JP4941158B2

JP4941158B2 - 車両用ガラスアンテナ

Info

Publication number: JP4941158B2
Application number: JP2007198231A
Authority: JP
Inventors: 明宏野口; 靖雄高木; 友嗣片田
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: JP2009033687A

Description

本発明は、自動車用の前部窓ガラス、後部窓ガラス、および側部の後部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を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被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、自動車の窓ガラスに設ける地上デジタルＴＶ放送波受信用のアンテナであって、窓ガラスのコーナー部に近接して正極と負極の２つの給電点を設け、前記正極の給電点より水平方向に第１の水平線条を延ばし、該第１の水平線条の途中部より垂直方向に分岐する第１の垂直線条と前記正極の給電点より直接垂直方向に延ばした第２の垂直線条のうちの、前記第１の垂直線条と該第２の垂直線条との両方を設けるか、または前記第２の垂直線条のみを設け、前記第１の垂直線条の先端または途中部には第２の水平線条を接続し、前記第２の垂直線条の先端部または途中部には第３の水平線条を接続した第１のエレメントと、負極の給電点より縦側辺に沿って延ばした第３の垂直線条を少なくとも有する第２のエレメントとからなり、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、および外被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３の垂直線条を複数本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３の垂直線条の先端より補助水平線条を延ばし、さらにその先端より上方に折返して前記第１のエレメントの第１の水平線条の先端近傍まで折返し垂直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。

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、自動車の前部窓ガラス、後部窓ガラス１、あるいは側部の後ろ側の窓ガラスの室内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５、図６参照）。

図１〜図３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。

前記第１のエレメント１０については、前記正極の給電点３より水平方向に延ばした第１の水平線条１１を設け、該第１の水平線条１１の途中部より垂直方向に分岐する第１の垂直線条１２と前記正極の給電点３より直接垂直方向に延ばした第２の垂直線条１３のうちの、第１の垂直線条１２と第２の垂直線条１３との両方を設けるか、または第２の垂直線条のみを設けている。

さらに、前記第１の垂直線条１２の先端または途中部には第２の水平線条１５を接続し、前記第２の垂直線条１３の先端部または途中部には第３の水平線条１６を接続した。
一方、前記第２のエレメント２０については、負極の給電点４より縦側辺に沿って延ばした第３の垂直線条２１を少なくとも有し、好ましくは、該第３の垂直線条２１の先端より水平方向に延ばした補助水平線条２２を設けることにより、インピーダンスを調整することができ、これによってＶＳＷＲ特性が改善され、受信利得の向上が得られる。

さらに、前記補助水平線条２２の先端より上方に折返して前記第１のエレメント１０の第１の水平線条１１の先端近傍まで折返し垂直線条を設けると、より受信感度が向上するので好ましい。

また、前記第３の垂直線条２１を複数本配設すると、受信感度がより向上するので好ましい。さらにまた、前記第１のエレメント１０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。

尚、発明のガラスアンテナは、自動車の前部窓ガラス、後部窓ガラス、さらには側部の後ろ側の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。

本発明のアンテナの第１の水平線条１１、第２の水平線条１５は、それぞれの窓のフランジ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３は、自動車の前部窓ガラス、後部窓ガラス、および側部の後部側の窓ガラスに設ける室内面のコーナー部の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、前部窓ガラス、後部窓ガラス、あるいは側部の後ろ側の窓ガラス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５に示したように運転者の視界の妨げにならないように上部側の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は、図６に示したように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をフランジ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、フランジから離す方が良いが、アンテナと給電点とをフランジ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、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新たな問題が発生するためである。

また、第１のエレメント１０の第１の水平線条１１を設けたことで、周波数特性がフラットとなり、第１の水平線条１１の途中部より垂直方向に分岐する第１の垂直線条１２と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のうちの、第１の垂直線条１２と第２の垂直線条１３との両方を設けるか、または第２の垂直線条１３のみを設け、さらには前記第１の垂直線条１２の先端または途中部には第２の水平線条１５を接続し、前記第２の垂直線条１３の先端部または途中部には第３の水平線条１６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に示すような自動車の後部窓ガラスのデフォッガの上部余白部の一つのコーナー部に、本発明のガラスアンテナを配設する。

該ガラス板１のコーナー部に正極と負極の２つの給電点３、４を近接して設け、正極の給電点３よりガラス板１の上辺に沿って線条長さが２２０ｍｍの第１の水平線条１１を配設し、該第１の水平線条１１の途中部より分岐させた線条長さが５ｍｍの第１の垂直線条１２を設け、該第１の垂直線条１２の下端より左右両水平方向に線条長さが２１０ｍｍの第２の水平線条１５を設けた。

また、前記正極の給電点３より垂直方向に線条長さが６０ｍｍの第２の垂直線条１３を延ばし、その先端部より左右両水平方向に長さが１００ｍｍの第３の水平線条１６を接続した。尚、正極の給電点３及び該第１の水平線条２１はフランジの開口辺より１５ｍｍ離れた位置とした。

さらに、負極の給電点４より垂直方向に線条長さ６０ｍｍの第３の垂直線条２１を２本延ばし、負極の給電点４及び該第３の垂直線条２１はフランジの開口縦辺より１５ｍｍ離れた位置とした。

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。

［参考例］実施例１と同様に、図２に示すように、該ガラス板１のコーナー部に正極と負極の２つの給電点３、４を近接して設け、正極の給電点３よりガラス板１の上辺に沿って第１の水平線条１１を配設し、該第１の水平線条１１の途中部より分岐させた線条長さが１００ｍｍの第１の垂直線条１２を設け、該第１の垂直線条１２の上端より１５ｍｍ下がった位置より水平方向に線条長さが１２０ｍｍの第３の水平線条１５を設けた。
尚、長さを記載していない線条長さは図１の実施例１と同じである。

さらに、負極の給電点４より垂直方向に延ばした第３の垂直線条２１は１本だけであり、その線条の長さは図１の実施例１と同じである。

尚、正極の給電点３、負極の給電点４、第１の水平線条２１、及び第３の垂直線条２１と、フランジの開口辺間の間隔は図１の実施例１と同一で１５ｍｍ離れた位置である。

本参考例のアンテナは、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、その受信利得のダイポールアンテナ比の平均は−１３．０ｄＢ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。

［実施例２］図３に示すように、該ガラス板１のコーナー部に正極と負極の２つの給電点３、４を近接して設け、第１のエレメント１０としては、正極の給電点３よりガラス板１の上辺に沿って線条長さが１９０ｍｍの第１の水平線条１１を配設し、また、前記正極の給電点３より垂直方向に線条長さが６０ｍｍの第２の垂直線条１３を延ばし、その先端部より水平方向に長さが５０ｍｍの第３の水平線条１６を延ばした。

さらに、第２のエレメント２０としては、負極の給電点４より垂直方向に線条長さ６０ｍｍの第３の垂直線条２１を延ばし、その先端より水平方向に線条長さが２００ｍｍの水平補助線条２２を延ばし、さらに、その先端部より上方に折返して前記第１のエレメントの第１の水平線条の先端近傍まで折返し垂直線条を設けた。その他の線条は、図１の実施例１と同様である。

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、その受信利得のダイポールアンテナ比の平均は−１３．０ｄＢ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参考例を示す図。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前部窓ガラスに設けた全体図。本発明のガラスアンテナを自動車の後部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第１の水平線条
１２第１の垂直線条
１３第２の垂直線条
１５第２の水平線条
１６第３の水平線条
２０第２のエレメント
２１第３の垂直線条
２２水平補助線条
３０窓枠
４０デフォッガ

Claims

自動車の窓ガラスに設ける地上デジタルＴＶ放送波受信用のアンテナであって、窓ガラスのコーナー部に近接して正極と負極の２つの給電点を設け、前記正極の給電点より水平方向に第１の水平線条を延ばし、該第１の水平線条の途中部より垂直方向に分岐する第１の垂直線条と前記正極の給電点より直接垂直方向に延ばした第２の垂直線条のうちの、前記第１の垂直線条と該第２の垂直線条との両方を設けるか、または前記第２の垂直線条のみを設け、前記第１の垂直線条の先端または途中部には第２の水平線条を接続し、前記第２の垂直線条の先端部または途中部には第３の水平線条を接続した第１のエレメントと、負極の給電点より縦側辺に沿って延ばした第３の垂直線条を少なくとも有する第２のエレメントとからなり、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、および外被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。
前記第３の垂直線条を複数本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。
前記第３の垂直線条の先端より補助水平線条を延ばし、さらにその先端より上方に折返して前記第１のエレメントの第１の水平線条の先端近傍まで折返し垂直線条を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ガラスアンテナ。
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３のいずれかに記載の車両用ガラスアンテナ。