(57)【要約】【課題】面積の小さいサイドガラスで、ＴＶ帯域を受信できる感度の良い車両用ガラスアンテナを提供する。【解決手段】ＶＨＦ−ＬＯＷ帯域受信用のループパターン１２と、ＶＨＦ−ＨＩ帯域受信用の線状パターン１４とを有している。ループパターン１２の上側および下側アンテナ導体は、サイドガラスの横方向中心線１６から上下に等距離に振り分けられている。ループパターン１２の左側および右側アンテナ導体は、車体開口部８の縁に沿って平行に延びている。このループパターン１２の左上隅には、アンテナ端子ＡＮＴ−２が設けられている。一方、ＶＨＦ−ＨＩ帯域受信用の線状パターン１４は、ループパターン１２の上側アンテナ導体に平行に延びており、その左側端には、アンテナ端子ＡＮＴ−１が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のサイドガラスに形成され、テレビ帯域を受信する車両用ガラスアンテナであって、
ＶＨＦ低帯域を受信するループパターンと、
前記ループパターンの外側に設けられ、ＶＨＦ高帯域を受信する線状パターンと、
を有する車両用ガラスアンテナ。
【請求項２】
前記ループパターンは、前記サイドガラスを囲む車両の開口部を横方向に３等分した場合に、その中間の領域に、ループパターンの横方向中心線を配置し、前記横方向中心線から等距離に配置される上側および下側アンテナ導体と、前記車両の開口部の縁に平行に配置される左側および右側アンテナ導体とからなる四辺形状であり、
前記線状パターンは、前記ループパターンの上側アンテナ導体または下側アンテナ導体に近接して平行に設けられている、請求項１に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項３】
前記ループパターンは、前記線状パターンが近接する前記上側または下側のアンテナ導体とは反対側の下側または上側のアンテナ導体の外側に並列に延びるアンテナ導体を含む、請求項２に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項４】
前記線状パターン上に設けられた第１の給電端子と、
前記ループパターン上に設けられた第２の給電端子と、
中心導体が前記第１の給電端子に接続され、外部導体が第１のアース端子を介して前記車両の車体に接続される第１の同軸給電線と、
中心導体が前記第２の給電端子に接続され、外部導体が第２のアース端子を介して前記車両の車体に接続される第２の同軸給電線と、
を備える請求項１，２または３に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項５】
前記ループパターン上にショートスタブ端子が設けられ、前記ショートスタブ端子は、リード線を経て前記第２のアース端子に接続され、
前記第２の給電端子と前記ショートスタブ端子との間の距離は、前記第２の同軸給電線のインピーダンスに、前記ループパターンのインピーダンスがマッチングするように調整される、請求項４に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項６】
前記リード線に、スイッチが挿入され、
前記線状パターンによりＶＨＦ高帯域を受信する場合には、前記スイッチをオフし、
前記ループパターンによりＶＨＦ低帯域を受信する場合には、前記スイッチをオンする、請求項５に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項７】
前記ＶＨＦ低帯域は、９０〜１０８ＭＨｚであり、前記ＶＨＦ高帯域は、１７０〜２１７ＭＨｚである、請求項１〜６のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項８】
請求項４，５または６に記載のアンテナと、
前記第１の同軸給電線に接続された第１の増幅器と、
前記第２の同軸給電線に接続された第２の増幅器と、
を備える車両用ガラスアンテナ装置。
【請求項９】
車両の左右の各サイドガラスに、請求項５または６に記載のアンテナを備え、これら２つのアンテナによりダイバーシティ受信する車両用ガラスアンテナ装置。
【請求項１０】
車両の左右のサイドガラスの一方に、請求項４に記載のアンテナと、
車両の左右のサイドガラスの他方に、請求項５または６に記載のアンテナと、
前記各アンテナの第１および第２の同軸給電線にそれぞれ接続された増幅器とを備え、
前記２つのアンテナによりダイバーシティ受信する車両用ガラスアンテナ装置。
【請求項１１】
前記ＶＨＦ低帯域は、９０〜１０８ＭＨｚであり、前記ＶＨＦ高帯域は、１７０〜２１７ＭＨｚである、請求項８，９または１０に記載の車両用ガラスアンテナ車両用ガラスアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ガラスアンテナに関し、特に、小面積のサイドガラスに形成され、テレビ（ＴＶ）放送を受信する車両用ガラスアンテナに関する。さらには、このようなアンテナを用いた車両用ガラスアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のサイドガラスに設けられるＴＶアンテナとしては、サイドガラスに、金属ペーストでパターンを設けたものがある（特許文献１，２参照）。特許文献１に記載されている車両用ガラスアンテナは、サイドガラスの中央部分にアンテナ導体が延びている。特許文献２に記載されている車両用ガラスアンテナでは、サイドガラスの中央部分にアンテナ導体は延びていないが、アンテナパターン中に無給電導体を含むので、アンテナパターンが複雑である。
【０００３】
また、金属ペーストによるアンテナ導体を用いないものとして、透明導電膜を窓ガラスにコーティングし、車両のボディとの間に隙間（スロット）を作り、スロットアンテナとして動作させるものがある（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１０−６５４３０号公報
【特許文献２】特開平１１−１４５７１７号公報
【特許文献３】特開平６−４５８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の自動車のサードシート化により、サイドガラスの見映えの良いもの（具体的には、アンテナ導体が少なく、サイドガラスの中央部にはアンテナ導体が無い）が要求されるようになってきている。車両のサイドガラスにＴＶ帯域を受信できるアンテナを、金属パターンで構成する場合、特許文献１に記載の車両用ガラスアンテナでは、窓ガラスの中央部分の視野が妨げられるとともに、見映えが悪いという問題がある。
【０００５】
特許文献２に記載の車両用ガラスアンテナでは、窓ガラスの中央部分の視野が妨げられることはないが、導体の本数が多く、アンテナパターンが複雑になり、見映えが良くないという問題が依然として残っている。さらに、アンテナパターンが複雑になると、良好な感度を得るための感度調整が困難である、という問題も生じる。
【０００６】
一方、導電膜を用いたスロットアンテナは、大きなガラス面積を有するフロントやバックウィンドウでは実用的であったが、小面積のサイドウィンドウでは十分な感度が得られない。これは、スロットアンテナと給電線とのインピーダンスマッチングが困難なためである。
【０００７】
本発明の目的は、面積の小さいサイドガラスで、ＴＶ帯域を受信できる感度の良い車両用ガラスアンテナを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、感度調整が容易なサイドガラス用のアンテナを提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、視野を妨げられず、車両デザインを損なわない見映えの良いサイドガラス用のアンテナを実現することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、上記のようなアンテナを用いた車両用ガラスアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様は、車両のサイドガラスに形成され、テレビ帯域を受信する車両用ガラスアンテナである。
【００１２】
この車両用ガラスアンテナは、ＶＨＦ低帯域を受信するループパターンと、ループパターンの外側に設けられ、ＶＨＦ高帯域を受信する線状パターンとを有している。
【００１３】
ループパターンは、サイドガラスを囲む車両の開口部を横方向に３等分した場合に、その中間の領域に、ループパターンの横方向中心線を配置し、横方向中心線から等距離に配置される上側および下側アンテナ導体と、車両の開口部の縁に平行に配置される左側および右側アンテナ導体とからなる四辺形状であり、線状パターンは、ループパターンの上側アンテナ導体または下側アンテナ導体に近接して平行に設けられている。
【００１４】
ループパターンは、線状パターンが近接する上側または下側のアンテナ導体とは反対側の下側または上側のアンテナ導体の外側に並列に延びるアンテナ導体を含むことができる。
【００１５】
車両用ガラスアンテナは、さらに、線状パターン上に設けられた第１の給電端子と、ループパターン上に設けられた第２の給電端子と、中心導体が第１の給電端子に接続され、外部導体が第１のアース端子を介して車両の車体に接続される第１の同軸給電線と、中心導体が第２の給電端子に接続され、外部導体が第２のアース端子を介して車両の車体に接続される第２の同軸給電線とを備えることができる。
【００１６】
以上のような構成の車両用ガラスアンテナにおいて、ループパターン上にショートスタブ端子が設けられ、ショートスタブ端子は、リード線を経て第２のアース端子に接続され、第２の給電端子とショートスタブ端子との間の距離は、第２の同軸給電線のインピーダンスに、ループパターンのインピーダンスがマッチングするように調整される。
【００１７】
リード線に、スイッチを挿入し、線状パターンによりＶＨＦ高帯域を受信する場合には、スイッチをオフし、ループパターンによりＶＨＦ低帯域を受信する場合には、スイッチをオンするように構成してもよい。
【００１８】
本発明の第２の態様は、車両用ガラスアンテナ装置である。この車両用ガラスアンテナ装置では、感度を良くするために増幅器を備えることができる。また、ショートスタブがない状態で感度に問題がなければショートスタブを設けなくても良い。
【００１９】
また本発明の車両用ガラスアンテナ装置によれば、左右のサイドガラスにアンテナを設けて、ダイバーシティ受信できるように構成することもできる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の車両用ガラスアンテナは、ショートスタブによるインピーダンスマッチング手段を備えたため、サイドガラス面積が小さいときでも、ＴＶ帯域の感度が良い。
【００２１】
また本発明の車両用ガラスアンテナは、ループパターンと、このループパターンの外側に設けられた線状パターンとよりなるアンテナパターンとしたため、パターン構成が簡単であり、見映えが良く、さらにサイドガラスの中央部分にはアンテナ導体がないので、視野が妨げられることがない。
【００２２】
さらに本発明の車両用ガラスアンテナは、感度調整が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１に、車体６の開口部８での面積が０．１５ｍ2 のサイドガラス１０に設けた本発明の車両用ガラスアンテナを示す。このアンテナは、ＶＨＦ−ＬＯＷ帯域（９０〜１０８ＭＨｚ）受信用のループパターン１２と、ＶＨＦ−ＨＩ帯域（１７０〜２１７ＭＨｚ）受信用の線状パターン１４とを有している。これらパターンは、例えば銀ペーストをサイドガラスに印刷し、焼成することにより作成される。
【００２５】
ループパターン１２の上側および下側アンテナ導体は、サイドガラスの横方向中心線１６から上下に等距離Ａに振り分けられている。すなわち、本実施例では、サイドガラスの横方向中心線に、ループパターンの横方向中心線を一致させている。
【００２６】
ループパターン１２の左側および右側アンテナ導体は、車体開口部８の縁に沿って平行に延びている。
【００２７】
また、中心線１６上でのループパターンの横方向寸法はＢであり、ループパターンの左側アンテナ導体と車体６とは、距離Ｃだけ離れている。
【００２８】
このループパターン１２の左上隅には、アンテナ端子（給電端子）ＡＮＴ−２が設けられている。このアンテナ端子には、ＶＨＦ−ＬＯＷ用の同軸フィーダ（給電線）２４の中心導体が接続される。同軸フィーダ２４の外部導体は、アース端子２６により車体６に接続される。
【００２９】
一方、ＶＨＦ−ＨＩ帯域受信用の線状パターン１４は、ループパターン１２の上側アンテナ導体に距離Ｄだけ離れて平行に延びており、長さはＥである。その左側端には、アンテナ端子ＡＮＴ−１が設けられている。このアンテナ端子には、ＶＨＦ−ＨＩ用の同軸フィーダ２０の中心導体が接続される。同軸フィーダ２０の外部導体は、アース端子２２により車体６に接続される。
【００３０】
ループパターン１２の左側アンテナ導体には、ループパターンを車体に短絡するためのショートスタブ（短絡部）端子２８が設けられ、リード線３０を経て、同軸フィーダ２４のアース端子２６に接続される。ショートスタブ端子２８とリード線３０とで、ショートスタブを構成する。ショートスタブは同軸フィーダ２４とループパターン１２のインピーダンスマッチングのために用いられ、ＶＨＦ−ＬＯＷ帯域のインピーダンスを最適とする位置に設けられる。
【００３１】
以上のような車両用ガラスアンテナの設計方法について説明する。
（１）ＶＨＦ−ＬＯＷ用のループパターン１２の設計
アンテナ端子ＡＮＴ−２とショートスタブとの間の寸法Ｆを４０ｍｍとして基本パターンを作成する。基本パターンの寸法は、Ａ＝８０ｍｍ，Ｂ＝３５０ｍｍ，Ｃ＝１０ｍｍ，Ｄ＝５ｍｍ，Ｅ＝２７０ｍｍとする。
【００３２】
ネットワークアナライザを用いて、アンテナ端子ＡＮＴ−２のインピーダンスを見ながら、９２〜９３ＭＨｚのＶＳＷＲ（定在波比）が最低となるようにＢの寸法を調整する。このとき、ループパターン１２の右側アンテナ導体と車体６との間隔が５ｍｍになっても調整がつかない場合は、ループパターンの下側アンテナ導体に、さらに点線で示すようにアンテナ導体３２を並列に追加する。
【００３３】
次に、９８ＭＨｚでＶＳＷＲが最低となるようにＦの寸法を調整する（４０ｍｍから拡大していく）。
【００３４】
最後に、アンテナ端子ＡＮＴ−２のＶＨＦ−ＬＯＷ感度を確認する。
（２）ＶＨＦ−ＨＩ用の線状パターンの設計
アンテナ端子ＡＮＴ−１のＶＨＦ−ＨＩ感度を見ながらＥの寸法を調整する。必要ならばＤの寸法も調整する。
【００３５】
ＥとＤの寸法が決定したら、アンテナ端子ＡＮＴ−１およびＡＮＴ−２の感度を確認する。
【００３６】
以上の例では、アンテナ端子ＡＮＴ−１およびＡＮＴ−２をパターンの左側に設けたが、これに限定されるものではなく、端子の位置は、設計，製造上可能な位置に任意に決めてよい。
【実施例２】
【００３７】
特定車種の車両の左右サイドガラス（面積０．１５ｍ2 ）に、本発明の車両用ガラスアンテナを形成し、左右のアンテナ間でダイバーシティ受信を行う車両用ガラスアンテナ装置を構成する。
【００３８】
このような車両用ガラスアンテナ装置では、受信感度を高めるために、同軸フィーダからの受信信号を増幅する増幅器（アンプ）を用いることができる。アンテナの受信感度が良い場合には、アンプは不要である。
【００３９】
左右のサイドガラスに形成される車両用ガラスアンテナのパターンを、図２（Ａ），（Ｂ）に示す。図２（Ａ）は左側アンテナを、図２（Ｂ）は右側アンテナをそれぞれ示す。
【００４０】
図２（Ａ）に示す左側アンテナにおいて、線状パターンの長さは５０ｍｍである。左端にアンテナ端子ＡＮＴ−１が設けられている。ループパターンの上下アンテナ導体は、ガラスの横方向中心線から上下に８０ｍｍずつ振り分け、ループパターンの中心線上の横方向寸法は、３７０ｍｍである。
【００４１】
線状パターンとループパターンの上側アンテナ導体との間のギャップは５ｍｍ、ループパターンの左側アンテナ導体と車体との間のギャップは１０ｍｍである。ループパターンの左上隅に、アンテナ端子ＡＮＴ−２が設けられている。
【００４２】
アンテナ端子ＡＮＴ−１，ＡＮＴ−２は、図１に示したように同軸フィーダにそれぞれ接続される。
【００４３】
アンテナ端子ＡＮＴ−２とショートスタブ端子２８との間の距離は１００ｍｍであり、ショートスタブ端子２８は、長さが２００ｍｍのリード線（図示せず）で、同軸フィーダのアース端子（図示せず）に接続される。
【００４４】
ネットワークアナライザを用いて、アンテナのインピーダンス特性を見るために、スミスチャートを生成した。図３に、スミスチャートを示す。（Ａ）は、線状パターンのＶＨＦ−ＬＯＷ帯域のスミスチャート、（Ｂ）は、線状パターンのＶＨＦ−ＨＩ帯域のスミスチャート、（Ｃ）はループパターンのＶＨＦ−ＬＯＷ帯域のスミスチャート、（Ｄ）はループパターンのＶＨＦ−ＨＩ帯域のスミスチャートである。
【００４５】
図３（Ｂ）から、線状パターンは、ＶＨＦ−ＨＩ帯域で感度の良いアンテナであることがわかり、図３（Ｃ）からループパターンは、ＶＨＦ−ＬＯＷ帯域で感度の良いアンテナであることがわかる。
【００４６】
図２（Ｂ）に示す右側アンテナは、図２（Ａ）に示した左側アンテナと同一構成である。アンテナ端子を区別するため、右側アンテナにおける線状パターンのアンテナ端子をＡＮＴ−３，ループパターンの端子をＡＮＴ−４とするものとする。
【００４７】
左右のサイドガラスに形成された、以上のような同一パターンのアンテナ間でダイバーシティを構成し、アンプ無しの場合について、ＶＨＦ−ＬＯＷおよびＶＨＦ−ＨＩの周波数帯域で、左右のアンテナの感度およびダイバーシティ（ＤＩＶ）感度を電波暗室で測定した値を表１に示す。
【００４８】
【表１】
2005086214.tif 000003
【００４９】
ＶＨＦ−ＬＯＷ帯域では、９１，９７，１０３ＭＨｚの３つの周波数について測定した。ＶＨＦ−ＨＩ帯域では、１７１，１７７，１８３，１８９，１９３，１９９，２０５，２１１，２１７ＭＨｚの９つの周波数について測定した。なお、感度は電界比（ｄＢμＶ）で表されている。
【００５０】
本発明のアンテナは、ショートスタブを用いてループパターンを車体にアースしているため、ループパターンに近接しているＶＨＦ−ＨＩ用の線状ループのアンテナの感度が少し低下する傾向があることが、表１の測定値からわかる。
【００５１】
また、左側アンテナおよび右側アンテナの感度は同じであるが、ダイバーシティ受信することにより、単独の場合に比べて感度が増大していることがわかる。
【００５２】
以上の測定値のダイバーシティ最小感度およびダイバーシティ平均感度を表２に示す。
【００５３】
【表２】
2005086214.tif 000004
【００５４】
以上のように、左右のサイドガラスのアンテナにショートスタブ有りのものを用い、アンプ無しでダイバーシティ受信した場合、良好な感度が得られることがわかる。
【実施例３】
【００５５】
次に、アンプを用いてダイバーシティ受信する例を説明する。右側のサイドガラスのアンテナパターンには、ショートスタブ無しとした。
【００５６】
図４（Ａ），（Ｂ）に本実施例の左右アンテナのパターンを示す。図４（Ｂ）のパターンには、ショートスタブは設けられていない。その他の構成は、図２（Ａ），（Ｂ）に示したものと同じである。
【００５７】
以上のような構成の左右のアンテナを用いて、アンプ付きの場合について、ＶＨＦ−ＬＯＷおよびＶＨＦ−ＨＩの周波数帯域で、左右のアンテナの感度およびダイバーシティ感度を電波暗室で測定した値を表３に示す。測定周波数は、実施例２と同じである。
【００５８】
【表３】
2005086214.tif 000005
【００５９】
アンプを使用しているため、表１の測定値と比較して、感度が増大していることがわかるであろう。
【００６０】
以上の測定値のダイバーシティ最小感度および平均感度を表４に示す。
【００６１】
【表４】
2005086214.tif 000006
【００６２】
表３の測定値として、ダイバーシティ感度が増大していることがわかる。
【００６３】
実施例２，３において、感度の測定と同時に、ダイバーシティ指向性についても測定した。測定結果を、図５，図６に示す。図５は、ＶＨＦ−ＬＯＷにおける指向性である。図６は、ＶＨＦ−ＨＩにおける指向性である。なお、図５，図６において、破線はアンプを使用しない実施例２のダイバーシティ指向性を、実線はアンプを使用した実施例３のダイバーシティ指向性を、それぞれ示している。
【００６４】
図５および図６から、無指向性のアンテナ装置が得られ、アンプを使用した場合の方がダイバーシティ指向性に優れていることがわかる。
【実施例４】
【００６５】
本発明のアンテナは、前述したように、ショートスタブを用いてループパターンを車体にアースしているため、ループパターンに近接しているＶＨＦ−ＨＩ用の線状パターンのアンテナ感度が若干低下する傾向がある。スイッチを用いてショートスタブの導通のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられれば、ＶＨＦ全帯域にわたって良好に受信することが可能となる。
【００６６】
本実施例では、図７に示すように、ショートスタブの途中にｐｉｎダイオードスイッチ４０を入れて導通をＯＮ／ＯＦＦできるようにしてもよい。
【００６７】
図８は、ｐｉｎダイオードスイッチ４０の構造の一例を示す。スイッチは、コンデンサ４２，ｐｉｎダイオード４４，コイル４６よりなり、コンデンサ４２はショートスタブに接続され、ｐｉｎダイオードのカソードは車体に接続される。コイル４６の一端は、コンデンサとダイオードとの接続点に接続され、コイルの他端は、制御信号線が接続される。この制御信号線からｐｉｎダイオードをＯＮ／ＯＦＦする制御信号が供給される。
【００６８】
ＶＨＦ−ＨＩ帯域を受信しているときには、スイッチをＯＦＦにすれば、ＶＨＦ−ＨＩの感度をさらに改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】サイドガラスに設けた本発明の車両用ガラスアンテナを示す図である。
【図２】左右のサイドガラスに形成される車両用ガラスアンテナのパターンの一例を示す図である。
【図３】スミスチャートを示す図である。
【図４】左右のサイドガラスに形成される車両用ガラスアンテナのパターンの他の例を示す図である。
【図５】ＶＨＦ−ＬＯＷにおけるダイバーシティ指向性を示す図である。
【図６】ＶＨＦ−ＨＩにおけるダイバーシティ指向性を示す図である。
【図７】ｐｉｎダイオードスイッチを設けた車両用ガラスアンテナの例を示す図である。
【図８】ｐｉｎダイオードスイッチの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
６  車体
８  車体開口部
１０  サイドガラス
１２  ループパターン
１４  線状パターン
１６  横方向中心線
２０，２４  同軸フィーダ
２２，２６  アース端子
２８  ショートスタブ端子
３０  リード線
３２  アンテナ導体
４０  ｐｉｎダイオードスイッチ
４２  コンデンサ
４４  ｐｉｎダイオード
４６  コイル
【図１】
2005086214.tif 000007
【図２】
2005086214.tif 000008
【図３】
2005086214.tif 000009
【図４】
2005086214.tif 000010
【図５】
2005086214.tif 000011
【図６】
2005086214.tif 000012
【図７】
2005086214.tif 000013
【図８】
2005086214.tif 000014