CN102396106B - 车辆用玻璃天线及车辆用窗玻璃以及车辆用玻璃天线的供电结构 - Google Patents
车辆用玻璃天线及车辆用窗玻璃以及车辆用玻璃天线的供电结构 Download PDFInfo
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Abstract
在车辆用玻璃天线中，接地部是用于将无源导体与车身电连接的部位，供电部和所述接地部沿着基准方向排列配置，所述天线导体具备：以所述供电部为起点沿着与所述基准方向平行且朝向所述接地部的相反侧的方向即第一方向延伸的第一元件；与所述第一元件的与所述供电部相反一侧的终端即第一终端部连接，并沿着与所述第一元件正交且相对于所述窗玻璃的外周朝向内侧的方向即第二方向延伸的第二元件；及以所述第二元件为起点沿着与所述第一方向相反的方向即第三方向延伸的第三元件，所述无源导体具备无源元件，该无源元件是至少一部分以所述接地部为起点沿着所述第二方向延伸的元件。
Description
技术领域
本发明涉及将天线导体及无源导体设置于窗玻璃的车辆用玻璃天线及车辆用窗玻璃、以及车辆用玻璃天线的供电结构。
背景技术
以往，已知有日本国特开2007-110390号公报所记载那样的在机动车的窗玻璃的表面设置并发送接收高频频带的电波的玻璃天线。日本国特开2007-110390号公报所记载的玻璃天线具备在天线的附近配置的无源线。
发明内容
然而，以往的玻璃天线中，由于设置在前玻璃和后玻璃中的至少任一方，而在车辆前后方向上显示优良的接收灵敏度，但关于车辆的侧方，却无法获得充分的天线增益。另一方面，以外观性、乘员的视觉辨认性等为理由，而追求天线的小型化。
因此，本发明的目的在于提供一种能够实现适合于地面数字广播等的高频带的电波的接收的玻璃天线的小型化，且能够提高车辆侧方的接收灵敏度的车辆用玻璃天线及车辆用窗玻璃、以及车辆用玻璃天线的供电结构。
为了实现上述目的，本发明提供一种车辆用玻璃天线，在窗玻璃中设置有天线导体、与该天线导体连接的供电部、无源导体、及与该无源导体连接的接地部，其特征在于，在将所述窗玻璃搭载于车辆时，所述供电部是用于将所述天线导体与搭载于车辆的信号处理电路电连接的部位，所述接地部是用于将所述无源导体与车身电连接的部位，所述供电部和所述接地部沿着基准方向排列配置，所述天线导体具备：以所述供电部为起点沿着与所述基准方向平行且朝向所述接地部的相反侧的方向即第一方向延伸的第一元件；与所述第一元件的与所述供电部相反一侧的终端即第一终端部连接，并沿着与所述第一元件正交且相对于所述窗玻璃的外周朝向内侧的方向即第二方向延伸的第二元件；及以所述第二元件为起点沿着与所述第一方向相反的方向即第三方向延伸的第三元件，所述无源导体具备无源元件，该无源元件是至少一部分以所述接地部为起点沿着所述第二方向延伸的元件。
另外，优选，所述天线导体具备以所述第二元件为起点沿着所述第一方向延伸的第四元件。
另外，优选，所述无源导体具备与所述基准方向平行且与所述无源元件连接的附属无源元件。
另外，为了实现上述目的，本发明提供一种车辆用窗玻璃，其设有本发明的车辆用玻璃天线。
另外，为了实现上述目的，本发明提供一种车辆用玻璃天线的供电结构，具备：本发明的车辆用窗玻璃；将所述供电部与所述信号处理电路电连接的第一导电性构件；及将所述接地部与车身电连接的第二导电性构件。
[发明效果]
根据本发明，能够实现适合于地面数字广播等的高频带的电波的接收的玻璃天线的小型化，并能够提高车辆侧方的接收灵敏度。
附图说明
图1是车辆用玻璃天线100的俯视图。
图2是车辆用玻璃天线200的俯视图。
图3是车辆用玻璃天线300的俯视图。
图4是车辆用玻璃天线400的俯视图。
图5是车辆用玻璃天线500的俯视图。
图6是车辆用玻璃天线600的俯视图。
图7是车辆用玻璃天线700的俯视图。
图8是车辆用玻璃天线800的俯视图。
图9是车辆用玻璃天线900的俯视图。
图10A是表示供电部的供电结构的剖视图。
图10B是表示接地部的供电结构的剖视图。
图11A是本发明的实施方式的车辆用玻璃天线100的供电结构的示意图。
图11B是以往的车辆用玻璃天线X的供电结构的示意图。
图12是玻璃天线100和玻璃天线X的天线增益的频率特性图。
图13是玻璃天线100和玻璃天线X的指向性的方向特性图。
图14是使导体长度x4变化时的天线增益的实测数据。
图15是使终端部3g与终端部6g在水平方向上的重叠距离xs1变化时的天线增益的实测数据。
图16是玻璃天线100～600的天线增益的频率特性图。
图17是玻璃天线100A、100B、700～900的天线增益的频率特性图。
图18是表示接地部的供电结构的与图10B不同的形态的剖视图。
图19是作为第二导电性构件的弹性连接构件31的立体图。
图20是表示接地部的供电结构的与图10B不同的形态的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明用于实施本发明的方式。需要说明的是，在用于对方式进行说明的附图中，在方向上只要未作特别记载时，就是指附图上的方向。另外，这些附图是将窗玻璃安装于车辆的状态下的车内观察的图，但也可以作为车外观察的图进行参照。例如，在将窗玻璃安装于车辆前部的前玻璃的情况下，附图上的左右方向相当于车宽方向。另外，在本发明中，将供电部和接地部沿着基准方向排列配置，但基准方向可以根据玻璃天线的设置区域自由设定，尤其是若为车辆用的窗玻璃，则优选设定为与窗玻璃的缘部平行的方向、水平方向或铅垂方向。
在以下说明的方式中，车辆用窗玻璃搭载于车辆时的水平面作为基准方向。需要说明的是，本发明并未限定于前玻璃，也可以是安装在车辆后部的后玻璃，安装在车辆侧部的侧面玻璃。
图1是本发明的车辆用玻璃天线100的俯视图。车辆用玻璃天线100是将天线导体及在该天线导体的附近配置的无源导体、以及相互沿规定的基准方向(例如，水平或大致水平的方向)分离的供电部16A及接地部16B平面性地设置于车辆用窗玻璃12的天线。
车辆用玻璃天线100作为天线导体图案具备作为第一元件的天线元件1、作为第二元件的天线元件2、作为第三元件的天线元件3、及作为第四元件的天线元件4。天线元件1以供电部16A为起点沿着与基准方向平行且朝向与接地部16B相反一侧的方向即第一方向(附图上的右方)延伸。天线元件2与天线元件1的向第一方向延伸的终端即第一终端部1g(即，与供电部16A相反侧的终端)连接，沿着与天线元件1正交且相对于窗玻璃12的外周朝向内侧的方向即第二方向(附图上的下方)延伸。天线元件2以终端部1g为起点，既可以朝向第二方向直线性地延伸，也可以朝向第二方向弯曲延伸。天线元件3以天线元件2的延伸的终端即第二终端部2g为起点，沿着与第一方向相反的方向即第三方向(附图上的左方)延伸。并且，天线元件3的向第三方向延伸的终端即第三终端部3g相对于后述的无源元件5位于第一方向侧(即，相对于无源元件5位于右侧的区域上)。天线元件4以天线元件2上的点为起点沿着第一方向延伸。图1的天线元件4的起点以终端部2g为起点沿着第一方向延伸。
需要说明的是，也可以不使用天线元件4，但如后所述，设有天线元件4的玻璃天线与未设置天线元件4的情况相比，玻璃天线的平均灵敏度提高。
另外，车辆用玻璃天线100作为无源导体的图案具备作为无源元件的无源元件5和作为附属无源元件的无源元件6。无源元件5是至少一部分以接地部16B为起点沿着第二方向延伸的元件。无源元件6是与上述的基准方向平行且与无源元件5连接而延伸的元件，通过无源元件5的向第二方向延伸的终端即第五终端部5g。
需要说明的是，也可以不使用无源元件6，但设有无源元件6的玻璃天线与未设置无源元件6的情况相比，玻璃天线的平均灵敏度提高。
在此，“终端部”既可以是无源元件或天线元件的延伸的终点，也可以是该终点跟前的导体部分即终点附近。
供电部16A及与供电部16A连接的天线导体、以及接地部16B及与接地部16B连接的无源导体通过将银糊剂等含有导电性金属的糊剂印制在窗玻璃板的车内侧表面，并烧结而形成。然而，并未限定于该形成方法，可以将由铜等导电性物质构成的线状体或箔状体形成在窗玻璃的车辆侧表面或车外侧表面，也可以通过粘结剂等粘贴在窗玻璃上，还可以设置在窗玻璃自身的内部。
若为以往的玻璃天线，则具有供电部和接地部时，作为偶极型的天线使用，将同轴电缆的内部导体和供电部连接，并将同轴电缆的外部导体和接地部连接，而经由同轴电缆将从玻璃天线到放大器连接。本发明的车辆用玻璃天线在将接地部16B直接与车身面板连接的方面上不同，是单极型的天线。通过天线导体接收到的电波的接收信号经由与相当于供电点的供电部16A电连接的第一导电性构件，向搭载于车辆的信号处理电路传递。另一方面，无源导体经由用于将接地部16B和车身电连接的第二导电性构件，而接地于车身。电连接包括导体彼此直接接触而直流性地导通的情况、和导体彼此离开规定间隔而形成电容器并高频地导通的情况。
图10A是表示将供电部16A和信号处理电路20电连接的连接结构例的剖视图。图10B是表示对接地部16B和车身进行接地连接的连接结构的一例的剖视图。
在图10A及10B中，12是车辆用窗玻璃，11是由内面板11a和外面板11b构成的车身面板(整体图省略)，其端部呈L字状地形成有凸缘，以便于将窗玻璃12设置于车身。13是将车身面板11的凸缘和窗玻璃12粘结的粘结剂(或填料)，14是在车室内(图示下方)配置的天线单元，18是在内面板11a的车室内侧固定的放大器壳体，20是在放大器壳体18的内部19设置的信号处理电路(例如，安装有放大器等接收电路的印制配线基板)，22是绝缘片，28A、28B是由ABS等绝缘性树脂材料形成的支架，29A是在支架28A的筒部内保持为可伸缩而与供电部16A的下方相对配置的作为第一导电性构件的接合构件，29B是在支架28B的筒部内保持为可伸缩而与接地部16B的下方相对配置的作为第二导电性构件的接合构件，30A是将接合构件29A的下端面和信号处理电路20电连接的导电性的连结构件，30B是将接合构件29B的下端面和放大器壳体18的罩盖24电连接的导电性的连结构件。
放大器壳体18具备大致截面曲柄形状的基体构件23和保持于基体构件23的罩盖24。通过将螺栓27与在车身侧的接地构件即内面板11a上所固定的螺母26螺合，基体构件23保持于内面板11a。基体构件23和罩盖24既可以是金属制，也可以在树脂制的表面整体粘贴有导体。
通过形成为此种连接结构，而能够将由玻璃天线的天线导体所接收的电波的接收信号经由供电部16A、接合构件29A、连结构件30A，可靠地向信号处理电路20供给。而且，能够将玻璃天线的接地部16B及与接地部16B连接的无源导体经由接合构件29B、连结构件30B、放大器壳体18(的罩盖24)，可靠地接地于车身。
需要说明的是，关于图10A的更详细的结构，与日本国特开2003-347817号公报所公开的内容共通，因此省略其说明。
另外，也可以不是接合构件29B、连结构件30B，而如图18所示，在接地部16B设置弹性连接构件31作为第二导电性构件，与车身电连接。如图19所示，弹性连接构件31包括：具有通过钎焊等而与接地部16B电连接的连接部34的金属板35；及在该金属板35上呈拱形弯曲设置的弹性板33。弹性连接构件31也可以利用粘结剂等将金属板35与接地部16B粘结并与接地部16B高频地连接。设置于接地部16B的弹性连接构件31在经由粘结剂13将窗玻璃12与车身面板11的端部粘结时，弹性板33发生弹性变形而与车身面板11进行面接触。由此，即使在车身侧没有特别的结构也能够将接地部16B与车身面板11接地连接。
另一方面，车身面板11的外面板11b的车外侧表面通常利用涂料等进行涂敷而形成绝缘性的涂料膜32，仅弹性连接构件31进行接触的话，无法确保直流性的连接。但是，弹性板33发生弹性变形而与涂料膜32接触的面积充分增大，由此弹性连接构件31高频性地与外面板11b连接，因此能够使接地部16B接地于车身。
作为第二导电性构件，图10B、图18的方式是一例，只要是与车身面板11电连接的单元即可。也可以构成为在接地部16B设置突起状的导电性构件，突起状的导电性构件与安装有窗玻璃板的车身的凸缘接触并嵌合。而且，也可以不设置第二导电性构件，而在车身面板11的外面板11b的端部设置图20所示的凸部36。通过使接地部16B与凸部36接触，而接地部16B与车身面板11直接接触，从而能够接地。这种情况下，即使在外面板11b形成有绝缘性的涂料膜32，通过充分地增大接地部16B与凸部36相对的面积，而凸部36高频地与外面板11b连接，因此能够将接地部16B与车身接地连接。而且，即使接地部16B与凸部36不直接接触也同样。
另外，使用同轴电缆作为用于经由供电部16A向天线导体供电的供电线时，只要将同轴电缆的内部导体与供电部16A电连接，并将同轴电缆的外部导体与车身接地连接即可。另外，也可以将同轴电缆的外部导体与接地部16B连接，而经由接地部16B与车身接地连接。
另外，也可以采用将用于对与信号处理电路连接的导线等导电性构件和供电部16A进行电连接的连接器安装于供电部16A的构成。另外，也可以采用将用于对接地于车身的导线等的导电性构件和接地部16B进行电连接的连接器安装于接地部16B。
另外，还可以采用将用于对同轴电缆的内部导体和供电部16A进行电连接并对同轴电缆的外部导体和接地部16B进行电连接的连接器安装在供电部16A及接地部16B的构成。这种情况下，接地部16B和连接器单独地与车身电连接，同轴电缆的外部导体经由接地部16B与车身接地连接。通过此种连接器，容易将同轴电缆的内部导体安装于供电部16A，容易将外部导体安装于接地部16B。进而，也可以构成为在连接器上安装放大器。
从提高接收灵敏度的观点来说，将接地部16B向车身面板11电连接所需的路径的导体长度优选为50mm以下。即，第二导电性构件从接地部16B到车身的导体长度优选为50mm以下。更优选为30mm以下，进一步优选为15mm以下。从接地部16B到车身的导体长度在图10B的形态的情况下是接合构件29B和连结构件30B的导体长度D，在图18的形态的情况下是将弹性连接构件31安装于车身面板11而发生了弹性变形的状态的导体长度D。而且，导体长度D也可以为0mm，图20的形态的导体长度D为0mm。需要说明的是，在高频连接的情况下，除去形成电容器的导体间隔。
接地部16B、供电部16A的形状及接地部16B与供电部16A的间隔可以根据上述的接合构件29A、29B、弹性连接构件31、车身面板的凸部36或连接器的安装面的形状、这些安装面的间隔来决定。在安装上，优选例如正方形、大致正方形、长方形、大致长方形等方形形状、多边形状。也可以是圆、大致圆形、椭圆、大致椭圆形等圆状。另外，接地部16B的面积与供电部16A的面积既可以相等，也可以不相等。另外，在图1的情况下，接地部16B设置在供电部16A的第三方向侧(左侧)附近，接地部16B的右侧缘部和供电部16A的左侧缘部相对。另外，将接地部16B的重心和供电部16A的重心连结的假想直线的优选的形态是与无源元件6的延伸方向平行且与天线元件1的延伸方向平行且与天线元件3的延伸方向平行。
图2～6是对图1的车辆用玻璃天线100的天线元件4进行了变形的车辆用玻璃天线的俯视图。天线元件4例如图2～6所示，以天线元件2上的点(包括终端部1g及终端部2g)为起点延伸。在图2的情况下，天线元件4以终端部1g为起点向右方延伸。在图3的情况下，天线元件4具备：以终端部1g为起点向右方延伸的元件基部4a；及从向元件基部4a的右方延伸的终端即基部终端部4ag向下方延伸，之后向左方折回而与元件基部4a平行地延伸的折回部(4b、4c)。在图4的情况下，天线元件4具备：以终端部2g为起点向右方延伸的元件基部4a；及从向元件基部4a的右方延伸的终端即基部终端部4ag向上方延伸，之后向左方折回而与元件基部4a平行地延伸的折回部(4b、4c)。在图3、4中，折回部(4b、4c)的结构要素4c的延伸的终端部4cg相对于天线元件2位于右侧。在图5、6的情况下，天线元件4具备以终端部1g为起点向右方延伸的元件基部4aa和以终端部2g为起点向右方延伸的元件基部4ab作为元件基部4a的结构要素。即，天线元件4既可以具备以天线元件2上的一点为起点向右方延伸的一个天线基部(参照图1～4)，也可以具备以天线元件2上的多个点作为各自的起点而向右方延伸的多个天线基部(参照图5、6)。进而，图6的情况的天线元件3具备追加元件部(3b、3c)作为天线元件3的一部分，该追加元件部(3b、3c)从终端部3ag向上方延伸，之后向右方折回而与天线元件3a平行地延伸。追加元件部(3b、3c)的结构要素3c的向右方延伸的终端部相对于天线元件2位于左侧。
另一方面，在图1中，无源元件5只要以接地部16B的下边上的点为起点以终端部5g为终点向下方向延伸即可。图1的天线元件1的起点是比接地部16B的下边的中心点靠左侧的下边上的点。也可以是接地部16B的左边与下边的交点。
无源元件6只要以终端部5g为起点以终端部6g为终点向右方延伸即可。
图7、8是将图1的车辆用玻璃天线100的无源元件6变形后的车辆用玻璃天线的俯视图。如图7、8所示，无源元件6也可以通过终端部5g而沿水平方向延伸。在图7的情况下，无源元件6以终端部5g为起点以终端部6g为终点向左方延伸。在图8的情况下，无源元件6以终端部5g为起点以终端部6rg、6lg为终点向左右两方向延伸。
然而，在本发明中，设应接收的广播频带的中心频率在空气中的波长为λ0、玻璃波长缩短率为k(其中k＝0.64)、λg＝λ0·k时，无源元件5的导体长度x5与无源元件6的导体长度x6之和为(4/64)λg～(13/64)λg(尤其是(6/64)λg～(11/64)λg)在提高该广播频带的天线增益的方面上能得到优选的结果。尤其是x5优选为(1/64)λg～(5/64)λg(尤其是(2/64)λg～(4/64)λg)，x6优选为(3/64)λg～(8/64)λg(尤其是(4/64)λg～(7/64)λg)。
在此，例如日本国的地面波数字电视广播带(470～770MHz)的中心频率为620MHz，620MHz的λg为309.7mm。以地面波数字电视的广播带中的现行广播进行的470～600MHz为接收频带时，可以将535MHz设定为中心频率，在将地面波数字电视广播带中的470～710MHz作为接收频带时，可以将590MHz设定为中心频率。
因此，例如，为了提高地面波数字电视广播带(473～713MHz)的天线增益时，地面波数字电视广播带(473～713MHz)的中心频率约为600MHz(严格来说为593MHz)，因此可以将(x5+x6)调整为20～65mm(尤其是30～55mm)。此时，关于x5，可以调整为5～25mm(尤其是10～20mm)，关于x6，可以调整为15～40(尤其是20～35mm)。
另外，在本发明中，设接收的广播频带的中心频率在空气中的波长为λ0、玻璃波长缩短率为k(其中k＝0.64)、λg＝λ0·k时，天线元件1的导体长度x1与天线元件2的导体长度x2及天线元件3的导体长度x3之和为(37/64)λg～(57/64)λg(尤其是(42/64)λg～(52/64)λg)在提高该广播频带的天线增益的方面上能得到优选的结果。尤其是x1优选为(16/64)λg～(24/64)λg(尤其是(18/64)λg～(22/64)λg)，x2优选为(1/64)λg～(5/64)λg(尤其是(2/64)λg～(4/64)λg)，x3优选为(20/64)λg～(28/64)λg(尤其是(22/64)λg～(26/64)λg)。
因此，例如，在要提高地面波数字电视广播带(473～713MHz)的天线增益时，地面波数字电视广播带(473～713MHz)的中心频率约为600MHz(严格来说为593MHz)，因此可以将(x1+x2+x3)调整为185～285mm(尤其是210～260mm)。此时，关于x1，可以调整为80～120mm(尤其是90～110mm)，关于x2，可以调整为5～25mm(尤其是10～20mm)，关于x3，可以调整为100～140mm(尤其是110～130mm)。
另外，在本发明中，设接收的广播频带的中心频率在空气中的波长为λ0、玻璃波长缩短率为k(其中k＝0.64)、λg＝λ0·k时，从天线元件2上的一个起点到向右方延伸后延伸停止的终点为止的导体长度L1(图1、2的情况下相当于x4，图3、4的情况下相当于(x4a+x4b+x4c)，图5、6的情况下相当于x4aa(x4ab))是(3/64)λg～(14/64)λg(尤其是(6/64)λg～(13/64)λg)在提高该广播频带的天线增益的方面上能得到优选的结果。
因此，例如，在要提高地面波数字电视广播带(473～713MHz)的天线增益时，地面波数字电视广播带(473～713MHz)的中心频率约为600MHz(严格来说为593MHz)，因此可以将L1调整为15～70mm(尤其是30～65mm)。
另外，在本发明中，设接收的广播频带的中心频率在空气中的波长为λ0、玻璃波长缩短率为k(其中k＝0.64)、λg＝λ0·k时，天线元件3的处于最左侧的天线导体端部与形成无源导体的元件中的处于最右侧的无源导体端部的水平方向分量的距离xs1为-(5/64)λg～(1/64)λg(尤其是-(4/64)λg～(1/64)λg)在提高该广播频带的天线增益的方面上能得到优选的结果。
在此，天线元件3的处于最左侧的天线导体端部在图1等的情况下相当于终端部3g，在图6的情况下相当于追加元件部的结构元件3b。另外，形成无源导体元件中的处于最右侧的无源导体端部在图1等的情况下相当于终端部6g，在图7的情况下相当于无源元件5，在图8的情况下相当于终端部6rg。
另外，关于xs1的正负的符号，将无源导体端部的位置通过处于最左侧的天线导体端部且相对于与第二方向平行的假想直线21处于右方侧时设为正，将相对于假想直线21处于左方侧时设为负。
因此，例如，在要提高地面波数字电视广播带(473～713MHz)的天线增益时，地面波数字电视广播带(473～713MHz)的中心频率约为600MHz(严格来说为593MHz)，因此可以将xs1调整为-25～5mm(尤其是-20～5mm)。
以上，举例说明了日本国的地面波数字电视广播带，但也适合于其他各国的地面波数字电视广播带的接收，只要是在470～862MHz的范围内接收的广播频带，就可作为玻璃天线适当地发挥作用。
图1～8表示将玻璃天线配置于窗玻璃12的例子。15a是车身上侧的车身开口缘，配置在窗玻璃12的上侧区域。通过使玻璃天线小型化，而在窗玻璃12的中央区域形成除雾器(未图示)，从而即使窗玻璃12的上侧区域狭窄，也能够容易地配置在该狭窄的区域。另外，也可以配置在窗玻璃12的中央上侧区域、中央左侧区域、中央右侧区域、下侧区域。
另外，在本发明中，将玻璃天线以图1～8的方式配置在窗玻璃12的左上侧区域时，也可以在窗玻璃12的右上侧区域以与图1～8的方式左右对称的方式配置。关于下侧区域也同样。如上所述设置多个玻璃天线时，成为多样性的接收，接收特性提高，因此优选。
另外，也可以将由天线导体构成的导体层设置在合成树脂制薄膜的内部或其表面，还可以将带导体层的合成树脂制薄膜形成在窗玻璃板的车内侧表面或车外侧表面而作为玻璃天线。进而，也可以将形成有天线导体的柔性电路基板形成在窗玻璃板的车内侧表面或车外侧表面而作为玻璃天线。
窗玻璃相对于车辆的安装角度相对于水平方向优选为15～90°，尤其是优选为30～90°。
另外，也可以在窗玻璃的面上形成遮蔽膜，在该遮蔽膜上设置天线导体的一部分或整体。遮蔽膜可列举有黑色陶瓷膜等陶瓷。这种情况下，从窗玻璃的车外侧观察时，由于遮蔽膜而不能从车外看见设置在遮蔽膜上的天线导体的部分，形成设计优良的窗玻璃。在图示的结构中，通过将供电部、接地部、天线导体、无源导体中的至少一部分形成在遮蔽膜上，而在车外观察时仅能看见导体的细的直线部分，在设计上优选。
实施例
关于通过将图1所示的玻璃天线的形态安装在实际的车辆的前玻璃的车内观察左上侧而制作的机动车用高频玻璃天线，说明其频率特性、指向性特性等实测结果。图11A是本发明的玻璃天线100的供电结构的示意图，图11B是以往的玻璃天线X(日本国特开2007-110390号公报)的供电结构的示意图。玻璃天线100适合于高频带的电波的接收，尤其是适合于地面波数字电视广播带(470～770MHz)的接收。各玻璃天线的各部的尺寸为图11A及11B所示的值(单位为mm)。
各元件的导体宽度为0.8mm。供电部16A和接地部16B的尺寸相同。关于后述的其他图也同样。
在图11A的情况下，与信号处理电路连接的同轴电缆的内部导体和供电部16A连接，其外部导体与车身接地连接。另外，接地部16B也与车身接地连接。在图11B的情况下，与信号处理电路连接的同轴电缆的内部导体和供电部连接，其外部导体与车身接地连接。即，在图11A所示的供电结构的情况下，玻璃天线100的无源导体与车身接地连接，另一方面在图11B所示的供电结构的情况下，玻璃天线X的无源导体未与车身接地连接。
天线增益的测定是如下所述进行测定，对于窗玻璃相对于水平方向倾斜15°安装的机动车发射电波，使机动车以每3°的角度旋转360°而进行测定。电波是水平偏波，频率在473～713MHz的范围内以每6MHz进行变化。在电波的发送位置与天线导体的仰角为水平方向下(设与地面平行的面为仰角＝0°、顶部方向为仰角＝90°时，仰角＝0°的方向)进行了测定。天线增益以半波长偶极天线为基准，以使半波长偶极天线成为0dB的方式进行了标准化。
图12是玻璃天线100与玻璃天线X的天线增益的频率特性图。在天线增益的频率特性图中，纵轴的天线增益表示通过使机动车旋转360°而以每3°测定的天线增益的平均值(整个频率473～713MHz中的每6MHz的天线增益的平均值)。关于后述的其他图也同样。
图13是玻璃天线100与玻璃天线X的指向性的按照接收频率的指向性特性图。指向性特性图表示在前玻璃安装的玻璃天线的车辆整周的指向性特性，每3°地表示整个频率473～713MHz中的每6MHz的天线增益的平均值。图中，上半部分相当于车辆的前方区域，下半部分相当于车辆的后方区域。
[表1]
| 平均增益[dB] | 平均F/B比 | |
| 100 | -3.5 | 6.0 |
| X | -3.5 | 9.1 |
表1是对图12、13的数据进行了汇总的表。计算473～713MHz的整个频带中的平均增益时，玻璃天线100为-3.5dB，玻璃天线X为-3.5dB，关于整个频带中的平均增益，确保与以往同等的增益。另一方面，计算F/B比时，玻璃天线100为6.0，玻璃天线X为9.1，玻璃天线100与以往相比，车辆前方与后方的灵敏度的差减小。另外，根据图13可知，车宽方向上的天线增益比以往的玻璃天线X优异。
需要说明的是，F/B比是指设机动车前方为0“零”°、机动车左方为+90°、机动车后方为+180°时，水平方向的-90°～+90°(机动车正面侧)的天线增益平均值(每1°)与水平方向的+90°～+270°(机动车背面侧)的天线增益平均值(每1°)之差。
若F/B比较小，则机动车正面方向与机动车背面方向的天线增益之差减小，在水平方向上成为接近于无指向性的指向性。相反地，若F/B比大，则机动车正面方向具有强指向性。平均天线增益的计算适用了面积平均计算法。
另外，图11A的玻璃天线100的横向宽度为190(＝30+5+120+35)mm，相对于此，图11B的玻璃天线X的横向宽度为200(＝140-60+120)mm。因此，玻璃天线100相对于以往的玻璃天线X，实现了小型化。
另外，图14是在图1的图案的玻璃天线100中，使导体长度x4变化时的天线增益的实测数据。为了确认导体长度x4的效果，在实测图14所示的数据时的玻璃天线100中未设置接地部和无源导体。导体长度x4为零时表示没有天线元件4的情况，随着向右方延伸而x4增大。
图1所示的玻璃天线100的各部的尺寸为
x1：100mm
x2：10mm
x3：120mm。
如图14所示，在地面波数字电视广播带(470～770MHz)的情况下，导体长度x4为15mm以上且70mm以下(尤其是30mm以上且65mm以下)的情况在提高天线增益的方面上优选。
另外，图15是在图1所示的玻璃天线100中未设置天线元件4的图案中，使终端部3g与终端部6g在水平方向上的重叠距离xs1变化时的天线增益的实测数据。横轴的重叠距离xs1为正值时，表示在两个元件3和6中一方的元件的图的上下方向的投影处于与另一方的元件重复的位置关系。另一方面，重叠距离xs1为负值时，表示处于未重复的位置关系。即，在为正值时，表示天线元件3与无源元件6重叠的情况，在负值时，表示终端部3g与终端部6g之间在水平方向上存在间隙的情况。x6为35mm时，xs1为零。
测定图15的数据时的玻璃天线100的各部的尺寸为
如图15所示，与元件3和6的上下方向的投影相互重复的情况相比，不重复的情况的天线增益提高。例如，在地面波数字电视广播带(470～770MHz)的情况下，终端部3g与终端部6g在水平方向上的间隙为-25～5mm(尤其是-20～5mm)在提高天线增益方面优选。
另外，图16是玻璃天线100～600的天线增益的频率特性图。对本发明的玻璃天线的天线导体的图案的区别引起的天线增益的变化进行了比较。
图1～6所示的各玻璃天线的天线导体的尺寸为
图1～6所示的各玻璃天线的无源导体的尺寸在各玻璃天线之间相等，为
x5：15mm
x6：30mm。
[表2]
| 图案 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
| 平均增益[dB] | -3.4 | -3.6 | -3.6 | -3.5 | -3.8 | -3.5 |
表2是对图16的数据进行了汇总的表。计算473～713MHz的整个频带上的平均增益时，玻璃天线100的整个频带上的平均增益最高。
另外，玻璃天线100～600与以往的玻璃天线X的天线增益(参照表1)相比，确保同等的天线增益并实现了小型化。
另外，图17是玻璃天线100A、100B、700～900的天线增益的频率特性图。对本发明的玻璃天线的无源导体的图案的区别引起的天线增益的变化进行了比较。100A与100B的不同点是图1所示的玻璃天线100的方式中的无源元件5的导体长度x5。
图1、7、8、9所示的各玻璃天线的天线导体的尺寸为
图1、7、8、9所示的各玻璃天线的无源导体的尺寸为
[表3]
| 图案 | 100A | 100B | 700 | 800 | 900 |
| 平均增益[dB] | -3.4 | -3.9 | -3.5 | -3.4 | -5.4 |
表3是对图17的数据进行了汇总的表。对473～713MHz的整个频带上的平均增益进行计算时，与没有无源导体的玻璃天线900的情况相比，玻璃天线100A、100B、700、800的平均增益全部显示高的值。
因此，在玻璃天线100～800那样的天线方式中，通过设置将无源导体接地于车身的供电结构，而能够确保覆盖大频带的优异的天线特性并实现天线图案的小型化。另外，通过将玻璃天线100～800安装于前玻璃或后玻璃，而能够提高来自车宽方向的电波的接收灵敏度。进而，通过将玻璃天线100～800安装在前玻璃和后玻璃这两方，而能够得到以车辆为中心的大致圆形的指向性的天线特性，能够提高来自车宽方向的电波的接收灵敏度。
详细或参照特定的实施形态说明了本申请，本领域技术人员可知在不脱离本发明的精神和范围内可以进行各种变更、修正。
本申请基于2009年4月16日提出的日本专利申请(特愿2009-100213)，并将其内容在此作为参照而引入。
工业实用性
本发明利用于对地面波数字电视广播、UHF带的模拟电视广播及美国的数字电视广播(698～806MHz)、欧洲联合区域的数字电视广播(470～862MHz)或中华人民共和国的数字电视广播进行接收的机动车用玻璃天线。此外，也可以利用于日本的FM广播带(76～90MHz)、美国的FM广播带(88～108MHz)、电视VHF带(90～108MHz、170～222MHz)、机动车电话用的800MHz带(810～960MHz)、机动车电话用的1.5GHz带(1.429～1.501GHz)、UHF带(300MHz～3GHz)、GPS(Global Positioning System)、人工卫星的GPS信号1575.42MHz)、VICS(注册商标)(Vehicle Information andCommunication System：2.5GHz)。
进而，也可以利用于ETC通信(Electronic Toll CollectionSystem：无需停车自动费用收取***，路侧无线装置的发送频率：5.795GHz或5.805GHz，路侧无线装置的接收频率：5.835GHz或5.845GHz)、专用短程通信(DSRC：Dedicated Short RangeCommunication，915MHz带、5.8GHz带、60GHz带)、微波(1GHz～3THz)、毫米波(30～300GHz)、机动车用无键进入***(300～450MHz)、及SDARS(Satellite Digital Audio Radio Service：卫星数字音频无线电业务(2.34GHz，2.6GHz))的通信。
标号说明：
1～4 天线元件
5、6 无源元件
11 车身面板
11a 内面板
11b 外面板
12 窗玻璃
13 粘结剂
14 天线单元
15a 车身上侧的车身开口缘
16A 供电部
16B 接地部
18 放大器壳体
19 放大器壳体18的内部
20 信号处理电路
21 假想直线
22 绝缘片
23 基体构件
24 罩盖
26 螺母
27 螺栓
28A、28B 支架
29A 第一接合构件
29B 第二接合构件
30A 第一连结构件
30B 第二连结构件
31 弹性连接构件
32 涂料膜
33 弹性板
34 连接部
35 金属板
36 凸部
100～800 车辆用玻璃天线(存在无源导体)
900 车辆用玻璃天线(不存在无源导体)
X 以往的车辆用玻璃天线(存在无源导体)
Claims (14)
1.一种车辆用玻璃天线，在窗玻璃中设置有天线导体、与该天线导体连接的供电部、无源导体、及与该无源导体连接的接地部，其特征在于，
在将所述窗玻璃搭载于车辆时，所述供电部是用于将所述天线导体与搭载于车辆的信号处理电路电连接的部位，所述接地部是用于将所述无源导体与车身电连接的部位，所述接地部直接与车身电连接，
所述供电部和所述接地部沿着基准方向排列配置，
所述天线导体具备：
以所述供电部为起点沿着与所述基准方向平行且朝向所述接地部的相反侧的方向即第一方向延伸的第一元件；
与所述第一元件的与所述供电部相反一侧的终端即第一终端部连接，并沿着与所述第一元件正交且相对于所述窗玻璃的外周朝向内侧的方向即第二方向延伸的第二元件；及
以所述第二元件为起点沿着与所述第一方向相反的方向即第三方向延伸的第三元件，
所述无源导体具备无源元件，该无源元件是至少一部分以所述接地部为起点沿着所述第二方向延伸的元件，
从所述接地部到所述车身的导体长度为50mm以下，
所述车辆用玻璃天线是单极型的天线。
2.根据权利要求1所述的车辆用玻璃天线，其中，
所述天线导体具备以所述第二元件为起点沿着所述第一方向延伸的第四元件。
3.根据权利要求2所述的车辆用玻璃天线，其中，
多根所述第四元件以所述第二元件为起点沿着所述第一方向延伸。
4.根据权利要求2或3所述的车辆用玻璃天线，其中，
所述第四元件具备折回部，该折回部沿着所述第一方向延伸，之后，沿着所述第二方向或与所述第二方向相反的方向延伸，进而向所述第三方向侧折回而延伸。
5.根据权利要求2或3所述的车辆用玻璃天线，其中，
设接收的广播频带的中心频率在空气中的波长为λ0、玻璃波长缩短率为k、λg＝λ0·k时，其中，k＝0.64，
所述第四元件的导体长度为(3/64)λg以上且(14/64)λg以下。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
所述无源导体具备与所述基准方向平行且与所述无源元件连接的附属无源元件。
7.根据权利要求6所述的车辆用玻璃天线，其中，
设接收的广播频带的中心频率在空气中的波长为λ0、玻璃波长缩短率为k、λg＝λ0·k时，其中，k＝0.64，
所述无源元件与所述附属无源元件的导体长度之和为(4/64)λg以上且(13/64)λg以下。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
设接收的广播频带的中心频率在空气中的波长为λ0、玻璃波长缩短率为k、λg＝λ0·k时，其中，k＝0.64，
所述第一元件、所述第二元件及所述第三元件的导体长度之和为(37/64)λg以上且(57/64)λg以下。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
所述第三元件具备追加元件部，该追加元件部沿着所述第三方向延伸，之后，沿着所述第二方向或与所述第二方向相反的方向延伸，进而向所述第一方向侧折回而延伸。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
所述第三元件的最靠所述第三方向侧的天线导体端部与形成所述无源导体的元件中的最靠所述第一方向侧的无源导体端部之间的所述第一方向分量的距离，在将所述无源导体端部的位置相对于通过所述天线导体端部且与所述第二方向平行的假想直线位于所述第一方向侧时设为正、将所述无源导体端部的位置相对于所述假想直线位于所述第三方向侧时设为负的情况下，为－25mm以上且5mm以下。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用玻璃天线，其中，
接收的广播频带在470～862MHz的范围内。
12.一种车辆用窗玻璃，其特征在于，设置有权利要求1至11中任一项所述的车辆用玻璃天线。
13.根据权利要求12所述的车辆用窗玻璃，其中，
在接地部具备将所述接地部与所述车身电连接的第二导电性构件。
14.一种车辆用玻璃天线的供电结构，具备：
权利要求12所述的车辆用窗玻璃；
将所述供电部与所述信号处理电路电连接的第一导电性构件；及
将所述接地部与车身电连接的第二导电性构件。
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