射ビームを生成する。放射素子間の間隔は、２つの異なる放射素子間の相対移相に影響を与える。この相対移相の結果、放射ビームの仰角は傾斜し、よって、放射ビームの最大利得部分も傾斜する。衛星デジタルラジオサービス（ＳＤＡＲＳ）プロバイダの衛星からのＲＦ信号放送を受信するときに、この傾斜は特に重要である。ＳＤＡＲＳプロバイダの仕様は、２０°程度の仰角で比較的高い利得を要求する。主題発明のアンテナは、これらの低い仰角でさえ、ＲＦ信号の比較的高い利得を生む。
【００１１】
本発明の利点が添付の図面と共に考慮されて以下の詳細な記載を参照することによってより良く理解されるとき、本発明の他の利点は容易に理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図面を参照すると、類似の参照番号は幾つかの図面を通じて同等の部材を指し示しており、アンテナは概ね１０で示されている。アンテナ１０は、地上波源から円偏波無線周波数（ＲＦ）信号を受信するために利用される。具体的には、アンテナ１０の第一実施態様は、衛星デジタルラジオサービス（ＳＤＡＲＳ）プロバイダ、例えば、ＸＭ（Ｒ）衛星ラジオ又はＳＩＲＩＵＳ（Ｒ）衛星ラジオ及びそれらの関連直線偏波地上波中継放送局によって生成される信号のような、左回り円偏波（ＬＨＣＰ）ＲＦ信号を受信する。しかしながら、アンテナ１０は右回り円偏波（ＲＨＣＰ）ＲＦ信号も受信する。また、垂直向き又は水平向きのいずれかである直線偏波ＲＦ信号を受信するようアンテナ１０を構成し得る。ＸＭ（Ｒ）衛星ラジオは垂直向き直線偏波信号を生成する。さらに、当業者であれば、円偏波又は直線偏波ＲＦ信号を発生するためにアンテナ１０を用い得ることを理解する。
【００１３】
図１を参照すると、アンテナ１０は乗物又は車両１４の窓と一体化されるのが好ましい。この窓１２は、後部窓１２（バックライト）、前部窓１２（フロントガラス）、或いは、乗物１４の如何なる他の窓１２であり得る。屋根又は鏡のような乗物の非窓部分にアンテナ１０を利用し得る。さらに、乗物１４から完全に区別される他の状況において、例えば、ビルの上で或いはラジオ受信器と一体的に、アンテナ１０を利用し得る。窓１２は、少なくとも１つの非伝導窓１６を含む。「非伝導」という用語は、異なる電位で導体間に配置されるときに、印加電圧と同位相の少量又は無視し得る量の電流のみが材料を通じて流れることを許容する絶縁体又は誘電体のような材料を意味する。典型的には、非伝導材料はナノジーメンス／メートルのオーダにある伝導率を有する。
【００１４】
第一実施態様において、非伝導性窓１６は、少なくとも１つのガラス窓１８として実施されている。勿論、窓１２は１以上のガラス窓１８を含み得る。当業者であれば、自動車窓１２、具体的には、フロントガラスが、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）の層を介装する２つのガラス窓１８を含み得ることを理解する。
【００１５】
ガラス窓１８は、自動車ガラスであるのが好ましく、ソーダ石灰シリカガラス１８であるのがより好ましい。ガラス窓１８は、１．５〜５．０ｍｍの間、好ましくは３．１ｍｍの厚さを定める。ガラス窓１８は、５〜９の間、好ましくは７の相対誘電率も有する。しかしながら、当業者であれば、非伝導窓１６をプラスチック、ガラス繊維、又は、他の適切な非伝導材料から形成し得ることを理解する。
【００１６】
記載の目的のためだけに、主題発明は、最も好適な非伝導窓１６、即ち、自動車ガラス窓１８の脈絡においてのみ以下に言及されている。上記のように、アンテナ１０をガラス窓１８以外の非伝導窓１６と共に実施し得るので、これは限定的と解されるべきではない。
【００１７】
図２を参照すると、ガラス窓１８はアンテナ１０に対してレードームとして機能する。換言すれば、ガラス窓１８は、以下に詳述されるように、乗物１４の外部に存在する湿気、風、粉塵等から、アンテナ１０の他の構成部材を保護する。ガラス窓１８は、接地に対して取付角φで配置されている。乗物１２によって必要とされる取付角φに依存して、衛星又は地上波源によって発信され、且つ、アンテナ１０によって受信されるＲＦ信号の利得を増大するために、放射ビームの仰角を上方又は下方に傾斜するのが望ましい。アンテナ１０は、以下にさらに十分に説明されるように、このビーム傾斜を遂行する。
【００１８】
図３を参照すると、アンテナ１０は、ガラス窓１８に配置された円偏波放射素子２０を含む。円偏波放射素子２０は、長方形状を有するのが好ましく、正方形状を有するのが最も好ましい。円偏波放射素子２０は、以下に詳細に記載される９０°移相を用いることによって円偏波を有するＲＦ信号を受信及び／又は発信するのが好ましい。円偏波放射素子２０は当業者によって一般的に「パッチ」又は「パッチ素子」と呼ばれ、導電性材料から成る。円偏波放射素子２０は、導電性材料として、ガラス窓１８に直接的に配置され且つ当業者に既知の焼成技法によって硬化された銀ペーストを含むのが好ましい。代替的に、円偏波放射素子２０は、接着剤を用いてガラス窓１８に接着された、銅又はアルミニウムのような伝導性材料の平らな小片を含み得る。
【００１９】
円偏波放射素子２０は、第一縁部２２と、第二縁部２４とを有し、第二縁部２４は第一縁部２２に対して直交している。第一縁部２２は第一幅Ｗ１を定め、第二縁部２４は第一長さＬ１を定める。第一実施態様において、円偏波放射素子２０の第一幅Ｗ１及び第二長さＬ１は、それぞれ、アンテナ１０によって送受信されるべきベース信号の波長λの約１／２の長さである。第一幅Ｗ１及び第一長さＬ１は同一の長さであるのが好ましいので、円偏波放射素子２０は正方形であるのが好ましい。第一実施態様において、受信されるべき所望の周波数は約２，３３８ＭＨｚであり、それはＸＭ（Ｒ）衛星ラジオによって用いられる中心周波数に対応する。従って、第一実施態様において、円偏波放射素子２０の第一縁部２２及び第二縁部２４は、それぞれ、約６４ｍｍの長さである。
【００２０】
アンテナ１０は、導電性材料から成り且つ非伝導窓１６に配置された直線偏波放射素子２６も含む。直線偏波放射素子２６は、直線偏波を有するＲＦ信号を送受信する。ワイヤのセグメント、銀ペーストの線、又は、導電性材料の長方形区域を利用することによって、直線偏波放射素子２６を単極として実施し得る。代替的に、スロットを定める導電性材料の一部として直線偏波放射素子２６を実施し得る。
【００２１】
直線偏波放射素子２６の幾何学的形状は円偏波放射素子２０の幾何学的形状と異なる。上述のように、円偏波放射素子２０は正方形状であるのが好ましい。そのような円偏波放射素子２０との組み合わせの他の正方形状素子は、当業者によって理解されるように、結果的なアンテナのサイズ及び運転者の視界の妨害に基づき、自動車製造業者及び運転者にとって受容し難いであろう。よって、自動車製造業者及び運転者の必要を満足するために、直線偏波放射素子２６は円偏波放射素子２０とは異なる幾何学形状でなければならないと共に、より小さな表面領域を占めなければならない。
【００２２】
第一実施態様において、図３に示されるように、直線偏波放射素子２６は、導電性材料として、ガラス窓１８に直接的に配置され且つ当業者に既知の焼成技法によって硬化された銀ペーストを含む。直線偏波放射素子２６は、第三縁部２８及び第四縁部３０を備えた長方形状を有するのが好ましい。第三縁部２８は第四縁部３０に対して直交している。第三縁部は第二幅Ｗ２を定め、第四縁部は第二長さＬ２を定める。第二幅Ｗ２は波長λの約１／２０の長さであり、第二長さＬ２は波長λの約１／２の長さである。従って、２，３３８ＭＨｚの所望周波数で、第二幅Ｗ２は約６ｍｍの長さであり、第二長さＬ２は約６４ｍｍの長さである。直線偏波放射素子２６は、円偏波放射素子２０から距離Ｄだけ離間している。距離Ｄは、波長λの１／２０〜１／２の範囲にあるのが好ましい。より好ましくは、第一実施態様において、距離Ｄは波長λの約１／５であり、それは２，３３８ＭＨｚの所望周波数で約２６ｍｍである。
【００２３】
放射素子２０，２６は、互いに同一平面上にあるのが好ましい。換言すれば、放射素子２０，２６は、非伝導窓１６の表面によって定められる単一平面上に概ね位置する。別な言い方をすれば、放射素子２０，２６は、他のものの上にあるものではなく、ガラス窓１８の表面と正角である。
【００２４】
第一実施態様において、直線偏波放射素子２６の第三縁部２８は、円偏波放射素子２０の第一縁部２２と概ね平行である。この整列において、直線偏波放射素子２６は垂直向きの直線偏波を生成する。放射素子２０，２６は、約４，２５０ｍｍ２の総合表面領域を有する。従って、アンテナ１０は乗物１２の運転者の視界の著しい妨害を生まない。
【００２５】
再び図２を参照すると、アンテナ１０は、その性能を強化するための接地平面３２を含む。接地平面３２は、概ね平坦な導電性材料、例えば、銅又はアルミニウムのような伝導性金属から成る。接地平面３２は、放射素子２０，２６から離間し、好ましくは、それらと平行である。接地平面３２は、第一側部３４と第二側部３６とを備える長方形状を有するのが好ましい。第一側部３４は放射素子２０，２６に面する。当業者であれば、接地平面の他の形状も用い得ることを理解する。さらに、アンテナ１０は接地平面３２が全くなくても機能し得る。
【００２６】
誘電体３８が、接地平面３２の第一側部３４と放射素子２０，２６との間に介装されている。第一実施態様において、誘電体３８は空気であり、その比誘電率は１である。しかしながら、具体的なアンテナの性能特性に依存して、代替的な比誘電率を有する１つ又はそれ以上の代替的材料で誘電体３８を形成し得る。誘電体の厚さＴは波長λの１／４までの長さであってよく、それは２，３３８ＭＨｚの周波数で約３２ｍｍである。
【００２７】
アンテナ１０は回路板４０も含むのが好ましい。回路板は接地平面３２の第二側部３６に接続されている。回路板のこの場所は、アンテナ１０の放射素子２０，２６への接続の便宜、及び、アンテナ全体のコンパクトさのためである。当業者であれば、回路板４０を放射素子２０，２６から離間した場所で用い得ることを理解する。代替的に、全く回路板４０なしでアンテナ１０を用い得る。
【００２８】
今や図４を参照すると、アンテナ１０は、ベース信号線４２、９０°シフト信号線４４、及び、移相信号線４６も含む。ベース信号線４２は、素子２０の第一縁部２２に隣接して、好ましくは、第一縁部２２の中心近傍で、円偏波放射素子２０に電気的に接続されている。９０°シフト信号線４４は、第二縁部２４に隣接して、好ましくは、第二縁部の中心近傍で、円偏波放射素子２０に電気的に接続されている。ベース信号線４２は、位相角βを有するベース信号を伝達する。９０°シフト信号線４４は、ベース信号から９０°シフトした信号を伝達し、従って、β＋９０°の位相角を有する。必ずしも必要ではないが、以下にさらに記載されるように、９０°シフトは９０°ハイブリッド５４によって達成されるのが好ましい。
【００２９】
直交する縁部２３，２４に供給されるベース信号及び９０°シフト信号の組み合わせは、円偏波放射素子２０に円偏波をもたらす。当業者であれば、９０°シフト信号線４４を使用しない代替的な円偏波発生技法を理解する。これらの技法は、２つの対向隅部が切り取られた正方形状放射素子、異なる長さの脚部を備える十字形状スロットを有する放射素子、４５°位置ずれした供給及びトリムタブを備える放射素子、及び、トリムタブを備える正方形状放射素子を含むが、これらに限定されない。しかしながら、これらの技法は、以下により詳細に記載されるように、所望のビーム傾斜を達成するために、直線偏波放射素子２６と効果的に作動するかもしれないし、或いは、しないかもしれない。
【００３０】
移相信号線４６は、直線偏波放射素子２６に電気的に接続されている。移相信号線４６は、好ましくは第三縁部２８に隣接して、好ましくは第三縁部２８の中心近傍に接続される。移相信号線４６は、ベース信号βから特定角度Δβだけシフトされた移相信号を伝達する。従って、移相信号の位相角はβ＋Δβである。以下にさらに記載されるように、移相は移相回路５６によって達成されるのが好ましいが、それに限定されない。
【００３１】
アンテナ１０によって生成される円偏波及び直線偏波放射ビームは、放射素子２０，２６と直線偏波放射素子２６に供給する移相信号との間の間隔、即ち、距離Ｄの双方だけ傾斜（或いは操縦）される。これらの２つの技法の組み合わせは、ビーム傾斜効果を強化する。前述されたように、ＳＤＡＲＳプロバイダの衛星からＲＦ信号放送を受信するとき、この傾斜は特に重要である。傾斜の大きさは、円偏波放射素子２０と直線偏波放射素子２６との間の相対位相角γに基づく。次いで、相対位相角γは、移相信号線４６上の移相の特定角度Δβ、及び、放射素子２０，２６の間の間隔距離の双方によって決定される。
【００３２】
信号線４２，４４，４６は、それぞれ導電性材料から成る。第一実施態様において、信号線４２，４４，４６は、回路板４０上に配置されたマイクロストリップ線として実装されている。複数のピン４８が、信号線４２，４４，４６を、放射素子２０，２６上の各位置にそれぞれ接続している。ピン４８は伝導性金属のような導電性材料から成る。接地平面３２及び回路板４０は、複数の孔５０をそれぞれ定める。ピンが、放射素子２０，２６から、回路板に配置された信号線４２，４４，４６に直交して延びるときに、孔５０はピンを収容する。ピン４８は放射素子２０，２６及び信号線４２，４４，４６の双方にはんだ付けされるのが好ましい。よって、ピンは回路板４０及び接地平面３２を支持するようにも作用する。代替的に、アンテナ１０の全体的な実装（パッケージング）も回路板４０及び接地平面３２を支持し得る。勿論、信号線４２，４４，４６を放射素子４２，４４，４６に接続する他の代替的な技法も当業者に明らかである。放射素子２０，２６に対する信号線４２，４４，４６の直接的な電気接続が好ましいが、電気接続を達成し得る。信号線４２，４４，４６を放射素子２０，２６に電磁結合することによって達成し得る。
【００３３】
増幅信号を発生するためにベース信号を増幅するよう、増幅器５２がベース線４２に電気的に接続されている。アンテナ１０がＦＲ信号を受信するよう用いられる構造では、増幅器５２は低雑音増幅器（ＬＮＡ）であるのが好ましい。増幅器５２は回路板４０上に配置されるのが好ましい。増幅信号を受信器に伝達するために、単一の給電線５３が増幅器５２に電気的に接続されている。単一の給電線５３によって伝達される増幅信号は、直線偏波及び円偏波放射素子２０，２６によって受信されるＲＦ信号のための単一の源をもたらす。当業者であれば、アンテナ１０がＲＦ信号を発信するために用いられる構造において、増幅器５２が出力増幅器として用いられることを理解する。
【００３４】
上述の９０°ハイブリッド５４は、９０°シフト信号を達成するためにベース信号を９０°だけ移相するよう、ベース信号線４２と９０°シフト信号線５０との間に電気的に接続されている。９０°ハイブリッド５４も回路板４０上に配置されるのが好ましい。
【００３５】
上述の移相回路５６も、ベース信号線４２と移相信号線３６との間に電気的に接続されている。位相角β＋Δβを有する移相信号を達成するために、移相回路５６はベース信号を特定角度Δβだけシフトする。移相回路５６は回路板４０上に配置されるのが好ましい。
【００３６】
アンテナの所望の性能及び寸法領域要件に依存して、放射素子２０，２６の他の寸法、整列、及び、構造が可能である。第二実施態様において、図５に示されるように、円偏波放射素子２０の寸法は第一実施態様と同一である。しかしながら、直線偏波放射素子２６はスロット５８を定める。スロット５８の長さＬ３は波長λの１／２として定められる。直線偏波放射素子２６の第四縁部３０は、円偏波放射素子２０の第一縁部２２と平行である。直線偏波放射素子に対する移相信号線３６の電気接続は、スロット５８の中心に隣接している。素子管の間隔距離Ｄは、最も好適な波長λの１／５のままである。
【００３７】
第三実施態様が図６に示されている。直線偏波放射素子２６の第二長さＬ２が波長λの１／４である点を除き、この実施態様は第一実施態様に類似している。再度、素子間の空間距離Ｄは、最も好適な波長λの１／５のままである。第三実施態様は、アンテナ１０によって占められる窓１２の表面領域をさらに減少する。
【００３８】
放射ビームの傾斜は、第一実施態様のアンテナ１０のコンピュータ化されたシミュレーションの結果を見ることによって最良に理解されるであろう。図７は、本発明のＬＨＣＰ及び垂直直線偏波放射ビームを示している。放射ビームの最高利得部分は約２０°まで傾斜されている。従来的な非ビーム操縦アンテナはそのような傾斜をもたらさず、約０°に最大利得部分を有する。よって、本発明に従ったアンテナ１０は、衛星から受信されるＲＦ信号のために、従来的な非ビーム操縦アンテナよりも比較的低い仰角で、より高い利得を生む。
【００３９】
アンテナ１０のダイバーシチ方式の一部として複合アンテナ１０を用い得る。例えば、第一実施態様の乗物１４は、フロントガラス上の第一アンテナ１０と、後部窓上の第二アンテナ１０とを含み得る。これらのアンテナ１０は、乗物１４内の受信器に電気接続された別個の増幅器５２をそれぞれ有する。当業者であれば、ダイバーシチ受信を達成するために幾つかの処理技法を用い得ることを理解する。そのような技法の１つでは、衛星又は地上波源から最強のＲＦ信号を受信中のアンテナ１０を選択するためにスイッチが用いられる。
【００４０】
本発明の多くの変更及び変形が上記の教示に照らして可能であるのが明らかである。添付の請求項の範囲に具体的に記載されるものと違う方法で本発明を実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】乗物のガラス窓によって支持されるアンテナを備える乗物を示す斜視図である。
【図２】図３の線２−２に沿って取られたアンテナの第一実施態様を示す側断面図であり、ガラス窓、放射素子、及び、回路板を示している。
【図３】図２の線３−３に沿って取られたアンテナの第一実施態様を示す底断面図であり、放射素子及びガラス窓を示している。
【図４】アンテナを概略的に示すブロック図であり、放射素子、増幅器、９０度ハイブリッド、及び、移相回路との間の電気接続を示している。
【図５】アンテナの第二実施態様を示す底断面図であり、放射素子及びガラス窓を示している。
【図６】アンテナの第三実施態様を示す底断面図であり、放射素子及びガラス窓を示している。
【図７】第一実施態様のアンテナによって生成される放射パターンを示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１０  アンテナ
１２  窓
１４  車両
１６  非伝導窓
１８  ガラス窓
２０  円偏波放射素子
２２  第一縁部
２４  第二縁部
２６  直線偏波放射素子
２８  第三縁部
３０  第四縁部
３２  接地平面
３４  第一側部
３６  第二側部
３８  誘電体
４０  回路板
４２  ベース信号線
４４  ９０°シフト信号線
４６  移相信号線
４８  ピン
５０  孔
５２  増幅器
５３  給電線
５４  ９０°ハイブリッド
５６  移相回路
５８  スロット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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