JP5476713B2 - コネクタ及びこれを配置したアンテナ、並びにこのアンテナを備えた車両用窓ガラス - Google Patents

Description

本発明は、コネクタ及びこれを配置したアンテナ、並びにこのアンテナを備えた車両用窓ガラスに関する。

車両用に搭載されているアンテナとして、窓ガラス等に設置した所謂ガラスアンテナが知られている。ガラスアンテナは、窓ガラスのような誘電体の基板面に線条の導体などが配置されて構成されており、同軸ケーブルのような伝送路によって、アンテナで受信された電波信号がテレビ等の受信機器に伝送される。このアンテナと同軸ケーブルとを接続するコネクタは、種々知られている。

ガラス基板の表面に形成されたガラスアンテナから、同軸ケーブルへの接続のためのコネクタの実装例を図１０に示す。このコネクタは、ホルダ部とピックアップ部が着脱自在に嵌合された状態になっており、ホルダ部が基板上のガラスアンテナにハンダ付けされて接続されており、ホルダ部に嵌め込まれたピックアップ部が同軸ケーブルと接続されている。このコネクタについて、図８〜１０を参照にして簡単に説明する。図８は、このコネクタのホルダ部の６面図である。

このコネクタのホルダ部１５は、図８に示すように、直方体の２面が開口した形状の絶縁ケース１４の底部の両側に端子を配置されている。図８においては、底面図の右側が接地用端子１３、左側が給電用端子１２である。給電用端子１２は、絶縁ケース１４の内部に向かって立ち上がっている接続ピン１２ａを有し、この接続ピン１２ａは、図２Ａ，２Ｂに示すようなピックアップ部２１の嵌合端子２５を介して、同軸ケーブル２３の芯線２３ａと接続され、信号を同軸ケーブル２３側に伝送する（ピックアップ部２１の構造については、図２Ａ，２Ｂに示したものと同様である。）。接地用端子１３は、絶縁ケース１４の両側面内側に沿って立ち上がっている２つの接続部１３ａを有する。接続部１３ａは、ピックアップ部２１の接地用導体２４を介して同軸ケーブル２３の外周線２３ｃと連結する。絶縁ケース１４の長手方向両端部には、それぞれの端子の基板上のガラスアンテナとの接続部１２ｂ，１３ｂが突設されており、基板上のガラスアンテナとのハンダ付けが容易になっている。給電用端子１２及び接地用端子１３は、絶縁ケース１４の外側面を挟むようにして立ち上がっている２つずつの固定部１２ｃ，１３ｃによって、それぞれ絶縁ケース１４に固定されている。

図９は、このコネクタをガラス基板上のガラスアンテナに取り付けた状態の説明図である。ガラス基板５上のガラスアンテナの放射素子８の給電部と、コネクタ１１の給電用端子１２における装着部１２ｂとがハンダ付けされており、接地極６は接地用端子１３の装着部１３ｂとハンダ付けされている。なお、ガラスアンテナの形状、配置を表すＬＤ，ｐｄ，ｓ０，ｇ０などは、それぞれのガラスアンテナの受信特性によって決定される。図１０には、このコネクタを実際にガラス基板上のガラスアンテナに接続した状態の斜視図を示す。

このようなコネクタは、例えば、非特許文献１に市販品として開示されている。また、特許文献１には、上述のようなガラスアンテナ用コネクタに、回路基板を内蔵させた回路基板内蔵コネクタが開示されている。特許文献２，３には、アンテナを設置した基板面に装着するホルダ部を、両面テープで貼着して固定し、このホルダ部に着脱自在で、給電端子の弾性力を利用してアンテナとの接続を可能にしたピックアップ部を備えた、簡単に固定及び着脱できるコネクタが開示されている。

一方、特許文献４には、コネクタ部の信号伝送路における特性インピーダンスの急激な変化を抑制するため、同軸ケーブルの伝送路導体（芯線）と接続された中心導体を、アンテナを配置した基板面に対して傾斜して接続されるようにしたコネクタ装置が開示されている。
特開２００８−０３５４７９号公報 特開２００４−０３１０６８号公報 特開２００５−１１０２００号公報 特開２００２−３０５０６２号公報 ヒロセ電機株式会社カタログ、１３９−１４２頁（ＧＴ１９シリーズガラスアンテナ用コネクタ）

基板上に配置したガラスアンテナ（単にアンテナということがある。）と、同軸ケーブル等の伝送路とを接続する、非特許文献１、特許文献１〜３に開示されているようなコネクタは、高周波帯、特に極超短波帯（UHF帯）およびマイクロ波帯（SHF帯）などの周波数帯において、ガラス面に設置されたアンテナ（導体）とコネクタとの接合部で生じるインピーダンスの不整合による伝送ロスについては注意が払われていない。この為、アンテナから同軸ケーブルを通して受信機器まで伝送される信号の伝送ロスが大きく、受信機に正確な信号を伝送ができないことがある。特に、周波数がギガヘルツ領域の高周波帯に対応するアンテナの給電部では、使用される波長に対して基板面に設置したアンテナとコネクタとの接合部の形状が無視できない影響を及ぼし、アンテナの重要な構成要素である給電部の形状（寸法）が変形したと同様になり、信号の伝送特性に大きく影響を与えてしまうことがある。

地上波デジタルテレビ放送、欧州連合地域のデジタルテレビ放送、デジタルラジオ放送やＧＰＳなどに用いられる電波信号は、極超短波帯（UHF帯）の高周波数帯を利用している場合が多い。この為、このような高周波数帯の受信アンテナからの信号の伝送路においては、同軸ケーブルとコネクタのインピーダンスのマッチング、特に接続するアンテナやその基板の形状や性質を配慮したコネクタの設計が必要である。

特許文献４に開示されているコネクタ装置においては、伝送路におけるインピーダンスを考慮して、アンテナの給電部とコネクタの給電用端子の接続角度を規定しているが、コプレーナウェイブガイド線路が形成されているアンテナの給電部に、コネクタの給電端子を所定角度で接続する必要があり、接続の精度や信頼性、特にガラスアンテナに用いる場合には耐久性の確保が問題となる場合がある。

一方、一般的なプリント基板などに実装される同軸ケーブル接続用のコネクタは、各種知られているが、これらは、車両用窓ガラスのように振動や外部応力のかかる可能性のある基板への実装を考慮しておらず、コネクタの嵌合性やその保持力、特に実装したコネクタ部分への外部応力に対して十分な耐性を有するとは言えない。

本発明においては、上述の問題点をふまえ、高周波数帯の電気信号の伝送においても伝送路の伝送ロスを抑え、車両用窓ガラス等の基板への実装において信頼性、耐久性のあるコネクタの提供を目的としている。また、このコネクタを設置したアンテナ、及びこのアンテナを備えた車両用窓ガラスの提供を目的としている。

本発明のコネクタは、基板上のガラスアンテナに装着するホルダ部と、前記ホルダ部に着脱自在に嵌合し、同軸ケーブルに接続するピックアップ部とを備えるコネクタであって、前記ホルダ部は、一端が前記ガラスアンテナへの装着面に対し立ち上がって設置された、所定の幅を有する給電用端子と、前記給電用端子の他端の両側を所定の間隔をもって囲むように配置した接地用端子とを備え、前記ピックアップ部は、前記ホルダ部に装着された際に前記給電用端子の立ち上がっている端部と接続される嵌合端子と、前記嵌合端子と前記同軸ケーブルの芯線とを連結する芯線用導体と、前記同軸ケーブルの外周線と連結され、かつ前記ホルダ部に装着された際に前記接地用端子と接続される接地用導体とを備え、前記嵌合端子は、前記接地用導体に内包され、前記ホルダ部に前記ピックアップ部が装着された際の前記コネクタの特性インピーダンスは、前記同軸ケーブルと略等しい。

テレビ等に使用されている同軸ケーブルのインピーダンスは、５０〜７５Ω程度のものが多く、このコネクタは使用する同軸ケーブルを想定してそのインピーダンスを設計されている。また、具体的な本発明のコネクタの設計において、給電用端子の幅及びその両側を挟む接地用端子との間隔は、装着する基板やガラスアンテナの形状、性質等を考慮して設計されている。例えば、ガラスアンテナに形成されているコプレーナウェイブガイド線路の機能に影響を与えないように、給電用端子の幅及び給電用端子と接地用端子の間隔を設定する。

本発明のコネクタは、超短波帯（VHF帯）、極超短波帯（UHF帯）、マイクロ波帯（SHF帯）等の高周波用、特にギガヘルツ周波数帯の受信用ガラスアンテナからの信号伝送に適する面実装型のコネクタである。基板の表面に形成された伝送線路、例えばガラス板上に設けられたガラスアンテナの給電線路に接続が容易で、コネクタ及びこれに接続された同軸ケーブルを含む伝送路の信号伝送ロスが少ない面実装型のコネクタである。また、基板への装着が容易なように、ホルダ部とピックアップ部を着脱自在に嵌合できる構造にしている。

そして、本発明のコネクタは、前記コネクタの前記給電用端子と前記接地用端子とが、コプレーナウェイブガイド線路を構成している。

給電用端子とその両側に所定の間隔をもって配置した接地用端子が、ガラスアンテナと接続された際に、コプレーナウェイブガイド線路を構成しており、その特性インピーダンスが同軸ケーブルとほぼ等しければ、高周波の電波信号に対しても給電用端子がアンテナの作用を示すことが少なく、ほぼ伝送路としての機能のみを発揮するので、アンテナ側から受ける信号を同軸ケーブルとともに効率よく受信機器に伝送することができる。さらに、ガラスアンテナとの接続部において、アンテナのコプレーナウェイブガイド線路部分の役割を担うこともできる。

そして、本発明のコネクタは、前記接地用端子が前記ホルダ部のガラスアンテナへの装着面の長手方向両端に突設された装着部を有し、前記給電用端子が前記ホルダ部のガラスアンテナへの装着面の短手方向に突設された装着部を有している。

コネクタを基板上のガラスアンテナに実装する際に、通常は、給電用端子と接地用端子のハンダ付けによっている。給電用端子及び接地用端子の一部が、コネクタの装着面から突設されていれば、ハンダ付けが容易であり、また確実なハンダ付けができる。さらに、コネクタの長手方向両端にハンダ付け部を有し、これと直交する短手方向に突設した端子のハンダ付け部も有することにより、このコネクタの基板面への固定は、強固で信頼性のあるものとなる。

本発明のアンテナは、誘電体基板上に線条の放射素子とその給電部と接地極とを配置したアンテナ部を有し、上述の本発明のいずれかのコネクタを備え、このコネクタの給電用端子と前記放射素子が接続され、このコネクタの接地用端子と前記接地極が接続されている。

本発明のアンテナは、接地極と一つの放射素子とを有する所謂モノポールアンテナであり、このアンテナで高周波帯域の電波を受信する際に、コネクタ及び同軸ケーブルの伝送路において伝送ロスが起こりにくい設計が可能である。すなわち、本発明のアンテナは、アンテナ部での特性インピーダンスを所望の値に設計可能なアンテナであり、同軸ケーブル及びコネクタ部での特性インピーダンスを、アンテナ部の特性インピーダンスに容易に合わせることができる。

好ましい本発明のアンテナは、前記放射素子の一部と前記接地極とが、コプレーナウェイブガイド線路を形成している。コプレーナウェイブガイド線路は、アンテナの特性インピーダンスを所望の値とすることができるので、この部分にアンテナのコプレーナウェイブガイド線路を破壊しないようにコネクタを接続すれば、アンテナの受信部の長さや形状が変化せず、アンテナ部の特性インピーダンスも変化しないので、アンテナから所定の高周波電波を受信し、コネクタ及び同軸ケーブルの伝送路から、伝送ロスなく受信装置に信号を伝送することができる。

本発明の車両用窓ガラスには、ガラス基板上に上記の本発明のアンテナが配置されている。車両に搭載されたテレビ等の受信機器や通信機器は、アンテナを必要とするものが多いが、最近は、窓ガラスに設置したアンテナが多い。このようなアンテナとして、上記の本発明のガラスアンテナは好適である。車両用のアンテナは、振動や物理的な応力に対する耐性が特に必要であり、又、比較的長期間の耐久性も要求される。本発明の車両用窓ガラスは、このような要求に好適に応えることができる。さらに、車両用の受信機器等は、受信電波の電波状態のよくない場所でも使用されるため、本発明の車両用窓ガラスは、アンテナ、コネクタ、同軸ケーブルを結合した伝送路において、優れた伝送性能を発揮できるので、良質な信号を受信機に伝送できる。

本発明によれば、高周波数帯の電気信号の伝送においても伝送路の伝送ロスを抑え、車両用窓ガラス等の基板への実装において信頼性、耐久性のあるコネクタを提供できる。また、このコネクタを備えたアンテナ、及びこのアンテナを設置した車両用窓ガラスを提供できる。

本発明を、図を参照にしながら、具体的な実施形態により説明する。なお、本発明は、これらの実施形態や実施例に限定されるものではなく、これらの実施形態や実施例を、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。

（実施形態１）
本発明のコネクタは、ホルダ部とピックアップ部とが着脱自在に嵌合できるように構成されている。本発明の実施形態１のコネクタのホルダ部を図１の６面図（（ａ）正面図、（ｂ）右側面図、（ｃ）左側面図、（ｄ）平面図、（ｅ）底面図、（ｆ）背面図（裏面図））を示す。また、図２Ａには、本発明のコネクタのピックアップ部の６面図を、図２Ｂには、図２Ａの平面図（ｄ）の切断線Ａ−Ａ'における断面図を示す。図１〜２Ｂを参照にして、この実施形態のコネクタについて説明する。

このコネクタのホルダ部１０は、図１に示すように、略中空直方体の２面が開口した形状の絶縁ケース４の底部に２つの端子を配置している。図８に示した従来のコネクタのホルダ部においては、底面の両端に接地用端子１３と給電用端子１２を備えていた。しかし、この実施形態のコネクタのホルダ部１０においては、底面の中央部付近に給電用端子２を備え、給電端子２の両側に給電用端子２から所定の間隔で隔離して配置した接地用端子３を備えている。

図１の底面図（ｅ）に示す給電用端子２の幅ａ、及び給電用端子２とその両側の接地用端子３との間隔ｂは、このコネクタにより接続されたアンテナから同軸ケーブルに電波信号を伝送したときに、信号の伝送ロスが少なくなるように設計されている。すなわち、同軸ケーブルと接続されたコネクタを所定のアンテナと接続したときに、アンテナとコネクタとの接続部となる給電用端子２及び接地用端子３は、受信しようとしている電波に対してコプレーナウェイブガイド線路構造を有している。このようにすることで、給電用端子２のコプレーナウェイブガイド線路構造部分が受信電波信号に対して、所定の特性インピーダンスを示し、同軸ケーブルにコネクタを接続した伝送路の特性インピーダンスを、アンテナの特性インピーダンスと同じとすることができる。なお、この給電用端子２の幅ａ、及び給電用端子２と接地用端子３との間隔ｂは、コネクタを接続しようとしているアンテナの形状や、基板の誘電率などにより設定される値であり、追って説明するが、接続するアンテナの条件を勘案して設計される。

給電用端子２は、絶縁ケース４の内部に向かって立ち上がっている接続ピン２ａを有し、この接続ピン２ａは、図２Ａに示したピックアップ部２１の嵌合端子２５を介して、同軸ケーブル２３の芯線２３ａと接続され、給電用端子２に入力された信号を同軸ケーブル２３側に伝送する。

接地用端子３は、絶縁ケース４の短手方向両側面の内側に沿って立ち上がっている２つの接続部３ａを有する。接続部３ａは、図２Ａに示すピックアップ部２１側の接地用導体２４の接続部２４ａ、固定部（かしめ部）２４ｂを介して、同軸ケーブル２３の外周線２３ｂと接続される。なお、ホルダ部１０側の接続部３ａは、図１（ｂ）に示すように絶縁ケース４の内側に膨らんでおり、その弾性力により、ピックアップ部２１側の接地用導体２４の側面の接続部２４ａを押圧しながら接続して、電気的導通の確実性を確保するとともに、ピックアップ部２１をホルダ部に嵌合した際の保持の機能も有している。

図１に示すように、絶縁ケース４の裏面（長方形の短手）方向には、給電用端子２と基板上のガラスアンテナとの接続部２ｂが突設されており、側面（長手）方向両端部には、接地用端子３と基板上のガラスアンテナとの接続部３ｂ，３ｂが突設されており、基板上のガラスアンテナの放射素子の給電部及び接地極とのハンダ付けが容易になっている。さらにホルダ部１０の底面の長手方向両端をハンダ付けすることにより、基板への接着強度、耐久性が確保される。

図１に示すように、接地用端子３は、絶縁ケース４の正面及び裏面（短手方向）を挟むようにして立ち上がっている固定部３ｃ，３ｄによって、それぞれ絶縁ケース４に固定されている。なお、給電用端子２の両側の接地用端子３は、互いに導通されていることが好ましいが、離間していても、それぞれアンテナの接地極に接続された時点で導通されることになるため、問題ない。

図２Ａは、この実施形態のコネクタのピックアップ部の６面図（（ａ）正面図、（ｂ）右側面図、（ｃ）左側面図、（ｄ）平面図、（ｅ）底面図、（ｆ）背面図）であり、図２Ｂは、図２Ａの平面図におけるＡ−Ａ'線に沿った垂直断面の断面図である。図２Ａ、２Ｂを参照にして、この実施形態のコネクタのピックアップ部２１を説明する。ピックアップ部２１は、中空の略直方体の絶縁ケース２２、絶縁ケース２２の内部にあって、ホルダ部１０の接続部３ａと接続する接続部２４ａと、絶縁ケース２２の内部に導入した同軸ケーブル２３の外周線２３ｂをかしめて導通する固定部（かしめ部）２４ｂとを有する接地用導体２４、及び同軸ケーブル２３の芯線２３ａとホルダ部１０の接続ピン２ａと嵌合して、接続ピン２ａからの信号を芯線２３ａに伝送する嵌合端子２５を備えている。

嵌合端子２５は、嵌合端子固定絶縁ケース２６の内部に固定され、さらに嵌合端子固定絶縁ケース２６は接地用導体２４に内包されるように内部に固定されており、ホルダ部１０の接続部２ａと嵌合する嵌合部２５ａと芯線固定部（かしめ部）２５ｂを有している。芯線固定部（かしめ部）２５ｂと同軸ケーブルの芯線２３ａとはかしめて導通されている。そして、嵌合端子２５、嵌合端子固定絶縁ケース２６を含む接地用導体２４は絶縁ケース２２に内包されるように内部に固定される。

（実施形態２）
図３には、本発明の実施形態２のコネクタのホルダ部１０'の６面図（（ａ）正面図、（ｂ）右側面図、（ｃ）左側面図、（ｄ）平面図、（ｅ）底面図、（ｆ）背面図）を示した。図３のコネクタと実施形態１のコネクタとの相違部分について説明する。このコネクタにおいては、ホルダ部１０'の接地端子３が一枚の金属板から形成されており、接地端子３の両端部３ｂ，３ｂが接続されている。そして、絶縁ケース４の底面が欠落しており、底面の代わりに底部固定バー４ａ，４ｂが配置されている。給電端子２は、底部固定バー４ｂにより絶縁ケース４に固定されており、絶縁ケース４の底部から裏面（短手）方向に付きだしてはいない。給電端子２が絶縁ケース４の底部から付きだしていないと、アンテナの放射素子とのハンダ付けが困難になるが、接地端子の両端の接着部３ｂ，３ｂをガラスアンテナにハンダ付けしておけば、金属製の給電端子２の弾性力を利用してアンテナの放射素子との導通は確保できる。このコネクタのその他の部分は、実施形態１のコネクタとほぼ同じであるので、その他の部分については、実施形態１のコネクタの説明を参照すればよい。

（実施形態３）
実施形態３は、上述の実施形態１のコネクタを備えた本発明のガラスアンテナである。図４にこのアンテナの配置説明図を、図５にガラス基板５上に装着した実施形態３のアンテナの斜視図を示す。このアンテナは、図４に示すように、誘電体であるガラス基板５上に接地極６と線状の放射素子７とが配置され、放射素子７の一部は、接地極６とコプレーナウェイブガイド線路を構成している。コプレーナウェイブガイド線路（Ｃｏｐｌａｎａｒ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ線路：以下ＣＰＷ線路という。）とは、誘電体基板上に配置された一定幅の中央導体（この場合、放射素子７の長さＬｔの部分）が、外側導体（この場合、接地極６のうち中央導体を挟む部分）により所定の間隔で両側から挟まれた伝送線路であり、外側導体を接地導体としておけば、中央導体は特定の特性インピーダンスを有する伝送路とすることができる。なお、中央導体と外側導体の間隔Ｗは、誘電体基板の誘電率や厚さ、中央導体の幅ｓ、中央導体及び外側導体の導電率、などにより決定される。ＣＰＷ線路は、図４における放射素子７のＬｔで示される範囲に形成され、放射素子７の幅ｓ、両側の接地極６との間隔Ｗで構成される伝送線路である。そして、特性インピーダンスが所定の値、例えば５０Ωとなるように、中央導体の幅ｓと外側導体の距離ｗとの比が、ガラス基板５の厚さ及び比誘電率、中央導体や接地導体の導電率に基づいて設定される。このＣＰＷ線路の形成については、文献（例えば書名：ＭｉｃｒｏｓｔｒｉｐＬｉｎｅｓ ａｎｄ Ｓｌｏｔｌｉｎｅｓ 出版社：Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ著者：Ｋ．Ｃ．Ｇｕｐｔａ他）に詳述されているように周知事項である。

コネクタ１は、給電用端子２の接地用端子３に挟まれた部分が放射素子７の中央導体部分と重なるようにガラス基板５上に配置される。このとき、給電用端子２の幅（図１におけるａ）は中央導体の幅ｓ以下である。また、給電用端子２を挟む接地用端子３の間の間隔（図１におけるａ＋２ｂ）は、中央導体を挟む外側導体間の間隔（ｓ＋２Ｗ）以上である。すなわち、コネクタ１の給電用端子２とこれを挟む接地用端子３との間隔（図１におけるｂ）は、中央導体とこれを挟む外側導体との間隔（Ｗ）と同じか、広くなっている。このようにして、中央導体と給電用端子２、及び外側導体と接地用端子３を接続したときに、この部分が幅ｓの中央導体と間隔Ｗをおいて配置された外側導体のＣＰＷ線路としての構造が保たれるようになっている。

なお、コネクタ１の給電用端子２とこれを挟む接地用端子３との間隔が、このアンテナに適したＣＰＷ線路を形成している場合（図１におけるａ＝ｓ，ｂ＝Ｗとなっている場合）、ガラス板５上の中央導体の幅及び中央導体と外側導体との間隔は、ＣＰＷ線路を構成していなくてもよい場合がある。すなわち、中央導体と給電用端子２、及び外側導体と接地用端子３を接続したときに、コネクタ１側の給電用端子２と接地用端子３が、ＣＰＷ線路としての中央導体の幅ｓとＣＰＷ線路としての外側導体の間隔Ｗを形成するので、ガラス基板５上の中央導体は幅ｓ以下でもよく、外側導体と給電用端子２との間隔がＷ以上であってもよい。これらの態様を纏めて言えば、中央導体と給電用端子２、及び外側導体と接地用端子３を接続したときに、中央導体と給電用端子２の接続部を一体の中央導体と見なし、外側導体と接地用端子３の接続部を一体の外側導体と見なすことができ、これらに対して中央導体の幅ｓ、中央導体と外側導体の間隔Ｗを、所望の特性インピーダンスを示す値とすればよい。

図４に示すアンテナの場合、放射素子７のＣＰＷ線路を形成していない部分、すなわち、長さＬｅの部分が電波信号の受信部に相当する。コネクタ１をガラス基板５上に配置するときは、コネクタ１の接地用端子３の両端部の装着部３ｂを接地極６にハンダ付けし、給電用端子２の装着部２ｂを放射素子７の受信部にハンダ付けする。これにより、コネクタ１のガラス基板５上への確実な固定と、放射素子７と給電用端子２及び接地極６と接地用端子３の確実な接続が実現できる。なお、コネクタ１をガラス基板５上に接続した後のアンテナは、放射素子７と給電用端子２及び接地極６と接地用端子３の一部が、一体となってＣＰＷ線路を形成しているので、コネクタ１のＣＰＷ線路形成部と、放射素子７と接地極６によるＣＰＷ線路形成部とを厳密に合わせて配置する必要はなく、放射素子７の長手方向にずれてコネクタ１を配置してもよい。これにより、放射素子７の信号受信部の長さＬｅを調整することができる場合がある。

このように、ガラス基板５上の給電用端子２の接合部は、ＣＰＷ線路の形態を有しており、コネクタ１の接続ピン２ａ及び嵌合端子２５の距離は短いので、給電用端子２の接合部のＣＰＷ線路の特性インピーダンスと、同軸ケーブルの特性インピーダンス（通常高周波伝送路においては５０Ω程度）とを、ほぼ同じ値とすることで、アンテナから受信機までの伝送路の伝送損失を低減できる。

なお、上述のガラス基板５は、接地極６の一部Ｌｔで示される範囲でＣＰＷ線路を構成し、ＣＰＷ線路の中央導体を延長してモノポールアンテナとしたものであるが、放射素子の形状はこれに限定されず、放射素子７の長さＬｅの部分の幅は、Ｌｔで示される範囲のＣＰＷ線路を構成する中央導体の幅ｓに比べて広くても良く、幅ｓから徐々に広くすることで、広帯域のアンテナとすることができる。さらには、扇状に広がっていても良く、複数本に分岐して、所望の周波数帯を受信できるアンテナパターン形成し、広帯域または多周波共用のアンテナとすることができる。そして、ＣＰＷ線路部分の長さＬｔも伝送損失を考慮の上適宜選択できる。

（実施形態４）
本発明に係るアンテナが実装されるガラス基板は、車両用のフロントガラス、ドアガラス、サイド窓ガラス及び後部窓ガラス等どのような車両用窓ガラスであってもよく、更には建築用の窓ガラスであってもよく、特に限定されない。図４のような構成とした場合、放射素子７と接地極６の少なくとも一部を隠蔽膜上に形成させることで、車外視において放射素子７の細い直線部分のみを見ることになり、デザイン上好ましい。

一般に、車両用窓ガラス等に設置されたガラスアンテナにおいては、ガラス基板５上の導体（接地極６及び放射素子７）は、銀ペースト等の導電性金属を含有するペーストをガラス板の車内側表面にプリントし、焼付けて形成される。しかし、この形成方法に限定されず、銅等の導電性物質からなる、線状体又は箔状体を、ガラス基板上に形成してもよく、さらにはガラス基板上にこれらの導体を接着剤等により形成してもよい。

ガラス基板５上の導体は銀導体によるものに係わらず、導体層を合成樹脂製フィルムの内部又はその表面に設け、導体層付き合成樹脂製フィルムをガラス板上に形成してもよい。さらに、導体が形成されたフレキシブル回路基板をガラス基板に形成してよい。

また、ガラス基板５の面上に隠蔽膜を形成し、この隠蔽膜の上に放射素子７と接地極６の一部分又は全体を設けてもよい。隠蔽膜は黒色セラミックス膜等のセラミックスが挙げられる。このガラス基板５を車両に適応し窓ガラスとした場合、窓ガラスの車外側から見ると、隠蔽膜により隠蔽膜上に設けられ導体の部分が車外から見えなくなり、デザインの優れた窓ガラスとなる。なお、ガラスアンテナは、必ずしもガラス基板上に設置されなくても、透明プラスチック基板のようにガラスに類似する基板上に設置される物でもよい。

（実施例）
＜コネクタ１の製作＞
図１に示すホルダ部及び図２Ａ，２Ｂに示すピックアップ部からなるコネクタ１を作製した。但し、給電用端子２の接続ピン２ａは、円柱状ではなく、給電用端子２の接着部２ｂをそのまま９０度屈曲させて立ち上げた四角柱状のピンとした。

このコネクタ１の図１における給電用端子２の幅ａは、２ｍｍ、給電用端子２と接地用端子３の間隔ｂは２ｍｍとした。ピックアップ部２１は、図２Ａ，２Ｂに示すピックアップ部とほぼ同じ市販のコネクタのピックアップ部を利用した。

＜アンテナの製作＞
作製したコネクタ１のピックアップ部２１に、図２Ａ，２Ｂに示すように、特性インピーダンス５０Ωの同軸ケーブルを接続し、図４に示すように、ガラス基板上に設置したガラスアンテナの放射素子７の給電部及び接地極６に、このコネクタ１の給電用端子２と接地端子３をハンダ付けで固定した。ガラス基板上に設置したこのコネクタ１を備えたアンテナの斜視図を、図５に示した。

ガラス基板５は、厚さ３．５ｍｍであり、横３００ｍｍ×縦１５０ｍｍの銅箔により接地極６を形成し、図４に示すように、接地極６の一辺の中央部にＣＰＷ線路構造と約１．５ＧＨｚで共振する１／４波長モノポールのアンテナエレメントを形成した。図４に示す各部の寸法は、
ｓ：３ｍｍ
Ｗ：１ｍｍ
Ｌｅ：２８．５ｍｍ
Ｌｔ：５ｍｍ
ｄ：７ｍｍ
とした。

図４において、破線で示す位置に作製したコネクタ１をガラス基板５に設置し、ハンダ付けにより実装した。実装後の図５の状態で、アンテナ性能指標の一つであるリターンロスの測定を行った。図６に示すリターンロスの測定結果から、１．５５ＧＨｚにおいてリターンロスは−１６ｄＢ（電圧定在波比１．３８）となり、モノポールアンテナによる十分な共振が観察され、コネクタ部分における伝送損失が生じていないことが判る。

なお、厚さ３．５ｍｍのガラス板、ガラスの比誘電率は７、放射素子７及び接地極６の導体厚１０μｍにおいて放射素子７の中心導体の幅ｓを３ｍｍ、中心導体と接地極６との間隙ｗが１ｍｍのとき、ＣＰＷ線路の特性インピーダンスは５５Ωであった。この場合、特性インピーダンスが５０Ωとなるように、ガラス厚さ、導体厚を考慮して、導体幅ｓ、接地極６との距離ｗが決定されることが好ましいが、本実施例では実装性、ハンダ付け作業性を考慮して、ほぼ５０Ωに近い５５Ωとした。

使用される同軸ケーブルおよびコネクタの特性インピーダンスが７５Ωである場合に、同様に特性インピーダンスが７５Ωとなるように、ガラス厚さ、放射素子７の幅と、実装性、ハンダ付け作業性を考慮して、放射素子７の幅ｓ、接地極６との距離ｗを決定し、上述の値から変更することも可能である。

なお、接地極６の形状はコネクタの電気特性評価において本実施例のとおりとしたが、車両用窓ガラス板において使用される場合には、その形状や使用される周波数により、特性を考慮しながら適宜変更が可能であり、メッシュ状に変更することも可能である。また、本実施例による接地用端子３の装着部３ｂは、従来例と同様なハンダ付け面積を有するので外部力に対しての耐力もあり、また同軸ケーブル２３の配線方向も従来と同じであるので、特に車両用窓ガラス板におけるガラスアンテナに対するコネクタとして好適に利用できる。

（比較例）
図１０の斜視図に示すコネクタ（ホルダ部は図８に示し、ピックアップ部は図２Ａ，２Ｂに示す構造をしている。）を、図９に示すように、実施例と同様のガラス板５（厚さ３．５ｍｍ、ガラスの比誘電率７）上に、銅箔により横３００ｍｍ×縦１５０ｍｍの接地極６と、対応する放射素子８とを有するガラスアンテナを形成した。放射素子８は、図９に示すように、接地極６から距離ｇ０だけ離して、給電部を接地極６側にし、受信部を接地極６から遠ざかるようにして放射素子８を配置した。この放射素子８と接地極６の組合せは、モノポールアンテナとなっている。
図９に示す各部の寸法は、
ｓ０：３ｍｍ
ｐｄ：１０ｍｍ
ＬＤ：２８．５ｍｍ
ｇ０：１３ｍｍ
とした。

図９の破線で示す位置には、図１０に示すコネクタのホルダ部１５をハンダ付けにより実装した。なお、ホルダ部の給電用端子１２の装着部１２ｂは放射素子８の給電部と、接地用端子１３の装着部１３ｂは接地極６と、接続する。ホルダ部１５には同軸ケーブル２３を連結したピックアップ部２１が接続され、ガラスアンテナで受信した高周波信号が同軸ケーブル２３に伝送される。この伝送路に対して、実施例と同様のリターンロスの測定を行った。図７に示す測定の結果から解るように、ギガヘルツ周波数帯領域においては、リターンロスは全般的に平坦で、十分な共振周波数領域が観察されず、アンテナとしての性能を発揮できないと評価される。

本発明のコネクタは、日本、韓国、中国、ブラジル、米国、欧州等の地上波デジタルテレビ放送（４７０〜８６２ＭＨｚ）、ＵＨＦ帯のアナログテレビ放送及びデジタルテレビ放送、デジタルラジオ放送（１７０〜２３０ＭＨｚ）を受信する自動車用ガラスアンテナ用コネクタに利用される。その他、日本のＦＭ放送帯（７６〜９０ＭＨｚ）、米国のＦＭ放送帯（８８〜１０８ＭＨｚ）、ＶＨＦ帯のアナログテレビ放送（９０〜１０８ＭＨｚ、１７０〜２２２ＭＨｚ）を受信する自動車用ガラスアンテナ用コネクタにも利用可能である。また、携帯電話用の８００ＭＨｚ帯（８１０〜９６０ＭＨｚ）、１．５ＧＨｚ帯（１．４２９〜１．５０１ＧＨｚ）、１．９ＧＨｚ帯（１．８５０〜１．９９０ＧＨｚ）、およびＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、１５７５．４２ＭＨｚ）、ＶＩＣＳ（登録商標）（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ、２．５ＧＨｚ）、ＥＴＣ通信（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：ノンストップ自動料金収受システム、５．８ＧＨｚ帯）、専用狭域通信（ＤＳＲＣ：Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、９１５ＭＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯）、自動車用キーレスエントリィシステム（３００〜４５０ＭＨｚ）、ＳＤＡＲＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ、２．３ＧＨｚ帯、２．６ＧＨｚ帯）等放送および通信のガラスアンテナ用コネクタとして利用できる。よって、超短波帯（ＶＨＦ帯、３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）、極超短波帯（ＵＨＦ帯、３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）、マイクロ波帯（ＳＨＦ帯、３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ）の放送、通信に好適な面実装型のコネクタ装置として利用可能である。特に、ガラス基板等の絶縁基板との固定が容易で、且つ強固であるので、振動に強く、耐久性があるので、車両用の窓ガラスに装着するガラスアンテナとして適している。

本発明のコネクタのホルダ部の６面図（（ａ）正面図、（ｂ）右側面図、（ｃ）左側面図、（ｄ）平面図、（ｅ）底面図、（ｆ）背面図） 本発明のコネクタのピックアップ部の６面図（（ａ）正面図、（ｂ）右側面図、（ｃ）左側面図、（ｄ）平面図、（ｅ）底面図、（ｆ）背面図） 図２Ａの平面図（ｄ）のＡ−Ａ'断面における断面図 本発明の別の形態のコネクタのホルダ部の６面図（（ａ）正面図、（ｂ）右側面図、（ｃ）左側面図、（ｄ）平面図、（ｅ）底面図、（ｆ）背面図） 本発明のコネクタを備えたアンテナの配置図 本発明のコネクタのアンテナへの設置例の斜視図 同軸ケーブルに本発明のコネクタを接続した伝送路のギガヘルツ帯周波数に対するリターンロスを表すグラフ 同軸ケーブルに従来のコネクタを接続した伝送路のギガヘルツ帯周波数に対するリターンロスを表すグラフ 従来のコネクタのホルダ部の６面図（（ａ）正面図、（ｂ）右側面図、（ｃ）左側面図、（ｄ）平面図、（ｅ）底面図、（ｆ）背面図） 従来コネクタのアンテナへの配置図 従来のコネクタのアンテナへの設置例の斜視図

符号の説明

１：コネクタ
２：給電用端子
２ａ：接続ピン
２ｂ：装着部
３：接地用端子
３ａ：接続部
３ｂ：装着部
３ｃ，３ｄ：固定部
４：絶縁ケース
４ａ，４ｂ：底部固定バー
５：ガラス基板
６：接地極
７：放射素子
８：放射素子
１０，１０'：ホルダ部
１１：コネクタ
１２：給電用端子
１２ａ：接続ピン
１２ｂ：装着部
１２ｃ：固定部
１３：接地用端子
１３ａ：接続部
１３ｂ：装着部
１３ｃ：固定部
１４：絶縁ケース
１５：ホルダ部
２１：ピックアップ部
２２：絶縁ケース
２３：同軸ケーブル
２３ａ：芯線
２３ｂ：外周線
２３ｃ：絶縁層
２３ｄ：絶縁層
２４：接地用導体
２４ａ：接続部
２４ｂ：固定部（かしめ部）
２５：嵌合端子
２５ａ：嵌合部
２５ｂ：芯線固定部（かしめ部）
２６：嵌合端子固定絶縁ケース

Claims (4)

1. 基板上のガラスアンテナに装着するホルダ部と、前記ホルダ部に着脱自在に嵌合し、同軸ケーブルに接続するピックアップ部とを備えるコネクタであって、
   前記ホルダ部は、一端が前記ガラスアンテナへの装着面に対し立ち上がって設置された、所定の幅を有する給電用端子と、前記給電用端子の他端の両側を所定の間隔をもって囲むように配置した接地用端子とを備え、
   前記ピックアップ部は、前記ホルダ部に装着された際に前記給電用端子の立ち上がっている端部と嵌合される嵌合端子と、前記嵌合端子と前記同軸ケーブルの芯線とを連結する芯線用導体と、前記同軸ケーブルの外周線と連結され、かつ前記ホルダ部に装着された際に前記接地用端子と接続される接地用導体とを備え、
   前記嵌合端子は、前記接地用導体に内包され、
   前記ホルダ部に前記ピックアップ部が装着された際の特性インピーダンスは、前記同軸ケーブルと略等しく、
   前記コネクタの前記給電用端子と前記接地用端子とは、コプレーナウェイブガイド線路を構成し、
   前記接地用端子は、前記ホルダ部のガラスアンテナへの装着面の長手方向両端に突設された装着部を有し、
   前記給電用端子は、前記ホルダ部のガラスアンテナへの装着面の短手方向に突設された装着部を有することを特徴とするコネクタ。
2. 誘電体基板上に線条の放射素子と接地極とを配置したアンテナ部を有し、
   請求項１に記載のコネクタの前記給電用端子と前記放射素子とが接続され、前記コネクタの接地用端子と前記接地極とが接続されたことを特徴とするアンテナ。
3. 前記放射素子の一部と前記接地極とは、コプレーナウェイブガイド線路を形成していることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
4. 請求項２又は３に記載のアンテナを備えたことを特徴とする車両用窓ガラス。

Images