(57)【要約】【課題】  広帯域特性を持ち、所望の周波数帯域にチューニングすることが容易なアンテナ装置及びそれを用いたガラスアンテナを提供すること。【解決手段】  導電体パターンから成るアンテナ装置が、（ａ）第一の辺、第二の辺、及び第三の辺から成り、第一の辺の一端が給電点に接続され、第一の辺の他端と第二の辺の一端とが接続され、第二の辺の他端と第三の辺の一端が接続され、第三の辺の他端が接地された略コの字状のアンテナ素子と、（ｂ）外周の一部で上記第一の辺の一端と上記第三の辺の他端との間の開放部分を塞ぐように上記アンテナ素子と接続されたアース手段と、（ｃ）上記給電点と、上記第二の辺と上記第三の辺との接続点と、を結ぶ対角線アンテナ素子と、を備える。【選択図】  図１
2005080188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体パターンから成るアンテナ装置であって、
第一の辺、第二の辺、及び第三の辺から成り、該第一の辺の一端が給電点に接続され、該第一の辺の他端と前記第二の辺の一端とが接続され、該第二の辺の他端と前記第三の辺の一端が接続され、該第三の辺の他端が接地された略コの字状のアンテナ素子と、
外周の一部で前記第一の辺の一端と前記第三の辺の他端との間の開放部分を塞ぐように前記アンテナ素子と接続されたアース手段と、
前記給電点と、前記第二の辺と前記第三の辺との接続点と、を結ぶ対角線アンテナ素子と、を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１記載のアンテナ装置であって、
前記第一の辺及び前記第三の辺の長さが等しく、
前記第二の辺の長さは、前記第一の辺及び前記第三の辺の長さの１．０〜１．５倍である、ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のアンテナ装置であって、
前記給電点と、前記第二の辺上の一点と、を結ぶ補助アンテナ素子を更に有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項記載のアンテナ装置であって、
前記第一の辺、前記第二の辺、及び前記対角線アンテナ素子のうちの少なくとも２辺上の任意の２以上の点を結ぶ補助アンテナ素子を更に有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項４記載のアンテナ装置であって、
前記第一の辺、前記第二の辺、及び前記対角線アンテナ素子によって囲まれたエリアが前記補助アンテナ素子で埋め尽くされたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項記載のアンテナ装置であって、
前記給電点及び前記第一の辺を共有した２つの前記アンテナ素子を有する、ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項記載のアンテナ装置を導電性窓枠を備えた窓ガラスに設置したガラスアンテナであって、
前記窓ガラスの前記窓枠を前記アース手段として用いると共に、
前記窓枠の４辺のうち前記アンテナ素子が配設されていない対向した２辺を電気的に接続する導電手段を備える、ことを特徴とするガラスアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、フィルム状の導電体パターンから成り、ガラスアンテナとして用いることが可能なアンテナ装置に係り、特に、所望の周波数帯域にチューニングすることが容易なアンテナ装置及びそれを用いたガラスアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム状の導電体パターンによりアンテナ素子が形成されたアンテナ装置が周知である。
【０００３】
このようなアンテナ装置を車両などの窓ガラスに配設することによって、突起物の無いアンテナ装置を実現したいわゆるガラスアンテナも広く普及している。特に車両用については、所望のアンテナ特性の実現と車両乗員の視界性確保の観点から様々な形状のアンテナ素子が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２６９７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の従来のアンテナ装置は、アンテナ素子の形状が複雑で、所望の受信特性を得るための調整が煩雑であるという問題を有する。これは、このアンテナ装置が、狭帯域のアンテナ特性しか持たず、所望の周波数帯域にチューニングするためには、アンテナ素子の長さの変更や、新たな素子の追加を必要とするためである。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、広帯域特性を持ち、所望の周波数帯域にチューニングすることが容易なアンテナ装置及びそれを用いたガラスアンテナを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の第一の態様は、導電体パターンから成るアンテナ装置であって、（ａ）第一の辺、第二の辺、及び第三の辺から成り、第一の辺の一端が給電点に接続され、第一の辺の他端と第二の辺の一端とが接続され、第二の辺の他端と第三の辺の一端が接続され、第三の辺の他端が接地された略コの字状のアンテナ素子と、（ｂ）外周の一部で上記第一の辺の一端と上記第三の辺の他端との間の開放部分を塞ぐように上記アンテナ素子と接続されたアース手段と、（ｃ）上記給電点と、上記第二の辺と上記第三の辺との接続点と、を結ぶ対角線アンテナ素子と、を有するアンテナ装置である。
【０００７】
この態様において、本願発明者の得た知見によれば、（ア）上記第一、第二、及び第三の辺の長さをいずれも等しくすれば、リアクタンスが０に近く、低い周波数帯域で特に良好なアンテナ特性を得られ、（イ）上記第一の辺及び上記第三の辺の長さを等しくし、上記第二の辺の長さを上記第一の辺及び上記第三の辺の長さの１．５倍とすれば、インピーダンス（実部）が略一定となり、ＶＳＷＲ（定在波比；給電線上の定在波の波腹と波節の大きさの比）の低いアンテナ特性を得られる。したがって、（ウ）上記第一の辺及び上記第三の辺の長さを等しくし、上記第二の辺の長さを上記第一の辺及び上記第三の辺の長さの１．０〜１．５倍とすれば、上記（ア）と（イ）の平均的なアンテナ特性を実現することができる。
【０００８】
この態様によれば、形状を変更することなく、アンテナ素子のサイズ（寸法）を変えるだけで、所望周波数帯域へのチューニング及びインピーダンス整合を容易に実現できる広帯域特性を有するアンテナ装置を提供することができる。
【０００９】
なお、この態様において、上記給電点と、上記第二の辺上の一点と、を結ぶ補助アンテナ素子を更に備えれば、アンテナ特性が向上するため、好ましい。この補助アンテナ素子は、（あ）上記第一の辺、上記第二の辺、及び上記対角線アンテナ素子のうちの少なくとも２辺上の任意の２以上の点を結ぶように設けられてもよく、或いは、（い）上記第一の辺、上記第二の辺、及び上記対角線アンテナ素子によって囲まれたエリアを埋め尽くように設けられてもよい。
【００１０】
また、この態様において、上記給電点及び上記第一の辺を共有した２つの上記アンテナ素子を設け、双ループアンテナを形成してもよい。
【００１１】
さらに、この態様に係るアンテナ装置を導電性窓枠を備えた窓ガラスに設置してガラスアンテナとする場合、窓枠の共振がアンテナ特性に与える影響を低減するために、窓ガラスの窓枠を上記アース手段として用いると共に、該窓枠の４辺のうち上記アンテナ素子が配設されていない対向した２辺を電気的に接続する導電手段を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、広帯域特性を持ち、所望の周波数帯域にチューニングすることが容易なアンテナ装置及びそれを用いたガラスアンテナを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、ガラスアンテナとして利用可能な導電体パターンから成るアンテナ装置の基本的な構造や作動原理等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本実施例に係るアンテナ装置１００の好ましい形状の一例を示す概略構成図である。図１において、アンテナ素子１０１は、略コの字状の外周を有し、その一端が給電点１０２に接続されている。ここでは、図示するように、アンテナ素子１０１の各辺を、第一の辺１０１ａ、第二の辺１０１ｂ、及び第三の辺１０１ｃと呼ぶこととする。
【００１５】
アンテナ素子１０１のアースとなるアンテナ地板１０３は、図示するように、略コの字状のアンテナ素子の両端間の開放部分を塞ぐように、アンテナ素子１０１と接続される。アンテナ地板１０３は、例えば、図示するように、アンテナ素子１０１を２つ横に並べたのに相当する外周を持つ長方形であり、一長辺の中点に給電点１０２が位置するようにアンテナ素子１０１と接続される。
【００１６】
また、アンテナ素子１０１は、図示するように、給電点１０２に接続された一端（第一の辺１０１ａの一端）とその対角に位置する角（第二の辺１０１ｂと第三の辺１０１ｃとの接続点）とをつなぐ対角線部分１０４と、給電点１０２に接続された一端（第一の辺１０１ａの一端）と第二の辺１０１ｂ上の一点（図では、一例として、第二の辺１０１ｂの中点）とをつなぐ補助部分１０５と、を有する。
【００１７】
アンテナ素子１０１（１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０４．及び１０５）及びアンテナ地板１０３は、一体の導電体、すなわち一枚の導電体パターンとして形成することができる。
【００１８】
このようなアンテナ素子形状を持つアンテナ装置１００は、広帯域特性を持ち、インピーダンス特性も安定していることが本願発明者によって確認された。
【００１９】
また、このようなアンテナ素子形状を持つアンテナ装置１００は、形状を変更することなく、サイズ（寸法）を変えるだけで様々な周波数帯域にチューニングすることができる。
【００２０】
なお、図１に示すアンテナ装置１００において、アンテナ特性を向上させるために設けられた補助部分１０５は必須ではなく、例えば、図２（ａ）の変形例１００ａに示すように省く構成とすることも可能であり、或いは、図２（ｂ）の変形例１００ｂに示すように、給電点１０２を通らず、対角部分１０４上の一点と第二の辺１０１ｂ上の一点とをつなぐように設けられた構成も可能である。しかしながら、給電点１０２から供給される高周波電流を素子上に展開させるためには図１の形状がより好ましいといえる。
【００２１】
この点から、例えば、図３（ａ）の変形例１００ｃのように、第一の辺１０１ａ及び給電点１０２を共有したもう１つのアンテナ素子１０１を図示するようにアンテナ地板１０３に沿って設け、双ループアンテナを形成することにより、アンテナ素子１０１が面に近い特性を持つようになり、アンテナ特性はより向上する。
【００２２】
しかしながら、図３（ａ）の変形例１００ｃでは、図１の好ましい形状例１００に比べてガラスアンテナとして用いる際の視界性が悪くなる。この視界確保の観点から、例えば図３（ｂ）に示すようなアンテナ地板１０３の代わりに更に双ループを横に並べた形状１００ｄを採ることも可能である。
【００２３】
逆に、ガラスアンテナとして用いた場合の視界性の確保をある程度犠牲にするとすれば、図４（ａ）及び（ｂ）に示す変形例１００ｅ及び１００ｆのように第一の辺１０１ａ、第二の辺ｂ、及び対角部分１０４で囲まれたエリアをすべて導電体で埋め尽くした形状とし、アンテナ特性を更に向上させることも可能である。
【００２４】
なお、図１〜４では、一例として、第一の辺１０１ａ、第二の辺１０１ｂ、及び第三の辺１０１ｃの長さがいずれも等しい場合について説明した。このようにアンテナ素子１０１が正方形外周の一部を形成するような形状を採ると、リアクタンスが０に近く、低い周波数帯域で特に良好なアンテナ特性を得られることが実験により確認された。
【００２５】
しかし、アンテナ素子１０１の形状は、このような３辺の長さが等しい形状に限られず、例えば図５に示すように、第一及び第三の辺１０１ａ及び１０１ｃの長さＸと第二の辺１０１ｂの長さＹの比がＸ：Ｙ＝２：３となるようにしてもよい。この場合、インピーダンス（実部）が略一定となり、ＶＳＷＲの低いアンテナ特性を得られることが実験により確認された。
【００２６】
したがって、アンテナとして要求される仕様に応じて、Ｘ：Ｙ＝１：１〜２：３となるようにアンテナ素子１０１の形状を設計することによって、これら両特性の間の平均的なアンテナ特性を実現することができる。
【００２７】
次に、図１に示した好ましい例を用いて、本実施例に係るアンテナ装置１００を例えば車両などの窓ガラスに搭載してガラスアンテナとして用いる場合について説明する。
【００２８】
アンテナ装置１００をガラスアンテナとして用いる場合の搭載方法としては、（Ａ）フィルム状のアンテナ装置として単独で窓ガラス上に貼る、（Ｂ）フィルム状のアンテナ装置としてアンテナ地板１０３がボディパネルと電磁結合するように窓ガラス上に貼る、（Ｃ）金属製の窓枠をアンテナ地板１０３として用いる、或いは、（Ｄ）フィルム状のアンテナ装置として窓ガラス上に貼る代わりにアンテナ装置を直接ガラス上にプリントする、などの方法が考えられる。
【００２９】
搭載方法（Ｂ）の場合の一例を図６に示す。この場合、フィルム状のアンテナ装置として窓ガラス上に貼り、アンテナ地板１０３とボディパネルとが電磁結合するように組み付ける。
【００３０】
搭載方法（Ｃ）の場合の一例を図７に示す。このように窓枠７０１からアースを取り、アンテナ地板１０３を省く構成とすることによって、視界性を妨げないガラスアンテナとすることができる。
【００３１】
ところで、窓枠７０１をアースとして利用する場合、窓枠も一種のスロットアンテナと考えることができ、ＴＶなどで使用される水平偏波に対して窓枠の高さがλ／２となる周波数で共振し得るため、アンテナ装置のインピーダンスが窓枠７０１の共振周波数付近で高くなってしまうおそれがある。この場合、窓枠７０１の共振周波数が所望の帯域外であったとしても、共振のＱが低いと共振周波数前後の周波数に影響を与え得る。
【００３２】
そこで、本実施例では、図８に示すように、アンテナ装置１００が取り付けられていない対向する２辺を電気的に接続する導電体である共振特性改善素子８０１を追加し、窓枠７０１の共振特性（共振のＱ）を変化させて、アンテナ特性劣化の低減を図る。
【００３３】
なお、この共振特性改善素子８０１の追加にあたっては、窓枠７０１の対向する２辺を電気的に導通状態とすることが狙いであり、幅を太くしたり、本数を増やしたりすることは必ずしも効果的ではなく、視界確保の観点からも、図示するように細い線１本で実施することが好ましい。
【００３４】
このように、本実施例によれば、広帯域特性を持ち、インピーダンス特性が安定した導電体パターンから成るアンテナ装置を提供することができる。
【００３５】
また、本実施例に係るアンテナ装置は、形状を変更することなく、サイズ（寸法）を変えるだけで様々な周波数帯域にチューニングすることができる。
【００３６】
さらに、本実施例に係るアンテナ装置をガラスアンテナとして窓ガラスに搭載する場合、窓枠をアンテナ地板として利用することによって、視界性を大きく妨げることを回避できる。また、窓枠に窓枠の共振特性を改善する導電体を加えることによって、アンテナ特性をより向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、ガラスアンテナとして利用可能な導電体パターンから成るアンテナ装置に利用できる。用途、通信内容、通信方式等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例に係るアンテナ装置の好ましい形状の一例を示す概略構成図である。
【図２】（ａ）図１に示すアンテナ装置の一変形例を示す図である。（ｂ）図１に示すアンテナ装置の一変形例を示す図である。
【図３】（ａ）図１に示すアンテナ装置の一変形例を示す図である。（ｂ）図１に示すアンテナ装置の一変形例を示す図である。
【図４】（ａ）図１に示すアンテナ装置の一変形例を示す図である。（ｂ）図１に示すアンテナ装置の一変形例を示す図である。
【図５】図１に示すアンテナ装置の一変形例を示す図である。
【図６】図１に示すアンテナ装置をアンテナ地板がボディパネルと電磁結合するようにガラスアンテナとして搭載した状態を示す概略構成図である。
【図７】図１に示すアンテナ装置を金属製の窓枠をアンテナ地板として用いてガラスアンテナとして搭載した状態を示す概略構成図である。
【図８】図７に示したガラスアンテナに窓枠の共振特性を改善する導電体を追加した状態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１００  アンテナ装置
１０１  アンテナ素子
１０１ａ  第一の辺
１０１ｂ  第二の辺
１０１ｃ  第三の辺
１０２  給電点
１０３  アース地板
１０４  対角部分
１０５  補助部分
７０１  窓枠
８０１  補助導電体
【図１】
2005080188.tif 000003
【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】
2005080188.tif 000008
【図７】
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【図８】
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