(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車内スペースを外部周辺から隔絶するための車両ウィンドウアンテナ板材（１００）であって、
外部側表面（III）を有する内部板材（１）と、
車内側表面（II）を有する外部板材（２）と、
前記外部板材（２）の車内側表面（II）と前記内部板材（１）の外部側表面（III）とを面で結合する少なくとも１つの中間層（３，３’）と、
前記内部板材（１）と前記外部板材（２）との間に配置された平面型のアンテナ構造部（４）と、
前記アンテナ構造部（４）に対して車内スペース側に配置されているグランドプレート（５）と
を少なくとも備えており、
前記アンテナ構造部（４）と前記グランドプレート（５）との間に、少なくとも１つの誘電体が配置されており、当該誘電体は少なくとも、前記内部板材（１）から、前記中間層（３，３’）から、または前記内部板材（１）と前記中間層（３，３’）とから成り、
前記アンテナ構造部（４）は、長さｌＡ対幅ｂＡの比が１：１〜１０：１である基礎面を有し、
前記グランドプレート（５）は少なくとも、前記内部板材（１）に対して前記アンテナ構造部（４）を直交投影した領域に配置されており、
前記アンテナ構造部（４）のアンテナ脚部は、フィルム導体（１０）を介して前記車両ウィンドウアンテナ板材（１００）の側縁部（３０，３１）まで引き出され、かつ当該車両ウィンドウアンテナ板材（１００）内から引き出されており、
前記フィルム導体（１０）は少なくとも、車体に隣接して配置できる領域に、コプレーナストリップ導体として構成されており、
前記コプレーナストリップ導体は、前記アンテナ構造部（４）と導電結合されている信号伝送路（１１）と、当該信号伝送路（１１）を挟むように同一平面上に配置され、かつ、前記グランドプレート（５）と導電結合されている２つのシールド（１２）とで構成されている、
車両ウィンドウアンテナ板材（１００）。
【請求項２】
前記アンテナ構造部（４）および／または前記グランドプレート（５）は、
印刷ならびに焼成された導電性ペースト、有利には銀含有のスクリーン印刷ペースト、および／または
導電性フィルム、有利には金属フィルム、特に銅フィルム、銀フィルム、金フィルムもしくはアルミニウムフィルム、および／または
導電層からコーティング無しの分離領域によって、特にコーティング無しの分離線によって周囲の層から電気的に絶縁した導電性構造部
から成る、
請求項１記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）。
【請求項３】
前記導電層は透明であり、かつ／または０．４Ω／□〜２００Ω／□、有利には０．５Ω／□〜２０Ω／□のシート抵抗を有し、かつ／または銀（Ａｇ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープされた酸化錫（ＳｎＯ２：Ｆ）もしくはアルミニウムドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）を含む、
請求項２記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）。
【請求項４】
前記アンテナ構造部（４）および／または前記グランドプレート（５）は、印刷および焼成された導電性ペーストから、有利には銀含有のスクリーン印刷ペーストから成り、
前記印刷および焼成された導電性ペーストは、３μｍ〜２０μｍの厚さと、０．００１Ω／□〜０．０３Ω／□のシート抵抗、有利には０．００２Ω／□〜０．０１８Ω／□のシート抵抗とを有する、
請求項２または３記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）。
【請求項５】
前記導電性フィルムは、５０μｍ〜１０００μｍの厚さ、有利には１００μｍ〜６００μｍの厚さと、１×１０６Ｓ／ｍ〜１０×１０７Ｓ／ｍの導電率、有利には３．５×１０７Ｓ／ｍ〜６．５×１０７Ｓ／ｍの導電率を有する、
請求項２から４までのいずれか１項記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）。
【請求項６】
特に、前記シールド（１２）は基材フィルム上に配置されており、当該基材フィルムは有利にはポリイミドまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含むか、またはこれから成り、当該基材フィルムは有利には２〜４の比誘電率、特に有利には２．７〜３．３の比誘電率を有する、
請求項１から５までのいずれか１項記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）。
【請求項７】
前記アンテナ構造部（４）と前記フィルム導体（１０）の信号伝送路（１１）とは単一片で構成されており、かつ／または前記グランドプレート（５）と前記フィルム導体（１０）の前記シールド（１２）とは単一片で構成されており、
特に前記信号伝送路（１１）は基材フィルム上に配置されており、当該基材フィルムは有利にはポリイミドまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含むか、またはこれから成り、当該基材フィルムは有利には２〜４の比誘電率、特に有利には２．７〜３．３の比誘電率を有する、
請求項６記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）。
【請求項８】
前記グランドプレート（５）は、アンテナ信号を容量入力または容量出力するための容量結合領域（２０）と接地領域とを有する、
請求項１から５までのいずれか１項記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）。
【請求項９】
前記中間層（３’）は前記アンテナ構造部（４）と前記グランドプレート（５）との間の領域において、周辺領域における前記中間層（３）の誘電体の比誘電率εｒ，３より大きい比誘電率εｒ，３’を有する誘電体を含み、有利にはεｒ，３’≧３×εｒ，３が適用される、
請求項１から８までのいずれか１項記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）。
【請求項１０】
前記アンテナ構造部（４）および／または前記グランドプレート（５）は、基材フィルム上に配置されており、
前記基材フィルムは有利にはポリイミドまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含むか、またはこれから成り、当該基材フィルムは有利には２〜４の比誘電率、特に有利には２．７〜３．３の比誘電率を有する、
請求項１から９までのいずれか１項記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）。
【請求項１１】
前記内部板材（１）および／または前記外部板材（２）は、ガラス、有利には板ガラス、フロートガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、石灰ソーダガラス、またはポリマー、有利にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートならびに／もしくはこれらの混合物を含み、かつ／または２〜８の比誘電率εｒ，１／４、特に有利には６〜８の比誘電率εｒ，１／４を有する、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）。
【請求項１２】
前記アンテナ構造部（４）および／または前記グランドプレート（５）は、導電層から、全部または一部がコーティング無しの分離領域によって周囲の層から電気的に絶縁した導電性構造部から成り、
前記分離領域の幅は５ｍｍ以上、有利には５０ｍｍ〜９０ｍｍである、
請求項２から７までのいずれか１項記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）。
【請求項１３】
車両ウィンドウアンテナ板材構成体であって、
請求項１から１２までのいずれか１項記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）と、
アンテナ構造部（４）およびグランドプレート（５）に電気的に結合されている電子受信回路または電子送信回路と
を備えており、
前記車両ウィンドウアンテナ板材（１００）はグレージング部として車体に配置されている、
車両ウィンドウアンテナ板材構成体。
【請求項１４】
請求項１から１２までのいずれか１項記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）の製造方法であって、
（ａ）平面型のアンテナ構造部（４）を内部板材（１）と外部板材（２）との間に配置し、グランドプレート（５）を前記アンテナ構造部（４）に対して車内スペース側に配置して、前記内部板材（１）と、少なくとも１つの中間層（３）と、前記外部板材（２）とから成る積層体を作製するステップと、
（ｂ）前記積層体を貼り合わせて車両ウィンドウアンテナ板材（１００）を構成するステップと
を有する、製造方法。
【請求項１５】
陸上交通、航空または水上交通用の移動手段において、特に自動車において、たとえばフロントガラス、リアガラス、サイドガラスおよび／またはルーフガラスとしての、請求項１から１２までのいずれか１項記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）の使用。
【請求項１６】
衛星支援ナビゲーションのための信号を受信するための、特に、１５７５．４２ＭＨｚのＬ１周波数を有する右旋円偏波ＧＰＳ信号、および／または１６０２ＭＨｚ±４ＭＨｚの周波数を有するＧＬＯＮＡＳＳ信号を受信するための、請求項１から１２までのいずれか１項記載の車両ウィンドウアンテナ板材（１００）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両ウィンドウアンテナ板材、車両ウィンドウアンテナ板材の製造方法、およびその使用に関する。
【０００２】
最新の車両にはしばしば、グローバルナビゲーションサテライトシステム（ＧＮＳＳ）を用いてナビゲーションを行うシステムが組み込まれていることが多い。稼働中のシステムとしてはたとえば、全地球測位システム（ＧＰＳ）またはグローバルナビゲーションサテライトシステム（GLObal Navigation Satellite System、ＧＬＯＮＡＳＳ）がある。そのために必要なアンテナは、たとえば米国特許出願公開第２０１４０１７６３７４号明細書（US 20140176374 A1）から公知であるように車体に配置することができ、ひいては車内スペースの外部に配置することができる。かかるアンテナは、車両の美的外観を損ない、風の騒音を引き起こす原因となり得るものであり、また損傷や破壊に対して脆弱であるため、魅力を損なうものとなる。
【０００３】
これに代えて、ＧＮＳＳアンテナを車内スペースの内部に配置することもでき、たとえばダッシュボードの下方またはフロントガラスの下方に配置することもできる。その場合には、ＧＮＳＳ衛星までのアンテナの見通しが良好である適切な位置を発見し、なおかつ、ダッシュボードにある電気機器および車両モータによるＥＭＣ問題を回避することが困難になる。さらに、たとえば赤外線反射層またはＬｏｗ‐Ｅ層等の導電層が、板材内における電磁波の透過を阻止してＧＮＳＳ信号をブロックし得る。
【０００４】
典型的なＧＰＳアンテナは平面アンテナとして、典型的にはパッチアンテナとして実現され、たとえば国際公開第００／２２６９５号（WO 00/22695 A1）、独国実用新案第２０２００６０１１９１９号明細書（DE 202006011919 U1）または同第２０２０１００１１８３７号明細書（DE 202010011837 U1）から公知である。その際には、プリント配線板またはセラミック基板の片面上に、平面型の金属製アンテナ構造部が配置される。反対側の面には、平面型のグランドプレートが接地面として配置される。アンテナ構造部およびグランドプレートは電気的伝送路を介して電気的な受信ユニットに接続されている。プリント配線板ないしはセラミック基板の材料厚さに起因して、アンテナはある程度の厚さを有し、フロントガラスに直接配置される場合には明らかに視認可能となり、美感に乏しいものとなる。
【０００５】
本発明の課題は、アンテナ、特にＧＰＳアンテナを、簡単かつ低コストで組み込むことができる、改善された車両ウィンドウアンテナ板材を提供することである。
【０００６】
本発明の課題は、本発明では独立請求項１に記載の車両ウィンドウアンテナ板材によって解決される。従属請求項に有利な実施形態が記載されている。
【０００７】
本発明の車両ウィンドウアンテナ板材は、少なくとも以下の構成を有する：
・外部側表面（III）と車内側表面（IV）とを有する内部板材、
・外部側表面（Ｉ）と車内側表面（II）とを有する外部板材、
・外部板材の車内側表面（II）と内部板材の外部側表面（III）とを面で結合する少なくとも１つの中間層、
・内部板材と外部板材との間に配置される平面型のアンテナ構造部、
・アンテナ構造部に対して車内スペース側に配置されているグランドプレート、
・アンテナ構造部とグランドプレートとの間に、比誘電率εｒを有する少なくとも１つの誘電体が配置されており、当該誘電体は少なくとも、内部板材から、中間層から、または内部板材と中間層とから成り、
・アンテナ構造部は、長さｌＡ対幅ｂＡの比が１：１〜１０：１である基礎面を有し、
・グランドプレートは少なくとも、内部板材に関してアンテナ構造部を直交投影した領域に配置されている。
【０００８】
グランドプレートは有利には接地面として使用される。すなわち、車両の参照電位に接続されることができる。
【０００９】
本発明の車両ウィンドウアンテナ板材は、車内スペースを外部周辺から隔絶するために適している。これにより、車両ウィンドウアンテナ板材の、車内スペース側に来る車内側表面（II，IV）と、車内スペースとは反対側となる外部側表面（Ｉ，III）とが定まる。
【００１０】
アンテナ構造部は、平面型の導電性の構造部または層である。これは、内部板材と外部板材との間に配置されている。グランドプレートも、導電性の構造部または層である。グランドプレートも実質的に平面である。グランドプレートは、アンテナ構造部に対して車内スペース側に配置されている。つまり、グランドプレートの方がアンテナ構造部よりも、車内スペースの近傍に配置される。
【００１１】
内部板材および外部板材としては、基本的に、本発明の車両ウィンドウアンテナ板材の製造条件および使用条件下において熱的および化学的に安定的であり、かつ寸法安定的であるあらゆる電気絶縁性基板が適している。
【００１２】
内部板材および／または外部板材は、有利にはガラスを含み、特に有利には板ガラス、フロートガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、石灰ソーダガラスまたはクリアプラスチック、有利には剛性のクリアプラスチック、とりわけポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニルおよび／またはこれらの混合物を含む。内部板材および／または外部板材は有利には、特に車両のフロントガラスまたはリアガラスとして当該車両ウィンドウアンテナ板材を使用するため、または高い光透過率が望ましい他の用途のために、透明である。本発明において「透明」とは、板材が可視スペクトル領域において、７０％を超える透過率を有することをいう。運転者の交通上重要な視界内に位置しない車両ウィンドウアンテナ板材、たとえばルーフガラスの場合には、透過率を格段に低くすること、たとえば５％以上とすることもできる。
【００１３】
内部板材および／または外部板材の厚さは幅広く変動することができるので、個別的事例の要求に合わせて調整できるという点に優れている。有利には、車両ガラスについて１．０ｍｍ〜２５ｍｍの標準厚さ、有利には１．４ｍｍ〜２．５ｍｍの標準厚さを使用する。内部板材および／または外部板材のサイズは幅広く変動することができ、本発明の使用のサイズに従って定まる。内部板材および／または外部板材の通常の面積は、たとえば車両産業では２００ｃｍ２〜３ｍ２である。
【００１４】
車両ウィンドウアンテナ板材は、任意の３次元形状を有することができる。有利にはこの３次元形状は、たとえば陰極スパッタリングによってコーティングできるように、陰のゾーンを有しない。有利には、内部板材および外部板材は平面状であるか、または空間の１方向もしくは複数方向に軽くもしくはきつく湾曲している。特に、平面状の板材が用いられる。板材は無色または有色とすることができる。
【００１５】
内部板材および／または外部板材は有利には、２〜８の比誘電率εｒ，１／２を有し、特に有利には６〜８の比誘電率εｒ，１／２を有する。かかる比誘電率の場合、アンテナの特に良好な送受信特性を達成することができた。
【００１６】
内部板材および／または外部板材を少なくとも１つの中間層によって互いに結合することができる。中間層は、有利には透明である。中間層は有利には、少なくとも１種のプラスチックを含み、有利にはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）および／またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む。また、中間層はたとえば、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアクリレート、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリアセテート樹脂、注型用樹脂、アクリレート、フッ化エチレンプロピレン、ポリフッ化ビニルおよび／またはエチレン‐テトラフルオロエチレン、またはこれらのコポリマーもしくは混合物を含むこともできる。中間層は、１つのフィルムにより、または、複数のフィルムを積層したもの、もしくは隣り合って並べたものにより構成することができる。その際には、１つのフィルムの厚さは有利には０．０２５ｍｍ〜１ｍｍ、典型的には０．３８ｍｍまたは０．７６ｍｍである。中間層は有利には熱可塑性とすることができ、この中間層は貼り合わせ後、内部板材と外部板材と、場合によっては他の中間層とを互いに接着することができる。
【００１７】
中間層は有利には、２〜４の比誘電率εｒ，３を有し、特に有利には２．１〜２．９の比誘電率εｒ，３を有する。かかる比誘電率の場合、アンテナの特に良好なアンテナ特性を達成することができた。
【００１８】
アンテナ構造部とグランドプレートとの間に、比誘電率εｒを有する少なくとも１つの誘電体が配置されている。アンテナ構造部は内部板材と外部板材との間に配置されるので、３つの有利な配置が得られる：
【００１９】
アンテナ構造部は、外部板材と中間層との間に配置されている。その際には、グランドプレートを中間層と内部板材との間に、または内部板材の車内側表面（IV）上に配置することができる。第１の事例では、アンテナ構造部とグランドプレートとの間に配置された誘電体は中間層を含むか、または中間層から成り、第２の事例では、当該誘電体は中間層と内部板材とを含むか、またはこれらから成る。
【００２０】
代替的に、アンテナ構造部を中間層と内部板材との間に配置することもできる。その際には、グランドプレートは内部板材の車内側表面（IV）上に配置されている。本事例では、誘電体は内部板材を含むか、または内部板材から成る。
【００２１】
いずれの事例においても、グランドプレートは少なくとも、内部板材に関してアンテナ構造部を直交投影した領域に配置されている。このことは具体的には、車内スペースから車両ウィンドウアンテナ板材を通じて見たとき、すなわち車両ウィンドウアンテナ板材の車内側表面（IV）を見たときに、グランドプレートのみを視認することができ、グランドプレートがアンテナ構造部までの見通しを完全に隠す、ということである。
【００２２】
本発明の有利な一実施形態では、グランドプレートの面積はアンテナ構造部の面積より大きく、有利には少なくとも１０％大きく、特に有利には少なくとも２５％大きい。本発明の他の一実施形態では、グランドプレートはアンテナ構造部の直交投影において、当該アンテナ構造部の周縁からそれぞれ少なくとも２ｍｍ突出し、有利には少なくとも５ｍｍ突出し、特に少なくとも１０ｍｍ突出している。
【００２３】
アンテナ構造部は、長さｌＡ対幅ｂＡの比が１：１〜１０：１、有利には１：１〜２：１、特に有利には１：１〜１．１：１である基礎面を有する。アンテナ構造部の基礎面は、有利には方形、正方形、台形、４角より多くの角を有する多角形、楕円形または円である。方形の場合、長さｌＡは当該方形の長辺の長さに相当し、幅ｂＡは当該方形の短辺の長さに相当する。よって、各辺の長さが等しい正方形または実質的に正方形の基礎面である場合には、長さｌＡと幅ｂＡとの比は１：１となる。非方形、特に楕円形のパターンの場合には、長さは当該パターンの最大長さによって定まり、幅ｂＡは、長さｌＡに対して直交する方向の長さによって定まる。円形の基礎面である場合、長さｌＡと幅ｂＡとの比は１：１となる。
【００２４】
特に方形または正方形の基礎面の場合、本発明においてはいずれか１つの角、有利には対角線上に相対向する２つの角、特に有利には全ての角を面取りすることができる。このことにより、受信すべき電磁波に合わせてアンテナ構造部を整合できるという利点が奏される。この面取りは有利には、長さｌＡおよび／または幅ｂＡの２０％未満、有利には１０％未満である。
【００２５】
アンテナ構造部の寸法は一般的に、所望の周波数帯と実際の使用とに依存する。０．８ＧＨｚ〜２．７ＧＨｚの周波数領域での移動無線用途では、アンテナ構造部は典型的には、２０ｍｍ〜６０ｍｍの長さｌＡおよび／または幅ｂＡを有する。１．２ＧＨｚ〜１．７ＧＨｚの周波数領域での衛星支援ナビゲーション（ＧＮＳＳ）用に使用される場合、アンテナ構造部は典型的には、３０ｍｍ〜４０ｍｍの長さｌＡおよび／または幅ｂＡを有する。
【００２６】
本発明の有利な一実施形態では、アンテナ構造部は、１５７５．４２ＭＨｚの周波数を有する、電磁波の振動面が右旋円偏波であるＧＰＳ信号に合わせて最適化されている。こうするためにはアンテナ構造部は、長さｌＡが３６ｍｍかつ幅ｂＡが３４ｍｍの方形の基礎面を有し、よってその比は約１．０６：１である。
【００２７】
アンテナ構造部は有利には、他の切抜部を有することができる。特に有利なのは、スリット状の切抜部である。アンテナ構造部の基礎面が方形または正方形である場合、スリット状の切抜部の長辺の向きは有利には、基礎面の対角線に対して平行であり、特に当該対角線に沿った向きである。スリット状の切抜部は、たとえば方形の形状を有し、有利には５ｍｍ〜２０ｍｍの長さｌｓ、有利には７．５ｍｍ〜１２．５ｍｍの長さｌｓと、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの幅ｂｓ、有利には０．９ｍｍ〜３．１ｍｍの幅ｂｓとを有する。
【００２８】
さらに、アンテナ構造部は、当該アンテナ構造部の基礎面において当該アンテナ構造部と信号伝送路との間の電気的伝送路接続部の両側に配置された方形の切抜部を有することもできる。かかる切抜部は、電子送信回路または電子受信回路の信号伝送路を介して供給される、アンテナ構造部へのアンテナ信号の特に良好な入力、またはアンテナ構造部からのアンテナ信号の特に良好な出力を実現できるという格別な利点を有する。
【００２９】
本発明の有利な一実施形態では、アンテナ構造部および／またはグランドプレートは、印刷および焼成された導電性ペーストから成り、有利には銀含有のスクリーン印刷ペーストから成る。この印刷および焼成された導電性ペーストは有利には、３μｍ〜２０μｍの厚さと、０．００１Ω／□〜０．０３Ω／□のシート抵抗、有利には０．００２Ω／□〜０．０１８Ω／□のシート抵抗とを有する。かかるアンテナ構造部およびグランドプレートは、工業製造プロセスにおいて容易に集積することができ、低コストで製造することができる。
【００３０】
本発明の他の有利な一実施形態では、アンテナ構造部および／またはグランドプレートは導電性フィルムから成り、有利には金属フィルム、特に銅フィルム、銀フィルム、金フィルムまたはアルミニウムフィルムから成る。もちろん、かかるフィルムを基材フィルム上に、たとえば、ポリイミドまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリマー基材フィルム上に配置することもできる。基材フィルム上に設けられたこのようなアンテナ構造部およびグランドプレートが特に有利である理由は、アンテナ構造部の全部をグランドプレートと共に一個体から作製することができ、かつその作製中、後に車両ウィンドウアンテナ板材となるものに快適かつ正確な位置で挟み込むことができるからである。
【００３１】
本発明の他の有利な一実施形態では、アンテナ構造部および／またはグランドプレートは、導電層からコーティング無しの分離領域によって、特にコーティング無しの分離線によって周囲の層から電気的に絶縁した導電性構造部から成る。本発明の代替的な他の一実施形態では、上述の分離領域は完全にコーティング無しというわけではなく、互いに交差する多数の分離線によって、互いに電気的に絶縁された複数の小さい領域に分割されている。以下これを「ラスタ」とも称する。このラスタの寸法は、他の残りの導電層が、入射した高周波の電磁波と相互作用しないように選択される。典型的には、２つの隣り合った分離線の最大距離は３ｍｍ以下である。
【００３２】
分離領域の幅は、完全にコーティング無しの分離領域の場合と、ラスタ構成の分離領域の場合とにおいて、５ｍｍ以上、有利には
【数１】
0006632634.tif 000002
である。ここでλは、電磁波の波長であって、当該波長に合わせてアンテナ構造部が最適化された波長であり、εｅｆｆは、アンテナ構造部および／またはグランドプレートの周辺の誘電体の実効誘電率である。ＧＮＳＳシステムに合わせて最適化されたアンテナ構造部の場合、その幅は５０ｍｍ〜９０ｍｍであり、特に約７０ｍｍである。
【００３３】
かかるアンテナ構造部およびグランドプレートは、たとえば電気加熱可能な板材や、太陽光入射に対するフィルタが組み込まれた板材の場合に通例であるように板材内に既に導電層が配置されている場合に、特に有利である。その際には、見通し可能な衛星の数（ないしは、アンテナの空間的角度）を、インスツルメントパネルに組み込まれたアンテナと比較して実効的に制限することなく、全部がコーティング無しである分離領域、または導電層のラスタ化を、最小限に選択することができる。
【００３４】
本発明の車両ウィンドウアンテナ板材の有利な一実施形態では、分離線の幅は３０μｍ〜２００μｍであり、有利には７０μｍ〜１４０μｍである。このように細い分離線によって、確実かつ十分に高い電気絶縁性を達成することができ、なおかつこの分離線は、車両ウィンドウアンテナ板材の透視性を全く、または僅かしか阻害しない。
【００３５】
本発明の導電層は、たとえば独国特許実用新案第２０２００８０１７６１１号明細書（DE 20 2008 017 611 U1）、欧州特許第０８４７９６５号明細書（EP 0 847 965 B1）または国際公開第２０１２／０５２３１５号（WO2012/052315 A1）から公知である。その導電性コーティングは典型的には、１つまたは複数の機能層を、たとえば２つ、３つまたは４つの導電性の機能層を含む。この機能層は有利には少なくとも１種の金属、たとえば銀、金、銅、ニッケルならびに／もしくはクロム、または金属合金を含む。機能層は特に有利には、少なくとも９０重量％の金属、とりわけ少なくとも９９．９重量％の金属を含む。機能層は、上述の金属または金属合金から成ることができる。機能層は特に有利には、銀または銀含有合金を含む。かかる機能層は、特に有利な導電性を示すと同時に、可視スペクトル領域において高い透過率を示す。機能層の厚さは、有利には５ｎｍ〜５０ｎｍであり、特に有利には８ｎｍ〜２５ｎｍである。機能層の厚さの上述の範囲内では、可視スペクトル領域において有利な高さの透過率と、特に有利な導電性とが達成される。
【００３６】
典型的には、各２つの隣り合った機能層間にそれぞれ、少なくとも１つの誘電体層が配置されている。有利には、最初の機能層の下方および／または最後の機能層の上方に、さらに別の誘電体層が配置されている。誘電体層は、たとえば窒化シリコン等の窒化物または酸化アルミニウム等の酸化物等を含有する誘電体材料から成る少なくとも１つの単層を含む。また、誘電体層はそれぞれ、複数の単層を含むこともでき、たとえば誘電体材料の複数の単層、平坦化層、整合層、ブロック層および／または反射防止層を含むこともできる。１つの誘電体層の厚さは、たとえば１０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００３７】
かかる積層体は一般的に、磁場アシスト陰極スパッタリング等の真空法により行われる成膜プロセスの連続によって得られる。
【００３８】
他の適した導電層は有利には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープされた酸化錫（ＳｎＯ２：Ｆ）またはアルミニウムドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）を含む。
【００３９】
導電層は原則的に、電気的にコンタクトされ得るあらゆるコーティングとすることができる。本発明の板材が、たとえば窓領域の板材のように透視性を可能とするものである場合、導電層は有利には透明である。１つの有利な実施形態では導電層は、総厚が２μｍ以下、特に有利には１μｍ以下の１つの層または複数の単層の積層体である。
【００４０】
本発明の有利な透明導電層は、０．４Ω／□〜２００Ω／□のシート抵抗を有する。特に有利な一実施形態では、本発明の導電層は０．５Ω／□〜２０Ω／□のシート抵抗を有する。かかるシート抵抗のコーティングは、１２Ｖ〜４８Ｖの典型的な車載電圧の場合において車両ガラスを加熱するため、または最大５００Ｖの典型的な車載電圧の電気自動車において、特に適している。
【００４１】
本発明の複層板材の有利な一実施形態では、導電層は当該複層板材の縁部から２ｍｍ〜５０ｍｍの幅だけ、有利には５ｍｍ〜２０ｍｍの幅だけ離隔して配置されている。その際には、導電層は周辺との接触部を有さず、車両ウィンドウアンテナ板材の内側において中間層により、有利には損傷や腐食から保護される。
【００４２】
導電層は有利には、透明な導電性のコーティングを含む。「透明」とはここでは、３００ｎｍ〜１，３００ｎｍの波長の電磁波に対して、特に可視光に対して透過性であるという意味である。
【００４３】
車両ウィンドウアンテナ板材のうち、たとえばカバープリントまたはプラスチック筐体によって透視性が阻害されない領域に、アンテナ構造部および／またはグランドプレートが配置されるので、導電層が透明であることを要しない場合には、導電層を透明導電層より格段に厚くすることもできる。このように厚い層は、格段に低いシート抵抗を有し得る。有利なのは、たとえば導電性フィルム、有利には金属フィルム、特に銅フィルム、銀フィルム、金フィルムまたはアルミニウムフィルムから成る。導電性フィルムは、有利には５０μｍ〜１０００μｍの厚さ、有利には１００μｍ〜６００μｍの厚さを有する。導電性フィルムは、有利には１×１０６Ｓ／ｍ〜１０×１０７Ｓ／ｍの導電率、有利には３．５×１０７Ｓ／ｍ〜６．５×１０７Ｓ／ｍの導電率を有する。
【００４４】
もちろん、アンテナ構造部およびグランドプレートは、上掲の形態を互いに組み合わせたもの、たとえば、印刷されたペースト、導電性フィルム、導電層を分割したもの等を互いに組み合わせたものとすることができる。具体的には、アンテナ構造部はたとえば導電性フィルムから成り、かつグランドプレートは印刷されたペーストから成る等が可能である。
【００４５】
本発明の車両ウィンドウアンテナ板材の有利な一実施形態では、アンテナ構造部およびグランドプレートは板材の外縁部に配置されている。外縁部との最大距離は、有利には２０ｃｍ未満であり、特に有利には１０ｃｍ未満である。かかる配置により、アンテナ構造部、グランドプレートおよび給電線を、視覚的に目立たない黒色印刷またはカバーに、たとえばカメラ筐体に隠すことができる。
【００４６】
本発明の車両ウィンドウアンテナ板材の他の有利な一実施形態では、アンテナ構造部のアンテナ脚部は、フラット導体を介して車両ウィンドウアンテナ板材の縁部まで引き出されて、車両ウィンドウアンテナ板材から引き出されている。このフラット導体は少なくとも、車体に隣接して配置できる領域に、アンテナ構造部と導電結合される信号伝送路を有するストリップ導体であって、シールドがグランドプレートと導電結合されるストリップ導体として、有利にはコプレーナストリップ導体として構成されている。ここで「導電結合」とは、有利には直流結合を意味する。これに代えて、当該結合を容量結合とすることもできる。
【００４７】
本発明の車両ウィンドウアンテナ板材の他の有利な一実施形態では、アンテナ構造部とストリップ導体の信号伝送路とは、単一片を成すように構成されており、かつ／またはグランドプレートとストリップ導体のシールドとは、単一片を成すように構成されている。このことにより、アンテナの各異なる部分間の移行部における伝送損失を回避することができる。さらに、複数の各要素を１つの共用の基材フィルム上に配置する場合、上述の単一片の構造は特に簡単に作製することができる。
【００４８】
ストリップ導体は有利には、フィルム導体またはフレキシブルフィルム導体（フラット導体、フラットリボン導体）として構成されている。「フィルム導体」とは、幅が厚さより格段に大きい電気導体をいう。かかるフィルム導体はたとえば、銅、錫めっきされた銅、アルミニウム、銀、金もしくはその合金を含むまたはこれから成るストリップまたはリボンである。フィルム導体はたとえば、２ｍｍ〜１６ｍｍの幅と、０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍの厚さとを有する。フィルム導体は、絶縁性の、有利にはポリマーの外被を備えることができ、かかる外被はたとえばポリイミド系である。板材内の導電性コーティングのコンタクトを行うのに適したフィルム導体の総厚は、たとえば０．３ｍｍのみである。かかる薄さのフィルム導体は、困難を伴わずに、各板材間において熱可塑性の中間層内に埋め込むことができる。フィルム導体リボン内には、互いに電気的に絶縁された複数の導電層を設けることができる。
【００４９】
これに代えて、細い金属ワイヤを給電線として使用することもできる。かかる金属ワイヤは、とりわけ銅、タングステン、金、銀、アルミニウムまたはこれらのうち少なくとも２種の金属の合金を含む。合金は、モリブデン、レニウム、オスミウム、イリジウム、パラジウムまたは白金を含むこともできる。
【００５０】
アンテナ構造部と給電線との電気的伝送路接続部、および／またはグランドプレートと接地線ないしはシールドとの電気的伝送路接続部は、有利には、接続端領域と給電線との確実かつ長期間の電気的伝送路接続部を行える導電性接着材またははんだ接合部を用いて行われる。これに代えて、電気的伝送路接続部をクランプによって行うこともできる。というのも、クランプ接続は貼り合わせプロセスを通じて滑り防止性に固定されるからである。これに代えて、給電線を接続端領域上に重なるように印刷することもでき、たとえば、金属含有、特に銀含有の導電性印刷ペーストを用いて印刷することもできる。これに代えて、電気的伝送路接続部をはんだ付けによって作製することもできる。
【００５１】
本発明の車両ウィンドウアンテナ板材の他の有利な一実施形態では、グランドプレートは接地領域と、アンテナ信号の容量出力のための容量結合領域とを有する。本実施形態ではアンテナ信号は、グランドプレートの平面内においてアンテナ構造部とグランドプレート平面との間の誘電体によって容量結合領域と容量結合される。容量結合領域は、フィルム導体の信号伝送路の一領域と接続されており、または当該一領域と同一である。このことが特に有利である理由は、アンテナ信号のための給電線と接地ないしはシールドとを同一平面上に、１つのストリップ導体を用いて簡単に作製できるからである。車両ウィンドウアンテナ板材の内側のアンテナ構造部は、別途コンタクトする必要がなく、また、車両ウィンドウアンテナ板材内から別個の導体を引き出す必要もない。このことにより、板材縁部における封止問題や腐食問題を回避することができる。
【００５２】
本発明の車両ウィンドウアンテナ板材の他の有利な一実施形態では、中間層の、アンテナ構造部とグランドプレートとの間の直接的な領域は、その周辺領域における中間層の誘電体の比誘電率εｒ，３より大きい比誘電率εｒ，３’を有する誘電体から成る。有利には、εｒ，３’＞３×εｒ，３である。このことにより、アンテナの送受信特性を実際の要求に容易に合わせて調整することができるという利点が奏される。
【００５３】
本発明の車両ウィンドウアンテナ板材の他の有利な一実施形態では、アンテナ構造部、フラット導体および／またはグランドプレートは、基材フィルム上に配置されている。基材フィルムは、有利にはポリマーを含み、特に有利にはポリイミドもしくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含み、またはこれから成る。基材フィルムは２〜４の比誘電率を有し、特に有利には２．７〜３．３の比誘電率を有する。アンテナ構造部およびグランドプレートに対する基材フィルムの相対配置に応じて、基材フィルムは、介挿される誘電体として使用されて、規定通りのアンテナ特性の決定に関与することもできる。
【００５４】
本発明はまた、車両ウィンドウアンテナ板材構成体にも関するものであり、この車両ウィンドウアンテナ板材構成体は、本発明の上述の構成の車両ウィンドウアンテナ板材と、アンテナ構造部およびグランドプレートに電気的に結合された電子受信回路または電子送信回路とを備えている。かかる車両ウィンドウアンテナ板材構成体では、車両ウィンドウアンテナ板材はグレージング部（ガラス窓）として車両の車体に配置されている。グランドプレートは有利には接地面として使用され、かかる場合、グランドプレートは車両の参照電位に接続されている。
【００５５】
本発明の車両ウィンドウアンテナ板材の上述の複数の異なる実施形態や実施態様をそれぞれ単独で、または任意の組み合わせで実現することが可能である。
【００５６】
本発明の他の一側面は、車両ウィンドウアンテナ板材の製造方法、特に、本発明の上述の構成の車両ウィンドウアンテナ板材の製造方法に関するものであり、少なくとも、
（ａ）平面型のアンテナ構造部を内部板材と外部板材との間に配置し、グランドプレートをアンテナ構造部に対して車内スペース側に配置して、内部板材と、少なくとも１つの中間層と、外部板材とから成る積層体を作製することと、
（ｂ）積層体を貼り合わせて車両ウィンドウアンテナ板材を構成することと
を有する。
【００５７】
ステップ（ｂ）の貼り合わせ、すなわち中間層を介しての内部板材と外部板材との接合は有利には、熱、真空および／または圧力の作用下で行われる。複層板材を製造するための自明の手法を使用することができる。
【００５８】
たとえば、約１０バール〜１５バールの昇圧した圧力で、かつ１３０℃〜１４５℃の温度で、約２時間にわたっていわゆるオートクレーブ法を実施することが可能である。自明の真空袋法または真空リング法は、たとえば約２００ミリバールおよび８０℃〜１１０℃で動作する。内部板材と、熱可塑性の中間層と、外部板材とを、カレンダーで少なくとも１対のローラ間でプレスして板材にすることもできる。かかる方式の設備は、板材作製において公知であり、通常は、プレス機構前に少なくとも１つの加熱トンネルを備える。プレス工程中の温度は、たとえば４０℃〜１５０℃である。カレンダー法とオートクレーブ法との組み合わせは、実用上特に優れていることが判明している。これに代えて、真空ラミネータを使用することもできる。この真空ラミネータは、１つまたは複数の加熱可能かつ排気可能なチャンバから成り、このチャンバ内において、内部板材と外部板材とをたとえば約６０分以内で、０．０１ミリバール〜８００ミリバールの降圧した圧力で、かつ８０℃〜１７０℃の温度で貼り合わせる。
【００５９】
本発明の他の一側面は、陸上交通、航空または水上交通用の移動手段における本発明の車両ウィンドウアンテナ板材の使用、特に列車、船舶および自動車において、たとえばフロントガラス、リアガラス、サイドガラスおよび／またはルーフガラスとしての、本発明の車両ウィンドウアンテナ板材の使用に関するものである。
【００６０】
本発明はさらに、衛星支援ナビゲーションのためのＧＰＳ信号を受信するための、本発明の車両ウィンドウアンテナ板材の使用も包含する。
【００６１】
以下、図面と実施例とを参照して本発明を詳細に説明する。本図面は概略図であり、実寸の比率通りではない。また、本図面は本発明を何ら限定するものでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１Ａ】本発明の一実施形態の車両ウィンドウアンテナ板材の平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの一部Ｚの拡大図である。
【図１Ｃ】図１Ｂの切断線Ａ‐Ａ’に沿った断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｂの切断線Ｂ‐Ｂ’に沿った断面図である。
【図１Ｅ】図１Ｂの切断線Ｃ‐Ｃ’に沿った断面図である。
【図２Ａ】図１Ｂの代替的な実施例の切断線Ａ‐Ａ’に沿った断面図である。
【図２Ｂ】図１Ｂの代替的な実施例の切断線Ｂ‐Ｂ’に沿った断面図である。
【図３Ａ】図１Ｂの他の代替的な一実施例の切断線Ａ‐Ａ’に沿った断面図である。
【図３Ｂ】図１Ｂの他の代替的な一実施例の切断線Ｂ‐Ｂ’に沿った断面図である。
【図４Ａ】本発明の他の代替的な一実施形態の車両ウィンドウアンテナ板材の平面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの一部Ｚの拡大図である。
【図４Ｃ】図４Ｂの切断線Ａ‐Ａ’に沿った断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｂの切断線Ｂ‐Ｂ’に沿った断面図である。
【図４Ｅ】図４Ｂの切断線Ｄ‐Ｄ’に沿った断面図である。
【図５】本発明の他の代替的な一実施形態のアンテナ構造部を含む、図４Ａの一部Ｚの拡大図である。
【図６Ａ】本発明の他の代替的な一実施形態の車両ウィンドウアンテナ板材の平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａの一部Ｚの拡大図である。
【図６Ｃ】図６Ｂの切断線Ａ‐Ａ’に沿った断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｂの切断線Ｂ‐Ｂ’に沿った断面図である。
【図７】本発明の方法の一実施形態の詳細なフローチャートである。
【図８】本発明の車両ウィンドウアンテナ板材のいわゆるＳ１１パラメータの測定結果を示す図である。
【００６３】
図１Ａは、本発明の一実施例の車両ウィンドウアンテナ板材１００の平面図である。
【００６４】
図１Ｂは、図１Ａの本発明の車両ウィンドウアンテナ板材１００の一部Ｚの拡大図である。同図では、車両ウィンドウアンテナ板材１００はたとえば内部板材１と外部板材２とを備えており、これらは中間層３を介して互いに結合されている。車両ウィンドウアンテナ板材１００はたとえば、乗用自動車のフロントガラスである。車両ウィンドウアンテナ板材１００の寸法は、たとえば０．９ｍ×１．５ｍである。
【００６５】
内部板材１はたとえば、組付状態において車内スペース側に配置されるために構成されている。すなわち、内部板材１の車内側表面 IV には車内スペースから接近可能であるのに対し、外部板材２の外部側表面Ｉは、車内スペースを基準として外部を向いて設置される。内部板材１および外部板材２は、たとえば石灰ソーダガラスから成る。内部板材１の厚さはたとえば１．６ｍｍであり、外部板材２の厚さは２．１ｍｍである。もちろん、内部板材１と外部板材２とをたとえば等しい厚さにすることも可能である。中間層３は熱可塑性の中間層であり、たとえばポリビニルブチラール（ＰＶＢ）から成る。その厚さは０．７６ｍｍである。
【００６６】
図中の外観は、車両の外部から外部板材２の外部側表面Ｉを観察した平面図である。
【００６７】
図１Ｃは、図１Ｂの切断線Ａ‐Ａ’に沿った断面図である。図１Ｄは、図１Ｂの切断線Ｂ‐Ｂ’に沿った、対応する断面図である。
【００６８】
アンテナ構造部４およびグランドプレート５は、車両ウィンドウアンテナ板材１００の板材下縁部３０に配置されている。アンテナ構造部４は、本実施例では０．１ｍｍの厚さの銅フィルムから成り、これは内部板材１の外部側表面 III 上に配置される。アンテナ構造部４は本実施例では、３６ｍｍの長さｌＡと、同様に３４ｍｍの幅ｂＡとを有する方形の基礎面から成る。アンテナ構造部４の基礎面は、相対向する２つの角にそれぞれ三角形の切抜部７を有する。これらの各切抜部７は、正方形のそれぞれ一角から取り除いたものである。三角形の切抜部７はたとえば、隣辺長がａＤ＝２．５ｍｍの二等辺直角三角形である。アンテナ構造部４はさらに、方形の形状を有するスリット状の切抜部６も有し、これは９．５ｍｍの長さｌｓと３ｍｍの幅ｂｓとを有する。スリット状の切抜部６は長さ方向において、正方形の基礎面の対角線であって、三角形の切抜部７が位置する対角線に沿って配置されている。
【００６９】
アンテナ構造部４は、電気的伝送路接続部１３を介してフィルム導体１０の信号伝送路１１に接続されている。電気的伝送路接続部１３はたとえば、はんだ箇所または導電性接着材である。フィルム導体１０は少なくとも、板材縁部３０の領域に設けられており、同図ではたとえば、その全長にわたってコプレーナストリップ導体として構成されている。すなわち平面状の信号伝送路１１は、当該信号伝送路１１と同一平面内に配置された２つの平面状のシールド１２またはシールド導体によって挟まれている。よって、フィルム導体１０は３つの内部導体１５、すなわち１つの信号伝送路１１と２つのシールド１２とから成り、これらはたとえば片面において、有利には両面において、電気絶縁部１６によって覆われている。電気絶縁部１６はたとえばポリマーフィルムであり、特にポリイミドフィルムである。内部導体１５はたとえば、幅４ｍｍかつ厚さ２００μｍのアルミニウムフィルムである。フィルム導体１０は、板材縁部３０まわりに設けられている。２つのシールド１２は、内部板材１の車内側表面 IV 上において電気的伝送路接続部１３を介してグランドプレート５に電気的に接続されている。電気的伝送路接続部１３はたとえば、はんだ箇所または導電性接着材である。さらに、フィルム導体１０は接続端要素１４も有し、たとえば、電子受信回路または電子送信回路に接続するための、ここでは特にＧＰＳ電子受信回路に接続するための、同軸ＳＭＡ（Sub-Minature-A）コネクタを有する。
【００７０】
グランドプレート５は、６ｃｍの幅ｂGと１３ｃｍの長さｌGとを有する方形の基礎面を有する。グランドプレート５は、内部板材１に関してアンテナ構造部４を直交投影した領域から突出している。グランドプレート５は、板材縁部３０から板材内側に向かって約２０ｍｍの距離だけずれている。
【００７１】
図１Ｅは、図１Ｂの切断線Ｃ‐Ｃ’に沿った断面図である。アンテナ構造部４の直交投影は、内部板材１の車内側表面 IV 上の面Ａにわたって延在する。グランドプレート５は、アンテナ構造部４を直交投影した面Ａから完全に、つまり全体的に突出している。
【００７２】
アンテナ構造部４の正方形の基礎面は、その側辺が板材縁部３０に対して平行にして配置されている。もちろん、側辺が板材縁部３０に対して所定の角度をとること、たとえば４５°とすることもできる。信号伝送路１１は、アンテナ構造部４の、側縁部３０に直接隣接する側辺において、当該アンテナ構造部４に接続されている。スリット状の切抜部６、および三角形の切抜部７が設けられた対角線は、信号導体１１の接続点から見て左下から右上に向かって延在している。
【００７３】
図中のアンテナ構造部４は、１５７５，４２ＭＨｚのＬ１周波数を有する右旋円偏波のＧＰＳ信号を受信するために適したものである。図中のアンテナ構造部４はまた、良好なＧＬＯＮＡＳＳ受信を達成するためにも適したものである。
【００７４】
アンテナ構造部４およびグランドプレート５は、車両ウィンドウアンテナ板材１００のうち、外部板材２の車内側表面 II 上にカバープリント３２が黒色印刷の形態で設けられた領域に配置されている。カバープリント３２は、可視光に対して非透過性であり、車体内側への車両ウィンドウアンテナ板材１００の接着部まで、ないしはアンテナ構造部４またはグランドプレート５までの透視を遮る。カバープリント３２は、アンテナ構造部４とグランドプレート５とによって構成されるアンテナの周波数領域の電磁波に対しては透過性である。アンテナの作用は、カバープリント３２によっては影響を受けないか、または実質的に影響を受けない。
【００７５】
図２Ａは、図１Ｂの代替的な実施例の切断線Ａ‐Ａ’に沿った断面図である。図２Ｂは、図１Ｂの代替的な実施例の切断線Ｂ‐Ｂ’に沿った断面図である。
【００７６】
図２Ａおよび図２Ｂが図１Ｃおよび図１Ｄと相違する点は、アンテナ構造部４の配置のみである。アンテナ構造部４は、本実施例では外部板材２と中間層３との間に配置されている。アンテナ構造部４とグランドプレート５との間の誘電体は、中間層３、およびアンテナ構造部４とグランドプレート５との間の内部板材１によって構成されている。フィルム導体１０は、車両ウィンドウアンテナ板材１００の内側において、外部板材２と中間層３との間に延在している。その他の構成は、図１Ａ〜１Ｅについての記載事項に相当する。
【００７７】
図３Ａは、図１Ｂの他の代替的な一実施例の切断線Ａ‐Ａ’に沿った断面図である。図３Ｂは、図１Ｂの他の代替的な一実施例の切断線Ｂ‐Ｂ’に沿った断面図である。
【００７８】
図３Ａおよび図３Ｂが図２Ａおよび図２Ｂと相違する点は、グランドプレート５の配置のみである。アンテナ構造部４は、本実施例では外部板材２と中間層３との間に配置されている。グランドプレート５は、中間層３と内部板材１との間に配置されている。アンテナ構造部４とグランドプレート５との間の誘電体は、中間層３のうち、アンテナ構造部４とグランドプレート５との間の領域によって構成されている。信号伝送路１１およびシールド１２は車両ウィンドウアンテナ板材１００の内側において、外部板材２と中間層３との間に延在しており、シールド１２は、同様に車両ウィンドウアンテナ板材１００の内側において、または板材縁部３０において、電気的伝送路接続部１３を介してグランドプレート５にコンタクトしている。車両ウィンドウアンテナ板材１００の内側に配置されている電気的伝送路接続部１３については、図４Ｅにおいて詳細に例示されている。その他の構成は、図１Ａ〜１Ｅについての記載事項に相当する。
【００７９】
図４Ａは、本発明の他の代替的な一実施形態の車両ウィンドウアンテナ板材１００の平面図である。図４Ｂは、図４Ａの一部Ｚの拡大図である。図４Ｃは、図４Ｂの切断線Ａ‐Ａ’に沿った断面図である。図４Ｄは、図４Ｂの切断線Ｂ‐Ｂ’に沿った断面図である。図４Ｅは、図４Ｂの切断線Ｄ‐Ｄ’に沿った断面図である。
【００８０】
図４Ａの車両ウィンドウアンテナ板材１００は、その材料および配置については基本的に図１Ａの車両ウィンドウアンテナ板材１００と一致しているので、以下では両車両ウィンドウアンテナ板材１００間の相違点のみを述べる。図１Ａとの相違点は、アンテナ構造部４およびグランドプレート５が、車両ウィンドウアンテナ板材１００の上部側縁部３１に配置されていることである。アンテナ構造部４およびグランドプレート５は、同図では通信窓３３の領域に配置されている。通信窓３３のこの領域には、たとえば降雨センサまたはカメラ等の他のセンサが配置されている。通信窓３３の領域は車内スペース側において、有利にはセンサを内部に配置したプラスチック筐体によって覆われている（同図では示されていない）。アンテナ構造部４およびグランドプレート５は、その材料および寸法については、図３Ａおよび図３Ｂの実施例のアンテナ構造部４およびグランドプレート５と一致する。図３Ａおよび図３Ｂとの相違点は、中間層３が車両ウィンドウアンテナ板材１００全体にわたって均等には設けられておらず、２つの部分領域に分割されていることである。アンテナ構造部４とグランドプレート５との間には、その周辺の領域の中間層３の誘電体の比誘電率εｒ，３より大きい比誘電率εｒ，３’を有する材料から成る中間層３’が設けられている。よってアンテナ構造部４は、外部板材２と中間層３’のこの領域との間に配置されることとなる。グランドプレート５は、中間層３’の領域と内部板材１との間に配置されている。本実施例では誘電率については、たとえばεｒ，３’＝３×εｒ，３が適用される。アンテナ構造部４とグランドプレート５との間の中間層３’の適切な選定により、アンテナ特性を実際の要求に特に良好に合わせて調整することができる。
【００８１】
本発明のアンテナ構造部４の本実施例ではさらに、当該アンテナ構造部４の基礎面において２つの方形の切抜部８が、当該アンテナ構造部４と信号伝送路１１との間の電気的伝送路接続部１３の両側に配置されている。これらの方形の切抜部８により、アンテナ構造部４からのアンテナ信号の出力が改善される。
【００８２】
図４Ｅは、図４Ｂの切断線Ｄ‐Ｄ’に沿った断面図である。同図では、ストリップ導体１０のシールド１２とグランドプレート５との間の電気的伝送路接続部１３の一実施例が示されている。本実施例では、シールド１２の一部区間が中間層３’とグランドプレート５との間に配置されている。シールド１２とグランドプレート５との間のこの電気的伝送路接続部１３は、板材縁部３１から約１０ｍｍ離隔している。このことによって、この複層板材の内側に伝送路接続部１３を簡単かつ確実に封入することができ、伝送路接続部１３は機械的に安定化され、水分から気密に保護され、ひいては腐食防止される。
【００８３】
もちろん、上述の措置は有利には、本発明の他の実施形態と組み合わせることもでき、特に図３Ａおよび図３Ｂの実施形態と組み合わせることができる。
【００８４】
図５は、図４Ａ〜４Ｄに示された本発明の車両ウィンドウアンテナ板材１００の実施例に代わる代替的な一実施例を示しており、本実施例ではアンテナ構造部４の基礎面のみが、図４Ａ〜４Ｄとは異なる形状を有している。本実施例では基礎面は楕円形であり、信号伝送路１１はその長軸ないしは短軸に対してたとえば４５°の角度で配置されている。本実施例では、アンテナ構造部４の基礎面の長さｌＡは楕円形の最大径に相当する。すなわち、長軸の方向における径に相当する。幅ｂＡは、本実施例では楕円形の最小径に相当する。
【００８５】
図６Ａ〜６Ｄは、図１Ａ〜１Ｄに示された本発明の車両ウィンドウアンテナ板材１００の実施例に代わる代替的な一実施例を示しており、本実施例ではアンテナ構造部４の電気的コンタクトのみが異なる構成となっている。図６Ａ〜６Ｄに示されているように、信号伝送路１１はグランドプレート５およびシールド１２の平面内に配置されており、かつシールド１２は、グランドプレート５と単一片を成すように連結している。信号伝送路１１は本実施例では、介挿されている誘電体としての内部板材１を介して、アンテナ構造部４と容量結合されている。アンテナ信号はこの誘電体を介して、信号伝送路１１の容量結合領域２０と結合され、接続端要素１４へ伝送される。かかる構成は、信号伝送路１１もシールド１２のいずれも、車両ウィンドウアンテナ板材１００の内側に引き入れる必要がないという格別な利点を奏する。電気的コンタクトは全て、本実施例では車両ウィンドウアンテナ板材１００の外側に位置している、グランドプレート５の平面を介して行われる。グランドプレート５、信号伝送路１１、および本実施例ではグランドプレート５の直接的な電気的コンタクトにも使用されるシールド１２は、基材フィルム上に配置すること、たとえばポリイミドフィルムまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に配置することもできる。その厚さはそれぞれ、たとえば０．０５ｍｍである。これに代えて、グランドプレート５、信号伝送路１１およびシールド１２を、たとえばカメラカバー等の形状安定性のプラスチック基材上に配置して、当該プラスチック基材と共に、たとえば接着によって、内部板材１の車内側表面 IV に固定することもできる。
【００８６】
図７は、本発明の車両ウィンドウアンテナ板材１００の本発明の一実施例の製造方法のフローチャートである。
【００８７】
図８は、いわゆるＳ１１パラメータの測定結果を示している。測定結果を得るために、接続端要素１４を介してアンテナの入力端にネットワークアナライザを接続し、その入力端反射を周波数の関数として測定した。Ｓ１１パラメータは、入力端が参照システム（ここでは５０Ω）にどの程度良好に（ないしはどの程度劣悪に）マッチングされているかの情報を示唆するものであり、よって、電気信号のうちどのような割合が電磁信号に変換されてアンテナによって放射されるかを表す尺度を示唆するものである。Ｓ１１値が高い場合には（ここではたとえば−５ｄＢ）、入力信号が強く反射されており、当該周波数に対するアンテナのマッチングは悪く、よってアンテナは、供給された電気信号を、放射される電磁波に有効に変換していないということができる。Ｓ１１値が低い場合には（ここではたとえば−４０ｄＢ）、入力信号があまり反射されておらず、したがって当該周波数に対するアンテナのマッチングは良好であり、よってアンテナは、供給された電気信号を、放射される電磁波に非常に有効に変換しているということができる。信号マッチングが良好であるということは、アンテナが、適切な周波数帯の入射した電磁波を良好に吸収して電気信号に有効に変換していると推定することもできる。
【００８８】
図８は、事例１（点線）において、図１Ａ〜１Ｆの実施例の車両ウィンドウアンテナ板材１００における１ＧＨｚ〜２ＧＨｚの周波数領域の場合のＳ１１パラメータの測定結果を示している。当該測定に際しては、車両ウィンドウアンテナ板材１００をテストベンチ上で測定した。すなわち、車両ウィンドウアンテナ板材１００を車体に組み付けなかった。当該測定により、約１．５７５ＧＨｚの周波数の場合、最小値は約−１３ｄＢとなった。基準値として、１．５７５ＧＨｚの周波数を縦の破線としてグラフ中にプロットしている。
【００８９】
当該測定により、事例１の車両ウィンドウアンテナ板材１００は、１．５０ＧＨｚ〜１．６５ＧＨｚの領域において−１０ｄＢ未満のＳ１１値を示し、これにより、良好なＧＰＳ受信および良好なＧＬＯＮＡＳＳ受信の双方を達成するために十分に広帯域となるので、ＧＰＳ受信のために非常に良好なアンテナ特性を示していることが分かる。
【００９０】
図８はさらに、事例２（実線）において、車両ウィンドウアンテナ板材１００を車体に組み付けた状態で行った、事例１の車両ウィンドウアンテナ板材１００のＳ１１パラメータの測定結果を示している。当該測定により、約１．５７５ＧＨｚのＧＰＳ周波数の場合、値は約−１８ｄＢとなり、約１．６５ＧＨｚの周波数の場合には最小値は約−４２ｄＢにもなった。
【００９１】
事例２の車両ウィンドウアンテナ板材１００は、給電線として使用されるストリップ導体１０が車体の組付フレームの直近に設けられて組み付けられた状態の場合、ＧＰＳ関連およびＧＬＯＮＡＳＳ関連の１．５０ＧＨｚ〜１．６５ＧＨｚの周波数領域において、事例１の組み付けられていない状態の車両ウィンドウアンテナ板材１００より格段に良好な受信特性（低いＳ１１値）を示す。この効果は、当業者にとって想定し得ないものであり、かつ驚くべきものであった。
【００９２】
まとめとして、本発明は、アンテナ、特にＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳアンテナを、簡単かつ低コストで組み込むことができる、改善された車両ウィンドウ板材を提供するものである。
【符号の説明】
【００９３】
１              内部板材
２              外部板材
３，３’        中間層
４              アンテナ構造部
５              グランドプレート
６              スリット状の切抜部
７              三角形の切抜部
８              方形の切抜部
１０            ストリップ導体、フィルム導体
１１            信号伝送路
１２            シールド
１３            電気的伝送路接続部
１４            接続端要素
１５            内部導体
１６            電気絶縁部
２０            容量結合領域
３０，３１      板材縁部
３２            カバープリント
３３            通信窓
１００          車両ウィンドウアンテナ板材
Ａ              アンテナ構造部４の直交投影の面
ａＤ            三角形の切抜部７の隣辺長
ｂＡ            アンテナ構造部４の幅
ｂＧ            グランドプレート５の幅
ｂｓ            スリット状の切抜部６の幅
εｒ，１／２        内部板材１または外部板材２の比誘電率
εｒ，３，εｒ，３’  中間層３，３’の比誘電率
ｌＡ            アンテナ構造部４の長さ
ｌＧ            グランドプレート５の長さ
ｌｓ            スリット状の切抜部６の長さ
Ａ−Ａ’        切断線
Ｂ−Ｂ’        切断線
Ｃ−Ｃ’        切断線
Ｚ              一部
Ｉ              外部板材２の外部側表面
II              外部板材２の車内側表面
III             内部板材１の外部側表面
IV              内部板材１の車内側表面
【図１Ａ】
0006632634.tif 000003
【図１Ｂ】
0006632634.tif 000004
【図１Ｃ】
0006632634.tif 000005
【図１Ｄ】
0006632634.tif 000006
【図１Ｅ】
0006632634.tif 000007
【図２Ａ】
0006632634.tif 000008
【図２Ｂ】
0006632634.tif 000009
【図３Ａ】
0006632634.tif 000010
【図３Ｂ】
0006632634.tif 000011
【図４Ａ】
0006632634.tif 000012
【図４Ｂ】
0006632634.tif 000013
【図４Ｃ】
0006632634.tif 000014
【図４Ｄ】
0006632634.tif 000015
【図４Ｅ】
0006632634.tif 000016
【図５】
0006632634.tif 000017
【図６Ａ】
0006632634.tif 000018
【図６Ｂ】
0006632634.tif 000019
【図６Ｃ】
0006632634.tif 000020
【図６Ｄ】
0006632634.tif 000021
【図７】
0006632634.tif 000022
【図８】
0006632634.tif 000023