(57)【要約】【課題】車体の金属部の近くに設置されるガラスアンテナであっても、車体の金属部の影響を受けずに、ある一方向に強い指向性を持つ広帯域の自動車用高周波ガラスアンテナを提供する。【解決手段】  自動車の窓ガラスの表面に設けられ、高周波帯域の電波を送受信するガラスアンテナにおいて、  車体の金属部の近くに設けられ、車体の金属部に近接する一端より給電されるアンテナ線と、  前記アンテナ線の近傍に配置され、指向性と受信感度の周波数特性とを調整するための無給電線を備え、  前記アンテナ線は、複数本の平行に延びる平行導体線と、該平行導体線のそれぞれの一端を結合する結合導体線を備えることを特徴とする自動車用高周波ガラスアンテナ。【選択図】図１
2007110390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の窓ガラスの表面に設けられ、高周波帯域の電波を送受信するガラスアンテナにおいて、
車体の金属部の近くに設けられ、車体の金属部に近接する一端より給電されるアンテナ線と、
前記アンテナ線の近傍に配置され、指向性と受信感度の周波数特性とを調整するための無給電線を備え、
前記アンテナ線は、複数本の平行に延びる平行導体線と、該平行導体線のそれぞれの一端を結合する結合導体線を備えることを特徴とする自動車用高周波ガラスアンテナ。
【請求項２】
前記平行導体線の車体の金属部に近接する端部を前記結合導体線により結合したことを特徴とする請求項１記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
【請求項３】
前記平行導体線の車体の金属部に近接する端部とは反対の端部を結合導体線により結合したことを特徴とする請求項１記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
【請求項４】
前記平行導体線は２本であり、前記高周波帯域の受信周波数の波長をλ、短縮率をｋとした場合に、前記平行導体線は長さが（λ／４〜λ／２）ｋで、間隔は（λ／２０〜λ／８）ｋであり、
前記無給電線は、前記アンテナ線に平行に延び、長さが（λ／４〜λ／２）ｋである少なくとも１本の直線状導体線よりなり、
前記直線状導体線が前記アンテナ線と重なる長さは、それぞれ（λ／１６〜λ／８）ｋであり、
前記直線状導体線と前記アンテナ線との間の距離は、（λ／６４〜λ／１６）ｋである、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の自動車用高周波ガラスアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用高周波ガラスアンテナ、特に、ＵＨＦ帯域以上（３００ＭＨｚ以上）の電波の送受信に用いられる自動車用高周波ガラスアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
３００ＭＨｚ以上の高周波帯域の電波を送受信する自動車用高周波ガラスアンテナとしては、例えば、ＧＰＳ人工衛星信号（１５７５．４２ＭＨｚ）等の通信手段、ＴＶ放送波（４７１ＭＨｚ〜７７１ＭＨｚ）、自動車用電話の８００ＭＨｚ帯（８１０〜９６０ＭＨｚ）または１．５ＧＨｚ帯（１．４２９〜１．５０１ＧＨｚ）を利用する自動車通信手段に好ましい自動車用高周波ガラスアンテナがある。
【０００３】
このような自動車用高周波ガラスアンテナは、種々の方向から来る電波を受信すると、受信波の位相の差によりゴーストが発生するので、指向性を示すものが要求される。
【０００４】
また、このようなガラスアンテナが自動車のフロントガラスあるいはリアガラスに設けられる場合、フロントガラスは運転者の視覚を確保するため、リアガラスは熱線が設けられている関係上、窓ガラス上であっても車体の金属部に近い領域に設けざるを得ない。
【０００５】
特開２００２-１３５０２５号公報（特許文献１）には、走行しながら電波を受信する場合に、マルチパスなどの影響を受け難いガラスアンテナとして、導波器と反射器を有する一方向にのみ強い指向性を示すアンテナ（八木アンテナ）を組み合わせて受信するシステムが開示されている。
【特許文献１】特開２００２-１３５０２５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に記載の自動車用高周波ガラスアンテナは、車体の金属部を反射器として用いるので、指向性が金属部の位置により定まり、指向性を自由に設計できないという問題がある。例えば、フロントガラスまたはリアガラス上であって、車体のルーフの近くにアンテナ線を水平に設けた場合、窓ガラスは傾斜しているので、窓ガラスの傾斜方向（下方向）に指向性を持つアンテナとなり、放送波の送信される車両と水平方向または仰角方向に有効な指向性を持つアンテナとはなり得ない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、車体の金属部の近くに設置されるガラスアンテナであっても、車体の金属部の影響を受けずに、ある一方向に強い指向性を持つ広帯域の自動車用高周波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】
本発明の自動車用高周波ガラスアンテナは、代表的なビームアンテナ（一方向に指向性を持ったアンテナ）のうち、八木アンテナに代表されるパラスティック型アンテナ（給電点に接続されたアンテナ素子と、給電点より絶縁された無給電線とからなるビームアンテナ）の考え方に基づいてパターンを決定している。パラスティック型アンテナは、給電線に誘起される定在波と、無給電線に誘起される定在波との間の位相差を調整することにより、指向性を特定できる。
【０００９】
本発明は、以下の考えに基づいてなされたものであり、ガラスアンテナが車体の金属部の近くに設けられても、給電線のごく近傍（λ／６４〜λ／１６）ｋに配置した無給電線のパターンおよび位置を変化させることで、金属部の影響を受けることなく、ビームの方向を意図する方向にすることができる。
【００１０】
また、給電線に接続されたアンテナでは、通常１つとその整数倍で定義される周波数にしか共振点を持ち得ない。しかしながら本発明では、給電線により構成されるアンテナと、無給電線により構成され、給電線とは異なる共振点を持つように設定されたアンテナとを容量的に結合することにより、１つの給電点で広い帯域を感度よく受信することができる。
【００１１】
したがって、本発明は、自動車の窓ガラスの表面に設けられ、高周波帯域の電波を送受信するガラスアンテナにおいて、車体の金属部の近くに設けられ、給電されるアンテナ線と、前記アンテナ線の近傍に配置され、指向性と受信感度の周波数特性とを調整するための無給電線とを備えることを特徴とする。
【００１２】
前記高周波帯域の受信周波数の波長をλ、短縮率をｋとした場合に、前記アンテナ線は複数本の平行に延びる平行導体線と、該平行導体線のそれぞれの一端を結合する結合導体線を備えるアンテナ線である。平行導体線の、結合導体線で結合した端部とは反対の端部（他端）は、導体線により接続（結合）されていない。前記平行導体線は２本とし、長さが（λ／４〜λ／２）ｋで、間隔は（λ／２０〜λ／８）ｋとすることができる。
【００１３】
前記無給電線は、次のような構成とすることができる。
１）前記無給電線は、前記アンテナ線に平行に延び、長さが（λ／４〜λ／２）ｋである少なくとも１本の直線状導体線とし、前記直線状導体線が前記アンテナ線と重なる長さは、それぞれ（λ／１６〜λ／８）ｋであり、前記直線状導体線と前記アンテナ線との間の距離は、（λ／６４〜λ／１６）ｋである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車体の金属部の近くに設けられたガラスアンテナであっても、無給電の導体線を用いて指向性と受信感度の周波数特性を調整するため、水平方向または所望の仰角方向にも指向性を持った広帯域の自動車用高周波ガラスアンテナが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１に、実施例１の自動車用高周波ガラスアンテナのアンテナパターンを示す。このガラスアンテナは、車両の車体６で囲まれたフロントガラス８に設けられている。視認性を妨げないように、車体の金属部６（ルーフ）に近い、フロントガラスの右上隅に設けられている。フロントガラスは、垂直方向に対し３０〜４０゜の角度で傾斜しているものとする。アンテナは、２本の平行に延びる平行導体線１，２のそれぞれの一端を結合導体線３により結合し、他端は導体線により接続されていないアンテナ線（給電線）４と、この給電線に対し平行に延び、直流的に接続されていない１本の直線状導体線（無給電線）５との組み合わせにより構成される。７は、給電線４の一端が接続される給電点である。アンテナ線は、平行導体線１，２の車体の金属部に近接する一端を結合導体線３により結合しており車体の金属部に近接する一端より給電される。本実施例では、結合導体線３と給電点７を別々に設けたが、給電点７を平行導体線１，２の両方に結合し、結合導体線としても良い。
【００１７】
なお、本明細書において、λは受信周波数の波長である。ｋは短縮率である。短縮率とは、誘電体基板（この場合、ガラス板）を伝搬する電波の伝搬速度に関係するもので、アンテナが共振するように、誘電体基板上に形成されるアンテナの寸法が、誘電体基板のない場合に想定されるアンテナ寸法に比べて小さくなる比率をいう。なお、図１においては表示を簡単にするため、短縮率ｋは省略する。
【００１８】
平行導体線１，２の長さは、（λ／４）ｋであり、２本の平行導体線１，２の間隔は（λ／２０）ｋである。無給電線５は、給電線４に対し図１の上下方向において（λ／１４）ｋの長さだけ重なっている。また、無給電線５の長さは、（λ／３）ｋである。
【００１９】
また、無給電線５は、給電線４から（λ／４０）ｋの距離に設けられている。
【００２０】
以上のような無給電線５は、給電線４の近傍に配置され、指向性と受信感度の周波数特性とを調整する働きをする。
【００２１】
本実施例によれば、給電線４と無給電線５との組み合わせにより高周波を共振させ、指向特性と広帯域での安定した受信性能とを有するアンテナが実現できる。
【００２２】
一例として、共振周波数が６００ＭＨｚの場合の具体的な寸法を求めて見る。周波数６００ＭＨｚの場合のλは、５０ｃｍである。短縮率ｋを０．６５とすると、平行導体線１，２の長さは、（５０／４）×０．６５＝８．１ｃｍ、平行導体線１，２の間隔は、（５０／２０）×０．６５＝１．６ｃｍ、無給電線５の長さは、（５０／３）×０．６５＝１０．８ｃｍ、無給電線５が給電線４と重なる長さは、（５０／１４）×０．６５＝２．３ｃｍ、給電線４と無給電線５との間の距離は、（５０／４０）×０．６５＝０．８ｃｍである。ガラスアンテナの占有エリアは狭いことがわかる。
【００２３】
このようなガラスアンテナの水平面での指向特性を測定したところ、図２に示す特性が得られた。自動車の正面方向に強い指向性が実現されていることがわかる。
【００２４】
また、Ｆ／Ｂ比の周波数特性を測定したところ、図３に示す特性が得られた。ここで、Ｆ／Ｂ比とは、ビームの出る方向を正面（Ｆｒｏｎｔ）とした場合の、正面への指向性利得と、背面（Ｂａｃｋ）への指向性利得の差で、アンテナの指向性利得（ビーム強度）の評価となるものである。この数値が小さければ、正面と背面への指向性利得の差の小さい（丸い）指向性になることを示し、逆に大きければ、指向性利得差の大きい（正面方向に強い指向性を持った）アンテナであることを示す。図３のＦ／Ｂ比の算出は、前方向１８０度の指向性平均利得と、後方向１８０度の指向性平均利得との比で表している。平均利得の計算には、面積平均算出法を適用している。なお、図３には、前半感度も併せて示してある。図３のＦ／Ｂ比から、正面方向に強い指向性を有していることがわかる。
【００２５】
図４に、比較のために、給電線４のみを設けたガラスアンテナを示す。このガラスアンテナの指向特性を図５に、Ｆ／Ｂ比の周波数特性を図６に示す。図５，６は、本実施例の図２，３に示す特性に対応している。
【００２６】
特性を比較すれば明らかなように、本実施例のアンテナは、図４のアンテナに比べて広帯域にわたって前方方向に強い指向性を有していることがわかる。
【実施例２】
【００２７】
図７に、実施例２の自動車用高周波ガラスアンテナのアンテナパターンを示す。このガラスアンテナは、実施例１のアンテナとことなり、平行導体線１，２の車体の金属部に近接する端部とは反対の端部を結合導体線３により結合しており車体の金属部に近接する端部より給電される。無給電線５の配置は実施例１と同様のパターンを有している。
このようなガラスアンテナの指向特性を測定したところ、図８の特性が得られた。自動車の正面方向に強い指向性が実現されていることがわかる。また、Ｆ／Ｂ比の周波数特性を図９に示す。
【００２８】
本発明の実施例１，２では、無給電線をアンテナ線の上側に設けたが、これに限らず無給電線をアンテナ線の下側に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１の自動車用高周波ガラスアンテナのパターンを示す図である。
【図２】実施例１のアンテナの指向特性を示す図である。
【図３】実施例１のアンテナの受信感度（Ｆ／Ｂ比）を示す図である。
【図４】給電線のみ設けたアンテナのパターンを示す図である。
【図５】図４のアンテナの指向特性を示す図である。
【図６】図５のアンテナの受信感度（Ｆ／Ｂ比）を示す図である。
【図７】実施例２の自動車用高周波ガラスアンテナのパターンを示す図である。
【図８】実施例２のアンテナの指向特性を示す図である。
【図９】実施例２のアンテナの受信感度（Ｆ／Ｂ比）を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  平行導体線
２  平行導体線
３  結合導体線
４  給電線
５  無給電線
６  車体の金属部
７  給電点
８  フロントガラス
【図１】
2007110390.tif 000003
【図２】
2007110390.tif 000004
【図３】
2007110390.tif 000005
【図４】
2007110390.tif 000006
【図５】
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【図６】
2007110390.tif 000008
【図７】
2007110390.tif 000009
【図８】
2007110390.tif 000010
【図９】
2007110390.tif 000011