(57)【要約】      （修正有）【課題】車両の窓ガラスに形成されるアンテナパターンが小さくても、良好な受信感度を得ることのできる車両用ガラスアンテナおよび車両用ガラスアンテナ装置を提供する。【解決手段】側部窓ガラス１４を自動車の車体に取り付けた際に、アンテナ形成可能領域の面積が０．０５〜０．２０ｍ２となる場合であって、車両用ガラスアンテナ１１で受信される電波の周波数が１ＭＨｚであるとき、車体と給電点１６との間の静電容量が１５〜１００ｐＦになるようにアンテナ素子１５ａ，１５ｂを形成する。これにより、車体と給電点１６との間の静電容量が１５ｐＦ未満となり、車両用ガラスアンテナ１１と車体との間の静電容量よりも、同軸ケーブル１２および増幅器１３の静電容量の方が大きくなり、車両用ガラスアンテナ１１の増幅器１３からの出力特性が低下して、受信感度が低下することを防止する。【選択図】図１
2009303071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の窓ガラスの表面に形成され、ＡＭラジオ放送で用いられる周波数の帯域の電波を受信する車両用ガラスアンテナであって、
前記電波を受信する複数のアンテナ素子と、
前記アンテナ素子と当該給電線とを接続する給電点と、
を備え、
前記アンテナ素子は、前記車両に前記窓ガラスが取り付けられた際に、前記電波の前記周波数が１ＭＨｚであるとき、前記車両と前記給電点との間の静電容量が１５〜１００ｐＦになるように形成されることを特徴とする車両用ガラスアンテナ。
【請求項２】
前記窓ガラスの前記アンテナ素子を形成することが可能な表面面積は、０．０５〜０．２０ｍ２であることを特徴とする請求項１記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項３】
前記車両の前記窓ガラスが取り付けられる窓枠に沿って周状に形成される導電素子を備えることを特徴とする請求項１または２記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項４】
前記窓ガラスは、側部窓ガラスまたは後部窓ガラスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ガラスアンテナ。
【請求項５】
請求項１，２，４のいずれか１項に記載の車両用ガラスアンテナと、
前記車両用ガラスアンテナにより受信された信号を増幅する増幅手段と、
を備えることを特徴とする車両用ガラスアンテナ装置。
【請求項６】
請求項３または４記載の車両用ガラスアンテナと、
前記車両用ガラスアンテナ装置により受信された信号を増幅する増幅手段と、
一端が前記車両用ガラスアンテナが備える前記導電素子に接続され、他端が前記車両用ガラスアンテナが形成された前記窓ガラスが取り付けられる前記車両に接続される第１のコイルを備えることを特徴とする車両用ガラスアンテナ装置。
【請求項７】
前記車両用ガラスアンテナと前記増幅手段との間に接続され、インダクタンスが１２０〜４７０μＨである第２のコイルを備えることを特徴とする請求項５または６記載の車両用ガラスアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ガラスアンテナおよび車両用ガラスアンテナ装置に関し、特に車両の窓ガラスに形成されるアンテナパターンが小さくても、良好な受信感度を得ることのできる車両用ガラスアンテナおよび車両用ガラスアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の後部窓ガラスにはガラスの曇晴らしを目的としたデフォッガの熱線パターンが形成されたり、後部窓ガラスまたは側部窓ガラスにはＡＭラジオを受信するためのアンテナパターンが形成されたりしているものが多い。例えば、特許文献１に開示されるガラスアンテナ装置は、自動車の後部窓ガラスの防曇用ヒータ（デフォッガ）のパターンが形成された領域の上部の空き領域全体に、ＡＭ／ＦＭラジオを受信するためのアンテナパターンを形成したものである。ＡＭラジオの波長は１７６〜６００ｍであり、テレビ放送等で用いられている電波の波長と比較すると長い。このため特許文献１に開示されるガラスアンテナ装置のように、アンテナパターンをガラス幅に合わせて広い部分に形成する必要がある。
【０００３】
一方で、特許文献２に開示されるガラスアンテナは、自動車の側部窓ガラスの表面にＡＭアンテナを形成したものである。特許文献２に開示されるガラスアンテナでは、特許文献１に開示されるガラスアンテナのように、窓ガラスの広範囲にアンテナを形成する代わりに、複数個のアンテナパターンを形成している。そして、それらのアンテナにより受信された信号を合成回路等を用いて合成することによって、良好な感度が得られるようにしている。
【特許文献１】特表２００３−５００８７０号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、近年、小型の自動車や多機能性のある自動車の人気が高いこと等から自動車のデザインは大きく変化している。これにより、自動車の後部窓ガラスの形状も大きく変化しており、特に後部窓ガラスの表面の大きさは、従来の後部窓ガラスと比較して小さくなりつつある。このため従来のように後部窓ガラスにデフォッガの熱線パターンとアンテナパターンを形成しようとしても、窓ガラスの表面の大きさの制約からデフォッガの熱線パターンまたはアンテナパターンのみしか形成することができない。安全のために、後部窓ガラスには車両後方の視界を確実に確保することが必要であり、後部窓ガラスにデフォッガの熱線パターンを設けることが不可欠である。すると、アンテナパターンを形成する領域が少なくなり、仮にアンテナパターンを一般的な大きさよりも小さく形成したとしても、このようなアンテナパターンでは良好な受信感度を得ることができない場合があった。
【０００５】
このため特許文献２に開示されるガラスアンテナのように、側部窓ガラスに複数個のＡＭアンテナを形成するのも良いが、複数個のアンテナパターンを形成しなければならないため、アンテナパターンを形成する際に多くの手間を要するという問題があった。さらには、このガラスアンテナは、上述したように複数個のアンテナパターンにより受信された信号を合成するための合成回路等を必ず設ける必要があるため、ガラスアンテナのみならず、車両用ガラスアンテナ装置の製造・販売コストが高くなるという問題もあった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記の課題に鑑み、車両の窓ガラスに形成されたアンテナパターンが小さくても、良好な受信感度を得ることのできる車両用ガラスアンテナおよび車両用ガラスアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車両用ガラスアンテナは、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【０００８】
第１の車両用ガラスアンテナ（請求項１に対応）は、車両の窓ガラスの表面に形成され、ＡＭラジオ放送で用いられる周波数の帯域の電波を受信する車両用ガラスアンテナであって、電波を受信する複数のアンテナ素子と、アンテナ素子と当該給電線とを接続する給電点と、を備え、アンテナ素子は、車両に窓ガラスが取り付けられた際に、電波の周波数が１ＭＨｚであるとき、車両と給電点との間の静電容量が１５〜１００ｐＦになるように形成されることを特徴とする。
【０００９】
上記の車両用ガラスアンテナでは、アンテナ素子は、車両に窓ガラスが取り付けられた際に、アンテナ素子により受信される周波数が１ＭＨｚであるとき、接地側となる車両と給電点との間の静電容量が１５〜１００ｐＦになるように調整されている。これにより、車両と給電点との間の静電容量が１５ｐＦ未満である際に、車両と給電点との間の静電容量よりも車両用ガラスアンテナと接続される例えば増幅器や同軸ケーブルの静電容量の方が非常に大きくなり、この影響から車両用ガラスアンテナの利得特性が低下することを防止することが可能となる。逆に、上記の静電容量が１００ｐＦを超える際に、車両用ガラスアンテナで受信した電波が車両へ漏洩するようになり、車両用ガラスアンテナの利得特性が低下することを防止して、良好な受信感度を得ることが可能となる。
【００１０】
第２の車両用ガラスアンテナ（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、窓ガラスのアンテナ素子を形成することが可能な表面面積は、０．０５〜０．２０ｍ２であることを特徴とする。
【００１１】
上記の車両用ガラスアンテナでは、車両用窓ガラスを車両に取り付けた際に、車両用窓ガラスにアンテナ素子を形成することが可能な表面面積が０．０５〜０．２０ｍ２であるが、車両と給電点との間の静電容量は上記の静電容量に調整されている。これにより、アンテナ素子を形成することが可能な表面面積が従来よりも狭い車両用ガラスにも受信感度の良好な車両用ガラスアンテナを形成することが可能となる。
【００１２】
第３の車両用ガラスアンテナ（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、車両の窓ガラスが取り付けられる窓枠に沿って周状に形成される導電素子を備えることを特徴とする。
【００１３】
上記の車両用ガラスアンテナでは、当該車両用ガラスの表面にアンテナ素子とともに導電素子が形成される。これにより、当該車両用ガラスアンテナの静電容量を調整して、車両用ガラスアンテナの利得特性の低下を防止することが可能となる。
【００１４】
第４の車両用ガラスアンテナ（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、窓ガラスは、側部窓ガラスまたは後部窓ガラスであることを特徴とする。
【００１５】
上記の車両用ガラスアンテナでは、車両用窓ガラスの種類を問わず、アンテナ素子を形成することが可能な表面面積が従来よりも狭い側部窓ガラスまたは後部窓ガラスに対しても、受信感度が高くなるようにアンテナ素子を形成することが可能となる。
【００１６】
第１の車両用ガラスアンテナ装置（請求項５に対応）は、請求項１，２，４のいずれか１項に記載の車両用ガラスアンテナと、車両用ガラスアンテナにより受信された信号を増幅する増幅手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
上記の車両用ガラスアンテナ装置では、上記で説明した車両用ガラスアンテナにより受信された信号を増幅器で増幅する。これにより、車両用ガラスアンテナ装置では、利得特性が低下することなく、良好な受信感度を得ることが可能となる。
【００１８】
第２の車両用ガラスアンテナ装置（請求項６に対応）は、請求項３または４記載の車両用ガラスアンテナと、車両用ガラスアンテナ装置により受信された信号を増幅する増幅手段と、一端が車両用ガラスアンテナが備える導電素子に接続され、他端が車両用ガラスアンテナが形成された窓ガラスが取り付けられる車両に接続される第１のコイルを備えることを特徴とする。
【００１９】
上記の車両用ガラスアンテナ装置では、増幅器と車両用ガラスアンテナとの間に第１のコイルを接続することによって、増幅器側からみた車両用ガラスアンテナの静電容量を調整して、受信感度の低下を防止することが可能となる。
【００２０】
第３の車両用ガラスアンテナ装置（請求項７に対応）は、上記の構成において、好ましくは、車両用ガラスアンテナと増幅手段との間に接続され、インダクタンスが１２０〜４７０μＨである第２のコイルを備えることを特徴とする。
【００２１】
上記の車両用ガラスアンテナ装置では、車両用ガラスアンテナの導電素子に第２のコイルを接続することによって、増幅器側からみた車両用ガラスアンテナの静電容量を調整して、受信感度の低下を防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の車両用ガラスアンテナによれば、車両に窓ガラスが取り付けられた際に、アンテナ素子により受信される周波数が１ＭＨｚであるとき、アンテナ素子は、車両と給電点との間の静電容量が１５〜１００ｐＦになるように形成されている。これにより、車両用窓ガラスにアンテナ素子を形成することが可能な表面面積が小さい各種車両用窓ガラスであっても、受信感度が良好になるようにアンテナ素子を形成することができる。特に本発明の車両用ガラスアンテナによって、１枚の窓ガラスの表面にデフォッガ用の熱線パターンと共に形成することができる。また複数個のアンテナパターンを形成したり、合成回路等を設けたりすることなく、受信感度が良好になるようにアンテナ素子を形成することができる。
【００２３】
また車両用ガラスアンテナ装置は、増幅手段と車両用ガラスアンテナとの間にコイルを接続することによって、増幅器側からみた車両用ガラスアンテナの静電容量が調整され、高域側の周波数の受信感度が低下することを防止することができる。さらに車両用ガラスアンテナの導電素子と車両との間にコイルを接続することによって、低域側の周波数の受信感度が低下することを防止することができる。
【００２４】
さらに車両用ガラスアンテナ装置は、車両用ガラスアンテナの静電容量が調整されているため、高域側および低域側の周波数の受信感度の低下を防止するのみならず、増幅手段側で入力インピーダンスを微調整する必要がない。このため車両用ガラスアンテナ装置の製造・販売コストを抑え、安価で、良好な受信感度を得ることのできる車両用ガラスアンテナ装置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】
【００２５】
以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１を参照して、本発明に係る第１実施形態の車両用ガラスアンテナ装置の構成を説明する。図１は、本発明に係る第１実施形態の車両用ガラスアンテナ装置の全体構成を示す正面図である。
【００２７】
図１に示す本発明に係る車両用ガラスアンテナ装置１０は、車両用ガラスアンテナ１１と、同軸ケーブル１２と、増幅器１３と、を備えて構成される。車両用ガラスアンテナ１１と増幅器１３とは、給電点１６を介して同軸ケーブル１２で接続される。
【００２８】
車両用ガラスアンテナ１１は、自動車の側部に取り付けられる側部窓ガラス（サイドガラス）１４の表面に形成され、ＡＭラジオ放送で用いられている周波数帯域（ＡＭ帯域）の電波を受信する車載用のＡＭラジオ放送受信アンテナである。この車両用ガラスアンテナ１１は、複数のアンテナ素子１５ａ，１５ｂと、給電点１６と、を備えて構成される。
【００２９】
アンテナ素子１５ａ，１５ｂは、直線状の導電線であり、ＡＭ帯域の電波を受信するために側部窓ガラス１４に形成されるものである。自動車の後方の視界を確保したり、側部窓ガラス１４に形成される車両用ガラスアンテナ１１の見栄えを良好にしたりするために、アンテナ素子１５ａを形成する際には、線幅が０．５〜１．５ｍｍ程度の直線状の導電線を１０〜４０ｍｍ程度の等間隔で水平方向に複数本配置することが好ましい。さらにアンテナ素子１５ｂを形成する際には、上記の導電線と同じ線幅を有する別の導電線を、上記の導電線に対して垂直方向に配置することが好ましい。そして、それらの導電線を結合することによりアンテナ素子１５ａ，１５ｂを形成する。勿論、デザイン等の観点から、各導電線の一部分が曲線状等になっている箇所があっても構わない。また給電点１６は、車両用ガラスアンテナ１１に形成されるアンテナ素子１５ａ，１５ｂと同軸ケーブル１２とが接続される接点である。
【００３０】
同軸ケーブル１２は、図中に示さないが内部導体と、外部導体と、その間に形成される絶縁体と、から形成される車両用ガラスアンテナ１１への給電線であって、アンテナ素子１５ａ，１５ｂにより受信された電波（信号）を増幅器１３に送信するものである。内部導体は信号線となり、外部導体は接地線となる。
【００３１】
増幅器１３は、アンテナ素子１５ａ，１５ｂで受信された電波を入力して、その信号を所定の出力レベルになるように増幅する信号増幅回路等を備えるものである。つまり車両用ガラスアンテナ１１により受信された電波は、同軸ケーブル１２を介して増幅器１３に入力され、増幅される。増幅器１３により増幅された信号は、図１中に示さないがＡＭラジオ受信器（チューナ）等に入力される。車体と複数のアンテナ素子１５ａ，１５ｂが接続されている給電点１６との間の静電容量の値、つまりアンテナ容量と増幅器１３の入力インピーダンスとは整合がとれていなければならない。
【００３２】
図１中に示す点線Ａは、当該側部窓ガラス１４を接着剤等で車体に取り付けて固定される際に、車体の窓枠部分となるフランジの先端の位置を示す線である。つまりこの点線Ａの内側表面部分が窓の役割を果たす部分であり、これをアンテナ形成可能領域と定義する。上述したアンテナ素子１５ａ，１５ｂは、このアンテナ形成可能領域に形成される。アンテナ形成可能領域の水平方向の長さｘに、その方向に対して垂直方向の長さｙを乗算することによって、アンテナ形成可能領域の面積を求めることができる。本実施形態では、一般的な側部窓ガラスの形状に基づいて、長さｘは５００ｍｍであり、長さｙは３００ｍｍである。
【００３３】
また図１中に示す水平方向に形成されるアンテナ素子１５ａの長さｘ２、垂直方向に形成されるアンテナ素子１５ｂの長さｙ２を変更することにより、実際にアンテナ形成可能領域にアンテナ素子１５ａ，１５ｂが形成される領域の面積であるアンテナ表面面積が決定される。つまりこのアンテナ表面面積は、長さｘ２に長さｙ２を乗算することによって求めることができる。このアンテナ表面面積の大きさによって、車体と給電点１６との間の静電容量の値が変化する。なお本実施形態では、点線Ａとアンテナ素子１５ａ，１５ｂが形成されている領域との長さｘ１，ｘ３，ｙ１，ｙ３はそれぞれ４０ｍｍである。
【００３４】
特に側部窓ガラス１４を自動車の車体に取り付けた際に、上記のアンテナ形成可能領域の面積が０．０５〜０．２０ｍ２となる場合であって、車両用ガラスアンテナ１１で受信される電波の周波数が１ＭＨｚであるとき、車体と給電点１６との間の静電容量が１５〜１００ｐＦになるようにアンテナ素子１５ａ，１５ｂが形成される。車体と給電点１６との間の静電容量が１５ｐＦ未満となると、車両用ガラスアンテナ１１に増幅器１３を接続した場合に、車両用ガラスアンテナ１１と車体との間の静電容量よりも、車両用ガラスアンテナ１１と増幅器１３とを接続する同軸ケーブル１２および増幅器１３の静電容量の方が非常に大きくなる。車両用ガラスアンテナ１１は、その同軸ケーブル１２および増幅器１３の静電容量の影響を受け、当該車両用ガラスアンテナ１１の利得特性が低下する場合がある。逆に、車体と給電点１６との間の静電容量が１００ｐＦを超えると、車両用ガラスアンテナ１１で受信した電波が金属性の車体に漏洩するようになり、車両用ガラスアンテナ１１の受信感度が低下する場合がある。
【００３５】
ここで、図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の出力特性を説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の出力特性を示すグラフである。
【００３６】
図２に示すグラフの横軸は車両用ガラスアンテナ１１により受信される周波数［ｋＨｚ］、縦軸は増幅器１３（入力インピーダンスの仕様が４７ｐＦ程度である車載アンテナ用の増幅器）からの出力［ｄＢμＶ］をそれぞれ示す。このグラフは、車両用ガラスアンテナ装置１０のアンテナ形成可能領域の長さｘが５００ｍｍ（アンテナ表面面積約０．１１ｍ２、アンテナ形成可能領域の面積約０．１４ｍ２）である場合の増幅器１３からの出力２１、アンテナ形成可能領域の長さｘを４００ｍｍ（アンテナ表面面積約０．０８ｍ２、アンテナ形成可能領域の面積約０．１１ｍ２）に変更した場合の増幅器１３からの出力２２、およびアンテナ形成可能領域の長さｘを２５０ｍｍ（アンテナ表面面積約０．０４ｍ２、アンテナ形成可能領域の面積約０．０６ｍ２）に変更した場合の増幅器１３からの出力２３をそれぞれ示している。なおアンテナ形成可能領域の長さｘ以外の車両用ガラスアンテナ装置１０の構成要部は全て同じである。
【００３７】
車両用ガラスアンテナ１１により受信される周波数が高域になるのに伴って、増幅器１３からの出力２１〜２３はいずれも徐々に低下していくことがわかる。例えば車両用ガラスアンテナ１１で受信される電波の周波数が１ＭＨｚであるとき、アンテナ形成可能領域の長さｘが５００ｍｍである場合の車両用ガラスアンテナ装置１０の静電容量は３１ｐＦであるのに対して、アンテナ形成可能領域の長さｘが２５０ｍｍである場合の車両用ガラスアンテナ装置１０の静電容量は１９ｐＦであった。アンテナ形成可能領域の長さｘが半分になり、アンテナ表面面積およびアンテナ形成可能領域も狭くなると、車両用ガラスアンテナ装置１０の静電容量は３９％小さくなった。
【００３８】
これは、上述したようにアンテナ形成可能領域の水平方向の長さｘが短くなるのに伴って、アンテナ形成可能領域の面積およびアンテナ表面面積は狭くなり、上述した車両用ガラスアンテナ１１と車体との間の静電容量が小さくなるためである。つまり増幅器を用いた車両用ガラスアンテナ装置におけるアンテナ感度は、単に増幅器の性能のみならず、車両用ガラスアンテナのアンテナ容量に大きく依存することがわかる。なおアンテナ形成可能領域の長さｙを短くした場合であっても、当然アンテナ形成可能領域およびアンテナ表面面積の面積は狭くなるため、同様の現象が生じる。
【００３９】
続いて、図３を参照して、本発明の第２実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の構成を説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の全体構成を示す正面図である。
【００４０】
図３に示す車両用ガラスアンテナ装置３０は、図１に示した第１実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置１０と同様の要部を備えて構成されるが、さらに給電点１６と増幅器１３との間にコイル３１が接続されて構成される。なおこれ以降、既に説明した構成要部については説明を省略する。
【００４１】
このコイル３１は、１２０〜４７０μＨのインダクタンスを有しており、車両用ガラスアンテナ装置１０のアンテナ容量を調整するための役割を果たすものである。上述したように、車体と給電点１６との間の静電容量と増幅器１３の入力インピーダンスとは整合がとれていなければならない。特に自動車に側部窓ガラス１４が取り付けられた際に、従来の窓ガラスよりもアンテナ形成可能領域の面積が０．０５〜０．２０ｍ２と小さくなる。これに伴って、アンテナ素子１５ａ，１５ｂにより受信される周波数が１ＭＨｚであるとき、車体と給電点１６との間の静電容量は１５〜４５ｐＦと非常に小さくなることがある。この静電容量の値は、一般的な車両用ガラスアンテナの静電容量と比較しても非常に小さい。この際、給電点１６と増幅器１３との間に上記のコイル３１を接続することによって、車体と給電点１６との間の静電容量をコイル３１が接続されていないときよりも大きくする。
【００４２】
車両用ガラスアンテナ装置１０を電気的な等価回路として、直列共振回路に置き換えることができる。インダクタンスが１２０〜４７０μＨのコイル３１を接続することにより、アンテナ素子１５ａ，１５ｂで受信される周波数が１ＭＨｚであるとき、車体と給電点１６との間の静電容量を一例ではあるが４７ｐＦ程度になるように調整する。このようにして、良好な受信感度を得ることができるアンテナ容量を確保しつつ、増幅器１３からの出力が最も高くなるように車両用ガラスアンテナ１１の静電容量を調整する。一般的に汎用の増幅器においては、入力インピーダンスが４６〜４８ｐＦのときにゲインが最適になるように調整されているため、上記のように車両用ガラスアンテナ１１側でアンテナ容量を調整しておくことで、増幅器１３側で入力インピーダンスの微調整を行わなくても良い。勿論、増幅器の仕様に合わせて、車体と給電点１６との間の静電容量を任意に値に調整することができる。
【００４３】
ここで、図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の出力特性を説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の出力特性を示すグラフである。
【００４４】
図４に示すグラフの横軸は車両用ガラスアンテナ１１により受信される周波数［ｋＨｚ］、縦軸は増幅器１３からの出力［ｄＢμＶ］をそれぞれ示す。このグラフは、車両用ガラスアンテナ装置３０がコイル３１を有していない場合の増幅器１３からの出力４１、車両用ガラスアンテナ装置３０がインダクタンスが１２０μＨであるコイル３１を有する場合の増幅器１３からの出力４２、および車両用ガラスアンテナ装置３０がインダクタンスが２７０μＨであるコイル３１を有する場合の増幅器１３からの出力４３をそれぞれ示している。なおこれ以降で説明する特性測定は、第１実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置１０の出力特性を測定したときとほぼ同様の条件で測定を行ったものである。
【００４５】
コイル３１を有していない場合の増幅器１３からの出力４１は、周波数が高域になるのに伴って徐々に低下していく。これに対して、インダクタンスが１２０μＨであるコイル３１を有している場合の増幅器１３からの出力４２、およびインダクタンスが２７０μＨであるコイル３１を有している場合の増幅器１３からの出力４３は、コイル３１を有していない場合の増幅器１３からの出力４１よりも、周波数の高域側で出力が高くなっている。給電点１６と増幅器１３との間に上記のコイル３１を接続することによって、車両用ガラスアンテナ装置３０の出力が大幅に改善していることがわかる。
【００４６】
図４に示す出力特性から明らかな通り、コイル３１を挿入することにより高域側の出力が向上する。このコイル３１のインダクタンスの範囲を１２０〜４７０μＨが好ましいとした理由は、インダクタンスの下限を１２０μＨとすることにより高域側の出力を低域側の出力とほぼ同じレベルにし、またインダクタンスの上限を４７０μＨとすることにより高域側と低域側との出力差に大きな開きを無くすことで、出力差の開きに起因する受信特性への影響を抑え、全ての帯域で良好な出力特性が得られるようにするためである。
【００４７】
続いて、図５を参照して、本発明の第３実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の構成を説明する。図５は、本発明の第３実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の全体構成を示す正面図である。
【００４８】
図５に示す第３実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置５０は、図１に示した第１実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置１０と同様の要部を備えて構成されるが、車両用ガラスアンテナ１１の代わりに車両用ガラスアンテナ５１と、さらにコイル５２と、アースケーブル５３と、を備えて構成される。また車両用ガラスアンテナ５１は、車両用ガラスアンテナ１１と実質同様の要部を備えて構成されるものではあるが、さらに導電素子５４と、接地点５５と、を備えて構成される。
【００４９】
導電素子５４は、側部窓ガラス１４の表面の図５中に示す点線Ａ、つまり側部窓ガラス１４が取り付けられる自動車の車体窓枠に沿って周状に形成され、アンテナ素子１５ａ，１５ｂに対して静電容量を装荷するものである。接地点５５は、車両用ガラスアンテナ５１の導電素子５４とアースケーブル５３とが接続される接点である。アースケーブル５３は、図５中には示さないがその内部に導体が形成されており、導電素子５４と車体のアース５６とを接続して、導電素子５４を接地するものである。
【００５０】
車両用ガラスアンテナ装置５０は、第１実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置１０と同様に、車両用ガラスアンテナ５１と増幅器１３とが同軸ケーブル１２で接続される。さらに導電素子５４と車体のアース５６との間にコイル５２が接続される。このコイル５２は、１０００μＨのインダクタンスを有しており、車両用ガラスアンテナ１１の静電容量を調整するものである。
【００５１】
車両用ガラスアンテナ装置５０を電気的な等価回路として、並列共振回路に置き換えることができる。導電素子５４とインダクタンスが１０００μＨのコイル５２とを接続することにより、アンテナ素子１５ａ，１５ｂで受信される周波数が１ＭＨｚであるときの車体と給電点１６との間の静電容量を、上述したアンテナ容量に調整することができる。このようにして、良好な受信感度を得ることができるアンテナ容量を確保しつつ、増幅器１３からの出力が最も高くなるように車両用ガラスアンテナ５１の静電容量を調整する。
【００５２】
ここで、図６を参照して、本発明の第３実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の出力特性を説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の出力特性を示すグラフである。
【００５３】
図６に示すグラフの横軸は車両用ガラスアンテナ５１により受信される周波数［ｋＨｚ］、縦軸は増幅器１３からの出力［ｄＢμＶ］をそれぞれ示す。このグラフは、車両用ガラスアンテナ装置５０がコイル５２を有していない場合の増幅器１３からの出力６１、および車両用ガラスアンテナ装置５０がインダクタンスが１０００μＨであるコイル５２を有する場合の増幅器１３からの出力６２をそれぞれ示している。
【００５４】
コイル５２を有していない場合の増幅器１３からの出力６１は、周波数が高域になるのに伴って徐々に低下していく。これに対して、インダクタンスが１０００μＨであるコイル５２を有する場合の増幅器１３からの出力６２は、コイル５２を有していない場合の増幅器１３からの出力６１よりも、周波数の低域側で出力が高くなっている。車両用ガラスアンテナ装置５０に導電素子５４を形成し、導電素子５４と車体のアース５６との間に上記のコイル５２を接続することによって、車両用ガラスアンテナ装置５０の出力が大幅に改善していることがわかる。
【００５５】
続いて、図７を参照して、本発明の第４実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の構成を説明する。図７は、本発明の第４実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の全体構成を示す正面図である。
【００５６】
図７に示す第４実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置７０は、図５に示した第３実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置５０と同様の要部を有するものである。さらに第２実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置３０と同様に、給電点１６と増幅器１３との間にコイル３１が接続されて構成される。
【００５７】
要するに車両用ガラスアンテナ装置７０には、第２実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置３０で説明したように車両用ガラスアンテナ５１と増幅器１３との間にコイル３１が接続されるとともに、第３実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置５０で説明したように車両用ガラスアンテナ５１と車体のアース５６との間にコイル５２が接続される。コイル３１は２７０μＨのインダクタンスを有しているものであり、またコイル５２は１０００μＨのインダクタンスを有しているものである。
【００５８】
車両用ガラスアンテナ７０を電気的な等価回路として、直並列共振回路に置き換えることができる。既に説明したように、２つのコイル３１，５２によって、アンテナ素子１５ａ，１５ｂで受信される周波数が１ＭＨｚであるときの車体と給電点１６との間の静電容量を、上述したアンテナ容量に調整することができる。このようにして、良好な受信感度を得ることができるアンテナ容量を確保しつつ、増幅器１３からの出力が最も高くなるように、車両用ガラスアンテナ１１の静電容量を調整する。
【００５９】
ここで、図８を参照して、本発明の第４実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の出力特性を説明する。図８は、本発明の第４実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の出力特性を示すグラフである。
【００６０】
図８に示すグラフの横軸は車両用ガラスアンテナ５１により受信される周波数［ｋＨｚ］、縦軸は増幅器１３からの出力［ｄＢμＶ］をそれぞれ示す。このグラフは、車両用ガラスアンテナ装置７０がコイル３１を有していない場合の増幅器１３からの出力８１、および車両用ガラスアンテナ装置７０がインダクタンスが２７０μＨであるコイル３１とインダクタンスが１０００μＨであるコイル５２の両方を有する場合の増幅器１３からの出力８２をそれぞれ示している。
【００６１】
コイル３１を有していない場合の増幅器１３からの出力８１は、上述したように、周波数の高域側で利得が低くなっている。車両用ガラスアンテナ装置７０に導電素子５４を形成し、導電素子５４と車体のアース５６との間に上記のコイル５２を接続することによって、増幅器１３からの出力が改善している。しかしながら、コイル３１を有していない場合の増幅器１３からの出力８１は周波数が高域側になるのに伴って徐々に低下していく。
【００６２】
これに対して、インダクタンスが２７０μＨであるコイル３１とインダクタンスが１０００μＨであるコイル５２の両方を有する場合の増幅器１３からの出力８２は、コイル３１を有していない場合の増幅器１３からの出力８１と同様に、コイル５２の作用によって低域側での利得が高い。またそれのみならず、コイル５２を有する場合の増幅器１３からの出力８２は、図４で説明したコイル３１を有している場合の増幅器１３からの出力４２，４３と同様に、コイル３１の作用によって高域側での利得も高いことがわかる。つまり車両用ガラスアンテナ装置７０は、導電素子５４およびコイル３１，５２の作用によって、アンテナ素子１５ａ，１５ｂにより受信される周波数の帯域を問わず、車両用ガラスアンテナ装置７０からの出力の低下が大きく改善されたことがわかる。
【００６３】
続いて、図９を参照して、本発明の第５実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の構成を説明する。図９は、本発明の第５実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の全体構成を示す正面図である。
【００６４】
図９に示す車両用ガラスアンテナ装置９０は、図３に示した第２実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置３０と同様の要部を有して構成されるものである。ただし車両用ガラスアンテナ装置９０は車両用ガラスアンテナ１１が側部窓ガラス１４に形成されるものであったが、車両用ガラスアンテナ装置９０は車両用ガラスアンテナ１１の代わりに車両用ガラスアンテナ９１が後部窓ガラス（リアガラス）９２に形成されるものである。
【００６５】
車両用ガラスアンテナ装置９０は、後部窓ガラス９２に車両用ガラスアンテナ９１が形成されるのみではなく、後部窓ガラス９２の防曇用ヒータであるデフォッガ９３の構成要部である、防曇のために発熱する導電線である複数のデフォッガ熱線９４と、デフォッガ熱線９４に給電を行うための給電バスバ９５と、が形成される。後部窓ガラス９２にはデフォッガ熱線９４や給電バスバ９５が形成されるため、アンテナ形成可能領域の表面面積が狭くなる。そこでこの後部窓ガラス９２には、上記の実施形態で説明した車両用ガラスアンテナ１１よりもアンテナ表面面積が狭い車両用ガラスアンテナ９１が形成される。車両用ガラスアンテナ９１は、車両用ガラスアンテナ１１とパターン形状は異なるが、実質車両用ガラスアンテナ１１と同様の要部を備えて構成されるものである。車両用ガラスアンテナ９１は、アンテナ素子９６ａ，９６ｂを備えており、車載用ＡＭラジオ放送受信アンテナとして機能する。
【００６６】
なお本実施形態におけるアンテナ形成可能領域の面積は、点線Ａの内側表面部分の面積からデフォッガ熱線９４が形成される付近の領域を除く。アンテナ形成可能領域の面積は、長さｘにデフォッガ熱線９４の最上部の熱線９４ａからその上部の点線Ａまでの長さｙを乗算して算出することができる。
【００６７】
車両用ガラスアンテナ９１は、車両用ガラスアンテナ１１よりもアンテナ表面面積が狭く、車両用ガラスアンテナ９１の静電容量が小さい。このため増幅器１３の入力インピーダンスに不整合が生じ、受信感度が低下する場合がある。そこで第２実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置３０と同様に、車両用ガラスアンテナ９１と増幅器１３との間にコイル３１が接続され、車両用ガラスアンテナ９１の静電容量を調整している。
【００６８】
既に説明したように、車両用ガラスアンテナ装置９０を電気的な等価回路として、共振回路に置き換えることができる。コイル３１によって、アンテナ素子９６ａ，９６ｂで受信される周波数が１ＭＨｚであるときの車体と給電点１６との間の静電容量を、上述したアンテナ容量に調整する。このようにして、良好な受信感度を得ることができるアンテナ容量を確保しつつ、増幅器１３からの出力が最も高くなるように、車両用ガラスアンテナ９１の静電容量を調整する。このように、車両用ガラスアンテナ９１が形成される窓ガラス９２は、デフォッガ熱線９４が形成され、アンテナ形成可能領域が比較的小さいが、第２実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置３０とほぼ同様の効果を得ることができるように窓ガラス９２に対してアンテナ素子９６ａ，９６ｂを形成することができる。なお第２実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置３０に限らず、上記で説明した各実施形態に係る車両用ガラスアンテナを後部窓ガラスに形成して、車両用ガラスアンテナ装置を構成することもできる。
【００６９】
以上の実施形態で説明した車両用ガラスアンテナが形成される車両用窓ガラスは、本発明が理解・実施できる程度に一般的な形状、大きさの車両用窓ガラスを用いてものであって、これに限定されない。また実施形態で説明したアンテナ素子、導電素子等の形状・線幅・素材、アンテナ形成可能領域の大きさ・形状等についても、一般的な車両用窓ガラスの形状、大きさ等に基づいて本発明が理解・実施できる程度に、概略的に示したものにすぎない。従って、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、車載ＡＭラジオの電波を良好な感度で受信することができる車両用ガラスアンテナとして車両の窓ガラスに形成されたり、同様に車両用ガラスアンテナ装置として車両に搭載されたりして利用される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る車両用ガラスアンテナの出力特性を示すグラフである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の全体構成を示す正面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る車両用ガラスアンテナの出力特性を示すグラフである。
【図５】本発明の第３実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の全体構成を示す正面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る車両用ガラスアンテナの出力特性を示すグラフである。
【図７】本発明の第４実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の全体構成を示す正面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る車両用ガラスアンテナの出力特性を示すグラフである。
【図９】本発明の第５実施形態に係る車両用ガラスアンテナ装置の全体構成を示す正面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０，３０，５０，７０，９０    車両用ガラスアンテナ装置
１１，５１，９１                車両用ガラスアンテナ
１２                            同軸ケーブル
１３                            増幅器
１５ａ，１５ｂ，９６ａ，９６ｂ  アンテナ素子
１６                            給電点
３１，５２                      コイル
５３                            アースケーブル
５４                            導電素子
５５                            接地点
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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