(57)【要約】本発明は、自動車用アンテナに関し、以下の部材および特徴を備える。（ａ）窓材料プレートのいずれかのうち少なくとも１つの側面が光学的に透明な導電プレートで覆われている透明な窓ガラス、（ｂ）その導電プレート上にプリントされたマルチレベル構造であって、ある同一種類に属する一組の多角形要素、望ましくは、三角形または正方形からなるマルチレベル構造、（ｃ）伝送線路電源供給用の２つの導体、（ｄ）電源供給点における同様のインピーダンスおよび少なくとも３つの帯域のうちの３つの周波数における水平放射図。この３つの周波数のうちの２つは、次に示すものから選ばれる。ＦＭ、ＤＡＢ、タイヤ空気圧制御装置、車両用無線開口、Ｔｅｔｒａ、ＤＶＢ、ＧＳＭ９００／ＡＭＰＳ、ＧＳＭ１８００／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＤＥＣＴ、ＵＭＴＳ、ＧＰＳ、ブルートゥースおよび無線ＬＡＮ。この種々の用途の典型的な周波数帯域は以下のとおりである。ＦＭ（８０ＭＨｚ〜１１０ＭＨｚ）、ＤＡＢ（２０５ＭＨｚ〜２３０ＭＨｚ）、Ｔｅｔｒａ（３５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚ）、車両用無線開口（４３３ＭＨｚ〜８６８ＭＨｚ）、タイヤ空気圧制御装置（４３３ＭＨｚ）、ＤＶＢ（４７０ＭＨｚ〜８６２ＭＨｚ）、ＧＳＭ９００／ＡＭＰＳ（８２０ＭＨｚ〜９７０ＭＨｚ）、ＧＳＭ１８００／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＤＥＣＴ（１７００ＭＨｚ〜１９５０ＭＨｚ）、ＵＭＴＳ（１９２０ＭＨｚ〜２２００ＭＨｚ）、ブルートゥース（２４００ＭＨｚ〜２５００ＭＨｚ）、および無線ＬＡＮ（４．５ＧＨｚ〜６ＧＨｚ）。本発明の主な利点は、アンテナのマルチバンド・マルチサービス性能にある。これにより、簡易なアンテナで、ほとんどの車両用通信システムに便利かつ簡単に接続することが可能となる。
2004501543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用アンテナであって、
（ａ）透明な窓ガラスであって、その透明な窓ガラスを構成する層の少なくとも１つの側面が光学的に透明な導電層により被覆されている透明な窓ガラスと、
（ｂ）前記導電層によって支持されている少なくとも１つのマルチレベル構造であって、前記マルチレベル構造が、同一種類（側部の数が同じ）である一組の多角形要素、望ましくは、三角形または正方形により構成されており、そのような多角形要素が、オーミックコンタクト、容量結合方式、または誘導結合方式のいずれかにより電磁的に結合させられており、ここで、少なくとも７５％の前記多角形要素の間におけるコンタクト領域が、前記多角形構造の外周の５０％よりも常に短い、少なくとも１つのマルチレベル構造と、
（ｃ）導体が２つの給電用伝送線路であって、前記伝送線路の少なくとも一方の導体が、オーミックコンタクト、容量結合方式、または誘導結合方式のいずれかにより、前記マルチレベル構造を構成する多角形要素のうちの１つに囲まれた内部導電層に結合させられている伝送線路と、
を備える自動車用アンテナにおいて、給電点におけるインピーダンスが同様であるとともに、少なくとも３つの帯域のうちの３つの周波数における水平放射パターンが同様であることを特徴としており、前記３つの周波数のうちの少なくとも２つが、次に示す、ＦＭ（８０ＭＨｚ〜１１０ＭＨｚ）、ＤＡＢ（２０５ＭＨｚ〜２３０ＭＨｚ）、Ｔｅｔｒａ（３５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚ）、ＤＶＢ（４７０ＭＨｚ〜８６２ＭＨｚ）、ＧＳＭ９００／ＡＭＰＳ（８２０ＭＨｚ〜９７０ＭＨｚ）、ＧＳＭ１８００／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＤＥＣＴ（１７００ＭＨｚ〜１９５０ＭＨｚ）、ＵＭＴＳ（１９２０ＭＨｚ〜２２００ＭＨｚ）、ブルートゥース（２５００ＭＨｚ）、および無線ＬＡＮ（４．５ＧＨｚ〜６ＧＨｚ）から選択されることにより、前記帯域のうちのいずれの電気通信サービスにおいても同時に動作可能であることを特徴とする自動車用アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車用アンテナであって、特徴的なマルチレベル構造が、前記マルチレベル構造のうちの多角形要素の内側領域を占める透明な導電層を備える立体形状構造であるとともに、残りの窓ガラスの表面が、前記導電層により被覆されていないことを特徴とする自動車用アンテナ。
【請求項３】
請求項１に記載の自動車用アンテナであって、透明な導電層が、特徴的なマルチレベル構造の多角形要素の外周により構成されたグリッドを画定するのみであるとともに、残りの窓ガラスの表面が、前記導電層により被覆されていないことを特徴とする自動車用アンテナ。
【請求項４】
請求項１に記載の自動車用アンテナであって、透明な導電層が、前記透明な導電層上に成形されている立体マルチレベル構造を除く、透明な窓支持体の大部分を覆うとともに、窓ガラスの縁が任意に被覆されていない状態のままである場合もあることを特徴とする自動車用アンテナ。
【請求項５】
請求項１に記載の自動車用アンテナであって、前記マルチレベル構造の多角形要素の外周が、前記透明な導電層上に成形されるスロットアンテナを画定するとともに、前記透明な導電層を任意に用いることにより、入射してくる赤外線放射による加熱から車内を保護することが可能であることを特徴とする自動車用アンテナ。
【請求項６】
請求項１に記載の自動車用アンテナであって、透明な支持体である窓ガラスの第１の面が、請求項４と同様に、前記透明な導電層上に成形されている立体マルチレベル構造を除いて透明な導電層により被覆されており、透明な支持体である窓ガラスの第２の平行な面が、補完的な構造である前記マルチレベル構造により被覆されており、具体的には、前記第１の面における被覆されていない形状が第２の面において被覆された状態になり、前記第１の面における被覆された形状が前記平行な第２の面において被覆されていない状態になり、このとき、前記第１および第２の面は、積層窓構造のうちのいずれの面であってもよく、前記第１および第２の面上に成層された前記透明な導電層を任意に用いることにより、入射してくる加熱赤外線放射から車内を保護することが可能であることを特徴とする自動車用アンテナ。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５、または６に記載の、少なくとも１つの自動車用窓ガラス上に成形された、一組の少なくとも２つのアンテナであって、そのアンテナのなかで動作する少なくとも１つの電気通信サービスのために、空間ダイバーシティ、偏波ダイバーシティ、またはその両方のダイバーシティ方式を組み合わせたもののために用いられることを特徴とする一組のアンテナ。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６、または７に記載の自動車用アンテナであって、マルチレベル構造が、少なくとも３つの縮尺レベルを備える理想的なシェルピンスキの三角形に近似しており、前記構造のいくつかの縮尺レベルを、次に示す、ＦＭ（８０ＭＨｚ〜１１０ＭＨｚ）、ＤＡＢ（２０５ＭＨｚ〜２３０ＭＨｚ）、Ｔｅｔｒａ（３５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚ）、ＤＶＢ（４７０ＭＨｚ〜８６２ＭＨｚ）、ＧＳＭ９００／ＡＭＰＳ（８２０ＭＨｚ〜９７０ＭＨｚ）、ＧＳＭ１８００／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＤＥＣＴ（１７００ＭＨｚ〜１９５０ＭＨｚ）、ＵＭＴＳ（１９５０ＭＨｚ〜２２００ＭＨｚ）、ブルートゥース（２５００ＭＨｚ）、および無線ＬＡＮ（４．５ＧＨｚ〜６ＧＨｚ）から選択された少なくとも３つの帯域のうちの３つの周波数に同調させることにより、前記帯域のうちのいずれの電気通信サービスにおいても同時に動作可能であることを特徴とする自動車用アンテナ。
【請求項９】
請求項８に記載の自動車用アンテナであって、マルチレベル構造が少なくとも６つの縮尺レベルを含んでおり、これを同調させることにより少なくとも６つの次に示す帯域において、すなわち、ＦＭ（８０ＭＨｚ〜１１０ＭＨｚ）、ＤＡＢ（２０５ＭＨｚ〜２３０ＭＨｚ）、Ｔｅｔｒａ（３５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚ）、ＧＳＭ９００／ＡＭＰＳ（８２０ＭＨｚ〜９７０ＭＨｚ）、ＧＳＭ１８００／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＤＥＣＴ（１７００ＭＨｚ〜１９５０ＭＨｚ）、ブルートゥース（２５００ＭＨｚ）、およびＵＭＴＳ（１９５０ＭＨｚ〜２２００ＭＨｚ）において動作させることを特徴とする自動車用アンテナ。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、または９に記載の自動車用アンテナであって、マルチレベル構造に、マルチレベル構造と同じ透明な導電層に成形されたリアクティブ構造が載せられていることを特徴とする自動車用アンテナ。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０に記載の自動車用アンテナであって、前記導電性であって透明な材料が、ＺｎＯ、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、またはこれらのいずれかの組み合わせであることを特徴とする自動車用アンテナ。
【請求項１２】
請求項１に記載の自動車用アンテナであって、導電層が、特徴的なマルチレベル構造の多角形要素の外周により構成されたグリッドを画定するのみであるとともに、前記外周ワイヤを加熱型曇り止め構造として用いることを特徴とする自動車用アンテナ。
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、または６に記載の自動車用アンテナであって、正方形要素により構成されたマルチレベル構造を含むアンテナにおいて、その幾何学的形状を用いて、少なくとも２つのポートにより前記アンテナに給電することによって前記アンテナのなかで偏波ダイバーシティを得ており、前記ポートは２つの導体により画定されるが、そのポートの片方が前記構造の対称軸のうちの一点に設けられるとともに、そのポートのもう片方がもう一方の直交する対称軸のうちの一点に設けられることを特徴とする自動車用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、改良されたマルチサービスアンテナに関する。これは、一組の多角形要素からなり、自動車の透明な窓ガラスに被覆された透明な導電層によって支持されている。
【０００２】
多角形要素の個別の形状およびデザインは、三角形または正方形であることが望ましく、これにより、アンテナの動作性を向上させて、いくつかの帯域で同時に作動するようにする。
【０００３】
マルチサービスアンテナは、車載されている主要機器のほとんどに接続される。例えば、ラジオ（ＡＭ／ＦＭ）、デジタル音声放送（ＤＡＢ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）、デジタルビデオ放送（ＤＶＢ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）、タイヤ空気圧制御装置、無線車両用開口（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃａｒ ａｐｅｒｔｕｒｅ）、地上基盤無線（ＴＥＴＲＡ：Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｔｒｕｎｋｅｄ Ｒａｄｉｏ）、携帯電話（ＧＳＭ９００−ＧＳＭ１８００−ＵＭＴＳ）、全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ブルートゥースおよび無線ＬＡＮアクセスのような機器に接続される。
【０００４】
（背景技術）
最近まで、車載されている電気通信システムは、数少ないシステムに限られており、主には、アナログラジオ受信機（ＡＭ／ＦＭ帯域）であった。このようなシステムのための最も一般的な解決方法は、自動車のルーフ（屋根）上に取り付けられる典型的なホイップアンテナである。自動車分野における目下の傾向としては、このアンテナによる美観上および空気抵抗上の影響を、それらを車両構造内に埋め込むことにより低減させるということがある。また、いくつかの電気通信サービスを単一のアンテナにほとんど集積させることは、汚損および車両洗浄機による損傷または製造コストを低減させるのに役立つであろう。
【０００５】
アンテナの集積は、電気通信のやり方における非常に大きな変化に我々が貢献するにつれて、ますます必要になってきている。インターネットによって、世界中の人々が情報を期待し、要求し、受け取る情報化時代の幕が開けられた。車の運転者は、電子メールや電話通話に対応したり、方角、スケジュール、その他ウェブ（ＷＷＷ）上でアクセス可能な情報を手に入れたりしながら、安全に運転できることを期待している。
【０００６】
テレマティック装置を用いることにより、自動的に、事故を当局に通報したり、車まで救助者を誘導したり、盗難車両を追跡したり、運転者に道案内をしたり、緊急路上サービスやエンジン機能の遠隔チェックを求めたりすることが可能である。
【０００７】
ここ数年の間で高度な機器およびサービスが一部の車で利用可能になってきている。高度な機器およびサービスは、当初、そのコストのため高級車に限定された。ところが、機器とサービスの双方の価格が急速に下がったことにより、テレマティック製品が中間価格帯の自動車に導入されつつある。新しいシステムを大量に投入することで、集積アンテナに対する美観上および空気抵抗上の要請にもかかわらず、新しい自動車用アンテナの急増を生み出すようになる。
【０００８】
アンテナは基本的には狭帯域装置である。その動作性は、動作波長の比率に対するアンテナの大きさに極めて依存している。フラクタル形状のマルチバンドアンテナを用いることは、１９９５年（特許第９５０１０１９号）に初めて提示された。このアンテナによって意図された主な利点は、多周波動作性であった。つまり、アンテナの特徴的な同様のパラメータ（入力インピーダンス、放射パターン）であり、これにより、従来のアンテナと比べて、いくつかの帯域においてその性能が維持される。また、フラクタル形状により、その他の従来のアンテナデザインと比べて、寸法が抑えられたアンテナを手に入れることも可能になる。
【０００９】
１９９９年に、マルチレベルアンテナ（国際出願番号：ＰＣＴ／ＥＳ／００２９６）により、フラクタルアンテナの実用的な用途に際して生じた実用上の問題点の一部が解決された。フラクタルの自己類似（ａｕｔｏ−ｓｉｍｉｌａｒ）オブジェクトは、厳密な数学的意味においては、無数の変倍イテレーション（ｓｃａｌｅｄ ｉｔｅｒａｔｉｏｎｓ）からなり、実際に達成することは不可能である。また、実用的な用途では、各イテレーション間の縮尺係数（ｓｃａｌｅ ｆａｃｔｏｒ）および帯域間の間隔が同一の数値に該当しなくてもよい。マルチレベルアンテナが、より高度な柔軟性を取り入れて、現実に応用するためのマルチサービスアンテナを設計することにより、観念上のフラクタルアンテナから実用的な商用アンテナへと理論上の可能性が広げられた。
【００１０】
いくつかの解決方法が、車両構造内のＡＭ／ＦＭアンテナを集積するために提示された。想定される構成として後部風防ガラス（リアガラス）の熱線（ｔｈｅｒｍａｌ ｇｒｉｄ）を用いるものがある（国際公開番号：ＷＯ９５／１１５３０）。ところが、この構成では、例えば、ＲＦ増幅器や直流電源からのラジオ信号を除去するためのフィルタのような高価な電子変換ネットワークを必要とする。さらに、コストを抑えるために、ＡＭ帯域のアンテナは、加熱線の領域を限定する加熱線から距離をおくことが多い。
【００１１】
その他の構成は、透明な導電層を利用することによる。このような層は、車両風防ガラス上に被覆されるが、赤外線（ＩＲ）放射を反射することにより、車両室内を過度に加熱することを避けるために導入される。
【００１２】
このような層をＡＭ／ＦＭ帯域用の受信アンテナとして利用することは、すでに、いくつかのアンテナ形状とともに提示されている。日本の特許（実用新案）ＪＰ−ＵＭ−４９−１５６２号は、透明な導電層を受信アンテナとして利用することを初めに提示したものの１つとしてよく引用される。米国特許第４４５８８４号によれば、風防ガラス全体の導電層を、実質的に水平なアンテナ素子をＦＭ帯域に整合させるインピーダンスとして用いることが提示された。その他の構成によれば、スロット開口を風防スクリーンの縁と導電性透過層の間に残したり（米国特許第５３５５１４４号）、不揃いかつ複数の半波長の単極を結晶上に成形したり（米国特許第５２５５００２号）することが提示された。
【００１３】
忘れがちだが、これらのアンテナ構成はすべて、アンテナパラメータが周波数に依存しているため、一定の周波数帯域においてのみ動作可能であって、マルチサービス動作には適さない。本発明により紹介される主たる実質的な新技術のうちの１つは、単一のアンテナ素子を用いて、いくつかの用途で変わらない動作性を維持して、さらに赤外線から保護し続けることにある。その利点は、美観上または空気抵抗上の影響を伴わない完全なアンテナ集積、汚損からの完全な保護、および製造コストの低減にある。
【００１４】
（発明の開示）
本発明は、以下の部材および特徴を備える自動車用アンテナに関する。
【００１５】
（ａ）窓ガラス材料層のいずれかのうち少なくとも１つの側面が光学的に透明な導電層で被覆されている透明な窓ガラス、
（ｂ）この導電層上に成形されたマルチレベル構造であって、同一種類の一組の多角形要素、望ましくは、三角形または正方形から構成されるマルチレベル構造、
（ｃ）導体が２つの給電用伝送線路、
（ｄ）給電点における同様のインピーダンスおよび少なくとも３つの帯域のうちの３つの周波数における同様の水平放射パターン。ここで、この３つの周波数のうちの２つは、次に示すものから選択される。ＦＭ、ＤＡＢ、タイヤ空気圧制御装置、無線車両用開口、Ｔｅｔｒａ、ＤＶＢ、ＧＳＭ９００／ＡＭＰＳ、ＧＳＭ１８００／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＤＥＣＴ、ＵＭＴＳ、ＧＰＳ、ブルートゥースおよび無線ＬＡＮ。
【００１６】
この異なる用途の典型的な周波数帯域は以下のとおりである。
【００１７】
・ＦＭ（８０ＭＨｚ〜１１０ＭＨｚ）
・ＤＡＢ（２０５ＭＨｚ〜２３０ＭＨｚ）
・Ｔｅｔｒａ（３５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚ）
・無線車両用開口（４３３ＭＨｚ〜８６８ＭＨｚ）
・タイヤ空気圧制御装置（４３３ＭＨｚ）
・ＤＶＢ（４７０ＭＨｚ〜８６２ＭＨｚ）
・ＧＳＭ９００／ＡＭＰＳ（８２０ＭＨｚ〜９７０ＭＨｚ）
・ＧＳＭ１８００／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＤＥＣＴ（１７００ＭＨｚ〜１９５０ＭＨｚ）
・ＵＭＴＳ（１９２０ＭＨｚ〜２２００ＭＨｚ）
・ブルートゥース（２４００ＭＨｚ〜２５００ＭＨｚ）
・無線ＬＡＮ（４．５ＧＨｚ〜６ＧＨｚ）
【００１８】
本発明の主な利点は、アンテナのマルチバンド・マルチサービス動作性にある。これにより、単一のアンテナにとって、過半数の車両用通信システムに便利かつ簡単に接続することが可能となる。
【００１９】
このマルチバンド動作性は、オーミックコンタクト、容量結合方式、または誘導結合方式のいずれかにより電磁的に結合させられた、同一種類（側面の数が同じ）の、一組の多角形要素により構成されたマルチレベル構造によって得られる。この構造は、どのような種類の多角形要素により構成されてもよい。しかしながら、三角形要素または正方形要素が望ましく、このような構造によれば、より効果的に水平面における全方向パターンが得られる。その全体構造を構成する各要素の容易な識別と適正なマルチバンド動作を確実にするためには、その各要素間のコンタクト（接触）領域が、少なくとも７５％の要素において、この多角形構造の外周の５０％よりも常に短くなければならない。
【００２０】
本発明のその他の主な利点は、透明な導電層をこのアンテナの支持体として利用することにある。透明であることから、このアンテナを自動車の風防スクリーンに被覆することが可能である。その他の想定される位置は、側部窓ガラスまたは後部窓ガラスである。
【００２１】
この光学的に透明な導電層は、車両用風防スクリーンによく用いられており、これにより赤外線放射の大部分が反射される。スパッタリング真空蒸着プロセスで、最も一般的に用いられる材料は、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）であるが、その他の材料（例えば、ＴｉＯ２、ＳｎＯ、またはＺｎＯ）を用いるようにしてもよい。更なる不動態（ｐａｓｓｉｖｅ）層を追加することにより、その導電層を外部からの攻撃から保護することが可能である。この不動態化（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）層は、例えば、ＳｉＯ２、または真空蒸着により得られる不動態化のために用いられるその他のあらゆる材料、あるいはその構造に吹き付けられるポリマ（樹脂）被覆材を材料として形成される。スパッタリングプロセス中に、マスクを基材上に設けることにより、所望のマルチバンドアンテナ形状を得ることが可能である。このマスクは、通常、この目的のための特別な導電性のステンレス鋼または銅で、あるいは感光性の導電材料で形成される。これはこのマスクを光化学プロセスにより生成するためである。この透明な導電層を熱源に接続することにより、結露または氷結した窓の曇りをとるようにしてもよい。
【００２２】
マルチバンドアンテナのその他の利点は、従来のホイップアンテナと比べてアンテナの総重量が低減される点である。コストとともに、部品重量の低減は、自動車分野において最優先すべき事項の１つである。また、単一のケーブルのみを用いてマルチサービスアンテナに給電することで、コストと重量の低減がさらに進められる。
【００２３】
また、この透明な導電層を透明な風防ガラスまたはその他の車両用窓ガラスとは異なる支持体上に堆積させることも可能であろう。適当な位置としては、車両のルーフであってもよいであろう。これにより、例えば、衛星信号を最適に受信することが確実となる。
【００２４】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明は、少なくともマルチレベル構造１０を含むマルチサービスアンテナに関する。マルチレベル構造は、すべて同一種類（側面の数などが同じ）である一組の多角形要素から構成されており、その多角形要素は、オーミックコンタクト、容量結合方式、または誘導結合方式のいずれかにより電磁的に結合させられている。このマルチレベル構造は、同一種類であれば、どのような種類の多角形要素（三角形、正方形、五角形、六角形、さらには、側面が無数にあるという極限的な場合では円形または楕円形）により構成されるようにしてもよい。しかしながら、三角形要素または正方形要素が望ましく、このような構造によれば、より効果的に、同一アンテナからの垂直偏波ダイバーシティあるいは水平面における全方向パターンが得られる。マルチレベル構造は従来の形状と異なるが、これは、主として、異なる要素を結合および相互接続することによる。この結果、ある具体的な幾何学的形状がもたらされるが、ここで、その構造を構成するいくつかの要素の大部分を簡易な視覚的な観察により個別に検出することが可能である。その全体構造を構成する各要素を容易に識別することを確実にするためには、各要素間のコンタクト（接触）領域が、少なくとも７５％の要素において、この多角形構造の外周の５０％よりも常に短くなければならない。マルチレベル構造は、容易に識別可能であり、それを構成する要素の過半数を識別することにより従来の構造と区別される。
【００２５】
マルチレベルアンテナの物理的な構成において、マルチレベル構造を、その多角形要素の外周のみにより任意に画定するようにしてもよい。そのようなアンテナの動作性は、立体多角形要素により構成された場合とあまり変わらない。ただし、その要素が、最短の動作波長に比べて小さい限りにおいてである。なぜならば、要素間の相互接続によって、電流分布は、通常、その多角形要素の外周に従うように強制されるからである。ワイヤマルチレベル構造を、透明なむきだし（ｏｐｅｎ）の窓ガラスに成形（ｉｍｐｒｅｓｓ）して、加熱型曇り止め構造として用いることも可能であろう。
【００２６】
図２に、マルチサービスアンテナの好適な実施の形態（立体の実施の形態（ｓｏｌｉｄ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ））を示す。この構成は、１／２に縮小されている一組の三角形要素１０から構成される。三角形の縮尺が７つ用いられており、そのアンテナは、７つの異なる周波数帯域において同様の動作をすることを特徴とする。このとき、各周波数帯域は、その１つ前のものと比べてほぼ２倍高い。低い方の周波数は、外側の三角形のような外周寸法と関連があり、三角形の端部においてほぼ４分の１波長である。このような構成は、例えば、同軸ケーブル１３のような、導体が２つの構造により給電される。このうち一方の導体はマルチレベル構造の下部頂点に接続され、もう一方の導体は車両の金属構造に接続される。誘導結合方式や容量結合方式により、または直接に接触させて、アンテナ入力インピーダンスを整合させるようにしてもよい。この特定の構成において、風防スクリーン１１つまり自動車の窓ガラスのような透明基板によって支持されている光学的に透明な導電層上に三角形要素が成形される。接地面（ｇｒｏｕｎｄ ｐｌａｎｅ）が、車両のボンネット（ｈｏｏｄ）により部分的に実現される。風防スクリーン、またはあらゆる車両窓ガラスが、一般に、このアンテナ素子を設置するのに適当な位置である。風防スクリーンを用いて、大きく開いた領域を提供すると、残りの車体の放射パターンへの影響が低減される。これにより、相当な全方向パターンが求められる場合に、このアンテナが自動車の広範囲な電気通信に役立つようになる。このアンテナの偏波は、その構造の対称軸を含むとともに窓平面に直交する平面において線形垂直である。その他の方位角において、アンテナ偏波は傾斜しており、これは、受信信号を検出するのに有用であり、典型的なマルチパス伝搬環境においてほとんど予測不能な偏波状態を特徴としている。
【００２７】
もう一つの好適な実施の形態が図３に示されている（グリッドまたはワイヤの実施の形態）。この構成は、この１つ前のものと同様であり、この場合に、アンテナは４分の１波長の単極のような下部頂点から給電される。このマルチレベルアンテナにおいて、三角形要素は、単にその外周により画定されるにすぎない。その動作は、先行モデルと同様であり、これは、図２の構成において、三角形要素間のオーミックコンタクトが低減されているために電流分布が主に三角形要素の外周に集中しているからである。このような構成は、より少ない材料を透明な支持体上に堆積させることを必要とする。
【００２８】
図４の実施の形態（開口の実施の形態）の構成によれば、マルチサービスアンテナに更なる利点を提供する。この場合、透明な基板全体が例えば車両用風防ガラス１１のように透明な導電層で被覆される。この導電層は、通常、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような材料からなり、これにより加熱赤外線（ＩＲ）放射の影響が低減される。マルチレベルアンテナは三角形要素により画定されており、ここで、その導電層は遮断されている。このようなアンテナ構成はマルチレベル開口アンテナに相当する。この形状は、例えば、透明な導電層のスパッタリングプロセス中に適当なマスクを介在させることにより形成される。給電スキームについては、従来の開口アンテナにおいて通常用いられる手法のうちの１つである場合もある。説明してきた図面において、内部同軸ケーブル１３は下部三角形要素に直接に接続されており、外部コネクタは残りの導電層に接続されている。さらに、これは、任意に車の金属ボディ（車体）に接続される場合もある。例えば、容量結合による、その他の給電構成も可能である。この構成は、マルチサービスアンテナの利点を赤外線（ＩＲ）からの保護とともに兼ね備える。
【００２９】
車内における赤外線（ＩＲ）からの保護は、図５に示されるアンテナ構成（スロットの実施の形態）により向上させることが可能である。アンテナは、依然として前のものと同様であって、開口アンテナの構成である。この場合に、マルチレベルアンテナは、三角形要素の外周によってのみ画定されており、ここで、その導電層は遮断されている。このような、金属面上に恣意的なアンテナ幾何学的形状のスロットがつけられる構成は、スロットアンテナとしてもよく知られている。この実施の形態において提示される給電方式は、内部同軸ケーブル１３を直接に下部三角形要素に接続させて、外部コネクタを残りの導電層に接続させる。さらに、これは、任意に車の金属ボディに接続される場合もある。
【００３０】
図６に示される実施の形態（組み合わせた実施の形態）は、赤外線放射からの最大限の保護を提供する。この場合は、２層の導電性透過層を用いて、被覆されたマルチサービス透過アンテナを支持する。図４の構成に対応するマルチサービスアンテナが第１の層上に加工される。上述したその他の構成のいずれを用いるようにしてもよいであろう。透明な支持体である窓ガラスの第２の平行な面は、補完的な構造である第１のマルチレベル構造によって被覆される。具体的には、第１の面における被覆されていない形状が、第２の面において被覆された状態になり、第１の面における被覆された形状が、平行な第２の面において被覆されていない状態になる。内部同軸ケーブル１３は直接に第１の層の下部三角形要素に接続されており、外部コネクタは第２の平行な導電層に接続されている。この実施の形態は、車外から入射してくる赤外線放射を遮るのに有用である。
【００３１】
図２から図６に提示されたアンテナ構成のうちのいずれによってでも、空間ダイバーシティまたは偏波ダイバーシティの手法を用いて受信システムを容易に向上させることが可能である。多重伝搬路のため、破壊的な（弱め合う）干渉により、受信アンテナにおいて信号が打ち消される場合がある。これは、特に、密度が高い都市部において当てはまるであろう。先行モデルにおいて説明されたような構成による２つまたはいくつかのマルチサービスアンテナを図７に示す。本発明において説明する手法を用いる利点は、いくつかのアンテナを同一の透明な窓支持体にプリントすることにより、最終的な解決方法のコストが、単一のマルチサービスアンテナの場合と比較してあまり影響を受けず、ダイバーシティスキームを低コストで組み込むことが可能であるという点である。
【００３２】
図８から図１２に、三角形要素により画定されたマルチサービスアンテナのその他の好適な実施の形態を示す。この更なる実施の形態に係る給電スキームおよび形成プロセスは上述したものと同じである。当業者によって理解されうるように、本発明の同一の範囲および趣旨の範囲内おいて、その他の構成のマルチレベルアンテナを用いることも可能であり、これは、マルチレベルアンテナ構造のマルチバンド機能を車両窓ガラスの透明な導電性支持体とともに兼ね備えることに依拠しており、これにより、車への美観上および空気抵抗上の影響を実質的に伴うことなく、利点であるマルチサービス動作が得られる。各図において、アンテナは、それぞれ、上述した異なる構成で表されている（立体、グリッド、開口、スロット、または組み合わせの構成）。
【００３３】
図８に示すアンテナは、形状がシェルピンスキの三角形に近似している。この実施例には５つの縮尺レベルが含まれているので、この構成によれば、同様のアンテナ動作性が５つの周波数帯域において確実となる。帯域間隔は、ほぼ１オクターブとなるが、これは、そのアンテナのうちのいくつかの部分構造間で２分の１に縮小される（縮小縮尺係数が２である）ためである。アンテナの下部三角形頂点が６０度ではない場合もあり、これを増減させることによりアンテナ入力インピーダンスを給電線に整合させることが可能である。
【００３４】
三角形の角度を変更した異なるアンテナ構成を図９に示す。３つの例を示したが、これが、三角形角度の選択の限界ということではない。これらのアンテナは、上述の図面において示したいずれの構成でも用いることが可能であり、開口部角度を同様に変化させることがその他のいかなるマルチレベル構造にも応用可能であることに当業者は気付くであろう。
【００３５】
マルチサービスアンテナを特徴とする異なる用途（ＦＭ、ＤＡＢ、無線車両用開口、タイヤ空気圧制御装置、ＤＶＢ、ＧＳＭ９００／ＡＭＰＳ、ＧＳＭ１８００／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＤＥＣ、ＵＭＴＳ、ブルートゥース、ＧＰＳ、または無線ＬＡＮ）ついて、必ずしも、一定して関係係数が２であるとは限らない。図１０に示した構成において、アンテナを異なる周波数帯域に同調させる方法の具体例のように縮小係数は２ではない。
【００３６】
その他の好適な実施の形態を図１１および図１２に示すが、その構成要素は三角形である。
【００３７】
図１３から図１５に、正方形要素によって画定されたその他のマルチサービスアンテナを示す。各図において、アンテナは、上述の示された異なる構成で表されている。急速に変化するマルチパス伝搬環境による信号フェージングを補償するために偏波ダイバーシティスキームを導入しようとする時はいつでも、正方形によるマルチレベル構造を、三角形の形状の代わりに選択することが可能である。
【００３８】
我々の発明の原理について、そのいくつかの好適な実施の形態により図示および説明してきたが、本発明が、組み合わせおよび細部において、その原理からはずれることなく変更可能であることは当業者にとって言うまでもなく明らかであるはずである。我々は、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内において導き出される全ての変形例をついて特許を請求する。
【図面の簡単な説明】
【図１】風防スクリーンに成形されたアンテナ位置の一般的な例を示す図であって、そのアンテナ構造は、この具体例においては、三角形要素を用いたマルチレベルアンテナに基づいているが、その他の多角形構造を用いてもよい。
図２から図７に、支持体が光学的に透明な導電層であるマルチレベルアンテナの想定される構成を示す。
【図２】単極として通電される三角形のマルチレベル構造（１０）を示す図であって、多角形要素の内側領域を占める透明な導電層（４）を含んでおり、残りの窓ガラス表面（１１）は、その導電層で被覆されていない。
【図３】単極として通電される三角形のマルチレベル構造（１０）を示す図であって、透明な導電層（４）は、特徴的なマルチレベル構造の多角形要素の外周を画定するのみであって、残りの窓ガラス表面（１１）は、その導電層で被覆されていない。
【図４】開口アンテナとして通電される三角形のマルチレベル構造（１０）を示す図であって、透明な導電層（４）が、マルチレベル構造を構成するいくつかの多角形の内部領域を除く、立体マルチレベル構造を除く、透明な窓支持体（１１）の大部分を覆う。
【図５】開口アンテナとして通電される、多角形要素の外周により画定されたスロット三角形マルチレベル構造（１０）を示す図であって、透明な導電層（４）が、スロットをつけられたマルチレベル構造を除く、透明な窓（１１）支持体の大部分を覆う。
【図６】三角形のマルチレベル構造（１０）を示す図であって、給電線に接続された第１の立体マルチレベル構造が第１の透明な支持体（１１）の表面上に成形されるとともに、第２の補完的なマルチレベル構造が透明な支持体である窓ガラス（１１）の第２の平行な面上に成形されており、この一対の構造によって、車外から入射してくる赤外線放射が効果的に遮られる。
【図７】どのように、いくつかのマルチレベル構造（１０）を、前述した構成（図２から図６）のいずれかにおいて説明したのと同様の手順およびスキーム、またはこれらの組み合わせを用いて、同時にプリントできるかという一例を示す図であって、これにより、アンテナアレイ、空間ダイバーシティスキーム、または偏波ダイバーシティスキームが形成される。
限定しようとする意図はないが明確にするために、図８から図１４に、本発明の範囲および趣旨に従って用いられる可能性があるいくつかの構成で、マルチレベル構造（１０）のその他の想定される例を示す。当業者には容易に理解されることではあるが、本発明の本質は、マルチバンド動作性をもたらすマルチレベル構造の組み合わせにあり、この構造は車両の窓ガラスに実質的には目に見えないように設置されるが、多角形要素のいくつかの組み合わせは、本明細書中で説明したのと同じ本質的スキームに従って用いることが可能である。
【図８】三角形マルチレベル構造（１０）のもう一つの例を示す図であって、そのマルチレベル構造は、図２から図７で説明された構成において示された理想的なシェルピンスキの三角形に近似している。
【図９】シェルピンスキの三角形に近似している三角形マルチレベル構造（１０）を示す図であって、ここで、下部頂角を変化させることにより、アンテナを、例えば、３００オーム（例えば、２本のワイヤ（ｔｗｉｎ−ｗｉｒｅ）の伝送線路の場合）、５０オーム、または７５オームの伝送線路のような、給電用の導体が２つの伝送線路における異なる特性のインピーダンスに整合するようにする。
【図１０】シェルピンスキの三角形に近似している三角形のマルチレベル構造（１０）を示す図であって、ここで、多角形は、すべて同一種類（三角形）であるが、同一の大きさ、縮尺、あるいはアスペクト比を保つということはなく、これにより、共振周波数がいくつかの動作帯域に同調させられる。
【図１１】マルチサービスアンテナの構成のもう一つの例を示す図であって、そのマルチレベル構造の基本となる多角形は三角形である。
【図１２】マルチサービスアンテナの構成のもう一つの例を示す図であって、そのマルチレベル構造の基本となる多角形は三角形である。
【図１３】マルチサービスアンテナの構成のもう一つの例を示す図であって、そのマルチレベル構造の基本となる多角形は正方形である。
【図１４】マルチサービスアンテナの構成のもう一つの例を示す図であって、そのマルチレベル構造の基本となる多角形は正方形である。
【図１５】マルチサービスアンテナの構成のもう一つの例を示す図であって、そのマルチレベル構造の基本となる多角形は正方形である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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