JP5650840B2 - 信号対雑音比が改善されてなるアンテナアセンブリおよびアンテナ構造 - Google Patents

Description

本発明は、電磁波を受信するための平面アンテナを有するアンテナアセンブリおよびアンテナ構造、ならびにアンテナアセンブリを動作させるための方法に関する。

導電性のコーティングを有する基板が、すでに特許文献に頻繁に記載されている。この点に関して、あくまでも例として、独国特許第１９８５８２２７号明細書、独国特許第１０２００７０５２８６号明細書、独国特許出願公開第１０２００８０１８１４７号明細書、および独国特許出願公開第１０２００８０２９９８６号明細書といった刊行物が参照される。一般に、導電性のコーティングが熱線を反射させるように機能し、例えば自動車または建物において熱的な快適性の改善をもたらす。また、透明な窓ガラスの表面全体を加熱するための加熱層として使用されることも多い。

例えば独国特許出願公開第１０１０６１２５号明細書、独国特許出願公開第１０３１９６０６号明細書、欧州特許出願公開第０７２０２４９号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１１２１９０号明細書、および独国特許第１９８４３３３８号明細書といった刊行物から知られるとおり、透明なコーティングを、それらの導電性ゆえに、電磁波を受信するための平面アンテナとして使用することも可能である。この目的のため、導電性のコーティングが、カップリング電極へと電気的に接続され、あるいは容量的に結合し、アンテナ信号が窓ガラスのエッジ領域において利用できるようにされる。一般に、アンテナ信号は、自動車において導電性の車体へと特別に接続されたアンテナ増幅器に供給され、高周波の用途に有効な基準電位が、この電気的な接続によってアンテナ信号のためにあらかじめ定められる。基準電位とアンテナ信号の電位との間の差が、利用可能なアンテナ出力をもたらす。

独国特許第１９８５８２２７号明細書 独国特許第１０２００７０５２８６号明細書 独国特許出願公開第１０２００８０１８１４７号明細書 独国特許出願公開第１０２００８０２９９８６号明細書 独国特許出願公開第１０１０６１２５号明細書 独国特許出願公開第１０３１９６０６号明細書 欧州特許出願公開第０７２０２４９号明細書 米国特許出願公開第２００３／０１１２１９０号明細書 独国特許第１９８４３３３８号明細書

今や、大きなアンテナ表面ゆえに、電磁信号を、比較的広い領域において平面アンテナによって受信することができる。結果として、例えば自動車において、有用な信号に加えて、カメラ、センサ、計器パネル、エンジン制御装置、などといった電気装置からの望ましくない干渉信号が、平面アンテナによって受信される可能性がある。これらの干渉信号に起因して、平面アンテナの信号対雑音比（ＳＮＲ）が大幅に悪化する可能性がある。

信号対雑音比を改善するための一般的な手法は、干渉源を抑制および遮蔽することによって干渉信号を防止することにある。さらに、干渉信号の影響を、干渉源と平面アンテナとの間に比較的大きな幾何学的距離が維持される場合に軽減することができる。しかしながら、実際には、これらの要件の実現に、たいていは困難がつきまとう。一方では、干渉源の抑制および遮蔽は、技術的に複雑であり、コストが比較的高くつく。他方では、例えばエンジンが前部に搭載され、平面アンテナがフロントガラスに塗布される場合など、干渉源と平面アンテナとの間に適度に大きい距離を保つことが、多くの場合に不可能である。最近の自動車においては、電気装置が車内のバックミラーの付け根の付近に設けられることが多く、これらの装置がフロントガラスに位置する平面アンテナに関して干渉源として振る舞う可能性があるという事実ゆえ、状況はさらに複雑になる。現実的な改善を、随意により、平面アンテナを後部ガラスに塗布することによってのみ得ることができる。

対照的に、本発明の目的は、平面アンテナを有する従来からのアンテナアセンブリを、平面アンテナへと干渉信号を放射する干渉源の存在にもかかわらず、有用な信号を満足できる信号対雑音比にて受信することができるように、さらに改善することにある。さらに、そのようなアンテナアセンブリは、連続生産にて簡単に低コストで製造できなければならず、確実かつ安全に機能できなければならない。これらの目的および他の目的が、独立請求項の特徴を有するアンテナアセンブリ（システム）、アンテナ構造、およびアンテナアセンブリを動作させるための方法によって達成される。本発明の好都合な実施の形態が、従属請求項の特徴によって説明される。

本発明のアンテナアセンブリは、電気絶縁性であり、好ましくは透明である少なくとも１つの基板と、導電性であり、好ましくは透明であり、基板の少なくとも１つの表面を少なくとも部分的に（表面の少なくとも一部分を）覆い、少なくとも部分的に（少なくとも一部分が）電磁波を受信するための平面状のアンテナ（平面アンテナ）として機能する少なくとも１つのコーティングと、を備える。導電性のコーティングは、平面アンテナとしての使用に合わせて適切に構成され、この目的のために、基板の大部分を覆うことができる。アンテナアセンブリは、例えば、単一の窓ガラスまたは積層窓ガラスを含むことができる。一般に、積層窓ガラスは、少なくとも１つの熱可塑性接着層によって互いにしっかりと貼り合わせられる内側および外側窓ガラスに相当する２枚の好ましくは透明な第１の基板を備え、導電性のコーティングは、積層窓ガラスの２枚の第１の基板のうちの少なくとも一方の少なくとも１つの表面に位置することができる。さらに、積層窓ガラスは、第１の基板とは異なる別の第２の基板を、２枚の第１の基板の間に配置して備えることができる。第２の基板は、第１の基板に加え、あるいは第１の基板に代わって、導電性のコーティングのためのキャリアとして機能することができ、第２の基板の少なくとも１つの表面に導電性のコーティングが設けられる。

さらに、本発明によるアンテナアセンブリは、導電性のコーティングに電気的に結合し、平面アンテナから有用な信号を取り出す（外部に結合させる（ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｏｕｔ））少なくとも１つの第１の結合電極を備える。第１の結合電極を、例えば、導電性のコーティングへと容量結合させることができ、あるいは電気的に接続することができる。

さらにアンテナアセンブリは、干渉信号が平面アンテナによって電磁気的に受信されうるように位置する少なくとも１つの干渉源と、接地として機能する導電構造（例えば、自動車の金属製の車体または金属製の窓枠）とを備える。さらに、本発明によるアンテナアセンブリは、導電性のコーティングに電気的に結合し、平面アンテナから平面アンテナによって受信された少なくとも１つの外部の干渉源の干渉信号を容量的に取り出す（外部に結合させる）少なくとも１つの第２の結合電極を備える。第２の結合電極を、導電性のコーティングへと容量結合させることができ、あるいは電気的に接続することができる。したがって、本発明によるアンテナアセンブリは、特に電磁波として平面アンテナによって受信された干渉信号を平面アンテナから取り出す（外部に結合させる）ように機能し、すなわち換言すると、干渉信号が平面アンテナへと別途の電気要素（コンデンサ）を介して電気的接続または容量結合によって受け渡されることがなく、平面アンテナによって、そのアンテナとしての機能において受信される。

本発明によれば、少なくとも１つの第２の結合電極が、電気的な接地として機能する導電構造へと容量結合し、第２の結合電極が、第１の結合面を有し、導電構造が、第１の結合面に容量結合した第２の結合面（結合相手面）を有する。少なくとも１つの第２の結合電極および電気的な接地として機能する導電構造の容量結合面は、容量結合に合わせて適切に構成され、すなわち換言すると、適切な互いの距離にて互いに向かい合わせに配置される。

容量結合の結合面は、平面アンテナから取り出される（外部に結合させられる）べき干渉信号の周波数範囲に好ましくは相当する所定の周波数範囲の通過を選択的に許すように構成され、すなわち換言すると、容量結合面がそれとは異なる周波数の通過を許さない。特に、容量結合面が、直線アンテナによって良好に受信することができる地上波放送帯ＩＩＩ〜Ｖの周波数範囲に相当する１７０ＭＨｚのしきい値周波数または通過周波数を上回る周波数範囲の通過を選択的に許す。所望の周波数選択性を、容量結合の結合面のサイズおよび間隔によって単純な方式で調節することができ、すなわち換言すると、容量結合面のサイズおよび間隔が、干渉源の干渉信号の周波数範囲の通過を許すように実現される。

本発明によるアンテナアセンブリの特に好都合な実施の形態においては、少なくとも１つの第２の結合電極が、導電性のコーティングの突き出した（平坦な）エッジ部分の形態にて実現され、突き出したエッジ部分が、接地として機能する導電構造の第２の結合面に向かい合って容量結合するように実現される。この手段により、少なくとも１つの第２の結合電極を導電性のコーティングの一部分として製造できるため、連続生産にて本発明によるアンテナアセンブリをきわめて簡単かつ費用対効果に優れた方式で実現することが可能になる。しかしながら、第２の結合電極を、例えば導電性のコーティングに電気的に接続され、あるいは容量結合する金属箔の帯から製造することも考えられる。

本発明によるアンテナアセンブリにおいて、平面アンテナから干渉信号を取り出す（外部に結合させる）ための少なくとも１つの第２の結合電極を、平面アンテナから有用な信号を取り出すための第１の結合電極の近くに配置することが好都合である。一般に、アンテナ信号は、異なる結合電極において、電位差ならびに導電性のコーティングの平面アンテナとして機能する表面部分からの距離に応じて取り出され、導電性のコーティングの表面部分と結合電極との間の電位差が大きいほど、またこの部分までの距離が小さいほど、より多くの信号が結合電極によって取り出される（したがって、別の「競合の」結合電極において取り出される信号が少なくなる）。本発明によるアンテナアセンブリにおいて、第１の結合電極と少なくとも１つの第２の結合電極とが空間的に近く配置されることによって、信号の受信時に生じる電位差を両方の結合電極について実質的に同じにすることを、好都合に実現することができる。少なくとも１つの第２の結合電極の周波数選択的な通過の挙動により、干渉信号が第２の結合電極によって取り出され（外部に結合させられ）、有用な信号が第１の結合電極によって取り出される（外部に結合させられる）ことを、さらに達成することができる。また、第１の結合電極と少なくとも１つの第２の結合電極とが空間的に近く配置されることによって、第２の結合電極のしきい値周波数または通過周波数を上回る平面アンテナに作用するすべての干渉源の干渉信号を、平面アンテナから確実かつ安全に取り出すことを達成することができる。このようにして、平面アンテナの信号対雑音比を大きく改善することができる。用語「近く」は、結合電極が上述の所望の効果をもたらすときの第１の結合電極および少なくとも１つの第２の結合電極の配置を意味すると理解される。特に、少なくとも１つの第２の結合電極が、この目的のために、平面アンテナから取り出される干渉信号の最短の波長の４分の１よりも短い第１の結合電極からの距離を有する。この手段により、平面アンテナの信号対雑音比を、きわめて良好に改善することができる。

本発明によるアンテナアセンブリの別の好都合な実施の形態においては、第２の結合電極が、たいていは物理的に実行される干渉源からの距離がきわめて短いことで区別される点となる導電性コーティングの面積領域（以下では、「干渉源面積領域」と称される）と、第１の結合電極との間に配置される。干渉源面積領域の各点は、特に、干渉源からのきわめて短い垂直距離を有することができる。干渉源面積領域は、例えば、特に投影からもたらされ、あるいは導電性のコーティングへの干渉源の直交平行投影からもたらされる投影領域であってもよい。おおむね物理的な干渉源を、平坦な広い物体として投影において知覚することができる。干渉源面積領域と第１の結合電極との間に配置される第２の結合電極によって、平面アンテナからの干渉信号の空間選択的な取り出し（外部への結合）が、有用な信号の受信を実質的に損なうことなく好都合に生じることができる。干渉源と干渉源面積領域との間の距離の条件ゆえに、干渉源の干渉信号が、干渉源面積領域においてきわめて大きな信号の振幅または信号強度で受信される。干渉信号の受信時に生じる導電性のコーティングの表面部分と第２の結合電極との間の電位差が、この表面部分と第１の結合電極との間の電位差よりも大きいため、干渉信号を主に第２の結合電極によって取り出すことができる。干渉源面積領域の形状は、おおむね干渉源の形状に依存する。さらに、第２の結合電極が空間的に干渉源面積領域と第１の結合電極との間に位置することで、第２の結合電極による干渉信号の好ましい取り出しを達成することができる。さらに、第１の結合電極が、第１の結合電極によって主に取り出される平面アンテナの平坦な部位からの有用な信号を保持することができる。このようにして、平面アンテナの信号対雑音比を大きく改善することができる。少なくとも１つの第２の結合電極の干渉源面積領域からの距離が、干渉信号の最短の波長の４分の１よりも小さいことが好都合である可能性があり、その結果として、平面アンテナの信号対雑音比のさらなる改善を達成することができる。

本発明によるアンテナアセンブリの別の好都合な実施の形態においては、少なくとも１つの第２の結合電極が、少なくとも１つの干渉源からの距離が可能な限り小さく、したがって干渉源の干渉信号に関して信号の振幅がきわめて大きい点となる導電性のコーティングの干渉源面積領域の近くに配置される。第２の結合電極によって、平面アンテナからの干渉信号の空間選択的な取り出しが、有用な信号の受信を実質的に損なうことなく好都合に生じることができる。第２の結合電極が干渉源面積領域の近くに配置されることで、干渉源の干渉信号の受信時に、干渉源面積領域を含む平面アンテナの表面部分と第２の結合電極との間に、この表面部分と第１の結合電極との間の電位差よりも大きい電位差が生じ、結果として干渉信号が主に第２の結合電極によって取り出される。さらに、第１の結合電極が、干渉源面積領域を含む表面部分と第１の結合電極との間の電位差よりも大きい電位差が生じる平面アンテナの平坦な部分からの有用な信号を保持することができる。このようにして、平面アンテナの信号対雑音比を大きく改善することができる。少なくとも１つの第２の結合電極の干渉源面積領域からの距離が、干渉信号の最短の波長の４分の１よりも小さいことが好都合である可能性があり、これにより、平面アンテナの信号対雑音比をさらに改善することができる。

アンテナアセンブリの他の好都合な実施の形態においては、第１の結合電極が、以下では「アンテナ導体」と称される非遮蔽の直線状の導体へと電気的に結合する。アンテナ導体は、電磁波を受信するための直線アンテナとして機能する。この場合、直線導体は、投影領域として機能する平面アンテナへの直交平行投影によって投影できる領域の外側に位置し、これにより、直線アンテナのアンテナフットポイントが、直線アンテナおよび平面アンテナの共通のアンテナフットポイントになる。第１の結合電極を、例えば、直線状のアンテナ導体へと容量結合させることができ、あるいは電気的に接続することができる。したがって、この実施の形態において、アンテナアセンブリは、平面および直線アンテナで作られたハイブリッド構造を有する。

アンテナ導体は、直線アンテナとして機能し、この目的に合わせて適切に構成され、すなわち換言すると、所望の周波数範囲における受信に適した形態を有する。平面エミッタと対照的に、直線アンテナまたは直線エミッタは、平面エミッタと異なり、幾何学的な幅（Ｂ）よりも何桁も大きい幾何学的な長さ（Ｌ）を有する。直線エミッタの幾何学的な長さは、アンテナフットポイントとアンテナ先端との間の距離であり、幾何学的な幅は、これに垂直な方向の寸法である。一般に、直線エミッタについて、以下の関係Ｌ／Ｂ≧１００が当てはまる。幾何学的な高さ（Ｈ）について、一般的には同様の関係Ｌ／Ｈ≧１００が当てはまり、「幾何学的な高さ（Ｈ）」は、長さ（Ｌ）および幅（Ｂ）の両方に垂直な方向の寸法を意味する。満足できるアンテナ信号を、地上波放送帯ＩＩ〜Ｖの範囲の直線エミッタによってもたらすことができる。これは、国際電気通信連合（ＩＴＵ）の定義によれば、８７．５ＭＨｚ〜８６２ＭＨｚ（帯域ＩＩ：８７．５〜１０８ＭＨｚ、帯域ＩＩＩ：１７４〜２３０ＭＨｚ、帯域ＩＶ：４７０〜６０６ＭＨｚ、帯域Ｖ：６０６〜８６２ＭＨｚ）の周波数範囲である。しかしながら、満足できる受信性能を、先行の帯域Ｉの周波数範囲（４７〜６８ＭＨｚ）においては得ることができない。同じことが、帯域Ｉを下回る周波数についても当てはまる。

ハイブリッドアンテナアセンブリにおいては、アンテナ導体の位置が、投影操作によって定められる領域であって、当該領域の各点を直交平行投影によって投影領域として機能する導電性のコーティングまたは平面アンテナへと投影できることによって定められる領域の外側であることが不可欠である。導電性のコーティングの一部分だけが平面アンテナとして有効である場合、導電性のコーティングの平面アンテナとして有効な部分だけが、投影領域として機能する。したがって、アンテナ導体は、投影操作によって定められる領域には位置しない。慣例どおり、平行投影においては、投影ビームが互いに平行であり、投影領域に直角に衝突し、この投影領域は、この場合には平面アンテナとして機能する導電性のコーティングまたは導電性のコーティングのうちの平面アンテナとして有効な部分であり、投影中心は無限遠である。平坦な基板、したがって平坦な導電性のコーティングの場合には、投影領域が、コーティングを含む投影面である。前記領域は、導電性のコーティングの外周縁または導電性のコーティングのうちの平面アンテナとして有効な部分の外周縁に位置し、投影領域に対して垂直である（仮想の）エッジ面によって画定される。

ハイブリッドアンテナアセンブリにおいては、直線アンテナのアンテナフットポイントが、直線および平面アンテナの共通のアンテナフットポイントになる。慣例どおり、用語「アンテナフットポイント」は、受信されたアンテナ信号を取り出すための電気接点を指し、特にそこに、アンテナ信号の信号レベルを割り出すための基準電位（例えば、接地）への参照が存在する。したがって、ハイブリッドアンテナアセンブリは、帯域ＩおよびＩＩの周波数範囲における平面エミッタの好ましい受信特性を、帯域ＩＩ〜Ｖの周波数範囲における直線エミッタの好ましい受信特性に組み合わせてなる広い帯域幅の良好な受信を好都合に可能にする。直線エミッタを、直交平行投影によって平面アンテナへと投影できる領域の外側に配置することにより、平面エミッタによる直線エミッタの電気的負荷を、きわめて好都合に回避することができる。したがって、ハイブリッドアンテナアセンブリは、例えばアンテナ窓ガラスとして機能するフロントガラスについて、帯域Ｉ〜Ｖの全周波数範囲を満足できる受信性能で利用できるようにする。

ハイブリッドアンテナアセンブリにおいて、アンテナ導体を、地上波放送帯ＩＩＩ〜Ｖの範囲の受信のために特別に構成することができ、この目的のために、アンテナ導体は、好ましくは長さ／幅≧１００またはＬ／Ｈ≧１００という関係に相当する１００ミリメートル（ｍｍ）超の長さ、１ｍｍ未満の幅、および１ｍｍ未満の高さを有することができる。所望の目的のために、アンテナ導体が、２０オーム／ｍ未満、特に好ましくは１０オーム／ｍ未満の分布抵抗を有することがさらに好ましい。さらに、ハイブリッドアンテナアセンブリにおいて、第１の結合電極を、平面アンテナの受信性能（信号レベル）が可能な限り高くなるように導電性のコーティングへと電気的に結合させることができる。これは、ハイブリッドアンテナアセンブリの受信特性の改善のために平面アンテナの信号レベルの最適化を好都合に可能にする。さらに、ハイブリッドアンテナアセンブリにおいて、平面および直線アンテナの共通のアンテナフットポイントを、受信したアンテナ信号の処理のための電子信号処理装置（例えば、アンテナ増幅器）へとコネクタ導体を介して通電可能に接続することができ、コネクタ接点は、コネクタ導体の長さが可能な限り短くなるように配置される。これは、好都合なことに、コネクタ導体について信号導体と少なくとも１つの付随の接地導体とを有する特有な高周波導体を使用することを必須ではないようにすることができ、短い信号伝送経路ゆえに、高周波の伝送に特有に用意されるものではないより経済的な信号導体（非遮蔽のより線または帯状の平坦な導体など）の使用を可能にし、そのような信号導体は比較的複雑でない接続技術を使用して接続することが可能でもある。これにより、ハイブリッドアンテナアセンブリの製造においてコストを大きく節約することが可能になる。さらに、ハイブリッドアンテナアセンブリにおいて、導電性のコーティングは、外周の電気絶縁性のエッジ帯を除く基板の表面を覆うことができ、アンテナ導体は、投影領域として機能するエッジ帯への直交平行投影によって投影できる領域の内側に位置する。この目的のため、アンテナ導体を、例えばエッジ帯の領域において基板へと塗布することができる。これは、ハイブリッドアンテナアセンブリのきわめて単純な製造を可能にする。ハイブリッドアンテナアセンブリが積層窓ガラスの形態で実現される場合において、導電性のコーティングは、少なくとも１つの基板の１つの表面に位置することができ、直線アンテナ導体は、同じ基板または別の基板の別の表面に位置することができる。これにより、本発明によるハイブリッドアンテナアセンブリのきわめて単純な製造を実現することができる。さらに、ハイブリッドアンテナアセンブリにおいて、第１の結合電極およびアンテナ導体を互いに通電可能に接続することができ、特に第１の結合電極を直線アンテナ導体への電気的接続から独立して設計する可能性がもたらされ、これによってハイブリッドアンテナアセンブリの性能を改善することができる。また、ハイブリッドアンテナアセンブリにおいて、アンテナ導体を、少なくとも１つの基板の１つの表面に位置させることができ、共通のアンテナフットポイントを、同じまたは別の基板の別の表面に位置させることができる。この目的のために、アンテナ導体および共通のアンテナフットポイントは、第２の接続導体を介して互いに通電可能に接続される。この手段により、共通のアンテナフットポイントについて、特に下流のアンテナ電子機器への電気的接続を、きわめて単純に実現することが可能である。さらに、ハイブリッドアンテナアセンブリにおいて、金属製の印刷ペーストで作られる直線アンテナ導体を、例えばスクリーン印刷法を使用して少なくとも１つの基板へと印刷でき、あるいはワイヤの形態で配置することができ、これによってアンテナ導体のきわめて単純な製造が可能になる。また、ハイブリッドアンテナアセンブリにおいて、第１の結合電極、第１の接続導体、および第２の接続導体の中から選択される導体のうちの少なくとも１つを、少なくとも１つの基板のエッジへと案内することができ、エッジの領域において先細りの幅を有する平坦な導体として実現することができる。これにより、例えば導体が積層窓ガラスから出るときの自動車の導電性の車体との容量結合を少なくするために、基板のエッジにおいて結合面の縮小を好都合に達成することができる。また、ハイブリッドアンテナアセンブリにおいて、直線アンテナおよび第１の結合電極ならびに２つの接続導体（存在する場合）を、不透明なマスキング層によって隠し、アンテナアセンブリの視覚的な外観を向上させることができる。また、ハイブリッドアンテナアセンブリにおいて、導電性のコーティングは、少なくとも１つの直線状の電気絶縁領域によって互いに電気的に絶縁された少なくとも２つの平坦な部分を含むことができる。さらに、少なくとも１つの平坦な部分は、直線状の電気絶縁領域によって分割される。特に、導電性のコーティングの周辺エッジ領域が、直線状の電気絶縁領域によって分割された複数の平坦なセグメントを有することが、特に好都合である。導電性のコーティングのそのようなセグメントへの分割に関して、未公開の国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６６２３７号明細書が参照され、この国際特許出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

特に好都合な様相では、ハイブリッドアンテナアセンブリにおいて、直線アンテナによって良好に受信されうる周波数範囲（すなわち、１７０ＭＨｚを上回る地上波放送帯ＩＩＩ〜Ｖの周波数範囲）にある干渉信号を、平面アンテナから取り出すことができる。したがって、平面アンテナの有用な信号部分においては損失がまったく生じない。したがって、第２の結合電極は、好ましくは地上波放送帯ＩＩＩ〜Ｖの周波数範囲に相当し、特に地上波放送帯ＩＶおよびＶの周波数範囲に相当する高い通過範囲を有する。

さらに本発明は、電気絶縁性であり、特に透明である少なくとも１つの基板と、導電性であり、特に透明であり、基板の表面を少なくとも部分的に（基板の表面の少なくとも一部分を）覆い、少なくとも部分的に（少なくとも一部分が）電磁波を受信するための平面アンテナとして機能する少なくとも１つのコーティングと、導電性のコーティングに電気的に結合し、平面アンテナから有用な信号を取り出す（外部に結合させる）少なくとも１つの第１の結合電極と、導電性のコーティングに結合し、平面アンテナから少なくとも１つの干渉源の干渉信号を取り出す（外部に結合させる）少なくとも１つの第２の結合電極と、を備えており、少なくとも１つの第２の結合電極が、電気的な接地として機能する導電構造の第２の結合面に容量結合する目的のために構成された第１の結合面を有しており、第１の結合面は、第２の結合面と協働して、平面アンテナから取り出す（外部に結合させる）べき干渉信号に相当する周波数範囲の通過を選択的に許すように構成されているアンテナ構造へと広がる。

本発明によるアンテナ構造の好ましい実施の形態においては、少なくとも１つの第２の結合電極が、導電性コーティングの突き出したエッジ部分の形態にて構成される。

さらに本発明は、上述のとおりのアンテナ構造を、機能的および／または装飾的な個別の要素として、家具、装置、および建物、ならびに地上、空中、または水上を移動する交通手段の作り付けの部品として、とりわけ自動車の例えばフロントガラス、リアウインドウ、サイドウインドウ、および／またはガラス屋根として使用することへと広がる。

さらに本発明は、有用な信号が第１の結合電極を介して平面アンテナから取り出され（外部へと結合させられ）、干渉信号が第２の結合電極を介して平面アンテナから選択的に取り出される（外部へと結合させられる）ようなアンテナアセンブリを動作させるための方法へと広がる。

この方法は、
特に透明である少なくとも１つの電気絶縁性の基板に塗布された特に透明な導電性のコーティングの形態で実現された平面アンテナによって有用な信号を受信するステップと、
コーティングに電気的に結合した第１の結合電極によって平面アンテナから有用な信号を取り出す（外部へと結合させる）ステップと、
コーティングに電気的に結合した第２の結合電極によって、平面アンテナによって（電磁気的に）受信された少なくとも１つの干渉源の干渉信号を平面アンテナから選択的に取り出す（外部へと結合させる）ステップと
を含んでおり、
第２の結合電極が、接地として機能する導電構造（例えば、自動車の金属製の車体または金属製の窓枠）に容量結合しており、第２の結合電極が、第１の結合面を有し、導電構造が、第１の結合面に容量結合した第２の結合面（結合相手面）を有している。

本発明による方法の好都合な実施の形態においては、平面アンテナによって受信された干渉信号が、導電性のコーティングの突き出したエッジ部分の形態に構成された少なくとも１つの第２の結合電極を介して平面アンテナから取り出される（外部へと結合させられる）。

本発明による方法を、特に本発明による上述のアンテナアセンブリにおいて実現することができる。

本発明によるアンテナアセンブリまたはアンテナ構造ならびにアンテナアセンブリを動作させるための方法の種々の実施の形態を、アンテナアセンブリの信号対雑音比のさらなる改善を達成するために、個別または任意の組み合わせにて実現できることを、理解すべきである。特に、上述の特徴および以下で示される特徴を、本発明の技術的範囲から外れることなく、本明細書に示される組み合わせだけでなく、他の組み合わせまたは単独でも使用することが可能である。

次に、本発明を、典型的な実施の形態にもとづき、添付の図面を参照して詳しく説明する。図面は、比例尺ではない概略図を示している。

積層窓ガラスの形態に具現化された本発明の第１の典型的な実施の形態によるハイブリッドアンテナアセンブリの概略の斜視図である。 切断線Ａ−Ａにおける図１のハイブリッドアンテナアセンブリの断面図である。 切断線Ｂ−Ｂにおける図１のハイブリッドアンテナアセンブリの断面図である。 切断線Ａ’−Ａ’における図１のハイブリッドアンテナアセンブリの断面図である。 切断線Ｂ’−Ｂ’における図１のハイブリッドアンテナアセンブリの断面図である。 切断線Ａ−Ａにおける図１のハイブリッドアンテナアセンブリの第１の変種の断面図である。 切断線Ｂ−Ｂにおける図１のハイブリッドアンテナアセンブリの第１の変種の断面図である。 切断線Ａ−Ａにおける図１のハイブリッドアンテナアセンブリの第２の変種の断面図である。 切断線Ｂ−Ｂにおける図１のハイブリッドアンテナアセンブリの第２の変種の断面図である。 切断線Ａ−Ａにおける図１のハイブリッドアンテナアセンブリの第３の変種の断面図である。 切断線Ｂ−Ｂにおける図１のハイブリッドアンテナアセンブリの第３の変種の断面図である。 切断線Ｂ−Ｂにおける図１のハイブリッドアンテナアセンブリの第４の変種の断面図である。 積層窓ガラスの形態に具現化された本発明の第２の典型的な実施の形態によるハイブリッドアンテナアセンブリの概略の斜視図である。 切断線Ａ−Ａにおける図７のハイブリッドアンテナアセンブリの断面図である。 切断線Ｂ−Ｂにおける図７のハイブリッドアンテナアセンブリの断面図である。 切断線Ａ−Ａにおける図７のハイブリッドアンテナアセンブリの変種の断面図である。

最初に図１および図２Ａ〜図２Ｄを検討すると、全体が参照番号１によって指し示されているハイブリッドアンテナ構造、ならびにアンテナ構造１を含むアンテナアセンブリ１００が、本発明の第１の典型的な実施の形態として示されている。この場合、ハイブリッドアンテナ構造１は、例えば図１に一部分だけが示されている透明積層窓ガラス２０として具現化されている。積層窓ガラス２０は、例えば３５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長の可視光に対して透明であり、用語「透明」は、５０％超、好ましくは７５％超、特に好ましくは８０％超の光透過率を意味する。積層窓ガラス２０は、例えば自動車のフロントガラスとして機能するが、他の用途に使用することも可能である。

積層窓ガラス２０は、２枚の透明な個別の窓ガラスを備えており、すなわち透明な熱可塑性接着層２１によって互いにしっかりと貼り合わせられた剛体外側窓ガラス２および剛体内側窓ガラス３を備えている。個々の窓ガラスは、おおむね同じサイズを有しており、例えばガラス（特に、フロートガラス、鋳造ガラス、およびセラミックガラス）から製作されるが、例えばプラスチック（特に、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステル（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＡ）、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））などの非ガラス材料から製作することも同様に可能である。一般に、充分な透明度、適切な化学的耐性、ならびに適切な形状およびサイズの安定性を有する任意の材料を、使用することができる。例えば他の場所において装飾片として使用するために、外側および内側窓ガラス２、３を可撓な材料から製作することも可能であると考えられる。外側および内側窓ガラス２、３のそれぞれの厚さは、用途に応じて幅広くさまざまであってもよく、ガラスについては、例えば１〜２４ｍｍの範囲であってもよい。

積層窓ガラス２０は、２つの個別の窓ガラス２、３で形成される共通の窓ガラスエッジ５からもたらされる少なくともほぼ台形の湾曲した外形（図１では、一部分だけを見て取ることができる）を有しており、窓ガラスエッジ５は、向かい合う２つの長い窓ガラスエッジ５ａおよび向かい合う２つの短い窓ガラスエッジ５ｂで構成されている。慣習的な方式で、窓ガラスの表面が、ローマ数字のＩ〜ＩＶで指し示され、「面Ｉ」が、外側窓ガラス２の第１の窓ガラス表面２４に相当し、「面ＩＩ」が、外側窓ガラス２の第２の窓ガラス表面２５に相当し、「面ＩＩＩ」が、内側窓ガラス３の第３の窓ガラス表面２６に相当し、「面ＩＶ」が、内側窓ガラス３の第４の窓ガラス表面２７に相当する。フロントガラスとしての用途においては、面Ｉが、外部環境へと向けられ、面ＩＶが、自動車の客室へと向けられる。

好ましくは、外側および内側窓ガラス２、３を貼り合わせる接着層２１は、好ましくはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、およびポリウレタン（ＰＵ）系の接着プラスチックで製作される。この場合、接着層２１が、例えば２枚のＰＶＢフィルムを貼り合わせた形態の二重層として実現される（図には詳しくは示されていない）。

外側および内側窓ガラス２、３の間には、好ましくはプラスチック製であり、好ましくはポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエステル（ＰＥ）、およびポリビニルブチラール（ＰＶＢ）系とし、特に好ましくはポリエステル（ＰＥ）およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系とする広域なキャリア４が位置している。この場合には、キャリア４が、例えばＰＥＴフィルムの形態で実現されている。キャリア４は、接着層２１の２枚のＰＶＢフィルムの間に埋め込まれ、第１のキャリア表面２２が第２の窓ガラス表面２５に面し、第２のキャリア表面２３が第３の窓ガラス表面２６に面するように、外側および内側窓ガラス２、３の間のおおむね真ん中に、外側および内側窓ガラス２、３に平行に配置されている。キャリア４は、窓ガラスエッジ５に行き着くまで延びているわけではなく、キャリアのエッジ２９が、窓ガラスエッジ５に対して内側に下がった位置にあり、積層窓ガラス２０のキャリアの存在しない周縁領域２８が、すべての辺に残されている。エッジ領域２８は、例えば金属薄板から製作されることが一般的である導電性の自動車の車体との容量結合を少なくするために、特に導電性コーティング６の外側に対する電気的絶縁として機能する。さらに、導電性コーティング６が、窓ガラスエッジ５から進入する水分に対して保護される。

第２のキャリア表面２３に、透明な導電性コーティング６が塗布され、導電コーティング６の範囲は、すべての辺について周辺コーティングエッジ８によって定められている。導電性コーティング６は、第２の窓ガラス表面２５または第３の窓ガラス表面２６の表面の５０％超、好ましくは７０％超、特に好ましくは８０％超、さらにより好ましくは９０％超の面積を覆っている。導電性コーティング６によって覆われる面積は、好ましくは１ｍ^２超に達し、一般的に、フロントガラスとしての積層窓ガラス２０の使用にかかわらず、例えば１００ｃｍ^２〜２５ｍ^２の範囲であってもよい。透明な導電性コーティング６は、少なくとも１つの導電性材料を含み、あるいは少なくとも１つの導電性材料で作られる。その例は、銀、銅、金、アルミニウム、またはモリブデンなどといった高い導電性を有する金属、銀のパラジウムとの合金などの金属合金、ならびに透明な導電性酸化物（ＴＣＯ＝ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｏｘｉｄｅ）である。好ましいＴＣＯは、酸化インジウムすず、フッ化物をドープした二酸化すず、アルミニウムをドープした二酸化すず、ガリウムをドープした二酸化すず、ホウ素をドープした二酸化すず、酸化亜鉛すず、またはアンチモンをドープした酸化すずである。

導電性コーティング６を、そのような導電性材料による単一の層で構成でき、あるいは少なくとも１つのそのような単一の層を含む層の並びで構成することができる。例えば、層の並びは、導電性材料で作られた少なくとも１つの層と、絶縁材料で作られた少なくとも１つの層とを含むことができる。導電性コーティング６の厚さは、用途に応じて幅広くさまざまであってもよく、任意の位置における厚さが、３０ｎｍ〜１００μｍの範囲であってもよい。ＴＣＯの場合には、厚さが、好ましくは１００ｎｍ〜１．５μｍの範囲であり、より好ましくは１５０ｎｍ〜１μｍの範囲であり、特に好ましくは２００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である。導電性コーティングが、導電性材料で作られた少なくとも１つの層と、絶縁材料で作られた少なくとも１つの層とを有する層の並びで構成される場合には、厚さが、好ましくは２０ｎｍ〜１００μｍの範囲であり、より好ましくは２５ｎｍ〜９０μｍの範囲であり、特に好ましくは３０ｎｍ〜８０μｍの範囲である。層の並びは、好都合には、ガラス製の窓ガラスの曲げに必要な典型的には６００℃を超える温度に損傷することなく耐えるように、高い熱安定性を有するが、熱安定性の高くない層の並びを設けることも可能である。導電性コーティング６のシート抵抗は、好ましくは２０オーム未満であり、例えば０．５〜２０オームの範囲にある。図示の典型的な実施の形態においては、導電性コーティング６のシート抵抗が、例えば４オームである。

導電性コーティング６は、好ましくは気相からの堆積によって形成され、この目的のために、化学気相成長（ＣＶＤ）または物理気相成長（ＰＶＤ）など、それ自身は公知の方法を使用することができる。好ましくは、コーティング６が、スパッタリング（マグネトロン陰極スパッタリング）によって塗布される。

積層窓ガラス２０において、導電性コーティング６は、好ましくは地上波放送帯ＩおよびＩＩの周波数範囲の電磁波を受信するための平面アンテナとして機能する。この目的のため、導電性コーティング６は、この場合には例えば帯状の平坦な導体として実現される第１の結合電極１０へと電気的に接続される。典型的な実施の形態においては、第１の結合電極１０が、導電性コーティング６へと電気的に接続されるが、容量結合を設けることも同様に可能である。帯状の第１の結合電極１０は、例えば金属材料から製作され、好ましくは銀から製作され、例えばスクリーン印刷によって印刷される。好ましくは、長さが１０ｍｍ超であり、幅が５ｍｍ以上であり、より好ましくは長さが２５ｍｍ超であり、幅が５ｍｍ以上である。典型的な実施の形態においては、第１の結合電極１０が、３００ｍｍの長さおよび５ｍｍの幅を有する。第１の結合電極１０の厚さは、好ましくは０．０１５ｍｍ未満である。銀で作られた第１の結合電極１０の比導電率は、例えば６１．３５・１０^６／オーム・ｍである。

図１に示されるように、第１の結合電極１０は、上側のコーティングエッジ８におおむね平行に導電性コーティング６上を延び、導電性コーティング６に直接電気的に接触し、キャリアの存在しないエッジ領域２８へと延びている。この場合、第１の結合電極１０は、平面アンテナのアンテナ信号がその受信性能（信号レベル）に関して最適化されるように配置される。

図２Ａおよび図２Ｂに示されるとおり、導電性コーティング６は、キャリアのエッジ２９に隣接する帯状のエッジ領域１５において、電気絶縁（帯状）領域１７が常に間に位置する複数の電気的に絶縁されたセグメント１６へと、例えばレーザによって分割される。エッジ領域１５は、キャリアのエッジ２９に実質的に平行に延び、特に周状にすべての辺に位置してもよい。この手段によって、導電性コーティング６について、例えば自動車の導電性の車体などの周囲の導電性の構造への容量結合が、防止される。導電性コーティング６のエッジ領域１５は、平面アンテナとしては有効でないため、平面アンテナとしての機能について有効な導電性コーティング６の部位は、コーティングのエッジ８’によって定められる。

積層窓ガラス２０のキャリアの存在しないエッジ領域２８に、好ましくは地上波放送帯ＩＩ〜Ｖの周波数範囲にあり、特に好ましくは放送帯ＩＩＩ〜Ｖの周波数範囲にある電磁波の受信のための直線アンテナとして機能し、この目的に合わせて適切に構成されている直線状の非遮蔽のアンテナ導体１２が、接着層４に埋め込まれて配置されている。この典型的な実施の形態においては、アンテナ導体１２が、好ましくは１００ｍｍよりも長くて１ｍｍよりも細いワイヤ１８の形態で実現されている。アンテナ導体１２の分布抵抗は、好ましくは２０オーム／ｍ未満であり、特に好ましくは１０オーム／ｍ未満である。図示の実施の形態においては、アンテナ導体１２の長さが、約６５０ｍｍであり、幅が０．７５ｍｍである。分布抵抗は、例えば５オーム／ｍである。

アンテナ導体１２は、この場合には、例えば少なくともほぼ直線状のコースを有しており、積層窓ガラス２０のキャリアおよびコーティングの存在しないエッジ領域２８に完全に位置しており、主として窓ガラスの短い方のエッジ５ｂに沿って、マスキング片９の領域の自動車のライニング（図示されていない）の下方を延びている。アンテナ導体１２は、窓ガラスのエッジ５およびコーティングのエッジ８の両方から適切な距離を有しており、これによって導電性コーティング６および自動車の車体への容量結合が阻止される。特に、セグメントへと分割されたエッジ領域１５によって、高周波の用途において有効な導電性コーティング６と直線アンテナとの間の距離の拡大が、好都合に達成される。

アンテナ導体１２は、図２Ａに概略的に示されている領域３０（領域３０に含まれるすべての点を、平面アンテナとして機能し、投影領域を表わしている導電性コーティング６（または、導電コーティング６のうちの平面アンテナとして有効な部分）への直交平行投影によって描くことができることで定められる）の外側に位置しているため、直線アンテナは、平面アンテナの電気的な影響を受けない。投影操作によって定められるこの領域３０は、コーティングのエッジ８または８’に配置され、キャリア２１に対して垂直である仮想の境界面３２によって画定される。セグメントに分割されたエッジ領域１５について、境界面３２は、導電性コーティング６のアンテナ機能がアンテナ導体の配置に関して重要であるため、コーティングのエッジ８’に配置される。

第１の結合電極１０は、第１のコネクタ接点１１（詳細には示されていない）において直線アンテナ導体１２に電気的に結合している。この典型的な実施の形態においては、第１の結合電極１０が、アンテナ導体１２へと電気的に接続されるが、容量結合を設けることも同様に可能である。第１の結合電極１０の第１のコネクタ接点１１、あるいは第１の結合電極１０とアンテナ導体１２との間の接続点を、平面アンテナのアンテナ信号を取り出すためのアンテナフットポイントと考えることができる。しかしながら、アンテナ導体１２の第２のコネクタ接点１４が、平面アンテナおよび直線アンテナの両方のアンテナ信号を取り出すための共通のアンテナフットポイント１３として実際に機能する。このようにして、平面アンテナおよび直線アンテナのアンテナ信号が、第２のコネクタ接点１４において利用できるようにされる。

第２のコネクタ接点１４は、寄生的にアンテナとして機能するコネクタ導体１９へと電気的に結合している。この典型的な実施の形態においては、コネクタ導体１９が、第２のコネクタ接点１４へと電気的に接続されるが、容量結合を設けることも同様に可能である。ハイブリッドアンテナ構造１は、コネクタ導体１９およびコネクタ導体１９へと接続されたコネクタ３１を介して、例えばアンテナ増幅器などの下流の電子コンポーネントへと電気的に接続され、アンテナ信号が、コネクタ導体１９を通って積層窓ガラス２０から引き出される。図２Ｂに示されるとおり、コネクタ導体１９は、接着層２１から窓ガラスのエッジ５を過ぎて第４の窓ガラス表面２７（面ＩＶ）へと延び、次いで積層窓ガラス２０から離れるように案内されている。第２のコネクタ接点１４の空間的な位置は、コネクタ導体１９が可能な限り短くなり、そのアンテナとしての寄生効果が最小限になり、したがって高周波の用途に合わせて特別に設計された導体を使用しなくてもよいように選択される。コネクタ導体１９は、好ましくは１００ｍｍよりも短い。したがって、コネクタ導体１９は、この場合には、例えば費用対効果に優れ、空間を節約し、さらには比較的単純な接続方法を使用して接続することが可能である非遮蔽のより線またはホイル導体として実現される。この場合に、例えば平坦な導体として実現されるコネクタ導体１９の幅は、自動車の車体との容量結合を防止するために、好ましくは窓ガラスのエッジ５に向かって先細りである。

ハイブリッドアンテナ構造１において、透明な導電性コーティング６は、材料の組成に応じて、他の機能を果たすことができる。例えば、太陽光線からの保護、熱的な調節、または熱絶縁の目的のための熱線反射コーティングとして機能することができ、あるいは積層窓ガラス２０の電気加熱のための加熱層として機能することができる。これらの機能は、本発明によって二次的な重要性でしかない。

さらに、外側窓ガラス２に、不透明の有色層が設けられ、そのような層は、第２の窓ガラス表面２５（面ＩＩ）に塗布され、図には詳しくは示されていないがフレームのような周辺マスキング帯９を形成する。有色層は、好ましくは、外側窓ガラス２へと焼き付けることができる非導電性の黒色に着色された材料で形成される。マスキング帯９は、一方では、積層窓ガラス２０を自動車の車体へと接着することができる接着剤のストランドを見えないようにし、他方では、使用される接着材料のＵＶ保護として機能する。

平面アンテナとして機能する導電性コーティング６は、窓ガラスのエッジ５ａに近付くように突き出している２つの平坦な領域を備えており、そのような領域の各々が、第２の（容量）結合電極３６、３６’として機能する。図１においては、２つの平坦な突き出し部が、少なくともほぼ矩形の形状を有しているが、用途に適した任意の他の形状も同様に可能である。導電性コーティング６は、２つの第２の結合電極３６、３６’に隣接する平坦な部位においては、セグメントへと分割されたエッジ領域１５を有していない。２つの第２の結合電極３６、３６’の各々が、第２の結合電極３６、３６’以外のコーティングが存在しないエッジ帯７へと延びている。

図２Ｃに示されるとおり、導電性コーティング６を有するキャリア４が、導電構造３７に対向する位置まで広がり、導電構造３７に容量結合している。より正確には、第２の結合電極３６、３６’に相当し、第１の容量結合面として機能するコーティング６の第１の平坦部４０、４０’が、第２の容量結合面（結合相手面）として機能する導電構造３７の第２の表面部分４１に平行に向かい合う位置に位置しており、２つの第１の結合面が第２の結合面に容量結合している。導電構造３７は、例えば自動車の車体であってもよい。導電構造３７は、この場合には、例えば接着ビード３８によって内側窓ガラス３の第４の窓ガラス表面２７にしっかりと貼り付けられている。したがって、導電性コーティング６が、２つの第２の結合電極３６、３６’によって導電構造３７へと容量結合している。図２Ｄに示されるように、２つの第２の結合電極３６、３６’外側の導電性コーティング６は、導電構造３７に向かい合う位置には位置しておらず、したがって導電構造３７に容量結合していない。

ここで、例えば自動車において、例えばセンサ、カメラ、エンジン制御装置、などであるが、クロック式の電気装置などのさまざまな干渉源が、自由空間電磁波の形態の電磁干渉信号を放射する可能性があり、そのような電磁干渉信号が、大きなアンテナ面積ゆえに、平面アンテナとして機能する導電性コーティング６によって受信される可能性がある。例として、図１において、２つの物理的な干渉源３９、３９’が、窓ガラスの上側および下側の長いエッジ５ａのコーティングが存在しないエッジ帯７の領域の投影跡によって概略的に示されている。

平面アンテナによって受信される２つの干渉源３９、３９’の干渉信号は、２つの干渉源面積領域４２、４２’において、きわめて大きな信号の振幅または定めることができる振幅値を上回る信号振幅を有する。上側の干渉源面積領域４２の地点は、上側の干渉源３９からの距離（例えば、垂直距離）がきわめて短く、下側の干渉源面積領域４２’の地点は、下側の干渉源３９’からの距離（例えば、垂直距離）がきわめて短い。干渉源面積領域４２、４２’の形状は、干渉源３９、３９’のそれぞれの形状に依存し、図１に示した形状はあくまでも例と考えられるべきであることを、理解すべきである。

図１に示されるとおり、第２の結合電極３６は、第１の結合電極１０の近くに配置され、第１の結合電極１０と上側の干渉源３９の上側の干渉源面積領域４２との間に位置している。第２の結合電極３６は、この場合に、例えば地上波放送帯ＩＩＩ〜Ｖの周波数範囲の干渉信号の最短の波長の４分の１に相当する７．５ｃｍよりも小さい第１の結合電極１０からの幾何学的距離を有する。第２の結合電極３６’は、下側の干渉源３９’の下側の干渉源面積領域４２’の近くに配置されている。第２の結合電極３６’は、この場合に、例えば７．５ｃｍよりも小さい下側の干渉源面積領域４２’からの幾何学的距離を有する。さらに、２つの第２の結合電極３６、３６’は、導電構造３７の結合相手面と協働して、周波数選択的な通過の挙動を有し、高域通過フィルタとして機能し、２つの第２の結合電極３６、３６’および導電構造３７の結合相手面が、この場合には、例えば１７０ＭＨｚを超える周波数の通過だけを許すように構成される。このようにして、２つの第２の結合電極３６、３６’が、地上波放送帯ＩＩＩ〜Ｖについて周波数選択的に機能する。この場合に、２つの干渉源３９、３９’の干渉信号が、１７０ＭＨｚよりも上の周波数範囲に位置すると仮定する。所望の周波数選択性を、導電構造３７に容量結合する第２の結合電極３６、３６’の容量特性を設定することによって、簡単な方式で得ることができる。この目的のために、向かい合う位置に位置する第２の結合電極３６、３６’および導電構造３７の（容量に関して有効な）表面のサイズ、ならびにこれらの容量に関して有効な表面の間の距離の大きさを、適切な方式で設定するだけでもよい。

したがって、上側の干渉源３９（さらには、下側の干渉源３９’）から受信される干渉信号が、上側の第２の結合電極３６の周波数選択的な通過の挙動にもとづいて、平面アンテナとして機能する導電性コーティング６から優先的に取り出される。さらに、上側の干渉源３９の干渉信号が、上側の干渉源面積領域４２と、上側の干渉源面積領域４２および上側の第２の結合電極３６を含む導電性コーティング６の表面部分からの第１の結合電極１０との間の物理的な位置にもとづいて、第２の結合電極３６から優先的に取り出される。他方で、下側の干渉源３９’から受信される干渉信号は、第２の結合電極３６’が下側の干渉源面積領域４２’に物理的に近いことにもとづいて導電性コーティング６から優先的に取り出され、さらに第２の結合電極３６’の周波数選択的な通過の挙動にもとづいて下側の第２の結合電極３６’から優先的に取り出される。第２の結合電極３６’が下側の干渉源面積領域４２’に物理的に近いことで、信号の受信時に、下側の干渉源面積領域４２’を含む表面部分と下側の第２の結合電極３６’との間に生じる電位差が、この表面部分と第１の結合電極１０との間の電位差よりも大きくなり、結果として、これらの干渉信号が、下側の第２の結合電極３６’から優先的に取り出される。

しかしながら、第１の結合電極１０は、信号の受信時に２つの第２の結合電極３６、３６’に対する電位差よりも大きい電位差が第１の結合電極１０に対して現れる干渉源面積領域４２、４２’とは異なる導電性コーティング６の平坦部分からのアンテナ信号を取り出すことができる。導電構造３７（接地）を介して干渉信号として取り出される周波数範囲の有用な信号を、実質的にいかなる信号損失も生じないように直線アンテナとして機能するアンテナ導体１２によって好都合に受信することができる。アンテナ導体１２は、干渉源３９、３９’の干渉信号の干渉を受けず、あるいは無視できる程度の干渉しか受けない。したがって、ハイブリッドアンテナ構造１を有するアンテナアセンブリ１００は、傑出した信号対雑音比によって卓越する。

ハイブリッドアンテナ構造１を有するアンテナアセンブリ１００の種々の実施の形態が、以下で他の図を参照して説明され、いずれの場合も、第２の結合電極３６、３６’の導電構造３７への容量結合が実現されている。

ここで、図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、ハイブリッドアンテナ構造１を有するアンテナアセンブリ１００の第１の変種が示されている。無用な繰り返しを避けるために、図１、図２Ａ、および図２Ｂの典型的な実施の形態との相違だけが説明され、残りについては、そこで行なった説明が参照される。この変種によれば、導電性コーティング６が内側窓ガラス３の第３の窓ガラス表面２６（面ＩＩＩ）に塗布されているため、導電性コーティング６のためのキャリア４が積層窓ガラス２０に設けられていない。導電性コーティング６は、窓ガラスのエッジ５までは達しておらず、コーティングが存在しない周辺エッジ帯７が、第３の窓ガラス表面２６のすべての辺に残されている。周辺エッジ帯７の幅は、幅広くさまざまであってもよい。好ましくは、エッジ帯７の幅が、０．２〜１．５ｃｍの範囲であり、さらに好ましくは０．３〜１．３ｃｍの範囲であり、特に好ましくは０．４〜１．０ｃｍの範囲である。エッジ帯７は、特に外側に対する導電性コーティング６の電気的絶縁および周囲の導電構造への容量結合の軽減を果たす。エッジ帯７を、例えば研磨による除去、レーザによる除去、またはエッチングによって導電性コーティング６を事後に取り除くことによって生成でき、あるいは導電性コーティング６を第３の窓ガラス表面２６へと塗布する前に内側窓ガラス３をマスキングすることによって生成できる。

直線アンテナとして機能するアンテナ導体１２が、コーティングの存在しないエッジ帯７の領域において第３の窓ガラス表面２６へと塗布される。図示の変種においては、アンテナ導体１２が、好ましくは金属印刷ペーストの印刷（例えば、スクリーン印刷）によって塗布された平坦な導体経路３５の形態で実現されている。したがって、直線アンテナおよび平面アンテナが、内側窓ガラス３の同じ表面（面ＩＩＩ）に位置している。帯状の第１の結合電極１０が、直線状のアンテナ導体１２の上方へと延び、アンテナ導体１２へと電気的に接続されているが、容量結合も同様に可能である。アンテナ導体１２が、図３Ａに概略的に示されている領域３０（すべての点を平面アンテナへの直交平行投影によって描くことができる）の外側に位置しているため、直線アンテナは、平面アンテナによる電気的負荷を被ることがない。図３Ａは、領域３０を画定する（仮想の）境界面３２（第３の窓ガラス表面２６に対して垂直であり、コーティングのエッジ８または８’（エッジ領域１５）に位置している）を概略的に示している。換言すると、直線状のアンテナ導体１２が、詳しくは説明しないが、すべての点を投影領域として機能するコーティングの存在しないエッジ帯７への直交平行投影によって描くことができる領域に位置している。この方式で、平面アンテナによる直線アンテナへの電気的な負荷が、好都合に回避される。

図４Ａおよび図４Ｂは、ハイブリッドアンテナ構造１を有するアンテナアセンブリ１００の第２の変種を示しており、図３Ａおよび図３Ｂの第１の変種との相違だけが説明され、残りについては、そこで行なった説明が参照される。この変種によれば、積層窓ガラス２０は用意されず、例えば外側窓ガラス２に相当する１つの個別の窓ガラスを有する単一窓ガラス用ガラスだけが用意される。導電性コーティング６が、第１の窓ガラス表面２４（面Ｉ）に塗布され、窓ガラスのエッジ５までは達しておらず、コーティングが存在しない周辺エッジ帯７が、第１の窓ガラス表面２４のすべての辺に残されている。コーティングが存在しないエッジ帯７の領域において、導体経路３５の形態で実現されて直線アンテナとして機能する直線状のアンテナ導体１２が、第１の窓ガラス表面２４に塗布されている。したがって、アンテナ導体１２は、すべての点を平面アンテナへの直交平行投影によって描くことができる図４Ａに概略的に示されている領域３０の外側に位置している。コネクタ導体１９が、アンテナ導体１２の第２のコネクタ接点１４に接触し、次いで外側窓ガラス２の同じ面においてアンテナ導体１２から離れるように延びている。

図５Ａおよび図５Ｂは、ハイブリッドアンテナ構造１を有するアンテナアセンブリ１００の第３の変種を示しており、図１、図２Ａ、および図２Ｂの第１の典型的な実施の形態との相違だけが説明され、残りについては、そこで行なった説明が参照される。この変種によれば、キャリア４が積層窓ガラス２０に設けられ、このキャリア４に導電性コーティング６が塗布される。帯状の第１の結合電極１０が、内側窓ガラス３の第４の表面（面ＩＶ）に塗布され、平面アンテナとして働く導電性コーティング６に容量結合する。直線アンテナとして機能するアンテナ導体１２も、例えば印刷（例えば、スクリーン印刷）によって内側窓ガラス３の第４の窓ガラス表面２７に塗布され、結合電極へと電気的に接続されるが、容量結合も同様に可能である。このように、平面アンテナおよび直線アンテナが、互いに異なる基板の別々の表面に位置する。アンテナ導体１２が、すべての点を平面アンテナ６への直交平行投影によって描くことができる領域３０の外側に位置しているため、直線アンテナは、平面アンテナによる電気的負荷を被ることがない。コネクタ導体１９が、アンテナ導体１２に接触し、積層窓ガラス２０から直接遠ざかるように延びている。

図６は、ハイブリッドアンテナ構造１を有するアンテナアセンブリ１００の第４の変種を示しており、図５Ａおよび図５Ｂの第３の変種との相違だけが説明され、残りについては、そこで行なった説明が参照される。この変種によれば、平坦な導体経路３５として構成された直線状のアンテナ導体１２が、内側窓ガラス３の第３の窓ガラス表面２６に塗布される。第２の接続導体３４が、アンテナフットポイントにおいてアンテナ導体１２上に塗布され、窓ガラスの短いエッジ５ｂを過ぎて内側窓ガラス３の第４の窓ガラス表面２７（面ＩＶ）へと延びている。図示の変種においては、第２の接続導体３４が、アンテナ導体１２へと電気的に接続されているが、容量結合を設けることも同様に可能である。第２の接続導体３４を、例えば結合電極１０と同じ材料から製造することができる。コネクタ導体１９が、第４の窓ガラス表面２７において第２の接続導体３４に接触し、積層窓ガラス２０から遠ざかるように延びている。帯状の平坦な導体として構成された第２の接続導体３４の幅（延伸の方向に垂直な寸法）は、好ましくは、導電性コーティング６と導電性の自動車の車体との間の容量結合を防止できるよう、窓ガラスの短いエッジ５ｂに向かって先細りである。

図７、図８Ａ、および図８Ｂは、本発明によるハイブリッドアンテナ構造１を有するアンテナアセンブリの第２の典型的な実施の形態を示しており、図１、図２Ａ、および図２Ｂの第１の典型的な実施の形態との相違だけが説明され、残りについては、そこで行なった説明が参照される。この実施の形態によれば、積層窓ガラス２０が、接着層２１に埋め込まれたキャリア４と、第２のキャリア表面２３に塗布された透明な導電性コーティング６とを備えている。導電性コーティング６は、セグメントに分割されたエッジ領域１５を備えることなく、第２のキャリア表面２３の全表面に塗布されているが、セグメントに分割されたエッジ領域１５を設けることも同様に可能である。

第１の結合電極１０が、導電性コーティング６に当接し、導電性コーティング６へと電気的に接続されているが、容量結合を設けることも同様に可能である。第１の結合電極１０は、窓ガラスの上側の長いエッジ５ａを過ぎ、内側窓ガラス３の第４の窓ガラス表面２７（面ＩＶ）へと延びている。直線状のアンテナ導体１２が、図５Ａおよび図５Ｂに関連して説明した第１の典型的な実施の形態の第３の変種と同様に、内側窓ガラス３の第４の窓ガラス表面２７に導体経路３５として塗布されている。第１の結合電極１０が、他端においてアンテナ導体１２に当接し、アンテナ導体１２へと電気的に接続されているが、容量結合を設けることも同様に可能である。アンテナ導体１２が、すべての点を平面アンテナへの直交平行投影によって描くことができる領域３０の外側に位置しているため、直線アンテナは、平面アンテナによる電気的負荷を被ることがない。コネクタ導体１９が、アンテナ導体１２に接触し、積層窓ガラス２０から直接遠ざかるように延びている。

図９が変種を示しており、繰り返しを避けるため、図７、図８Ａ、および図８Ｂの第２の典型的な実施の形態に対する相違点だけを説明する。この変種によれば、第１の結合電極１０が、導電性コーティング６の領域にのみ設けられ、導電性コーティング６に直接当接し、したがって導電性コーティング６に電気的に接続されているが、容量結合を設けることも同様に可能である。第１の接続導体３３が、一端において第１の結合電極１０に直接当接し、導電性コーティング６へと電気的に接続されているが、容量結合を設けることも同様に可能である。第１の接続導体３３は、窓ガラスの上側の長いエッジ５ａを過ぎて内側窓ガラス３の第４の窓ガラス表面２７（面ＩＶ）へと延び、他端において、導体経路として実現されたアンテナ導体１２に接触している。第１の接続導体３３は、アンテナ導体１２に直接当接し、例えばはんだ接点によってアンテナ導体１２へと電気的に接続されているが、容量結合を設けることも同様に可能である。第１の結合電極１０および第１の接続導体３３をまとめて２つの部分からなる結合電極と考えることができるよう、第１の接続導体３３を、例えば第１の結合電極１０と同じ材料から製作することができる。帯状の平坦な導体として構成された第１の接続導体３３の幅（延伸の方向に垂直な寸法）は、好ましくは、導電性コーティング６と導電性の自動車の車体との間の容量結合を防止できるよう、窓ガラスの長いエッジ５ａに向かって先細りである。

本発明は、電磁波について帯域に関して最適化された受信を可能にし、平面アンテナおよび直線アンテナの組み合わせによって満足できる受信性能を帯域Ｉ〜Ｖの全周波数範囲にわたって達成できるハイブリッドアンテナ構造を有するアンテナアセンブリを利用可能にする。自由空間波として平面アンテナによって受信される外部の干渉源の干渉信号を、平面アンテナに容量結合した接地を介して取り出すことができることで、アンテナアセンブリは、優秀な信号対雑音比を有する。

１ アンテナ構造
２ 外側窓ガラス
３ 内側窓ガラス
４ キャリア
５ 窓ガラスのエッジ
５ａ 窓ガラスの長いエッジ
５ｂ 窓ガラスの短いエッジ
６ コーティング
７ エッジ帯
８， ８’ コーティングのエッジ
９ マスキング帯
１０ 第１の結合電極
１１ 第１のコネクタ接点
１２ アンテナ導体
１３ アンテナフットポイント
１４ 第２のコネクタ接点
１５、２８ エッジ領域
１６ セグメント
１７ 絶縁領域
１８ 線
１９ コネクタ導体
２０ 積層窓ガラス
２１ 接着層
２２ 第１のキャリア表面
２３ 第２のキャリア表面
２４ 第１の窓ガラス表面
２５ 第２の窓ガラス表面
２６ 第３の窓ガラス表面
２７ 第４の窓ガラス表面
２９ キャリアのエッジ
３０ 領域
３１ コネクタ
３２ 境界面
３３ 第１の接続導体
３４ 第２の接続導体
３５ 導体経路
３６、３６’ 第２の結合電極
３７ 導電構造
３８ 接着ビード
３９、３９’ 干渉源
４０、４０’ 第１の平坦な部位
４１ 第２の平坦な部位
４２、４２’ 干渉源面積領域
１００ アンテナアセンブリ

Claims (13)

1. 電気絶縁性であり、特に透明である少なくとも１つの基板（２〜４）と、
   導電性であり、特に透明であり、基板の表面（２２〜２７）の少なくとも一部分を覆い、少なくとも一部分が電磁波を受信するための平面アンテナとして機能する少なくとも１つのコーティング（６）と、
   導電性のコーティング（６）に電気的に結合し、平面アンテナから有用な信号を取り出す少なくとも１つの第１の結合電極（１０）と、
   干渉信号が平面アンテナによって受信されうるように位置する少なくとも１つの干渉源（３９、３９’）と、
   例えば自動車の金属製の車体または金属製の窓枠である接地として機能する導電構造（３７）と、
   導電性のコーティング（６）に電気的に結合し、平面アンテナから少なくとも１つの干渉源（３９、３９’）の干渉信号を取り出す少なくとも１つの第２の結合電極（３６、３６’）と
   を備えており、
   少なくとも１つの第２の結合電極（３６、３６’）が、第１の結合面（４０、４０’）を有し、導電構造（３７）が、第１の結合面（４３）に容量結合した第２の結合面（４１）を有し、結合面（４０、４０’、４１）が、平面アンテナから取り出される干渉信号に相当する周波数範囲の通過を選択的に許すように構成されている、アンテナアセンブリ（１００）。
2. 少なくとも１つの第２の結合電極（３６、３６’）が、導電性コーティング（６）の突き出したエッジ部分の形態にて実現されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナアセンブリ（１００）。
3. 少なくとも１つの第２の結合電極（３６、３６’）が、第１の結合電極（１０）の近くに配置され、特に第１の結合電極（１０）から干渉信号の最短の波長の４分の１よりも短い距離に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナアセンブリ（１００）。
4. 少なくとも１つの第２の結合電極（３６、３６’）が、少なくとも１つの干渉源（３９、３９’）から可能な限り短い距離にある点となる導電性コーティング（６）の干渉源面積領域（４２、４２’）と、第１の結合電極（１０）との間に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ（１００）。
5. 少なくとも１つの第２の結合電極（３６、３６’）と、少なくとも１つの干渉源（３９、３９’）から可能な限り短い距離にある点となる導電性コーティング（６）の干渉源面積領域（４２、４２’）との間の幾何学的距離が、第１の結合電極（１０）と干渉源面積領域（４２、４２’）との間の幾何学的距離よりも小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ（１００）。
6. 少なくとも１つの第２の結合電極（３６、３６’）の干渉源面積領域（４２、４２’）からの距離が、干渉信号の最短の波長の４分の１よりも小さいことを特徴とする請求項４または５記載のアンテナアセンブリ（１００）。
7. 少なくとも１つの第２の結合電極（３６、３６’）および導電構造（３７）の容量結合した結合面（４０、４０’、４１）が、１７０ＭＨｚよりも上の周波数範囲の通過を選択的に許すように構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ（１００）。
8. 第１の結合電極（１０）が、電磁波を受信するための直線アンテナとして機能する非遮蔽の直線アンテナ導体（１２）へと電気的に結合し、直線アンテナ導体は、直交平行投影によって投影領域として機能する平面アンテナへと投影することができる領域（３０）の外側に位置し、直線アンテナの受信されたアンテナ信号を取り出すための１つの電気接点が、直線アンテナおよび平面アンテナの受信されたアンテナ信号を取り出すための共通の電気接点（１３）となることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のアンテナアセンブリ（１００）。
9. 電気絶縁性であり、特に透明である少なくとも１つの基板（２〜４）と、
   導電性であり、特に透明であり、基板の表面（２２〜２７）の少なくとも一部分を覆い、少なくとも一部分が電磁波を受信するための平面アンテナとして機能する少なくとも１つのコーティング（６）と、
   導電性のコーティング（６）に電気的に結合し、平面アンテナから有用な信号を取り出す少なくとも１つの第１の結合電極（１０）と、
   導電性のコーティング（６）に電気的に結合し、平面アンテナから少なくとも１つの干渉源（３９、３９’）の干渉信号を取り出す少なくとも１つの第２の結合電極（３６、３６’）と
   を備えており、
   少なくとも１つの第２の結合電極（３６、３６’）が、電気的な接地として機能する導電構造（３７）の第２の結合面（４１）に容量結合する目的のために構成された第１の結合面（４０、４０’）を有しており、第１の結合面（４０、４０’）は、第２の結合面（４１）と協働して、平面アンテナから外部へと結合させるべき干渉信号に相当する周波数範囲の通過を選択的に許すように構成されているアンテナ構造（１）。
10. 少なくとも１つの第２の結合電極（３６、３６’）が、導電性コーティング（６）の突き出したエッジ部分の形態に構成されていることを特徴とする請求項９に記載のアンテナ構造（１）。
11. 請求項９または１０に記載のアンテナ構造（１）を、機能的な個別の要素として、家具、装置、および建物、ならびに地上、空中、または水上を移動する交通手段の作り付けの部品として、とりわけ自動車の例えばフロントガラス、リアウインドウ、サイドウインドウ、および／またはガラス屋根として使用する方法。
12. アンテナアセンブリ（１００）を動作させるための方法であって、
    特に透明である少なくとも１つの電気絶縁性の基板（２〜４）に塗布された特に透明な導電性のコーティング（６）の形態で実現された平面アンテナによって有用な信号を受信するステップと、
    コーティング（６）に電気的に結合した第１の結合電極（１０）によって平面アンテナから有用な信号を取り出すステップと、
    コーティング（６）に電気的に結合した第２の結合電極（３６、３６’）によって、平面アンテナによって受信された少なくとも１つの干渉源（３９、３９’）の干渉信号を平面アンテナから選択的に取り出すステップと
    を含んでおり、
    第２の結合電極（３６、３６’）が、例えば自動車の金属製の車体または金属製の窓枠などの接地として機能する導電構造（３７）に容量結合しており、第２の結合電極（３６、３６’）が、第１の結合面（４０、４０’）を有し、導電構造（３７）が、第１の結合面（４０、４０’）に容量結合した第２の結合面（４１）を有している、方法。
13. 平面アンテナによって受信された干渉信号が、導電性コーティング（６）の突き出したエッジ部分の形態に構成された少なくとも１つの第２の結合電極（３６、３６’）を介して平面アンテナから取り出される請求項１２に記載の方法。

Images