JP6565521B2 - 車両用アンテナ装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図7を用いて説明する。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
以下の説明では、文章を簡略化するため、「車両用アンテナ装置」を単に「アンテナ装置」と称する。
本実施形態のウインドウガラス2は、特許請求の範囲の誘電体基材に対応する。
ここで言う「幅」とは、コネクタ本体9の長手方向に対して直交し、かつ、ウインドウガラス2の第1面2aに対して平行な方向の寸法である。
ホルダ部12は、絶縁ケース15と、接続部16(図3参照)と、接続ピン17(図3参照)と、を備える。絶縁ケース15は、ピックアップ部13が嵌め込まれる開口部が上方に開口した樹脂等の絶縁性材料からなるケースである。接続部16は、後述するピックアップ部13の接続部22Aと電気的に接続される。接続ピン17は、ホルダ部12の内底から鉛直上方に延在し、信号側端子電極10Aと電気的に接続されている。
図6の断面図に示すように、ピックアップ部13は、絶縁ケース21と、接地用導体22と、嵌合端子25と、嵌合端子固定絶縁ケース26と、を備えている。絶縁ケース21は、略直方体形状であり、中空の樹脂等の絶縁性材料からなるケースである。接地用導体22は、接続部22Aと、固定部22Bと、を備える。接続部22Aは、絶縁ケース21の内部に位置し、ピックアップ部13がホルダ部12に嵌合された状態でホルダ部12の接続部16(図3参照)と接続される。固定部22Bは、絶縁ケース21の内部に導入された同軸ケーブルKの外周線K2を外側からかしめることにより外周線K2と導通する。
図2に示すように、端子部32は、コネクタ4の長手方向の両端に設けられている。端子部32は、信号側端子部32Aと、アース側端子部32Bと、を備える。信号側端子部32Aは、信号側給電用電極7Aと信号側端子電極10Aとが絶縁性接着剤33を介して接合され、容量結合された構成を有する。アース側端子部32Bは、アース側給電用電極7Bとアース側端子電極10Bとが絶縁性接着剤33を介して接合され、容量結合された構成を有する。このように、信号側端子部32Aとアース側端子部32Bとは、同一の構成を有する。
図4に示すように、本実施形態のウインドウガラス2は、第1ガラス層2A、樹脂層2B、および第2ガラス層2Cが順次積層された合わせガラスで構成される。ウインドウガラス2の第1面2aのうち、コネクタ4とその近傍の領域に、黒色セラミック層35が設けられている。アース側給電用電極7Bは、黒色セラミック層35上に設けられている。アース側端子電極10Bは、アース側給電用電極7Bの上方に、アース側給電用電極7Bから所定の間隔をおいて設けられている。絶縁性接着剤33は、アース側給電用電極7Bとアース側端子電極10Bとの間の空間に設けられている。アース側給電用電極7Bは、アース側端子電極10Bよりも大きく、アース側端子電極10Bの外側にはみ出している。そのため、ウインドウガラス2の第1面2aの法線方向から見て、アース側給電用電極7Bとアース側端子電極10Bとが重なり合う部分Cが、主に容量結合のキャパシタとして機能する。なお、図4の符号C以外の箇所において、絶縁性接着剤を介さずに給電用電極と端子電極とが対向している部分がある場合、その部分も容量結合に寄与する。
実施例1、実施例2、比較例および従来例のテストピースに共通の試作条件は、以下の通りである。
テストピースは、一辺100mmの正方形状、厚さ5mmのガラス基板に銀ペーストにより50Ωのコプレーナ線路を印刷し、焼成した後、その上に本実施形態で提案する方法によりコネクタを実装したものである。コネクタは、外形が8mm×9.7mmの長方形状の端子電極を備えている。端子電極の面積に等しい絶縁性接着剤の接着面積は、8mm×9.7mm=77.6mm2であった。両面粘着テープとして、厚さが0.4mmの両面粘着テープを用いた。したがって、両面粘着テープの厚さと等しい絶縁性接着剤の厚さも0.4mmであった。
具体的には、実施例1として、一液湿気硬化型ウレタン接着剤(横浜ゴム株式会社製、品番:WS−292A、体積抵抗率:104Ω・m)を用いて端子電極とコプレーナ線路とを接合したテストピースを作製した。
実施例2として、二液混合型エポキシ・変性シリコーン接着剤(コニシ株式会社製、品番:MOS200、体積抵抗率:1012Ω・m)を用いて端子電極とコプレーナ線路とを接合したテストピースを作製した。
実施例1および実施例2で用いた絶縁性接着剤の基礎性能を[表1]に示す。
従来例として、はんだ付けにより端子電極とコプレーナ線路とを接合したテストピースを作製した。従来例のテストピースについては、電気的特性のみを評価した。
図7の横軸は周波数[MHz]であり、図7の縦軸は挿入損失[dB]である。
符号A1のグラフは実施例1のデータを示し、符号A2のグラフは実施例2のデータを示し、符号Bのグラフは比較例のデータを示し、符号Cのグラフは従来例のデータを示す。
本実施形態のアンテナ装置は、自動車のフロントガラスに適用されたアンテナ装置であり、欧州のデジタルラジオ(DAB)の電波を受信するのに好適に設計したものである。
アンテナ装置51は、自動車のフロントウインドウガラス52と、アンテナ53と、コネクタ54と、を備える。
図8に示すアンテナ53の各部の寸法を[表3]に示す。
両面粘着テープとして、厚さが0.4mmの両面粘着テープを用いた。
実施例1では、一液湿気硬化型ウレタン接着剤(横浜ゴム株式会社製、品番:WS−292A)を用いて端子電極と給電用電極とを接着した。実施例2では、二液混合型エポキシ・変性シリコーン接着剤(コニシ株式会社製、品番:MOS200)を用いて端子電極と給電用電極とを接着した。従来例では、はんだ付けにより端子電極と給電用電極とを接合した。
受信利得の測定は、ターンテーブル上にアンテナ装置を備える自動車を置き、自動車を360°回転させて行った。また、測定は、周波数174MHz〜240MHzの範囲において3MHzごとに行った。受信利得のデータは、各周波数において回転角度1°毎に360°回転させて測定した値を平均した値である。電波の発射位置とアンテナ導体との仰角は、略水平方向(地面と平行な面を仰角=0°、天頂方向を仰角=90°とした場合、仰角=0°の方向)で測定した。受信利得は、半波長ダイポールアンテナの受信利得を基準として測定した。
一方、実施例2では、実施例1よりも端子部の静電容量が小さく、すなわち、端子部での挿入損失が大きい。そのため、実施例1の結果に比べ、更に大きく受信利得が低下する結果となった。
調整は、アンテナ導体の長さL1、L2を伸ばすことにより行った。
形状調整後のアンテナ53の各部の寸法を[表3]に示す。
これは、アンテナ導体を延長することにより、アンテナが有する特性インピーダンスを誘導性にシフトさせ、端子部の容量性インピーダンスの影響を打ち消すことにより、挿入損失を軽減させた結果である。
以下、本発明の第2実施形態について、図10および図11を用いて説明する。
第2実施形態のアンテナ装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、コネクタの端子電極の形状が第1実施形態と異なる。
図10および図11において、第1実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
たとえば上記実施形態では、スペーサーと仮固定手段とを兼ねる両面粘着テープがコネクタ本体とウインドウガラスとの間に設けられているが、必ずしも両面粘着テープが設けられていなくてもよい。たとえばコネクタの第1面にスペーサーとして機能し、粘着性を有していない突起が設けられ、突起とは別に仮固定手段が設けられていてもよい。誘電体基材はガラスに限ることなく、樹脂であってもよい。
Claims (16)
- 誘電体基材と、
前記誘電体基材に設けられたアンテナと、
受信機器の給電用ケーブルに電気的に接続されるコネクタと、
を備え、
前記アンテナは、前記誘電体基材に設けられたアンテナ導体と、前記アンテナ導体に電気的に接続され、前記誘電体基材の第1面に設けられた給電用電極と、を備え、
前記コネクタは、前記給電用ケーブルを支持するコネクタ本体と、前記コネクタ本体に設けられ、前記給電用ケーブルに電気的に接続される端子電極と、を備え、
前記給電用電極と前記端子電極とは、絶縁性接着剤を介して接合されることにより容量結合され、
前記コネクタは、前記誘電体基材の第1面から所定の間隔をおいて配置され、
前記コネクタと前記誘電体基材との間の間隔を保持するスペーサーをさらに備える、車両用アンテナ装置。 - 前記コネクタは、前記端子電極を有するホルダ部と、前記ホルダ部に着脱可能に嵌合され、前記給電用ケーブルに電気的に接続されるピックアップ部と、を備える、請求項1に記載の車両用アンテナ装置。
- 前記スペーサーが粘着性を有する、請求項1または請求項2に記載の車両用アンテナ装置。
- 前記スペーサーは両面粘着テープである、請求項3に記載の車両用アンテナ装置。
- 前記絶縁性接着剤の厚さは前記スペーサーの厚さに一致する、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
- 前記絶縁性接着剤の比誘電率が4以上である、請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
- 前記絶縁性接着剤の比誘電率が10以上である、請求項6に記載の車両用アンテナ装置。
- 前記絶縁性接着剤がカーボンブラックを含有する、請求項6または請求項7に記載の車両用アンテナ装置。
- 前記絶縁性接着剤の体積抵抗率が10 4 Ω・m以上である、請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
- 前記絶縁性接着剤の体積抵抗率が10 12 Ω・m以上である、請求項9に記載の車両用アンテナ装置。
- 前記絶縁性接着剤のせん断接着強さが1.0MPa以上である、請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
- 前記絶縁性接着剤は自然硬化させるタイプの接着剤である、請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
- 前記誘電体基材が合わせガラスである、請求項1から請求項12までのいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
- 前記端子電極は、前記コネクタ本体の第1面に設けられ、
前記コネクタ本体の第1面と前記端子電極の接合面とが略同一平面上に位置する、請求項1から請求項13までのいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。 - 前記コネクタ本体と前記端子電極とが並ぶ方向を第1方向とし、前記第1方向に直交する方向を第2方向としたとき、
前記第1面の法線方向から見た前記端子電極の前記第2方向の寸法が、前記第1面の法線方向から見た前記コネクタ本体の前記第2方向の寸法と略等しい、請求項14に記載の車両用アンテナ装置。 - 前記端子電極の外形形状は、曲線部を含む、請求項1から請求項15までのいずれか一項に記載の車両用アンテナ装置。
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