(57)【要約】  本発明は、同軸ケーブル（２）に接続された広帯域アンテナ（１）であって、アンテナとケーブルとの間の電気的連結を制御するための手段（５）をさらに含む広帯域アンテナ（１）に関する。【選択図】図２
2018535615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波通信のための２部品型２次元アンテナ（１）と、中央ピン（４）およびシールド（３）を備えたデータ伝送同軸ケーブル（２）と、前記ケーブル（２）の前記中央ピン（４）および前記シールド（３）を前記アンテナの２つの部品（７、８）に接続するための手段とを含むアセンブリであって、前記アンテナの前記２つの部品がガラスパネル（６）に印刷される、アセンブリにおいて、抵抗器、コンデンサおよびインダクタンスからなる群の間で選択される電気構成要素（５）であって、前記ケーブルと前記アンテナとの間の接続を制御するために前記アンテナの前記２つの部品を橋掛けする電気構成要素（５）をさらに含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項２】
前記電気構成要素（５）が電気抵抗器である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記抵抗器（５）が、セラミックの材料または不十分な導電性のブリッジを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記電気構成要素（５）が抵抗器、コンデンサおよびインダクタンスを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記アンテナ（１）が少なくとも９５％の銀および／または銅を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
同軸ケーブル（２）と広帯域アンテナ（１）との間の電気接続を制御するための電気抵抗器（５）の使用。
【請求項７】
前記電気抵抗器（５）が、セラミックの材料または不十分な導電性のブリッジを含む、請求項５に記載の使用。
【請求項８】
前記広帯域アンテナがガラス表面に印刷される、請求項６に記載の使用。
【請求項９】
中央ピンおよびシールドを備えたデータ伝送同軸ケーブルに接続される、ＨＦおよびＷＢ通信のためのロングタームエボリューション２部品型２次元アンテナ（１）を含むアセンブリであって、中央ピンおよびシールドが前記アンテナの２つの部品（７、８）に接続され、前記アンテナの前記２つの部品がガラスパネル（６）に印刷される、アセンブリにおいて、抵抗器、コンデンサおよびインダクタンスからなる群の間で選択される電気構成要素（５）であって、前記ケーブル（３）と前記アンテナ（１）との間の接続を制御するために前記アンテナの前記２つの部品を橋掛けする電気構成要素（５）をさらに含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１０】
前記電気構成要素（５）が抵抗器、コンデンサおよびインダクタンスを含む、請求項９に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物または車両であって、パーソナルセルラー無線端末を用いた、これらの建物または車両の外側のまたはそれらに関連付けられる受信機または送信機による、無線通信のためのアンテナが印刷されたガラスパネルを含む建物または車両に関する。これらのアンテナは、ラジオ放送システム、放送テレビジョンシステム、レーダー、携帯電話端末、衛星通信システムおよび他のガレージまたは車ドア開扉装置、無線マイクロフォン、ブルートゥース（登録商標）対応機器、無線コンピュータネットワークまたは商品上のＲＦＬＤタグなど、電波を使用するあらゆる種類の機器の構成要素である。
【０００２】
本発明は、より詳細には、高周波（ＨＦ）および広帯域（ＷＢ）通信に関する。
標準型データ伝送線に接続された、車の後部窓に印刷されたヒーティングワイヤのようなワイヤアンテナを使用できる低周波通信と異なり、ＨＦおよびＷＢ通信は、データ伝送同軸ケーブルを備えた２部品型２次元アンテナを必要とする。
【背景技術】
【０００３】
ここで対象となるアンテナは、主にロングタームエボリューション（ＬＴＥ）アンテナとして、すなわちモバイルインターネットおよび４Ｇ携帯電話ネットワークのために提供される。
【０００４】
これらのアンテナの２つの部品は、それぞれ同軸ケーブルの中央ピンおよびシールドに接続される。
【０００５】
それらは、ガラスまたはプラスチックに印刷される銀および銅の合金から作ることができる。
【０００６】
しかしながら、給電素子のアンテナへの正しい接続は、特に鉛フリーはんだ付けの場合、依然として解決すべき特に敏感な問題であり、なぜなら、選択された鉛フリー選択肢に依存して基板を変質する危険性があるためであり、これは広帯域アンテナにとって問題であり、または不十分な凝集強度を示す危険性があるためであり、これは許容できないものである。換言すると、産業規模でおよび／または自動化された作業を伴って広帯域アンテナをガラスパネルに組み込むことは、現在のアプローチ方法では不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、この問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明は、ＨＦおよびＷＢ通信のためのロングタームエボリューション２部品型２次元アンテナと、中央ピンおよびシールドを備えたデータ伝送同軸ケーブルと、ケーブルの中央ピンおよびシールドをアンテナの２つの部品に接続するための手段とのアセンブリであって、アンテナの２つの部品がガラスパネルに印刷される、アセンブリにおいて、抵抗器、コンデンサおよびインダクタンスからなる群の間で選択される電気構成要素であって、ケーブルとアンテナとの間の接続を制御するためにアンテナの２つの部品を橋掛けする電気構成要素をさらに含むことを特徴とするアセンブリに関する。
【０００９】
この新規な組合せは、第一に、車または建物に組み込まれるように設計されたガラスパネルへの広帯域アンテナのより良好な一体化を可能にする。
【００１０】
同軸ケーブルの中央ピンおよびシールドが、導電性材料であるアンテナの２つの部品に適切に接続されているかどうかを点検するために、これら２つの部品は、好ましくは抵抗器である制御構成要素によって橋掛けされ、同軸ケーブルのシールドと中央ピンとの間の抵抗が測定されるが、それは直流によるものであり、無線周波数電流によるものではない。これらの環境下において、電流は、中央ピン、中央ピンが接続されるアンテナ部品、制御抵抗器、シールドが接続されるアンテナ部品、および同軸ケーブルのシールドに流れるはずである。接続が欠如している場合、抵抗器測定装置は、制御抵抗器を参照せず、無限抵抗器を参照する。
【００１１】
従って、本発明の密接に関連する態様は、広帯域アンテナへの同軸ケーブルの電気的接続を制御するための電気構成要素の使用である。
【００１２】
本発明はまた、中央ピンおよびシールドを備えたデータ伝送同軸ケーブルに接続される、ＨＦおよびＷＢ通信のためのロングタームエボリューション２部品型２次元アンテナを含む中間アセンブリであって、中央ピンおよびシールドがアンテナの２つの部品に接続され、アンテナの２つの部品がガラスパネルに印刷される、中間アセンブリにおいて、抵抗器、コンデンサおよびインダクタンスからなる群の間で選択される電気構成要素であって、ケーブルとアンテナとの間の接続を制御するためにアンテナの２つの部品を橋掛けする電気構成要素をさらに含むことを特徴とする中間アセンブリに関する。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、電気構成要素は、抵抗器、またはコンデンサ、またはインダクタンス、または抵抗器およびコンデンサ、もしくは抵抗器およびインダクタンス、もしくはコンデンサおよびインダクタンスを含むアセンブリ、または抵抗器、コンデンサおよびインダクタンスを含むアセンブリであり得る。
【００１４】
本発明は、添付図面の補助により以下の記載を読むことでよりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による広帯域アンテナの平面図である。
【図２】好ましい広帯域アンテナの平面図である。
【図３】対応する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ガラスパネルに広帯域アンテナを組み込むことには課題があり、なぜなら、アンテナが、自動車ガラスの黒色プリントなど、ガラスの不透明領域またはガラスの不可視領域に（例えば、印刷によって）配置されるように十分に小さいべきであるためである。
【００１７】
他方、これらの高周波用アンテナは少なくとも２つの部品を含み、給電部品へのアンテナの接続は同軸ケーブルを伴う。二重ケーブルの要素の広帯域アンテナの要素への正しい固定および接続は、ほとんど自動化することができない。
【００１８】
実際に、それらの接続は機能的でなければならず、また正確に配置されなければならない。さらに、はんだ付けは、アンテナの形状に影響を及ぼすべきでない。そのような達成は、少なくとも鉛フリーはんだ付けの場合、産業規模で得ることができない。換言すると、それらの接続が通常の手順で行われる場合、相当の損失が生じるであろう。
【００１９】
本出願人は、アンテナとケーブルとの間の電気的連結を制御する手段を組み込むことにより、例えば悪化した電気的連結またはガラスパネルの破損が原因のアセンブリの動作不良を検出することが可能になることを見出した。
【００２０】
本発明によれば、ガラスパネルは、ガラスパネルが一体化される車または建物の設計に適合する平坦なまたは湾曲したガラスパネルとすることができる。ガラスパネルは、安全性の基準を遵守するように強化することができる。本発明によるガラスが一般に車または車両に組み込まれる場合、加熱可能なシステム、例えばコーティングまたはワイヤのネットワークをガラス板に適用して、例えば霜取り機能を付加することができる。同様に、ガラスパネルは、透明ガラスであり得、またはガラスの特定の組成で、または例えばコーティングもしくはプラスチック層を適用することによって色を付けられた着色ガラスであり得る。
【００２１】
本発明の１つの好ましい実施形態によれば、ガラスパネルは、自動車のためのガラス、すなわちフロントガラス、後部窓、側部窓であるか、またはルーフなどの車体に固定される。
【００２２】
この組み合わせにより、必要な要素の固定および下流の品質管理をスケールアップすることができる。
【００２３】
アンテナとケーブルとの間の電気的連結を制御する手段は、セラミック材料または導電性が不十分なブリッジなどの電気抵抗器である。
【００２４】
導電性が不十分なブリッジとは、好ましくは、青銅系合金など、５％未満の銀もしくは銅を有するか、または銀もしくは銅よりはるかに導電性が低いが、なおも電気を通す任意の適切な組成物を有する不十分な導電性の合金を意味する。
【００２５】
典型的な抵抗は１ｋΩ〜１００００ｋΩの範囲であり、約１００ｋΩの抵抗が適している。
【００２６】
アンテナとケーブルとの間の電気的連結を制御する手段を抵抗器の形態で組み込むことにより、同軸ケーブルの要素のアンテナのセグメントへの接続を制御することが可能になる。全ての要素が十分に固定されている場合、直流（ＤＣ）がシステムを通過することができ、抵抗が測定される。反対に、欠陥の場合、例えば、要素の１つのはんだ付け不良、またはアンテナとケーブルとの間の不具合の場合、ＤＣは通過できず、無限の抵抗が測定される。その後、欠陥のあるデバイスは廃棄され、良好なデバイスによって（すなわち車または建物の中へと）置き換えられ得る。
【００２７】
図１を参照すると、ガラスパネル６上に適用される広帯域アンテナ１、本明細書では、９５％を超える銅および／または銀を含む印刷されたアンテナなどの印刷されたアンテナは、第１の導電性表面８および第２の導電性表面７の形態の２つの別個の２次元要素を含む。しかしながら、これらのアンテナの２つの部品は、本用途に適したいずれの導電性材料で作製されてもよい。本発明の範囲内で、「導電性」材料とは、１０Ω／ｓｑ．未満、好ましくは５Ω／ｓｑ．未満の抵抗率を有する実質的に導電性である材料を意味する。このアンテナ１は、動作中、誘電素子によって分離された中央ピン４およびシールド３を含む同軸ケーブル２に接続され、この際、中央ピン４は、電流が流れるように第１の表面８にはんだ付け（例えば、鉛フリー）され、同軸ケーブル２のシールドは、第２の表面７に電気的に接続される。電気構成要素５（ここでは抵抗器）がアンテナとケーブルとの間の電気的連結を制御する。
【００２８】
本発明の一実施形態によれば、電気構成要素５は、ガラスパネル、特にそれが接続される少なくとも１つのガラスシートを含むガラスパネル上に提供される、抵抗器、コンデンサおよびインダクタンス、またはコンデンサもしくはコンデンサおよびインダクタンスもしくはインダクタンスを含んでもよい。
【００２９】
本発明の別の実施形態によれば、電気構成要素は、ガラスパネル、特にそれが接続される少なくとも１つのガラスシートを含むガラスパネル上に印刷される。好ましい実施形態では、電気構成要素５は、ガラスパネル上にセリグラフィまたはインクジェットによって印刷される。
【００３０】
従って、電気構成要素５およびアンテナの２つの部品（７、８）の両方がセリグラフィで印刷される場合、アンテナの２つの部品は、第１のマスクを用いてガラスパネル上にセリグラフィによって印刷され、電気構成要素は、第２のマスクを用いてアンテナの２つの部品にセリグラフィによって印刷される。従って、本発明によるアセンブリを作製するプロセスを単純化しながら、ガラスパネル上に２種類の構成要素（アンテナおよび電気構成要素）を印刷することができる。
【００３１】
図２および３に示すように、２つの脚部１２、１３とＵ字形領域１４とを含む導電性コネクタ１５は、はんだ付け材料１６を介してアンテナ１の第１の部品に、かつ同軸ケーブル２のシールドにさらに電気的に接続されてもよく、それにより同軸ケーブル２とアンテナ１とをより確実に接続することができる。
【００３２】
これにより固定が容易になり、ケーブルとアンテナとの間の電気の伝送が向上する。
【００３３】
ケーブル２をアンテナに固着するために、３つのＵ字形の機械的固定要素９、１０、１１がさらに追加されてもよい。
【００３４】
これらの要素は、ケーブルの動きを回避し、さらに良好な電気的接続を保証する。
【００３５】
本発明の一実施形態によれば、同軸ケーブルは、ガラス上に置かれた自動車用アンテナのために使用されるケーブルよりも良好により高い周波数の信号を搬送することを可能にするように設計されたケーブルであり、誘電要素によって分離されかつ絶縁層によって保護される少なくともピンおよびシールドを含む。
【００３６】
本発明の１つの好ましい実施形態によれば、導電性コネクタは、アンテナをケーブルに接続し、新たな欧州規制を遵守するために鉛を使用しないはんだ付けによってアンテナに接合される。
【００３７】
導電性コネクタ材料は、好ましくは、ガラスパネルと導電性コネクタ材料との熱膨張差が５×１０−６／℃未満になるように選択される材料である。
【００３８】
本発明によれば、コネクタは、銅、クロム合金、ステンレス鋼合金などの鋼合金、多量のクロムまたはニッケルを含む鋼合金、またはアンテナに接続される、ケーブルを固定できるなどのコネクタ機能の制約およびこの種の材料または合金の他の利点と一致する他のいずれかの材料または合金など、異なるタイプの材料から作製することができる。
【００３９】
好ましくは、はんだ材料は、１５０℃を超える温度で改善された特性を有する。このようなはんだ材料は、独国特許出願公開第１０２００６０４７７６４Ａ１号明細書から知られている。このような鉛フリーはんだ材料は、８８重量％〜９８．５重量％のＳｎ、０．５重量％〜５重量％のＡｇを含むＳｎ、Ａｇのはんだ合金またはビスマス−スズ−銀（Ｂｉ−Ｓｎ−Ａｇ）合金をベースとする。好ましくは、はんだ材料は、以下の合金ＢｉｘＳｎｙＡｇｚ（ｘ、ｙ、ｚは成分の重量％を表す）（この命名法は周知である）：Ｂｉ５７Ｓｎ４２Ａｇ０、Ｂｉ５７Ｓｎ４０Ａｇ３、ＳｎＡｇ３．８Ｃｕ０．７、Ｓｎ５５Ｂｉ４４Ａｇ１、またはＳＡＣ合金（スズ−銀−銅（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）合金）を少なくともその成分として含む。より好ましくは、はんだ合金は、３重量％のＡｇ、０．５重量％のＣｕおよび９６．５重量％のＳｎからなるＳＡＣ３０５である。このはんだ材料は、それと共に使用されるコネクタの改善されたボンディング特性および高い疲労強度をもたらす。
【００４０】
本発明によれば、コネクタ要素は、好ましくは、鉄−ニッケル（ＦｅＮｉ）もしくは鉄−クロム（ＦｅＣｒ）合金、またはそれらの混合物から作製される。より好ましくは、コネクタ要素は、好ましくはＦｅＣｒ１０、ＦｅＣｒ１６、グレード４３０、ＦｅＮｉ４２、ＦｅＮｉ４８またはＦｅＮｉ５２から作製される。
【００４１】
高い周波数が使用されるため、アンテナとケーブルとの間の接続は信号の歪みを制限するために非常に正確でなければならない。この状態を達成するために、コネクタは少なくとも２つの機械的固定要素を含む。これらの機械的固定要素は、ケーブルの移動を回避しながら正しい場所にケーブルを維持することを可能にし、アンテナへの良好な電気的接続を確保する。これらの要素は、コネクタと異なる組成を有してもよい。好ましくは、シールドは、機械的固定要素の少なくとも１つを介してアンテナに接続され、アンテナへの非常に良好な電気的接続を有する。
【００４２】
本発明によれば、好ましくは、中央ピンは、導電性コネクタとは別に鉛を使用しないはんだ付けによってアンテナに接続される。好ましくは、中央ピンは中間伝導性要素にかしめられてもよい。この場合、鉛フリーはんだ材料は、中間要素とアンテナとの間に提供される。
【００４３】
本発明の一実施形態によれば、好ましくは、導電性コネクタは、機械的固定要素を固定するための少なくとも拡張領域と、鉛フリーはんだ材料によってアンテナに接合するための拡張領域に接続された少なくとも１つの足部とを含む。これらの２つの部分、すなわち少なくとも１つの足部および拡張領域は、アンテナへのコネクタのはんだ付けおよびケーブルの固定を容易にする。本発明によれば、拡張領域は、アンテナと直接接触していないが、足部を介してアンテナに電気的に接続されている領域である。好ましくは、拡張領域の形状は、長方形部分（湾曲しているまたはしていない）、または他の任意の形状であってもよい。足部は、はんだ材料を介してアンテナと接触している。好ましくは、導電性コネクタは、丸みを帯びた形状を有する少なくとも１つの足部を含む。丸みを帯びた形状という用語は、非限定的に、楕円形、卵形、円形、半円形、クローバー形、多円形、多面体、例えば切断縁部のある円の一部のような全体的に丸みを帯びた形状、または丸みを帯びた角を有する長方形のような、丸みを帯びた縁部を有する長方形を有するいずれの形状も意味する。それは単一のリング形状であってもよい。
【００４４】
より好ましくは、導電性コネクタは、コネクタをアンテナに取り付けるプロセス中に安定性を得るために、およびケーブルのいかなる移動も回避することによってガラスパネルの寿命までケーブルを安定させるために２つの足部を含む。
【００４５】
本発明によれば、導電性コネクタは、足部間に設けられた拡張領域の少なくとも一部を含む。拡張領域の少なくとも一部が足部間に設けられている場合、拡張領域の形状はＵ字型またはＴ字型である。Ｕ字型とは、２つの足部を接続する一種のブリッジを意味する。Ｔ字型とは、実質的に垂直な部分を有する一種のブリッジを意味する。この種の形状の利点は、高い安定性を有する対称的なコネクタを有することである。
【００４６】
本発明によれば、ケーブルをコネクタに保持するための機械的固定要素が設けられる。それらは、好ましくは拡張領域に固定される。好ましくは、機械的固定要素は、プロセス所要時間を短縮しかつかしめ工程後のケーブルの移動を回避するために、ケーブルをコネクタにかしめるためのかしめ要素である。
【００４７】
好ましくは、機械的固定要素は拡張領域と同じ組成を有し、拡張領域と同一部品として製造されていると好ましい。
【００４８】
より好ましくは、ケーブルの機械的固定による拡張領域の変形を回避するために、機械的固定要素は、導電性コネクタの拡張領域の少なくとも１つの縁部に固定される。
【００４９】
より好ましくは、拡張領域との不安定な同軸ケーブルの接続による挙動の揺らぎを排除するために、機械的固定要素は、導電性コネクタの拡張領域の反対側の縁部に固定される。
【００５０】
本発明の一実施形態では、導電性コネクタは３つの機械的固定要素を含み、機械的固定要素のうちの２つが同軸ケーブルのシールドに電気的に接続され、かつ導電性コネクタの拡張領域の反対側の縁部に固定され、および機械的固定要素のうちの１つが同軸の絶縁層に固定される。この特徴により、電気的接続を確保し、拡張領域との不安定な同軸ケーブルの接続による挙動の揺らぎを排除することができる。
【００５１】
本発明はまた、同軸ケーブルを導電性コネクタに保持するための少なくとも２つの機械的固定要素を含むコネクタに関する。
【００５２】
本発明によれば、コネクタは、好ましくは、機械的固定要素を固定するための少なくとも拡張領域と、鉛フリーはんだによってアンテナに接合するための拡張領域に接続された１つの足部とを含む。
【００５３】
本発明によれば、コネクタは、好ましくは２つの足部を含む。
【００５４】
本発明によれば、コネクタは、好ましくは、導電性コネクタの拡張領域の少なくとも１つの縁部に固定される機械的固定要素を含む。
【００５５】
本発明の別の実施形態によれば、本発明によるアンテナを含むアセンブリが提供された車両または建物は、リピータシステムを装備されてもよい。リピータシステムは、典型的に、ネットワークのベースステーションと通信可能である、建物または車両の外側に配置されたアンテナと、ユーザ端末と通信可能である、建物または車両の内側に配置されたアンテナと、他方のアンテナに向けられたアンテナの一方によって受信された信号を（増幅および再生する可能性によって）再送することにより、アンテナ間の界面として機能するように提供された再送手段とを含む。そのようなリピータシステムは、ネットワーク範囲が建物または車両の内側に拡張されるため、建物または車両の内側のユーザが良好なネットワーク範囲を有し得ることを可能にすることが理解され得る。
【図１】
2018535615.tif 000003
【図２】
2018535615.tif 000004
【図３】
2018535615.tif 000005
【国際調査報告】
2018535615.tif 000006
2018535615.tif 000007
2018535615.tif 000008