JP3588896B2

JP3588896B2 - 自動車用ガラスアンテナ

Info

Publication number: JP3588896B2
Application number: JP03840396A
Authority: JP
Inventors: 耕司田畑; 剛資山本; 文貴寺島
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2016-02-26
Also published as: JPH09232845A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＭ放送、ＦＭ放送及びテレビ放送等の受信に適した自動車用ガラスアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＡＭ放送、ＦＭ放送用の自動車用ガラスアンテナとして図４に示すものが提案されていた。この従来の自動車用ガラスアンテナは、図４に示すように、自動車の後部窓のガラス板１にヒータ線２とヒータ線２に給電するバスバ３ａ、３ｂ、３ｃとを有する通電加熱式のデフォッガを設け、バスバ３ａ、３ｂとデフォッガ用の直流電源９との間にチョークコイル７を挿入し、後部窓のガラス板１にアンテナ導体４を設け、デフォッガの横方向の略中央から引き出した近接線１５をアンテナ導体４と容量結合させていた。
【０００３】
なお、図４において、６は同軸ケーブル、８はコンデンサ、１０ａ、１０ｂは高周波チョークコイルである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示す従来の自動車用ガラスアンテナで、ＦＭ放送を受信したときの水平偏波の指向特性を図５に示す。図５において、車両前後方向における受信感度が下がっている。つまり、車両の前後方向に送信塔がある場合、放送を良好に受信できないという問題があった。なお、図５において、０°は車両の前方向であり、９０°は車両の左方向であり、この条件は後述する図３でも同様とする。
【０００５】
本発明は、従来の自動車用ガラスアンテナに見られた上記問題点を解決し、ＦＭ放送等の送信塔が車両前後にあっても良好に受信できる自動車用ガラスアンテナを新規に提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自動車の後部窓のガラス板にヒータ線と該ヒータ線に給電する左右両側のバスバとを有する通電加熱式のデフォッガを設け、バスバとデフォッガ用の直流電源との間にチョークコイルを挿入し、後部窓のガラス板の、デフォッガが設けられていない部位にアンテナ導体を設け、バスバ又はバスバ近傍のヒータ線から延長される容量結合用導体をアンテナ導体と所定間隔をおいて近接させて容量結合させてなる自動車用ガラスアンテナにおいて、デフォッガは左右両側にバスバを有し、左右両側のバスバ又は左右両側のバスバ近傍のヒータ線から延長されるようにそれぞれ第１及び第２の容量結合用導体が設けられており、第１の容量結合用導体とアンテナ導体との間の結合容量をＣ_a 、第２の容量結合用導体とアンテナ導体との間の結合容量をＣ_b とするとき、｜Ｃ_a −Ｃ_b ｜／ＭＡＸ（Ｃ_a ，Ｃ_b ）≦０．５とすることを特徴とする自動車用ガラスアンテナを提供する。ただし、｜Ｃ_a −Ｃ_b ｜はＣ_a とＣ_b との差、ＭＡＸ（Ｃ_a ，Ｃ_b ）はＣ_a とＣ_b との最大値を示す。
【０００７】
また、本発明はアンテナ導体のパターンがループ状の導体を含むパターンである上記自動車用ガラスアンテナを提供する。
【０００８】
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に従って詳細に説明する。本発明の自動車用ガラスアンテナの代表例の基本的構成を図１に示す。
【００１０】
図１において、５ａは第１の容量結合用導体、５ｂは第２の容量結合用導体で、１１は給電点である。また、２０、２１は複数本のヒータ線２のバスバ以外の部分を短絡する短絡線であり、２０は第１の短絡線、２１は第２の短絡線である。また、図１において、図４と同一構成要素又は同一部材については、同番号又は同符号を付して、説明を省略する。
【００１１】
アンテナ導体４の形状は特に限定されず、１又は複数の直線状、曲線状のパターンからなるものでもよく、さらに、ループ状の導体を含むパターンでもよい。しかし、受信感度向上のためには、ループ状の導体を含むパターンであることが好ましい。アンテナ導体４の形状がループ状の導体を含むパターンである場合には、アンテナ導体４の形状がループ状の導体を含まないパターンである場合と比較して、０．５〜２ｄＢ程度受信感度がよい。
【００１２】
アンテナ導体４のループ形状は電気的な意味におけるループを意味する。「電気的な意味」とは、直流又は交流電流を通過させるループをいう。したがって、アンテナ導体４の形状自身が完全なループでなくともよい。ループの一部が途切れており、途切れた部分を開口部と名づけた場合、開口部で容量結合していることを必要とする。中波またはそれ以上の高周波の場合、この開口部は短絡される。開口部の幅は、通常、０．１〜３０ｍｍ程度で容量結合される。
【００１３】
また、アンテナ導体４のループ形状は、給電点と直接接続されていてもよく、また、接続用の線条を介して給電点と接続されていてもよい。
【００１４】
また、図１に示すアンテナ導体４には補助アンテナ導体は付設されていないが、これに限定されず、位相調整及び指向性調整のために、アンテナ導体４の導体パターン又は給電点に、接続導体を介して又は介さずに、略Ｔ字状、略Ｌ字状、ループ状等の補助アンテナ導体が付設されていてもよい。
【００１５】
また、図１ではアンテナ導体４の形状を略長方形のループ状のパターンとした。このとき、このループ状のパターンの略縦方向の寸法は、所望の受信周波数の波長をλ、ガラスアンテナの短縮率をＫとするとき、
（λ／１００）×Ｋ〜（λ×１／１０）×Ｋ
の範囲が好ましい。なお、ガラス短縮率Ｋは、通常、０．６４である。
【００１６】
また、このループ状のパターンの略横方向の寸法は、（λ／４）×Ｋ〜λ×Ｋの範囲が好ましい。この範囲以外であると数ｄＢ受信感度が悪くなる。なお、λは、通常、放送帯の中心周波数に設定する。
【００１７】
アンテナ導体４のパターン決定については、自動車の形状、ガラス板の形状、寸法、構成等によりＡＭ放送、ＦＭ放送、ＡＭ放送とＦＭ放送の両ラジオ放送共用又はテレビその他の放送等用のアンテナとして最適な性能が得られるパターンが適宜選択、設計される。
【００１８】
本発明では、アンテナ導体４とデフォッガとが両者間で直流電流の送受は行われないが、中波、高周波電流の送受は行われるように容量結合されていることを前提にしている。
【００１９】
アンテナ導体４については、図１の場合、ガラス板１のデフォッガより上部の余白部にアンテナ導体４が設けられている。アンテナ導体４のループ下部と容量結合用導体５ａ、５ｂとは、所定間隔をおいて近接されており、この近接によりアンテナ導体４とデフォッガとは、両者間で直流電流の送受は行われないが、中波、高周波電流の送受は行われるように容量結合されている。
【００２０】
アンテナ導体４のループ下部と容量結合用導体５ａ、５ｂとは、通常、容量結合の範囲である０．１〜３０ｍｍ程度の所定間隔をおいて離間されている。デフォッガは、この容量結合によって見かけ上、アンテナの一部として機能するようになる。特にＡＭ放送帯（以下、ＡＭ帯）に対しては、デフォッガもＡＭ放送用アンテナの一部として機能して、ＡＭ放送用アンテナの実効長が長くなるため、受信電波を多く受けられ受信感度が向上する。
【００２１】
図１の場合、容量結合用導体は、容量結合用導体５ａ、５ｂの２本としたが、これに限定されず、１本又は３本以上であってもよい。ただし、１本より複数本とする方が好ましく、左右両側のバスバに容量結合用導体を設ける方が受信感度が向上の面で好ましい。片側のバスバに容量結合用導体を１本設ける場合より、左右両側のバスバに容量結合用導体を設ける方が受信感度が数ｄＢ向上する。また、容量結合用導体の形状は図１の形状に限定されず、１本又は複数本の直線状、曲線状のパターンからなるものであってもよい。
【００２２】
また、図１の場合、容量結合用導体は、バスバから延長させているが、これに限定されず、バスバ近傍のヒータ線２から延長させてもよい。
【００２３】
また、図１に示すように左右両側のバスバに容量結合用導体５ａ、５ｂを設ける場合であって、容量結合用導体５ａとアンテナ導体４との間の結合容量をＣ_a 、容量結合用導体５ｂとアンテナ導体４との間の結合容量をＣ_b とするとき、
｜Ｃ_a −Ｃ_b ｜／ＭＡＸ（Ｃ_a ，Ｃ_b ）≦０．５
とすることをが好ましい。この範囲内であるとＦＭ帯全域の受信感度の平坦性がよくなり、最高受信感度と最低受信感度との差が通常１０ｄＢ程度以下になる。ここで、｜Ｃ_a −Ｃ_b ｜はＣ_a とＣ_b との差、ＭＡＸ（Ｃ_a ，Ｃ_b ）はＣ_a とＣ_b との最大値を示す。
【００２４】
より好ましくは、
｜Ｃ_a −Ｃ_b ｜／ＭＡＸ（Ｃ_a ，Ｃ_b ）≦０．２
とする。この範囲内であるとＦＭ帯全域の最高受信感度と最低受信感度との差が通常７ｄＢ程度以下となる。
【００２５】
また、容量結合用導体自体は容量結合としての機能ばかりでなく、アンテナとしても機能する。容量結合用導体の略横方向の寸法は、（λ／１００）×Ｋ〜λ×Ｋの範囲が好ましく、（λ／５０）×Ｋ〜（λ／２）×Ｋの範囲がより好ましい。略横方向の寸法は、（λ／１００）×Ｋ〜λ×Ｋの範囲以外であるとこの範囲以内と比較して０．５〜１．０ｄＢ程度受信感度が悪くなり、（λ／５０）×Ｋ〜（λ／２）×Ｋの範囲以外であるとこの範囲以内と比較して０．５〜１．０ｄＢ程度受信感度が悪くなる。
【００２６】
図１に示す本発明において、アンテナ導体４の設けられるガラス板１の位置については、図１では、ガラス板１のデフォッガより上部の余白部にアンテナ導体４を設けた例について示したが、図１に示す位置に限定されず、ガラス板１のデフォッガより下部の余白部であってもよい。また、アンテナ導体４をデフォッガの上下部にそれぞれ設けてもよく、又はその他の余白部に設けてもよい。
【００２７】
換言すると、図１に示す本発明において、ガラス板１のデフォッガより上下左右部の余白部のどこにアンテナ導体を設けてもよく、ガラス板１に設けられるアンテナ導体の数は限定されない。
【００２８】
また、ガラス板１に設けられるアンテナ導体４は、ＡＭ、ＦＭラジオ用に限定されず、テレビＶＨＦ帯用、テレビＵＨＦ帯用及び電話用等に応用できる。
【００２９】
また、本発明においては、自動車に設けられるアンテナ導体の数は、限定されず、また、ポールアンテナと後部窓のガラス板に設けられたアンテナ導体との間でダイバーシティ受信を行ってもよい。
【００３０】
給電点１１は図１では後部窓のガラス板１の左周縁部に配設されているが、これに限定されず、後部窓のガラス板１のどの位置に配設されていてもよく、例えば、後部窓のガラス板１の左右中央の上下周縁部に配設されていてもよい。
【００３１】
また、図１に示したデフォッガでは、デフォッガの両側のバスバの右側のバスバを所望のところから上下に２つに分割し、下側部のバスバ３ｂ、上側部のバスバ３ａを設けている。上側部のバスバ３ａには車体アースのリード線を接続し、下側部のバスバ３ｂには電源側のリード線を接続している。給電された電流は下側部のバスバ３ｂからバスバ３ｃを通って上側部のバスバ３ａへとコの字状に流れる。
【００３２】
図１に示したデフォッガは、いわゆるコの字状であるが、本発明にかかるデフォッガはこれに限定されず、後述する図２に示すようないわゆるハの字状デフォッガであっても、本発明に利用できる。
【００３３】
図２には比較例の基本的構成を示す。図２において、３ａは左側のバスバ、３ｂは右側のバスバ、５は容量結合用導体、２２は第１の短絡線、２３は第２の短絡線である。また、図２において、図１又は図４と同一構成要素又は同一部材については、同番号又は同符号を付して、説明を省略する。
【００３４】
図２では、図１に示したチョークコイル７、コンデンサ８、直流電源９及び高周波チョークコイル１０ａ、１０ｂは省略した。バスバ３ａには車体アースのリード線を接続し、バスバ３ｂには電源側のリード線を接続する。
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
図１に示す本発明の代表例においては、バスバ３ａ、３ｂとデフォッガ用の直流電源９との間にチョークコイル７及び高周波チョークコイル１０ａ、１０ｂを挿入し、高周波帯域にてチョークコイル７及び高周波チョークコイル１０ａ、１０ｂのインピーダンスを大きくすることによって、直流電源９からデフォッガへの直流電流は流すが放送周波数帯域等の高周波帯域の電流は遮断するようにしている。
【００４１】
このようにして、チョークコイル７及び高周波チョークコイル１０ａ、１０ｂによりデフォッガのヒータ線２とバスバとを車体アースから高周波的に絶縁でき、ヒータ線２及びバスバに誘起されたラジオ放送周波数帯域等の高周波帯域の受信電流が車体アースへ流れるのを防止できて、この受信電流を漏れなく受信機に送ることができる。
【００４２】
また、中波帯、例えば、ＡＭ帯のみを受信する場合であれば、高周波チョークコイル１０ａ、１０ｂは、通常、不要であり、チョークコイル７のみでよく、ＦＭ放送周波数帯のみを受信する場合であれば、高周波チョークコイル１０ａ、１０ｂのみでよい。また、中波帯及びＦＭ放送帯（以下、ＦＭ帯）両方を受信する場合であっても、チョークコイル７、高周波チョークコイル１０ａ、１０ｂ両方の機能を満足するコイルがあれば、かかるコイルのみでよい。
【００４３】
高周波チョークコイル１０ａ、１０ｂは、ＦＭ帯において、高インピーダンスとなるもので、通常、磁気コアを使用しないソレノイド又は磁気コアを使用する。これらはＦＭ帯及びＦＭ帯の近傍では誘導性のインダクタンスを有する。また、高周波チョークコイル１０ａ、１０ｂとして、適当な長さのリード線も使用可能な場合もある。
【００４４】
チョークコイル７はＦＭ帯では自己共振周波数が低く、インダクタンスを失ってしまうので、高周波チョークコイル１０ａ、１０ｂがこれを代行する。チョークコイル７がＦＭ帯でインダクタンスを失わない場合には、高周波チョークコイル１０ａ、１０ｂは、不要である。
【００４５】
アンテナ導体４、ヒータ線２とバスバ３ｂ、５ｂ、５ｃとは、通常、導電性銀ペースト等の導電性金属含有ペーストを窓のガラス板１の車内側表面にプリントし、焼付けて形成する等により製造するが、かかる形成方法に限定されず、銅線等の導電性の線状体又は箔状体を窓のガラス板１の車内側又は車外側表面に形成してもよく、窓のガラス板１の内部に設けてもよい。
【００４６】
なお、本発明のガラスアンテナをポールアンテナ等の他のアンテナと組み合わせて、ダイバーシティ受信を行ってもよい。
【００４７】
【実施例】
（例１「実施例」）
図１に示すような自動車用ガラスアンテナを作製した。アンテナ導体４のループ部の略縦方向の寸法は１００ｍｍ、略横方向の寸法は６００ｍｍとした。
【００４８】
また、容量結合用導体５ａの略横方向の寸法は、４００ｍｍ、容量結合用導体５ｂの略横方向の寸法は、５００ｍｍとした。
【００４９】
アンテナ導体４のループ下部と容量結合用導体５ａ、５ｂとは、ほぼ１０ｍｍの間隔をおいて近接されており、この近接によりアンテナ導体４とデフォッガとは、両者間で直流電流の送受は行われないが、中波、高周波電流の送受は行われるように容量結合されている。結合容量Ｃ_a と結合容量Ｃ_b とを測定し比較したところ、ほとんど同じであった。
【００５０】
チョークコイル７と高周波チョークコイル１０ａ、１０ｂとの直列接続のインピーダンスは、ＡＭ帯、かつ、ＦＭ帯で１０ｋΩ以上の高インピーダンスとなるようにした。
【００５１】
ＦＭ帯の受信感度については、アンテナ導体４と容量結合用導体５ａ、５ｂの長さを調整したことで、ＦＭ帯に最適に同調し、受信感度は高くなった。また、水平偏波の指向特性は車両前後方向に受信感度低下のない略楕円形の特性（図３）が得られた。その結果、ＡＭ放送、及びＦＭ放送とも良好に受信できた。また、ＦＭ帯全域の最高受信感度と最低受信感度との差は５ｄＢ程度以下であった。
【００５２】
（例２「比較例」）
容量結合用導体５ｂの略横方向の寸法を２６０ｍｍとする以外は他の仕様において例１と同じものを製作した。この場合、Ｃ_a ＞Ｃ_b であって、（Ｃ_a −Ｃ_b ）／Ｃ_a ＝０．６であり、ＦＭ帯全域の最高受信感度と最低受信感度との差は１２ｄＢ程度であった。
【００５３】
（例３「比較例」）
図２に示すような自動車用ガラスアンテナを作製した。ヒータ線２は３５ｍｍ等間隔であり、全１４本とした。第１の短絡線２２と第２の短絡線２３とは設けなかった。アンテナ導体４のループ部の略縦方向の寸法は１００ｍｍ、略横方向の寸法は６００ｍｍとした。
【００５４】
また、容量結合用導体５の略横方向の寸法は、６００ｍｍとした。アンテナ導体４のループ上部と容量結合用導体５とは、ほぼ１０ｍｍの間隔をおいて近接されており、この近接によりアンテナ導体４とデフォッガとは、両者間で直流電流の送受は行われないが、中波、高周波電流の送受は行われるように容量結合されている。
【００５５】
例３のガラスアンテナのＦＭ放送を受信したときの水平偏波の指向特性は、図３に示す例１の指向特性と同様、略楕円形であり、車両前後での受信感度低下は見られなかった。ただし、ＦＭ帯全域の最高受信感度と最低受信感度との差は１２ｄＢ程度であった。
【００５６】
（例４「比較例」）
例３のガラスアンテナにさらに第１の短絡線２２と第２の短絡線２３とを設ける以外は、例３と同様のガラスアンテナを製作した。第１の短絡線２２と第２の短絡線２３の長さはそれぞれ３５０ｍｍ、７０ｍｍ、第１の短絡線２２と第２の短絡線２３との間隔を３５ｍｍとした。
【００５７】
例３と例４との７６〜１０８ＭＨｚの周波数帯域における平均受信感度を比較した。偏波面が垂直、水平の両偏波において、例４は例３に対して約１．３ｄＢの向上がみられた。
【００５８】
【発明の効果】
本発明では、バスバ又はバスバ近傍のヒータ線から延長される容量結合用導体をアンテナ導体と容量結合させるようにさせているため、ＦＭ帯で車両前後方向に受信感度低下がない、略楕円形特性で無指向性の指向特性が得られる。
【００５９】
また、ＡＭ帯の受信感度は容量結合用導体とアンテナ導体の容量結合により、デフォッガもアンテナの一部として機能するため、受信感度は高くなり、優れた放送波受信を行いうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表例の基本的構成図
【図２】比較例の基本的構成図
【図３】例１のＦＭ帯での水平偏波の指向特性図
【図４】従来例の基本的構成図
【図５】従来例のＦＭ帯での水平偏波の指向特性図
【符号の説明】
１：後部窓のガラス板
２：ヒータ線
３ａ、３ｂ、３ｃ：バスバ
４：アンテナ導体
５、５ａ、５ｂ：容量結合用導体
６：同軸ケーブル
７：チョークコイル
８：コンデンサ
９：直流電源
１０ａ、１０ｂ：高周波チョークコイル
２０、２２：第１の短絡線
２１、２３：第２の短絡線

Claims

自動車の後部窓のガラス板にヒータ線と該ヒータ線に給電する左右両側のバスバとを有する通電加熱式のデフォッガを設け、バスバとデフォッガ用の直流電源との間にチョークコイルを挿入し、後部窓のガラス板の、デフォッガが設けられていない部位にアンテナ導体を設け、バスバ又はバスバ近傍のヒータ線から延長される容量結合用導体をアンテナ導体と所定間隔をおいて近接させて容量結合させてなる自動車用ガラスアンテナにおいて、
デフォッガは左右両側にバスバを有し、左右両側のバスバ又は左右両側のバスバ近傍のヒータ線から延長されるようにそれぞれ第１及び第２の容量結合用導体が設けられており、第１の容量結合用導体とアンテナ導体との間の結合容量をＣ_a 、第２の容量結合用導体とアンテナ導体との間の結合容量をＣ_b とするとき、｜Ｃ_a −Ｃ_b ｜／ＭＡＸ（Ｃ_a ，Ｃ_b ）≦０．５とすることを特徴とする自動車用ガラスアンテナ。
ただし、｜Ｃ_a −Ｃ_b ｜はＣ_a とＣ_b との差、ＭＡＸ（Ｃ_a ，Ｃ_b ）はＣ_a とＣ_b との最大値を示す。
アンテナ導体のパターンがループ状の導体を含むパターンである請求項１に記載の自動車用ガラスアンテナ。
アンテナ導体がＦＭ放送帯又はテレビ放送帯の受信機能を有する請求項１又は２に記載の自動車用ガラスアンテナ。