JP2008092425A - 自動車用高周波ガラスアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ利得を向上させる自動車用高周波ガラスアンテナ装置を提供する。
【解決手段】多数本のヒータ線２と、ヒータ線２に給電する複数のバスバとを有する通電加熱式のデフォッガが後部窓ガラス板１に設けられており、デフォッガの領域以外の、後部窓ガラス板１の余白部にアンテナ導体４が設けられており、第１のバスバ５ａと直流電源９との間、及び、第２のバスバ５ｂと接地との間にそれぞれチョークコイル３ａ，３ｂが接続されており、アンテナ導体４はＳＷ放送帯を受信する機能を有しており、アンテナ導体４とデフォガとがＳＷ放送帯では容量結合しており、主にデフォガのインピーダンスと、２つのチョークコイル３ａ，３ｂのインピーダンスとで生じる共振の共振周波数が３〜２２ＭＨｚに存在しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＳＷ放送帯（１．６１５〜３０ＭＨｚ）の内の（３〜２２ＭＨｚ）を受信するのに適する自動車用高周波ガラスアンテナ装置に関する。

従来、ＳＷ放送の受信は、棒状アンテナで行っているのが一般的であった。また、ＡＭ放送、ＦＭ放送及びＳＷ放送を受信するアンテナシステムとしては、ＡＭ放送とＳＷ放送については棒状アンテナで受信し、ＦＭ放送については棒状アンテナとガラスアンテナとのダイバーシティ受信を行っていた。

したがって、ＳＷ放送単独の受信システムにおいても、ＡＭ放送、ＦＭ放送及びＳＷ放送を受信するアンテナシステムにおいても、コンパクトでアンテナ性能に優れたアンテナシステムがなかった。

本発明は、従来技術の有する前述の欠点を解消する自動車用高周波ガラスアンテナ装置の提供を目的とする。

本発明は、多数本のヒータ線と、該ヒータ線に給電する複数のバスバとを有する通電加熱式のデフォッガが自動車の後部窓ガラス板に設けられており、デフォッガの領域以外の、後部窓ガラス板の余白部にアンテナ導体が設けられており、一のバスバと直流電源との間に第１のチョークコイルが接続されており、他のバスバと接地との間に第２のチョークコイルが接続されている自動車用高周波ガラスアンテナ装置において、
該アンテナ導体は少なくともＳＷ放送帯を受信する機能を有しており、
該アンテナ導体とデフォガとがＳＷ放送帯では容量結合しており、
主に、デフォガのインピーダンスと、第１のチョークコイルのインピーダンスと、第２のチョークコイルのインピーダンスとで生じる共振の共振周波数が３〜２２ＭＨｚに存在しないことを特徴とする自動車用高周波ガラスアンテナ装置を提供する。

本発明では、上記構成を採るために、ＳＷ放送帯の内の放送周波数が集中している、３〜２２ＭＨｚの周波数帯域を受信する際に、３〜２２ＭＨｚの周波数帯域にわたって平坦なアンテナ利得を得ることができる。さらに、本発明では、低ノイズ、高アンテナ利得及び小スペース化に寄与する自動車用高周波ガラスアンテナ装置が得られる。

以下、本発明のアンテナ装置を添付の図面に示される好適実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の自動車用高周波ガラスアンテナ装置の一実施形態を示す。

図１において、１は自動車の後部窓ガラス板、２はヒータ線、３ａは第１のチョークコイル、３ｂは第２のチョークコイル、４は第１のアンテナ導体、５ａは第１のバスバ、５ｂは第２のバスバ、６はフィルタ回路、６ａはコンデンサ、６ｂはコイル、７は第２のアンテナ導体、８は前置増幅器、８ａは同軸ケーブル、９は直流電源、１１は短絡線、Ｌ_Ｘは第１のアンテナ導体の最大横幅、Ｌ_Ｙは第１のアンテナ導体の最大縦幅である。

図１に示すとおり、本発明において、多数本のヒータ線２と、ヒータ線２に給電する複数のバスバ５ａ，５ｂとを有する通電加熱式のデフォッガが自動車の後部窓ガラス板１に設けられている。

デフォッガの領域以外の、後部窓ガラス板１の余白部に第１のアンテナ導体４が設けられている。第１のバスバ５ａと直流電源との間、及び、第２のバスバ５ｂと接地との間にチョークコイル３ａ，３ｂがそれぞれ接続されている。第１のアンテナ導体４は少なくともＳＷ放送帯を受信する機能を有している。

本発明において、第１のアンテナ導体４とデフォガとがＳＷ放送帯では容量結合している。そのため、デフォガに励起されるＳＷ放送帯の受信信号がこの容量結合により、第１のアンテナ導体４に伝送される。

本発明において、主に、デフォガのインピーダンスと、第１のチョークコイル３ａのインピーダンスと、第２のチョークコイル３ｂのインピーダンスとで生じる共振の共振周波数がＳＷ放送帯の帯域内に存在しない。このようにするのは、この共振周波数の付近では、ラジオノイズの影響が大きいからである。なお、デフォガのインピーダンスは、主にデフォガの浮遊容量からなり、チョークコイル３ａ，３ｂのインピーダンスは、主にインダクタンスからなる。

図１に示す例のように、第１のアンテナ導体４とデフォガとの間に、ＦＭ放送帯受信用の第２のアンテナ導体７が設けられている場合には、共振周波数がＳＷ放送帯とＦＭ放送帯との間に存在していることが好ましい。ＦＭ放送帯及びＳＷ放送帯において、アンテナ利得向上、及び、ラジオノイズの影響を低減するためである。

チョークコイル３ａ，３ｂはそれぞれＳＷ放送帯の周波数を遮断又は減衰する機能を有することが好ましく、第２のアンテナ導体７が設けられている場合には、ＦＭ放送帯の周波数を遮断又は減衰する機能を有することが好ましい。これらの観点から、チョークコイル３ａ，３ｂのそれぞれのインダクタンス値は、０．０５μＨ以上が好ましい。より好ましい範囲は、０．１μＨ以上であり、特に好ましい範囲は、０．１５μＨ以上である。

第１のアンテナ導体４が複数本のアンテナエレメントを備えており、第１のアンテナ導体４が占める、後部窓ガラス板１の領域が０．０６ｍ^２以上であることが好ましい。ＡＭ放送帯のアンテナ利得を向上させるためである。

図１に示す例では、第１のアンテナ導体４とデフォガとの間に、第２のアンテナ導体７が設けられている。第２のアンテナ導体７はＦＭ放送帯を受信する機能を有する。なお、第１のバスバ５ａから、ＦＭ放送波帯用サブ受信信号が同軸ケーブル８ａを経て前置増幅器８に送られている。

第１のチョークコイル３ａのインダクタンスと、第２のチョークコイル３ｂのインダクタンス値とが同一又はほぼ同一とし、チョークコイル３ａ，３ｂのインダクタンス値をそれぞれＬ_ｃとし、前記デフォガの浮遊容量をＣ_ｄとするとき、図１に示す例では、共振周波数は近似的に、（１／（２Π））・（Ｌ_ｃ・Ｃ_ｄ）^−０．５で表され、（１／（２Π））・（Ｌ_ｃ・Ｃ_ｄ）^−０．５が、２２〜５０ＭＨｚであることが、３〜２２ＭＨｚの周波数帯域にわたって平坦なアンテナ利得が得られ好ましい。

本発明において、第１のアンテナ導体４がＡＭ放送帯を受信する機能を有している場合、第１のアンテナ導体４とデフォガとが、ＡＭ放送帯では実質的に容量結合していないことが好ましい。この容量結合が実質的になされていないと、ＡＭ放送帯の受信信号がデフォガに漏れてアンテナ利得が減衰することが少ないからである。この容量結合が実質的になされていないようにするには、第１のアンテナ導体と前記デフォガとの間の間隔が３２ｍｍ以上であることが好ましい。なお、小スペース化のためには、第１のアンテナ導体とデフォガとの間の間隔を６０ｍｍ以下にすることが好ましい。

第１のアンテナ導体の横幅が６３０〜１０３０ｍｍであることが好ましい。ＳＷ放送帯をフラットに受信するためである。この範囲内であると、この範囲外と比較してＳＷ放送帯をフラットに受信できる。

図１に示す例では、第２のアンテナ導体７が、３００〜５００ｍｍの導体長のエレメントであり、第１のアンテナ導体４と第２のアンテナ導体７との間の間隔が、１５〜４５ｍｍであることが好ましい。この範囲内であると、この範囲外と比較してＦＭ放送帯におけるアンテナ利得が向上する。

図２は図１とは別の実施例の平面図である。図２において、１１，１２，１３はＦＭ放送帯調整用のエレメント、１４はダミーパターンである。なお、図２に示す例では、ＦＭ放送帯域内で第１のアンテナ導体４と第２のアンテナ導体７とが容量結合しているため、第１のアンテナ導体４の形状及び寸法も、第２のアンテナ導体７のＦＭ放送帯のアンテナ性能に影響があるため、ＦＭ放送帯調整用のエレメント１１，１２，１３が設けられており、エレメント１１，１２，１３の形状及び寸法を改変することによりＦＭ放送帯の受信特性を調整している。なお、図２において、Ｌ_Ｘはエレメント１３を含まないものとする。

本発明において、デフォガの浮遊容量が８０〜２００ｐＦであることがアンテナ利得を向上させる点で好ましい。より好ましい範囲は、１２０〜１７０ｐＦである。

前置増幅器８は、ＳＷ放送帯、ＡＭ放送帯及びＦＭ放送帯の少なくとも１つの受信信号を増幅するためのものである。フィルタ回路６は電源ノイズ等を低減するためのものである。なお、前置増幅器８の出力は受信機（不図示）に送られる（図１に示す矢印）。

図１に示す例では、複数本のヒータ線２の左右中央付近の部分が短絡線１１により短絡されている。短絡線１１はデフォガのインピーダンス調整のために設けられるもので、必要に応じて設けられる。

以下に実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されず、本発明の要旨を損なわない限り、各種の改良や変更も本発明に含まれる。

以下、図面にしたがって、実施例を詳細に説明する。自動車の後部窓ガラス板を使用し、図２に示すような自動車用高周波ガラスアンテナを製作した。図２に記載されている寸法の単位はｍｍである。各部の寸法、定数は以下のとおりである。

実施例における、チョークコイル３ａ，３ｂのそれぞれのインダクタンス値が０．１μＨのデータは計算値であり、これ以外のチョークコイル３ａ，３ｂのそれぞれのインダクタンス値に関連するデータは実測値である。また、アンテナ利得の実測値は前置増幅器８の出力端における測定値である。

Ｌ_ｘを８００ｍｍとして、チョークコイル３ａ，３ｂのそれぞれのインダクタンス値を０．１μＨ、０．２μＨ、０．５μＨ及び１．０μＨに変化させたときの、アンテナ利得‐周波数の特性図を図３に示した。

チョークコイル３ａ，３ｂのそれぞれのインダクタンス値を０．２μＨとして、Ｌ_ｘを５００ｍｍ、８００ｍｍ及び１１００ｍｍに変化させたときの、アンテナ利得‐周波数の特性図を図４に示した。

Ｌ_ｘを８００ｍｍとし、チョークコイル３ａ，３ｂのそれぞれのインダクタンス値を０．１μＨ、０．２μＨ、０．５μＨ及び１．０μＨに変化させたときの、３〜２２ＭＨｚにおけるアンテナ利得差‐チョークコイル３ａ，３ｂのそれぞれのインダクタンス値の特性図を図５に示した。ここで、アンテナ利得差とは、３〜２２ＭＨｚにおける、最高アンテナ利得と最低アンテナ利得との差をいう。

チョークコイル３ａ，３ｂのそれぞれのインダクタンス値を０．２μＨとしたときのアンテナ利得差‐Ｌ_ｘの特性図を図６に示した。第２のアンテナ導体７の、アンテナ利得‐ＦＭ放送帯の周波数の特性図を図７に示した。バスバ５ｂから給電した場合の、アンテナ利得‐ＦＭ放送帯の周波数の特性図を図８に示した。

Ｌ_ｘ ７４５ｍｍ、
Ｌ_ｙ ８０ｍｍ、
デフォガの最大縦幅 ｍｍ、
デフォガの最大横幅 ｍｍ、
デフォガの浮遊容量 １５０ｐＦ、
第２のアンテナ導体の浮遊容量 ２０ｐＦ。

本発明は、ＳＷ放送帯の受信に利用される。

本発明の自動車用高周波ガラスアンテナ装置の一実施例の構成図。 本発明の自動車用高周波ガラスアンテナ装置の別の実施例の構成図。 実施例における、Ｌ_ｘを８００ｍｍとして、チョークコイル３ａ，３ｂのそれぞれのインダクタンス値を０．１μＨ、０．２μＨ、０．５μＨ及び１．０μＨに変化させたときの、アンテナ利得‐周波数の特性図。 実施例における、チョークコイル３ａ，３ｂのそれぞれのインダクタンス値を０．２μＨとして、Ｌ_ｘを５００ｍｍ、８００ｍｍ及び１１００ｍｍに変化させたときの、アンテナ利得‐周波数の特性図。 実施例における、Ｌ_ｘを８００ｍｍとし、チョークコイル３ａ，３ｂのそれぞれのインダクタンス値を０．１μＨ、０．２μＨ、０．５μＨ及び１．０μＨに変化させたときの、３〜２２ＭＨｚにおけるアンテナ利得差‐チョークコイル３ａ，３ｂのそれぞれのインダクタンス値の特性図。 実施例における、チョークコイル３ａ，３ｂのそれぞれのインダクタンス値を０．２μＨとしたときのアンテナ利得差‐Ｌ_ｘの特性図。 第２のアンテナ導体７の、アンテナ利得‐ＦＭ放送帯の周波数の特性図。 バスバ５ｂから給電した場合の、アンテナ利得‐ＦＭ放送帯の周波数の特性図。

符号の説明

１：自動車の後部窓ガラス板
２：ヒータ線
３ａ，３ｂ：チョークコイル
４：第１のアンテナ導体
５ａ：第１のバスバ
５ｂ：第２のバスバ
６：フィルタ回路
６ａ：コンデンサ
６ｂ：コイル
７：第２のアンテナ導体
８：前置増幅器
８ａ：同軸ケーブル
９：直流電源
１１：短絡線
Ｌ_Ｘ：第１のアンテナ導体の最大横幅
Ｌ_Ｙ：第１のアンテナ導体の最大縦幅

Claims (12)

1. 多数本のヒータ線と、該ヒータ線に給電する複数のバスバとを有する通電加熱式のデフォッガが自動車の後部窓ガラス板に設けられており、デフォッガの領域以外の、後部窓ガラス板の余白部にアンテナ導体が設けられており、一のバスバと直流電源との間に第１のチョークコイルが接続されており、他のバスバと接地との間に第２のチョークコイルが接続されている自動車用高周波ガラスアンテナ装置において、
   該アンテナ導体は少なくともＳＷ放送帯を受信する機能を有しており、
   該アンテナ導体とデフォガとがＳＷ放送帯では容量結合しており、
   主に、デフォガのインピーダンスと、第１のチョークコイルのインピーダンスと、第２のチョークコイルのインピーダンスとで生じる共振の共振周波数が３〜２２ＭＨｚに存在しないことを特徴とする自動車用高周波ガラスアンテナ装置。
2. 前記第１のチョークコイルと前記第２のチョークコイルとがそれぞれＳＷ放送帯の周波数を遮断又は減衰する機能を有する請求項１に記載の自動車用高周波ガラスアンテナ装置。
3. 前記アンテナ導体を第１のアンテナ導体というとき、
   第１のアンテナ導体と前記デフォガとの間に、第２のアンテナ導体が設けられており、
   第２のアンテナ導体は少なくともＦＭ放送帯を受信する機能を有する請求項１又は２に記載の自動車用高周波ガラスアンテナ装置。
4. 前記共振周波数がＳＷ放送帯とＦＭ放送帯との間に存在している請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ装置。
5. 前記第１のチョークコイルと前記第２のチョークコイルとがそれぞれＦＭ放送帯の周波数を遮断又は減衰する機能を有する請求項１〜４のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ装置。
6. 前記第１のアンテナ導体が複数本のアンテナエレメントを備えており、第１のアンテナ導体が占める、前記後部窓ガラス板の領域が０．０６ｍ^２以上である請求項２〜４のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ装置。
7. 前記第１のチョークコイルのインダクタンス値及び前記第２のチョークコイルのインダクタンス値をそれぞれＬ_ｃとし、前記デフォガの浮遊容量をＣ_ｄとするとき、
   （１／（２Π））・（Ｌ_ｃ・Ｃ_ｄ）^−０．５が、２２〜５０ＭＨｚである請求項１〜５のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ装置。
8. 前記第１のアンテナ導体がＡＭ放送帯を受信する機能を有しており、
   第１のアンテナ導体と前記デフォガとが、ＡＭ放送帯では実質的に容量結合していない請求項３〜７のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ装置。
9. 前記第１のアンテナ導体と前記デフォガとの間の間隔が３２ｍｍ以上である請求項３〜８のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ装置。
10. 前記第１のアンテナ導体の横幅が６３０〜１０３０ｍｍである請求項３〜９のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ装置。
11. 前記第２のアンテナ導体が、３００〜５００ｍｍの導体長のエレメントを備え、
    前記第１のアンテナ導体と前記第２のアンテナ導体との間の間隔が、１５〜４５ｍｍであり、
    前記第２のアンテナ導体とデフォガとの間の間隔が、５〜１５ｍｍである請求項３〜１１のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ装置。
12. 前記デフォガの浮遊容量が８０〜２００ｐＦである請求項１〜１１のいずれかに記載の自動車用高周波ガラスアンテナ装置。

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