(57)【要約】【課題】幅広い帯域において良好な受信感度が得られるガラスアンテナを提供する。【解決手段】リアガラス２０の縁部近傍に形成された給電点２８と、周囲の長さがＬである略矩形ループ状の導体素子３０と、一端が給電点に接続され、他端が略矩形ループ状の導体素子に接続された直線状導体素子３２とを備え、略矩形ループ状の導体素子３０は、直線状導体素子が接続された接続点からループに沿って距離Ｌ／２の位置に非連続部３６が設けられている。【選択図】図２
2007235717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両リアガラスの表面に形成されたガラスアンテナにおいて、
前記リアガラスの縁部近傍に形成された給電点と、
周囲の長さがＬである略矩形ループ状の導体素子と、
一端が前記給電点に接続され、他端が略矩形ループ状の導体素子に接続された直線状導体素子とを備え、
前記略矩形ループ状の導体素子は、前記直線状導体素子が接続された接続点からループに沿って距離Ｌ／２の位置に非連続部が設けられていることを特徴とするガラスアンテナ。
【請求項２】
前記給電点から前記非連続部までの距離は、前記直線状導体素子および前記略矩形ループ状導体素子に沿った距離で、１／４λＬ・η（λＬは受信する電波の受信波長帯においてその中心波長よりも長い波長帯であり、ηはガラスに起因する波長短縮率）であることを特徴とする請求項１に記載のガラスアンテナ。
【請求項３】
前記直線状導体素子に接続され、直線状導体素子に対し略直角の方向に伸びる１本以上の補助導体素子を備え、前記給電点から前記補助導体素子の前記直線状導体素子が接続されていない端部までの距離は、前記直線状導体素子および前記補助導体素子に沿った距離で、１／４λＨ・η（λＨは受信する電波の受信波長帯においてその中心波長よりも短い波長帯であり、ηはガラスに起因する波長短縮率）であることを特徴とする請求項１または２に記載のガラスアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ガラス板の表面に形成されたガラスアンテナ、特にＴＶ放送波用のガラスアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＶ放送波用の主にＶＨＦ−Ｈｉｇｈ帯域（１７０〜２２４ＭＨｚ）の受信用アンテナが、特許文献１に開示されている。
【０００３】
図１に、このアンテナのパターンを示す。アンテナパターンの形状および寸法は、特許文献１の段落００５１，００５５に記載されている。
【０００４】
このアンテナは、図１に示すように、給電点１０より横方向に延びる導体素子１２と、縦方向に延びる導体素子１４と、導体素子１４に接続されたループ状導体素子１６とから構成される。
【０００５】
ＶＨＦ−Ｈｉｇｈ帯域（１７０〜２２４ＭＨｚ）の中心周波数（１９７ＭＨｚ）の波長λＭ、波長短縮率ηを０．６５とすると、１／４λＭ・ηの値は２４７ｍｍとなり、図１に示した縦方向導体素子１４の寸法（３０ｍｍ）と、ループ状導体素子１６の縦方向寸法（３０ｍｍ）と、ループ状導体素子１６の横方向寸法（１９５ｍｍ）との和である２５５ｍｍにほぼ一致している。
【特許文献１】特願２００５−１０１８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されているアンテナは、主にＶＨＦ−Ｈｉｇｈ帯域用であるが、ＵＨＦ帯域（４７０〜７７０ＭＨｚ）の感度を高くするために給電点１０から横方向に伸びる導体素子１２を設ける必要があった。
【０００７】
本発明の目的は、給電点から横方向に伸びる素子を設けなくても幅広い帯域（例えばＶＨＦ−ＨｉｇｈおよびＵＨＦ帯）において良好な受信感度が得られるガラスアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、車両リアガラスの表面に形成されたガラスアンテナにおいて、前記リアガラスの縁部近傍に形成された給電点と、周囲の長さがＬである略矩形ループ状の導体素子と、一端が前記給電点に接続され、他端が略矩形ループ状の導体素子に接続された直線状導体素子とを備え、前記略矩形ループ状の導体素子は、前記直線状導体素子が接続された接続点からループに沿って距離Ｌ／２の位置に非連続部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記給電点から前記非連続部までの距離は、前記直線状導体素子および前記略矩形ループ状導体素子に沿った距離で、１／４λＬ・η（λＬは受信する電波の受信波長帯においてその中心波長よりも長い波長帯であり、ηはガラスに起因する波長短縮率）であることが好ましい。
【００１０】
また、前記直線状導体素子に接続され、直線状導体素子に対し略直角の方向に伸びる補助導体素子を備え、前記給電点から前記補助導体素子の前記直線状導体素子が接続されていない端部までの距離は、前記直線状導体素子および前記補助導体素子に沿った距離で、１／４λＨ・η（λＨは受信する電波の受信波長帯においてその中心波長よりも短い波長であり、ηはガラスに起因する波長短縮率）であるのが好ましい。
【００１１】
ここで、ガラスアンテナを、ＶＨＦ−Ｈｉｇｈ帯域（１７０〜２２４ＭＨｚ）およびＵＨＦ帯域（４７０〜７７０ＭＨｚ）において良好な受信感度が得られるガラスアンテナとする場合は、λＨは周波数４７０〜７７０ＭＨｚにおける波長であり、０．３９〜０．６４ｍである。λＬは周波数１７０〜４７０ＭＨｚにおける波長であり、０．６４から１．７６ｍである。したがって、波長短縮率ηを０．６５とすると、１／４λＨηは６３〜１０４ｍｍであり、１／４λＬηは１０４から２８６ｍｍである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のガラスアンテナによれば、広い帯域に対して良好な受信感度が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図２に、本発明のガラスアンテナの一実施例を示す。このガラスアンテナは、車両のリアガラス２０上であって、デフォッガの最上熱線２２と車両のボディとの間のスペースに設けられる。リアガラスの上部に位置するボディを２４で示し、リアガラスの側部に位置するボディを２６で示す。
【００１４】
このガラスアンテナは、リアガラス２０の縁部近傍に形成された給電点２８と、周囲の長さがＬである略矩形ループ状の導体素子３０と、一端が給電点２８に接続され、他端が略矩形ループ状導体素子３０に接続された直線状導体素子３２とを備えている。
【００１５】
略矩形ループ状導体素子３０には、この素子３０と直線状導体素子３２とを接続した接続点３４からループに沿って距離Ｌ／２の位置に非連続部３６が設けられている。非連続部は、ギャップ（ＧＡＰ）であり、幅は５ｍｍである。すなわち、導体素子３０は、完全に閉じたループを形成せず、非連続部で切れている。
【００１６】
給電点２８から非連続部３６までの距離は、直線状導体素子３２および略矩形ループ状導体素子３０に沿った距離で、１／４λＬ・η（λＬは受信する電波の受信波長帯においてその中心波長よりも長い波長帯であり、ηはガラスに起因する波長短縮率）とするのが好ましい。
【００１７】
本実施例のアンテナパターンにおける略矩形ループ状導体素子３０に非連続部（ＧＡＰ）３６が存在することにより、広い帯域に対して良好な受信感度が得られる。実測での評価結果を以下に示す。
【００１８】
図３に、非連続部無しのガラスアンテナと、非連続部有りのガラスアンテナとについて測定した受信感度を示す。放送波のＶＨＦ−Ｌｏｗ帯域（１〜３ｃｈ），ＶＨＦ−Ｈｉｇｈ帯域（４〜１２ｃｈ），ＵＨＦ帯域（１３〜６４ｃｈ）について、それぞれ分けて測定した。図中、実線のグラフは、非連続部有りの場合を、破線のグラフは、非連続部無しの場合を示す。
【００１９】
この実測結果によれば、ＶＨＦ帯域（９１ＭＨｚ〜２２４ＭＨｚ）では非連続部の有無で感度差は見られないが、６００ＭＨｚより高いＵＨＦ帯域で、最大３ｄＢの感度の改善が見られる。すなわち、略矩形ループ導体素子に非連続点を設けたアンテナでは、ＶＨＦ帯域の受信感度を維持しつつ、ＵＨＦ帯域の感度が改善され、より広帯域で機能するアンテナとなっていることがわかる。これは、略矩形ループ状導体素子３０に非連続部３６を設けない場合には、導体素子３０の上辺部から伝播する高周波電流と、下辺部より伝播する高周波電流とが互いに干渉し、導体素子３０上に安定した定在波が発生しないが、導体素子３０に非連続部３０を設けることで、上辺および下辺より伝播する各々の高周波電流の干渉を排除することで、波長に対し、３／４λ・ηの共振による定在波が安定して導体素子上に存在するようになったことによる効果であると推測される。
【００２０】
さらに、本実施例のアンテナパターンにおいて、ボディとの距離の違いによる感度差を検討した。
【００２１】
図２において、非連続部３６の金属板２６からの距離をAとし、各導体素子の寸法（単位：ｍｍ）を図示のように設定し、Ａの寸法を変えて、ＶＨＦ−Ｈｉｇｈ（１７５〜２９５ＭＨｚ）およびＵＨＦ（４７５〜７９０ＭＨｚ）帯域の水平偏波に対する受信性能を測定した。
【００２２】
距離Ａが、それぞれ、１０ｍｍ，２０ｍｍ，４０ｍｍ，６０ｍｍ，８０ｍｍ，１００ｍｍの場合について、動作利得の測定結果を、図４に示す。受信性能（動作利得）の平均値を、表１に示す。
【００２３】
【表１】
2007235717.tif 000003
【００２４】
以上の測定結果から、寸法Ａが２０ｍｍよりも狭くなったところで、ＶＨＦ−Ｈｉｇｈの帯域感度が低下しているが、それ以上の領域（４０ｍｍ〜１００ｍｍ）では、感度差は認められない。また、ＵＨＦの感度は安定して高い水準（−１０ｄＢ以上）を維持していることがわかる。
【００２５】
さらに、本実施例のアンテナパターンにおいて、デフォッガとの間隔Ｂによる影響を調べた。図５に、間隔Ｂを示す。
【００２６】
距離Ａを８０に固定し、間隔Ｂを変えて解析した。間隔Ｂが、それぞれ、１０ｍｍ，２０ｍｍ，４０ｍｍ，６０ｍｍの場合について、受信性能（動作利得）の測定結果を、図６に示す。動作利得の平均値を、表２に示す。
【００２７】
【表２】
2007235717.tif 000004
【００２８】
以上の測定結果から、デフォッガの影響により７０ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚのＶＨＦ−Ｌｏｗ帯域では間隔Ｂを狭くすることでの性能の変動が見られるが、ターゲットとしている帯域（１７０ＭＨｚ以上）では、デフォッガの接近による感度の変動は認められない。
【００２９】
さらに、本実施例のアンテナパターンにおいて、略矩形ループ状導体素子の形状による感度変動を評価した。図７のアンテナパターンに、変更すべき略矩形ループ状導体素子の高さ寸法Ｅを示す。
【００３０】
距離Ａを８０ｍｍ、間隔Ｂを６０ｍｍに固定し、寸法Ｅが、それぞれ、５ｍｍ，１０ｍｍ，２０ｍｍ，４０ｍｍ，５０ｍｍ，７０ｍｍの場合について、動作利得の測定結果を、図８に示す。動作利得の平均値を、表３に示す。
【００３１】
【表３】
2007235717.tif 000005
【００３２】
以上の測定結果から、ＶＨＦ帯域およびＵＨＦ帯域において、高さ寸法を任意に設定しても（５〜７０ｍｍ）受信特性に影響が少ないことがわかる。
【００３３】
図９に、本発明のガラスアンテナのさらに他の実施例のアンテナパターンを示す。これらは従来技術と同様にＵＨＦ帯域の感度を高めるために補助導体素子を設けたものである。
図９（Ａ）は、１本の横方向補助導体素子４０を付加した例である。
図９（Ｂ）は、同じ長さの２本の横方向補助導体素子４２，４４を付加した例である。
図９（Ｃ）は、長さの異なる２本の横方向補助導体素子４６，４８を付加した例である。
図９（Ｄ）は、ループ形状の横方向補助導体素子５０を付加した例である。
図９（Ｅ）は、１本の縦方向補助導体素子５２を設け、横から給電した例である。
【００３４】
図９（Ａ）に示したガラスアンテナの一例を図１０に示す。補助導体素子４０の長さは、８０ｍｍとする。補助導体素子４０と給電点２８との間の距離をＤとし、距離Ｄが、それぞれ、０ｍｍ，２０ｍｍ，３０ｍｍのパターンを検討する。
【００３５】
図１０に示す非連続部有りのガラスアンテナについて、受信感度を測定した。比較のために、同じパターンで非連続部無しのガラスアンテナについても、受信感度を測定した。
【００３６】
表４に、非連続部無しのガラスアンテナのＶＨＦ受信感度を、表５に非連続部有りのガラスアンテナのＶＨＦ受信感度を示す。
【００３７】
【表４】
2007235717.tif 000006
【００３８】
【表５】
2007235717.tif 000007
【００３９】
表４および表５において、（  ）内の数値は補助導体素子無しのガラスアンテナについての受信感度に対する感度差である。参考として、補助導体素子無しのガラスアンテナについての受信感度もあわせて表に示す。
【００４０】
表４および表５に示した測定結果からわかるように、ＶＨＦ帯域では補助導体素子４０による感度の変動はない。すなわち、補助導体素子を設けても、ＶＨＦ帯域では感度に影響しない。
【００４１】
表６に、非連続部無しのガラスアンテナのＵＨＦ−Ｌｏｗ受信感度を、表７に非連続部有りのガラスアンテナのＵＨＦ−Ｌｏｗ受信感度を示す。
【００４２】
【表６】
2007235717.tif 000008
【００４３】
【表７】
2007235717.tif 000009
【００４４】
表６および表７において、（  ）内の数値は、補助導体素子無しのガラスアンテナについての受信感度に対する感度差である。参考として、補助導体素子無しのガラスアンテナについての受信感度もあわせて表に示す。
【００４５】
表８に、非連続部無しのガラスアンテナのＵＨＦ−Ｈｉｇｈ受信感度を、表９に非連続部有りのガラスアンテナのＵＨＦ−Ｈｉｇｈ受信感度を示す。
【００４６】
【表８】
2007235717.tif 000010
【００４７】
【表９】
2007235717.tif 000011
【００４８】
表８および表９において、（  ）内の数値は補助導体素子無しのガラスアンテナについての受信感度に対する感度差である。参考として、補助導体素子無しのガラスアンテナについての受信感度もあわせて表に示す。
【００４９】
表６〜表９に示した測定結果からわかるように、ＵＨＦ帯では、Ｄ＝０ｍｍのときに低い帯域（ＵＨＦ−Ｌｏｗ）で感度の低下が見られる。これは補助導体素子の追加によりアンテナが高い周波数での共振点を持つようになったことに起因するものである。Ｄ値を、２０ｍｍ，３０ｍｍ，４０ｍｍと大きくすると、給電点２８から補助導体素子４０までの長さが大きくなり、低い周波数帯域での感度低下を補正することができる。
【００５０】
ＵＨＦ−Ｈｉｇｈ帯域では、補助導体素子を設けることによって、受信感度があがることがわかる。
【００５１】
図１０のパターンのガラスアンテナにおいて、Ｄ＝２０ｍｍ，４０ｍｍの場合について、受信感度を測定した。比較のために、図１０のパターンから補助導体素子を削除したガラスアンテナについて受信感度を測定し、感度差（補助導体素子有りのガラスアンテナの受信感度−補助導体素子無しのガラスアンテナの受信感度）を求めた。
【００５２】
図１１にＶＨＦ帯域の場合の感度差を、図１２にＵＨＦ帯域の場合の感度差のグラフを示す。
【００５３】
図１２のグラフが示すように、Ｄ＝２０ｍｍの場合では５３０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域で、Ｄ＝４０ｍｍの場合では、５１２ＭＨｚから７５８ＭＨｚの帯域に対し感度改善の効果がある。このように補助導体素子にはＵＨＦ帯域の受信性能を改善する効果が認められる。
【００５４】
また図１１から明らかなように、ＶＨＦ帯域では補助導体素子の追加による感度変動は無く、図３に示す良好な受信性能を維持している。
【００５５】
このことから、補助導体素子を更に設けたガラスアンテナでは、ＶＨＦ〜ＵＨＦの広帯域受信が行えていることが明らかである。
【００５６】
以上の各解析結果より、以下のことがわかる。
【００５７】
（１）ボディとの距離Ａは２０ｍｍ以上であれば、デフォッガとの間隔Ｂによらず、熱線の接近による影響を受けず、安定した性能を持つ。このことにより、デザイン上、アンテナ設計エリアの狭い車種に対しても、設計可能なアンテナとなることが期待される。
【００５８】
（２）略矩形ループ状導体素子の高さＥは５〜７０ｍｍであれば、性能に変動は無いが、ＵＨＦ帯域の性能改善に寄与する補助導体素子を付加する領域の確保を考慮して、５〜６０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００５９】
（３）本発明のガラスアンテナで得られる受信性能は、ＶＨＦ−Ｈｉｇｈ帯域（１５０ＭＨｚ〜２９０ＭＨｚ）で−１０ｄＢ程度の安定した性能を維持しており、ＵＨＦについても、自身の性能に加え、補助導体素子による調整が可能であることより、広帯域で安定した性能が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のガラスアンテナは、コンパクトかつ単純な形状であるため、使用する用途としては、車両窓ガラス用アンテナの他に、ＩＣタグ受信／送信用アンテナとしての使用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来のアンテナのパターンを示す図である。
【図２】本発明のガラスアンテナの一実施例を示す図である。
【図３】非連続部無しのガラスアンテナと、非連続部有りのガラスアンテナとについて測定した受信感度を示す図である。
【図４】距離Ａを変えた場合の動作利得の測定結果を示す図である。
【図５】アンテナパターンを示す図である。
【図６】間隔Ｂを変えた場合の動作利得の測定結果を示す図である。
【図７】アンテナパターンを示す図である。
【図８】寸法Ｅを変えた場合の動作利得の測定結果を示す図である。
【図９】補助導体素子を設けた本発明のガラスアンテナのパターンを示す図である。
【図１０】補助導体素子を設けたガラスアンテナのパターンを示す図である。
【図１１】図１０のガラスアンテナにおいて非連続部の有無によるＶＨＦ帯域での感度差を示すグラフである。
【図１２】図１０のガラスアンテナにおいて非連続部の有無によるＵＨＦ帯域での感度差を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６２】
２０  リアガラス
２２  デフォッガの熱線
２４，２６  ボディ
２８  給電点
３０  略矩形ループ状導体素子
３２  直線状導体素子
３６  非連続部
【図１】
2007235717.tif 000012
【図２】
2007235717.tif 000013
【図３】
2007235717.tif 000014
【図４】
2007235717.tif 000015
【図５】
2007235717.tif 000016
【図６】
2007235717.tif 000017
【図７】
2007235717.tif 000018
【図８】
2007235717.tif 000019
【図９】
2007235717.tif 000020
【図１０】
2007235717.tif 000021
【図１１】
2007235717.tif 000022
【図１２】
2007235717.tif 000023