JP4941171B2 - 車両用ガラスアンテナ - Google Patents

Description

本発明は、自動車用の側部の後部座席側の窓ガラスのコーナー部に非接地型の地上デジタルＴＶ放送波受信用のアンテナを設け、高感度で安定した受信性能が得られるようにした車両用ガラスアンテナに関する。

従来、自動車の窓ガラスに設けたＡＭ／ＦＭラジオ放送波受信用アンテナや、ＴＶ放送波受信用のアンテナと受信機間に同軸ケーブルを配設する場合には、同軸ケーブルの外部導線と、内部導線を車体の金属ボディの途中で分離させ、外部導線を該分離位置近傍の金属ボディに接続し、内部導線だけをリード線によって金属ボディの接続位置近傍より延長し、ガラスアンテナの給電点に接続させていた。

しかしながら、周波数が５２２〜１６２９ＫＨｚや、７６〜９０ＭＨｚのようなＡＭ／ＦＭラジオ放送波帯の周波数の場合には、前記負極の接続位置からガラスアンテナの給電点までのリード線の長さが受信周波数の波長に対し大幅に短いので、リード線の長さがアンテナの受信性能に余り影響を及ぼすことはないが、４７０〜７７０ＭＨｚのＵＨＦ放送波帯などのように周波数が高くなってくると、マイナス側の接続点からガラスアンテナの給電点までのリード線の長さが受信周波数の波長より長くなって、リード線の長さがアンテナの受信性能に影響を及ぼし、受信性能にバラツキが出るという問題点があるため、この対策として、同軸ケーブルの配線においては、ガラスアンテナの近傍位置で同軸ケーブルの外部導線と内部導線を分離させ、それぞれを別々のアンテナ線条の給電点に接続させ、これらを併せて１系統とした非接地型のアンテナとすることによって、高安定、高感度を実現することが行われていた。

さらに、現在、テレビジョン放送波は、ＶＨＦ帯や４７０〜７７０ＭＨｚのＵＨＦ帯の地上アナログ放送から、４７０〜７１０ＭＨｚの地上ディジタル放送へ移行が行なわれつつあり、自動車においても放送電波の送受信機器について地上デジタル放送への対応が必要となりつつあり、地上ディジタル放送の送受信においては、特に地上アナログ放送の送受信に比べて高感度なアンテナが必要となり、アンテナシステムとしても非接地型アンテナを採用しなければならず、接地型アンテナに比べて大面積となる非接地型アンテナの小面積化が必要であった。

前記非接地型のアンテナとしては、例えば、特開平７−４６０１６号公報には、窓ガラスに、ホット側アンテナ線条を、水平方向に、かつ前記窓ガラスが取り付けられる車体の金属製窓枠の上部又は下部水平辺と電磁気的に結合するように配設するとともに、アース側アンテナ線条を、前記ホット側アンテナ線条より前記窓ガラスの内方に、かつその一端を前記ホット側アンテナ線条の一端又は中央に近接させて配設したことを特徴とする自動車電話用窓ガラスアンテナが記載されている（特許文献１）。

また、例えば、特開２００６−１６５９３３号公報には、正極と負極の各給電点より導電線条を延ばした非接地型のアンテナを同一ガラス面に２系統配設し、該２系統のアンテナをダイバーシティ受信する車両用のガラスアンテナにおいて、ガラス板面に１つの負極の給電点と、その両側近傍位置に２つの正極の給電点を設け、負極の給電点より外皮導体アンテナを延ばし、２つの正極給電点のそれぞれより中心導体アンテナを配設して、２本の同軸ケーブルの内部導線をそれぞれ２つの正極の給電点に接続し、２本の外部導線を負極の給電点に接続したことを特徴とする車両用ガラスアンテナが記載されている（特許文献２）。

また、例えば、特開２００６−１９７１８４号公報には、車両後部窓の通電加熱式のデフォッガを備えた後部窓ガラス板に設けられる車両用ガラスアンテナであって、該デフォッガは、該後部窓ガラス板の左右両端部側において上下方向に設けたバスバと、該後部窓ガラス板の下部側から上部側まで水平方向に沿って複数本設け該バスバ間を接続するヒータ線とを有し、該後部窓ガラス板の、少なくとも左右何れか一方の端部側で、該デフォッガよりも上部に高周波用アンテナ導体を有し、該ヒータ線のうち最上位のヒータ線と該高周波用アンテナ導体は、該後部窓ガラス板の上下方向について５０ｍｍ以上離間し、該最上位のヒータ線は、該後部窓ガラス板の水平方向に沿って、端部から中央部に向かう途中で少なくとも1本、該後部窓ガラス板の上方へ分岐したのち水平方向に伸長する分岐ヒータ線を有することを特徴とする車両用ガラスアンテナが記載されている（特許文献３）。
特開平７−４６０１６号公報 特開２００６−１６５９３３公報 特開２００６−１９７１８４号公報

前記特許文献１に示されるような非接地型のアンテナは、既に記載したように、同軸ケーブルの外部導線と内部導線の両方をそれぞれ別々のアンテナに接続させるため、複数本の同軸ケーブル端子の総数が増大かつ繁雑となるだけでなく、限られた狭いスペース内に複数のアンテナを並設すると、両アンテナ同士が近接配置となり、互いに悪影響を及ぼしあうことになって、ダイバーシティ受信を行なっても効果が得られないという問題があり、互いに離れた位置にアンテナを配設しなければならず、この場合同軸ケーブルをガラス板の各所まで設置しなければならないという問題点があった。

また、前記特許文献２に示されるような非接地型のアンテナは、受信利得のばらつきが大きく安定した受信利得が得られにくいという問題点があった。

さらに、前記特許文献３に示されるような非接地型のアンテナは、デフォッガからの放射ノイズを受けやすく、このためアンテナ性能が劣化するおそれがあるという問題点があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、自動車用の窓ガラス板の狭いスペース内に非接地型のデジタルテレビ用のアンテナを設け、該アンテナの占有面積を小面積化する一方、デフォッガからの放射ノイズを受けにくくし、アンテナ性能を劣化させないで受信利得のばらつきを少なくし、高感度で安定した受信利得が得られるようにしたことを目的とするものである。

すなわち、本発明は、自動車の側部の後部座席側の窓ガラスのコーナー部に設ける地上デジタルＴＶ放送波受信用のアンテナにおいて、該側部窓ガラスのコーナー部近傍に設けられた正極と負極の２つの給電点と、前記正極の給電点に接続される第１のエレメントと、前記負極の給電点に接続される第２のエレメントとからなり、前記第１のエレメントは、前記正極の給電点に接続される２本の線条を備えており、前記２本の線条のうち少なくとも１本の線条は、コーナー方向に向けて垂直に延ばした第１の垂直線条と、前記第１の垂直線条の先端に接続された第１の水平線条とから構成されており、前記第２のエレメントは、前記負極の給電点に接続され、水平方向に延ばした少なくとも２本の第２の水平線条と、前記負極の給電点に接続され、垂直方向に延ばした第２の垂直線条とからなっており、前記正極、負極の各給電点に、それぞれ同軸ケーブルの芯線、および外皮導線を接続した非接地タイプのアンテナとしたことを特徴とする車両用ガラスアンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記第１のエレメントを構成する２本の線条のうち、１本の線条は、前記第１の垂直線条と前記第１の水平線条とで構成される線条であり、もう１本の線条は前記正極の給電点に接続され、水平方向に延ばされた第３の水平線条であることを特徴とする上述の車両用ガラスアンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記第３の水平線条の先端部より垂直方向に折り曲げて第３の垂直線条を延ばし、該第３の垂直線条の先端より前記正極の給電点近傍まで折返した折返線条を設けたことを特徴とする上述の車両用ガラスアンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記第１のエレメントとして、正極の給電点から垂直方向に延ばした２本の第１の垂直線条と、さらにそれぞれの先端または途中から水平かつ同一方向に互いに交差しないように延ばした第１の水平線条を配設したことを特徴とする上述の車両用ガラスアンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記第２のエレメントの一方の第２の水平線条の先端より他方の第２の水平線条と離れる方向に補助垂直線条を配設したことを特徴とする上述のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記第１のエレメントの長さを１／４αλ〜３／４αλ（α：波長短縮率、λ：受信電波の波長）としたことを特徴とする上述のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記第１のエレメントと第２のエレメントからなるアンテナを自動車の左右の側部の後ろ側の窓ガラスのコーナー部にそれぞれ配設して、ダイバーシティ受信することを特徴とする上述のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナである。

本発明により、従来問題となっていたアンテナ占有面積の小面積化とアンテナの受信利得のばらつきが改善され、自動車用の窓ガラス板の限られた狭いスペースであっても、地上デジタルＴＶ放送波用の非接地型のアンテナを設置することができ、高感度で安定した受信性能を得ることができるようになった。

本発明は、自動車の側部窓ガラスの後部座席側の嵌め殺しの窓ガラスの室内面に設けるガラスアンテナであり、該ガラス板面のコーナー部の近傍位置に導電セラミックペーストを印刷によって設けた周波数が４７０〜７１０ＭＨｚの地上デジタルテレビ放送波を高性能で受信することができるガラスアンテナである（図４参照）。

図１、図２に示したように、該ガラスアンテナは、ガラス板１のコーナー部の近傍位置に、正極と負極の２つの給電点３、４を近接して設け、正極の給電点３より延ばした第１のエレメント１０と、負極の給電点４より伸ばした第２のエレメント２０との２つのエレメントからなり、前記正極の給電点３、負極の給電点４にはそれぞれ同軸ケーブル２の中心導体２ａ、外被導体２ｂを接続した非接地型のアンテナである。

図１に示したように、本発明の第１の実施の形態として、前記第１のエレメント１０は、正極の給電点３より延ばした少なくとも２本の線条からなり、該２本の線条のうち少なくとも１本の線条は、正極の給電点３よりコーナー方向に向けて垂直に延ばした第1の垂直線条１１と、該第1の垂直線条１１の先端に接続され水平方向に延ばした第１の水平線条１２とからなる。

また、前記第１のエレメント１０が、正極の給電点３から延ばした前記線条１１、１２に加えて、正極の給電点３からさらに水平方向に延ばした第３の水平線条１３を追加して設けるようにしても良い。

さらに、前記第３の水平線条１３の先端部より垂直方向に折り曲げて第３の垂直線条１４を延ばし、該第３の垂直線条１４の先端より前記正極の給電点３近傍まで折返した折返線条１５を設けるようにしても良い。

一方、第２のエレメント２０は、負極の給電点４から水平方向に延ばした少なくとも２本の第２の水平線条２２、２２と、同負極の給電点４から前記正極の給電点３から遠ざかる垂直方向に延ばした第２の垂直線条２１とからなる。

次に、図２に示すように、本発明の第２の実施の形態は、前記第１のエレメント１０が、正極の給電点３から垂直方向に２本の第１の垂直線条１１、１１’を延ばし、さらにそれぞれの先端から水平かつ同一方向にそれぞれ互いに交差しないように延ばした第１の水平線条１２、１２’を配設した。

また、前記第２のエレメント２０の一方の第２の水平線条２２の先端より他方の第２の水平線条２２と離れる方向に補助垂直線条２５を配設した。これによって、インピーダンスを調整することができ、さらにＶＳＷＲ特性が改善され、受信利得の向上が得られる。

前記第１のエレメントの長さを、１／４αλ〜３／４αλ（α：波長短縮率、λ：受信電波の波長）とすると、周波数特性がフラットとなるので好ましい。のが好ましい。

尚、発明のガラスアンテナは、自動車の側部の後部座席側の嵌め殺し窓やリアクオーターと呼ばれる小面積の窓ガラスのコーナー部に設けるものであるが、前部窓ガラスや、後部窓ガラスのいずれかのコーナー部に設けるようにしても良い。また、自動車の左右の側部の後ろ側の窓ガラスのコーナー部にそれぞれ配設して、複数のアンテナによってダイバーシティ受信すると指向特性が向上して好ましい。

本発明のアンテナの第１の水平線条１２、第１の垂直線条１１は、それぞれの窓のフランジ枠３０の内側から少なくとも５〜１５ｍｍ以上離して設けるのが好ましい。これは、本発明のアンテナがボディと近接していると、受信した電波が、ボディによって漏洩し、受信利得が低下してしまうのを防止するためである。

図１、図２は、自動車の側部の後部座席側の窓ガラスの室内面のコーナー部近傍位置に設けた周波数が４７０〜７１０ＭＨｚの地上デジタルテレビ放送波を高性能で受信することができるガラスアンテナである。

前記給電点の位置は、自動車の側部の後部座席側の窓ガラスの嵌め殺し窓の四隅部に設けると、同軸ケーブル２の配線作業の容易性、外観上、あるいは、運転者の窓ガラスを通した車外の視認性においても望ましい。

また、本発明のアンテナを自動車の前部窓ガラスに設ける場合においては、図示しないが運転者の視界の妨げにならないように前部窓ガラスの上部側の両コーナー部に設けるのが良い。

また、本発明のアンテナを自動車の後部窓ガラスに設ける場合においても、図示しないがデフォッガに悪影響を与えない四隅コーナー部に設けるのが良い。

また、本発明のアンテナを複数個所に設けて、ダイバーシティ受信させるようにしても良い。

以下、本発明の作用について説明する。
本発明のアンテナである第１のエレメント１０と第２のエレメント２０を自動車の側部の後部座席側の嵌め殺し窓のフランジ枠３０の開口部の内側から５〜１５ｍｍ離すようにしたのは、金属ボディの影響を受けないようにするために、窓フランジ枠３０から離す方が良いが、アンテナと給電点とを窓フランジ枠３０から離して内部側に移動させすぎると、同軸ケーブルの配線が目立ったり、他のアンテナとの干渉等が発生するといった新たな問題が発生し、後部窓ガラスにおいてはデフォッガや他のアンテナとの干渉等が発生するといった問題もあった。

また、第１のエレメント１０に第１の水平線条１２を設けたことにより、周波数特性がフラットとなり、第１のエレメント１０の第１の垂直線条１１、あるいは正極の給電点より直接垂直方向に延ばした第２の垂直線条１３を設け、さらには前記第３の水平線条１３の先端より第３の垂直線条１４を接続し、該第３の垂直線条１４の先端部より折返線条１５を接続したことによって、アンテナの受信感度を大きく向上させることができる。

以下に本発明の実施例と比較例について、説明する。
［実施例１］ 図１に示すように、自動車のリア・クオーターと呼ばれる側部の後部座席側の嵌め殺し窓の上部コーナー部に設けた例で、窓ガラス板１の縦側辺の上部コーナー部近傍位置に上部側より正極、負極の順に２つの給電点３、４を上下に近接して配置し、正極に給電点に第１のエレメント１０、負極の給電点に第２のエレメント２０を接続した。

前記第１のエレメント１０は、前記正極の給電点３より上部コーナー近傍まで線条の長さ１５ｍｍの第１の垂直線条１１を延ばし、その先端部より窓フランジ枠３０の開口上辺に沿った略水平方向に線条長さ１６０ｍｍの第１の水平線条１２を接続して延ばした。また、前記正極の給電点３より水平方向に線条の長さ１３０ｍｍの第３の水平線条１３を延ばし、その先端より上方に線条の長さ５ｍｍの第３の垂直線条１４を延ばし、さらにその先端より正極の給電点方向に線条の長さ１３０ｍｍの折返線条１５を設けてコ字状とした。

尚、前記第１のエレメント１０の最上部に位置する第１の水平線条１２は、窓フランジ枠３０の開口辺の上辺より１５ｍｍ、折返線条１５より１５ｍｍ離れた位置とし、第１の垂直線条１１は、窓フランジ枠３０の開口側辺より１５ｍｍ離れた位置とした。

一方、前記第２のエレメント２０は、負極の給電点４より水平方向に線条長さ５０ｍｍの第２の水平線条２２を２本延ばすと共に、同負極の給電点４より垂直下方に線条長さ４５ｍｍの第２の垂直線条２１を延ばした。

前記負極の給電点４は、正極の給電点３より１５ｍｍ、窓フランジ枠３０の開口縦辺より１０ｍｍ離れた位置とし、さらに、第２の垂直線条２１は窓フランジ枠３０の開口縦辺より１５ｍｍ離れた位置とした。尚、正極の給電点３、負極の給電点４をそれぞれ、縦横１０ｍｍの大きさとした。

さらに、図示しないチューナーから延ばした同軸ケーブル２の中心導体２ａを正極の給電点３に、外被導体２ｂについては負極の給電点４に接続した。

前記アンテナは、窓ガラス板の室内側の所定位置に導電性ペーストによって、各線条の幅を０．７ｍｍで印刷し、乾燥後、加熱曲げ炉によって焼付けしたものである。

本実施例のアンテナは、地上波デジタルＴＶ放送波である周波数４７０〜７１０ＭＨｚのアンテナとして配設し、図３の周波数特性図に示したような周波数特性を示した。前記アンテナの受信利得の平均は−１２．９ｄＢｄであり、優れた受信特性を有したアンテナであることがわかる。 本実施例のアンテナは、地上デジタルＴＶ放送波である周波数４７０〜７１０ＭＨｚのアンテナとして配設し、図４に示すような周波数特性を示した。前記アンテナの受信利得のダイポールアンテナ比の平均は−１３．０ｄＢである。

［実施例２］ 図２は、図１に示す実施例１の変形例であり、２つの給電点の位置は、図１の実施例１と同一である。

第１のエレメント１０は、図１の正極の給電点３より水平方向に延ばした第３の水平線条１３に代えて、正極の給電点３より上方に第１の垂直線条１１’を延ばし、その先端より水平方向に第１の水平線条１２’を延ばした点以外は、図１と同じである。

一方、第２のエレメント２０としては、負極の給電点４より水平方向に延ばした２本の水平線条の上部側の１本の長さを２０ｍｍとし、その先端より上方に線条長さ３５ｍｍの補助垂直線条２５を接続してＬ字状としたが、もう１本の第２の水平線条２２は、図１の実施例１と同じ５０ｍｍであり、さらに負極の給電点４から下方に垂直に延ばした第２の垂直線条も実施例１と同じである。

さらに、図示しないチューナーから延ばした同軸ケーブル２の中心導体２ａを正極の給電点３に、外被導体２ｂについては負極の給電点４に接続した。

前記アンテナは、自動車のリア・クオーターと呼ばれる側部の後部座席側の嵌め殺し窓ガラス板の室内側の所定位置に導電性ペーストによって、各線条の幅を０．７ｍｍで印刷し、乾燥後、加熱曲げ炉によって焼付けしたものである。

本実施例のアンテナは、地上波デジタルＴＶ放送波である周波数４７０〜７１０ＭＨｚのアンテナとして配設し、前記アンテナの受信利得の平均は−１２．５ｄＢｄであり、優れた受信特性を有したアンテナであることがわかる。

以上、好適な実施例により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の応用が可能である。

本発明のガラスアンテナの実施例１を示す図。 本発明のガラスアンテナの実施例２を示す図。 本発明の実施例1の周波数特性図。 本発明のガラスアンテナを自動車の側部のリアクォーター窓ガラスに設けた全体図。

符号の説明

１ 窓ガラス
２ 同軸ケーブル
２ａ 中心導体
２ｂ 外被導体
３ 正極の給電点
４ 負極の給電点
１０ 第１のエレメント
１１、１１’ 第１の垂直線条
１２、１２’ 第１の水平線条
１３ 第３の水平線条
１４ 第３の垂直線条
１５ 折返線条
２０ 第２のエレメント
２１ 第２の垂直線条
２２，２２’ 第２の水平線条
２５ 補助垂直線条
３０ 窓フランジ枠

Claims (7)

1. 自動車の側部の後部座席側の窓ガラスのコーナー部に設ける地上デジタルＴＶ放送波受信用のアンテナにおいて、
   該側部窓ガラスのコーナー部近傍に設けられた正極と負極の２つの給電点と、
   前記正極の給電点に接続される第１のエレメントと、
   前記負極の給電点に接続される第２のエレメントとからなり、
   前記第１のエレメントは、前記正極の給電点に接続される２本の線条を備えており、
   前記２本の線条のうち少なくとも１本の線条は、コーナー方向に向けて垂直に延ばした第１の垂直線条と、前記第１の垂直線条の先端に接続された第１の水平線条とから構成されている線条であり、正極の給電点に接続されているもう一本の線条よりも、正極のコーナーよりに接続されており、
   前記第２のエレメントは、前記負極の給電点に接続され、水平方向に延ばした少なくとも２本の第２の水平線条と、前記負極の給電点に接続され、垂直方向に延ばした第２の垂直線条とからなっており、
   前記正極、負極の各給電点に、それぞれ同軸ケーブルの芯線、および外皮導線を接続した非接地タイプのアンテナとしたことを特徴とする車両用ガラスアンテナ。
2. 前記第１のエレメントを構成する２本の線条のうち、１本の線条は、前記第１の垂直線条と前記第１の水平線条とで構成される線条であり、もう１本の線条は前記正極の給電点に接続され、水平方向に延ばされた第３の水平線条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。
3. 前記第３の水平線条の先端部より垂直方向に折り曲げて第３の垂直線条を延ばし、該第３の垂直線条の先端より前記正極の給電点近傍まで折返した折返線条を設けたことを特徴とする請求項２記載の車両用ガラスアンテナ。
4. 前記第１のエレメントとして、正極の給電点から垂直方向に延ばした２本の第１の垂直線条と、さらにそれぞれの先端から水平かつ同一方向に互いに交差しないように延ばした第１の水平線条を配設した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。
5. 前記負極の給電点から水平方向に延ばした２本の線条のうち、一方の第２の水平線条の先端より他方の第２の水平線条と離れる方向に補助垂直線条を配設したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナ。
6. 前記第１のエレメントの長さを１／４αλ〜３／４αλ（α：波長短縮率、λ：受信電波の波長）としたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナ。
7. 前記第１のエレメントと第２のエレメントからなるアンテナを自動車の左右の側部の後ろ側の窓ガラスのコーナー部にそれぞれ配設して、ダイバーシティ受信することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナ。

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