JP6007700B2 - ガラスアンテナ及び窓ガラス - Google Patents

Description

本発明は、車両の窓ガラスに設けられるガラスアンテナ、ガラスアンテナが設けられた窓ガラスに関する。

車両の窓ガラスに設けられるガラスアンテナに関する先行技術文献として、例えば特許文献１，２が知られている。特許文献１には、地上デジタルテレビ放送波（４７０〜７１０ＭＨｚ）に対応可能な受信特性を備えたガラスアンテナが開示され、特許文献２には、ＦＭ放送波（日本：７６〜９０ＭＨｚ、米国：８８〜１０８ＭＨｚ）に対応可能な受信特性を備えたガラスアンテナが開示されている。

特開２００９−４９７０６号公報 特開２００１−１２７５１９号公報

しかしながら、地上デジタルテレビ放送は水平偏波のため、特許文献１のガラスアンテナでは、デジタルオーディオ放送（Digital Audio Broadcasting：ＤＡＢ）のバンドIII（１７４〜２４０ＭＨｚ）のような垂直偏波のメディアに対応可能な受信特性を得ることは難しい。また、バンドIIIの帯域幅（６６ＭＨｚ）はＦＭ放送（７６〜１０８ＭＨｚ）の帯域幅（３２ＭＨｚ）よりも広いため、特許文献２のガラスアンテナでは、バンドIIIのようなＦＭ放送よりも帯域幅の広いメディアに対応可能な受信特性を得ることは難しい。

本発明は、ＤＡＢのバンドIIIのような、垂直偏波でＦＭ放送帯よりも帯域幅の広いメディアに対応可能な受信特性を容易に得ることができる、ガラスアンテナ及び該ガラスアンテナが設けられた窓ガラスの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、
車両の窓ガラスに設けられるガラスアンテナであって、
上下に並べられた第１の給電部及び第２の給電部と、前記第１の給電部に接続される第１のアンテナ導体と、前記第２の給電部に接続される第２のアンテナ導体とを備え、
前記第１のアンテナ導体は、
前記第１の給電部に直接又は第１の接続エレメントを介して接続され左右方向に延在する第１のアンテナエレメントを含み、
前記第２のアンテナ導体は、
前記第２の給電部に直接又は第２の接続エレメントを介して接続され且つループ状に形成された第２のアンテナエレメントと、前記第２のアンテナエレメントに第３の接続エレメントを介して接続され且つ前記第２のアンテナエレメントと容量結合するように前記第２のアンテナエレメントに沿って延在する第３のアンテナエレメントと、前記第３のアンテナエレメントに接続され且つ前記第２のアンテナエレメントに対し前記第２の給電部とは反対側で延在する第４のアンテナエレメントとを含む、ことを特徴とする、ガラスアンテナ及び該ガラスアンテナが設けられた窓ガラスを提供するものである。

本発明によれば、ＤＡＢのバンドIIIのような、垂直偏波でＦＭ放送帯よりも帯域幅の広いメディアに対応可能な受信特性を容易に得ることができる。

一形態のガラスアンテナの平面図である。 一形態のガラスアンテナの平面図である。 一形態のガラスアンテナの平面図である。 一形態のガラスアンテナの平面図である。 一形態のガラスアンテナの平面図である。 一形態のガラスアンテナの平面図である。 一形態のガラスアンテナの平面図である。 Ｌ２２を変化させたときのバンドIIIでのアンテナ利得の実測データ Ｌ２１を変化させたときのバンドIIIでのアンテナ利得の実測データ Ｌ１０を変化させたときのバンドIIIでのアンテナ利得の実測データ ガラスアンテナのサイドガラスへの配置例

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の説明を行う。なお、形態を説明するための図面において、方向について特に記載しない場合には図面上での方向をいうものとし、各図面の向きは、記号、数字の向きに対応する。また、平行、直角などの方向は、本発明の効果を損なわない程度のズレを許容するものである。また、アンテナ導体の角部は、直角に限らず、弓状に丸みを帯びてもよい。また、各平面図は、窓ガラスの面を対向して見たときの図である。各平面図は、窓ガラスが車両に取り付けられた状態での車内視の図であるが、車外視の図として参照してもよい。各平面図上での上下方向が車両の上下方向に相当し、各図の下側が路面側に相当する。また、窓ガラスが車両の側部に取り付けられるサイドガラスである場合、図面上での左右方向が車両前後方向に相当する。また、窓ガラスは、サイドガラスに限定されず、車両の前部に取り付けられるフロントガラス、車両の後部に取り付けられるリヤガラスであってもよい。

図１は、第１の実施形態である車両用のガラスアンテナ１００の平面図である。ガラスアンテナ１００は、車両用の窓ガラス５に平面的な導体パターンとして設けられる給電部及びアンテナ導体を含んで構成される（図１１参照）。

ガラスアンテナ１００は、給電部の導体パターンとして、上下方向に間隔を空けて並べられた第１の給電部及び第２の給電部を備えている。図１には、第１の給電部として、給電部１が例示され、第２の給電部として、給電部２が例示されている。

給電部２は、アンプ等の不図示の信号処理回路の信号経路に所定の第１の導電性部材を介して電気的に接続される給電点であり、給電部１は、外部のアース経路（例えば、該信号処理回路のアースや車体）に所定の第２の導電性部材を介して電気的に接続される給電点である。または、給電部１が、アンプ等の不図示の信号処理回路の信号経路に所定の第１の導電性部材を介して電気的に接続され、給電部２が、外部のアース経路（例えば、該信号処理回路のアースや車体）に所定の第２の導電性部材を介して電気的に接続されてもよい。つまり、ガラスアンテナ１００は、給電部１及び給電部２を一対の給電点として備える双極タイプのアンテナである。

給電部１は、給電部２よりも上方に配置されている。しかしながら、給電部１と給電部２は、図示の位置関係に対して、左右方向の位置をずらして配置されてもよい。

ガラスアンテナ１００は、アンテナ導体のパターンとして、第１の給電部に接続される第１のアンテナ導体を備えている。図１には、第１のアンテナ導体として、給電部１に接続されるアンテナ導体１０が例示されている。

第１のアンテナ導体は、第１の給電部に直接又は第１の接続エレメントを介して接続され左右方向に延在する第１のアンテナエレメントを含んでいる。図１には、第１の接続エレメントとして、上下方向に延在する接続エレメント４１が例示され、第１のアンテナエレメントとして、左右方向に延在するアンテナエレメント１１が例示されている。アンテナ導体１０は、給電部１に接続される接続エレメント４１と、接続エレメント４１に接続されるアンテナエレメント１１とを含んで構成されている。

接続エレメント４１は、給電部１の右上側の端部ａを起点に上方に直線的に延伸し、上方への延伸の終端部である上側の端部ｂまで延伸する。アンテナエレメント１１は、端部ｂを起点に右方に直線的に延伸し、右方への延伸の終端部である右側の端部ｃまで延伸する。

ガラスアンテナ１００は、アンテナ導体のパターンとして、第２の給電部に接続される第２のアンテナ導体を備えている。図１には、第２のアンテナ導体として、給電部２に接続されるアンテナ導体２０が例示されている。

第２のアンテナ導体は、第２の給電部に直接又は第２の接続エレメントを介して接続され且つループ状に形成された第２のアンテナエレメントと、前記第２のアンテナエレメントに第３の接続エレメントを介して接続され且つ前記第２のアンテナエレメントと容量結合するように前記第２のアンテナエレメントに沿って延在する第３のアンテナエレメントと、前記第３のアンテナエレメントに接続され且つ前記第２のアンテナエレメントに対し前記第２の給電部とは反対側で延在する第４のアンテナエレメントとを含んでいる。

図１には、第２の接続エレメントとして、左右方向に延在する接続エレメント４２が例示され、第２のアンテナエレメントとして、アンテナエレメント２１が例示され、第３の接続エレメントとして、上下方向に延在する接続エレメント４３が例示され、第３のアンテナエレメントとして、接続エレメント４３に接続されるアンテナエレメント２２が例示され、第４のアンテナエレメントとして、アンテナエレメント２３が例示されている。アンテナ導体２０は、給電部２に接続される接続エレメント４２と、接続エレメント４２に接続されるアンテナエレメント２１と、アンテナエレメント２１に接続される接続エレメント４３と、接続エレメント４３に接続されるアンテナエレメント２２と、アンテナエレメント２２に接続されるアンテナエレメント２３とを含んで構成されている。

接続エレメント４２は、給電部２の右上側の端部ｄを起点に右方に直線的に延伸し、右方への延伸の終端部である端部ｅまで延伸する。

アンテナエレメント２１は、部分エレメント２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄによってループ状に形成された閉ループエレメントである。アンテナエレメント２１は、４つの端部ｅ，ｆ，ｇ，ｈを角部とする上下方向に縦長な長方形に形成されている。アンテナエレメント２１の閉ループの形状は、長方形に限らず、正方形等の四角形または他の方形状でもよいし、円状でもよいし、五角形等の他の多角形でもよい。特に、垂直偏波の受信には、縦に長い形状であることが好ましく、縦に長いアンテナエレメントを備えることができる上下方向に縦長な長方形が好ましい。

接続エレメント４３は、アンテナエレメント２１の左辺の部分エレメント２１ｄと下辺の部分エレメント２１ｃとが接続される接続点である左下の端部ｈを起点に下方に直線的に延伸し、下方への延伸の終端部である端部ｊまで延伸する。

アンテナエレメント２２は、部分エレメント２２ａ，２２ｂによってＬ字状に形成されたＬ字状エレメントである。部分エレメント２２ａは、アンテナエレメント２１の下辺の部分エレメント２１ｃと容量結合するように部分エレメント２１ｃに左右方向に沿って延在し、部分エレメント２２ｂは、アンテナエレメント２１の右辺の部分エレメント２１ｂと容量結合するように部分エレメント２１ｂに上下方向に沿って延在する。部分エレメント２２ａは、端部ｊを起点に直線的に右方に延伸し、右方への延伸の終端部である端部ｋまで延伸し、部分エレメント２２ｂは、端部ｋを起点に上方に直線的に延伸し、上方への延伸の終端部である端部ｌまで延伸する。

アンテナエレメント２３は、部分エレメント２２ｂに端部ｌで接続されている。アンテナエレメント２３は、端部ｌを起点に右方に直線的に延伸し、右方への延伸の終端部である端部ｍまで延伸する。アンテナエレメント２３は、例えば図１のように、右下方に向けて延伸する。

なお、本形態のアンテナ導体の延伸方向に、他のアンテナ導体又はガラスアンテナ１００を配置可能な領域の外縁６が存在する場合、本形態のアンテナ導体は他の任意の導体又は外縁６にぶつからないように延伸する直線部と曲線部の少なくとも一方を有してもよい。例えば、図１の場合、アンテナエレメント２３は、外縁６に沿う方向に直線的に延在する部分を有している。外縁６は、例えば、図１１に示すように窓ガラス５の外縁でもよいし、窓ガラス５が取り付けられる車体開口縁でもよい。車体開口縁は、例えば、窓ガラス５が取り付けられる窓開口部を形成している車体フランジの縁である。また、後述する隠蔽膜７に沿って車体開口縁や内装材が設置されているため、外縁６は隠蔽膜７であってもよい。

このように、図１に例示したような形態のガラスアンテナ１００であれば、給電部２をアンプ等の不図示の信号処理回路の信号経路に所定の第１の導電性部材を介して電気的に接続し、給電部１を外部のアース経路に所定の第２の導電性部材を介して電気的に接続することによって、又は、給電部１をアンプ等の不図示の信号処理回路の信号経路に所定の第１の導電性部材を介して電気的に接続し、給電部２を外部のアース経路に所定の第２の導電性部材を介して電気的に接続することによって、垂直偏波でＦＭ放送帯よりも帯域幅の広いメディア（例えば、ＤＡＢのバンドIII）に対応可能な受信特性を容易に得ることができる。

特に、アンテナ導体を構成する複数のエレメントの中で一又は二以上のエレメント（例えば、部分エレメント２１ｄ，２１ｂ，２２ｂ、接続エレメント４１，４３など）が、地平面（特には、水平面）に対して垂直方向のベクトル成分を有するように窓ガラス５に設けられることによって、バンドIIIなどの垂直偏波の電波を一層感度良く受信できる。車両に対する窓ガラス５の取り付け角度は、例えば、地平面に対し、２０〜９０°、特には、３０〜９０°が好ましい。

また、上下に並べられた第１の給電部及び第２の給電部と、第１の給電部に接続される第１のアンテナ導体と、第２の給電部に接続される第２のアンテナ導体とは、左右方向に延伸する仮想線を対称軸として、例えば第１の給電点と第２の給電点との間の左右方向の仮想線を対称軸として、回転させた線対称の形状であってもよい。また、第１の給電部と第２の給電部が窓ガラス５の左側に位置するように記載されているが、第１の給電部と第２の給電部が窓ガラス５の右側に位置するように、上下方向に延伸する仮想線を対称軸として、例えば、第１の給電部と第２の給電部を通る上下方向に延伸する仮想線を対称軸として回転させた線対称の形状であってもよい。

上記の導電性部材として、例えば、ＡＶ線や同軸ケーブルなどの給電線が用いられる。同軸ケーブルを用いる場合には、同軸ケーブルの内部導体を給電部２に電気的に接続し、同軸ケーブルの外部導体を給電部１に電気的に接続すればよい。または、同軸ケーブルの内部導体を給電部１に電気的に接続し、同軸ケーブルの外部導体を給電部２に電気的に接続すればよい。また、同軸ケーブルの先端にオス型コネクタを取り付け、給電部１，２にメス型コネクタを実装する構成を採用してもよい。このようなコネクタによって、同軸ケーブルの内部導体を給電部２に取り付けることが容易になるとともに、同軸ケーブルの外部導体を給電部１に取り付けることが容易になる。さらに、給電部１，２のそれぞれに突起状の導電性部材を設置し、窓ガラス５が取り付けられる車体のフランジに設けられた接続部にその突起状の導電性部材が接触、嵌合するような構成としてもよい。

また、エレメントの「端部」は、エレメントの延伸の始点又は終点であってもよいし、その始点又は終点手前の導体部分である始点近傍又は終点近傍であってもよい。また、エレメント同士の接続部は、曲率を有して接続されていてもよい。

また、アンテナ導体及び給電部は、銀ペースト等の、導電性金属を含有するペーストを、例えば窓ガラス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、窓ガラスの車内側表面又は車外側表面に形成してもよく、窓ガラスに接着剤等により貼付してもよく、窓ガラス自身の内部に設けてもよい。

給電部の形状は、上記の導電性部材又はコネクタの実装面の形状に応じて決めるとよい。例えば、正方形、略正方形、長方形、略長方形などの方形状や多角形状が実装上好ましい。なお、円、略円、楕円、略楕円などの円状でもよい。

また、アンテナ導体からなる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窓ガラス板の車内側表面又は車外側表面に形成してガラスアンテナとしてもよい。さらに、アンテナ導体が形成されたフレキシブル回路基板を窓ガラスの車内側表面又は車外側表面に形成してガラスアンテナとしてもよい。

また、窓ガラスの面上に隠蔽膜を形成し、この隠蔽膜の上に給電部及びアンテナ導体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ているアンテナ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。図１１の構成では、給電部とアンテナ導体の一部を隠蔽膜７上に（隠蔽膜７の縁と窓ガラス５の外縁６との間に）形成させることで、車外視において導体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。

図２は、第２の実施形態であるガラスアンテナ２００の平面図である。上述の実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。

アンテナエレメント２２は、図１のようにＬ字状に形成されたエレメントに限らず、図２のように左右方向に延在するエレメントでもよい。図２のアンテナエレメント２２は、アンテナエレメント２１の下辺の部分エレメント２１ｃと容量結合するように部分エレメント２１ｃに左右方向に沿って延在する。アンテナエレメント２２は、接続エレメント４３に端部ｊで接続され、端部ｊを起点に直線的に右方に延伸し、右方への延伸の終端部である端部ｌまで延伸する。

アンテナエレメント２３は、図１のように右下方に延伸する直線状のエレメントに限らず、図２にように部分エレメント２３ａ，２３ｂによってＬ字状に形成されたＬ字状エレメントでもよい。部分エレメント２３ａは、左右方向に延在し、部分エレメント２３ｂは、外縁６に沿う方向に延在する。部分エレメント２３ａは、アンテナエレメント２２に端部ｌで接続され、端部ｌを起点に右方に直線的に延伸し、右方への延伸の終端部である端部ｎまで延伸する。部分エレメント２３ｂは、部分エレメント２３ａに端部ｎで接続され、端部ｎを起点に右下から左上に向けて斜め方向に直線的に延伸し、その斜め方向への延伸の終端部である端部ｍまで延伸する。

ガラスアンテナ２００は、第１の給電部と第２の給電部のうち少なくとも一方の近傍に第３のアンテナ導体を備えている。図２には、第３のアンテナ導体として、給電部１に直接接続されるアンテナエレメント３１が例示されている。

アンテナエレメント３１は、給電部１の左上側の端部ｏに接続され、上下方向に延在する補助エレメントである。アンテナエレメント３１は、端部ｏを起点に上方に直線的に延伸し、上方への延伸の終端部である端部ｐまで延伸する。アンテナエレメント３１のような第３のアンテナ導体が設けられると、地上デジタルテレビ放送波の周波数帯（４７０〜７１０ＭＨｚ）よりも高帯域の電波（例えば、ＤＡＢのＬバンド（１４５２〜１４９２ＭＨｚ））を受信する際のアンテナ利得向上の点で好適である。なお、第３のアンテナ導体であるアンテナエレメント３１は、図２の形態に設けられる場合に限定されない。例えば、図１の形態に設けられてもよい。

このように、上述の実施形態と同様に、図２に例示したような形態のガラスアンテナ２００であれば、垂直偏波でＦＭ放送帯よりも帯域幅の広いメディア（例えば、ＤＡＢのバンドIII）に対応可能な受信特性を容易に得ることができる。

図３は、第３の実施形態であるガラスアンテナ３００の平面図である。上述の実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。

接続エレメント４３は、左右方向に延在するエレメントである。接続エレメント４３は、アンテナエレメント２１の左辺の部分エレメント２１ｄの中間点ｉを起点に左方に直線的に延伸し、左方への延伸の終端部である端部ｊまで延伸する。中間点ｉは、端部ｅ，ｈ間の間に存在し、必ずしも端部ｅ，ｈ間の中央点でなくてもよい。

アンテナエレメント２２は、図１のようにＬ字状に形成されたエレメントに限らず、図３のようにＵ字状に形成されたＵ字状エレメントでもよい。図３のアンテナエレメント２２は、部分エレメント２２ａ，２２ｂ，２２ｃによってＵ字状に形成されたＵ字状エレメントである。

部分エレメント２２ｃは、アンテナエレメント２１の左辺の部分エレメント２１ｄと容量結合するように部分エレメント２１ｄに上下方向に沿って延伸し、部分エレメント２２ｄは、アンテナエレメント２１の下辺の部分エレメント２１ｃと容量結合するように部分エレメント２１ｃに左右方向に沿って延伸し、部分エレメント２２ｅは、アンテナエレメント２１の右辺の部分エレメント２１ｂと容量結合するように部分エレメント２１ｂに上下方向に沿って延伸する。

部分エレメント２２ｃは、接続エレメント４３に端部ｊで接続され、端部ｊを起点に直線的に下方に延伸し、下方への延伸の終端部である端部ｑまで延伸する。部分エレメント２２ｂは、部分エレメント２２ｃに端部ｑで接続され、端部ｑを起点に右方に直線的に延伸し、右方への延伸の終端部である端部ｒまで延伸する。部分エレメント２２ｅは、部分エレメント２２ｄに端部ｒで接続され、端部ｒを起点に上方に直線的に延伸し、上方への延伸の終端部である端部ｌまで延伸する。

ガラスアンテナ３００は、第１の給電部と第２の給電部のうち少なくとも一方の近傍に第３のアンテナ導体を備えている。図３には、第３のアンテナ導体として、給電部２に直接接続されるアンテナエレメント３２が例示されている。

アンテナエレメント３２は、給電部２の左下側の端部ｓに接続され、上下方向に延在する補助エレメントである。アンテナエレメント３２は、端部ｓを起点に下方に直線的に延伸し、下方への延伸の終端部である端部ｔまで延伸する。アンテナエレメント３２のような第３のアンテナ導体が設けられると、地上デジタルテレビ放送波の周波数帯（４７０〜７１０ＭＨｚ）よりも高帯域の電波（例えば、ＤＡＢのＬバンド（１４５２〜１４９２ＭＨｚ））を受信する際のアンテナ利得向上の点で好適である。なお、第３のアンテナ導体であるアンテナエレメント３２は、図３の形態に設けられる場合に限定されない。例えば、図１の形態に設けられてもよい。

このように、上述の実施形態と同様に、図３に例示したような形態のガラスアンテナ３００であれば、垂直偏波でＦＭ放送帯よりも帯域幅の広いメディア（例えば、ＤＡＢのバンドIII）に対応可能な受信特性を容易に得ることができる。

図４は、第４の実施形態であるガラスアンテナ４００の平面図である。上述の実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。

給電部２とアンテナエレメント２１とを接続する接続エレメントは無くてもよく、アンテナエレメント２１は給電部２に接続エレメントを介さずに直接接続されてもよい。

接続エレメント４３は、上下方向に延在するエレメントである。接続エレメント４３は、アンテナエレメント２１の下辺の部分エレメント２１ｃの中間点ｉを起点に下方に直線的に延伸し、下方への延伸の終端部である端部ｊまで延伸する。中間点ｉは、端部ｈ，ｇ間の間に存在し、必ずしも端部ｈ，ｇ間の中央点でなくてもよい。

ガラスアンテナ４００は、第１の給電部と第２の給電部のうち少なくとも一方の近傍に第３のアンテナ導体を備えている。図４には、第３のアンテナ導体として、給電部１に直接接続されるアンテナエレメント３３が例示されている。

アンテナエレメント３３は、給電部１の右下側の端部ｏに接続され、左右方向に延在する補助エレメントである。アンテナエレメント３３は、端部ｏを起点に右方に直線的に延伸し、右方への延伸の終端部である端部ｕまで延伸する。アンテナエレメント３３のような第３のアンテナ導体が設けられると、地上デジタルテレビ放送波の周波数帯（４７０〜７１０ＭＨｚ）よりも高帯域の電波（例えば、ＤＡＢのＬバンド（１４５２〜１４９２ＭＨｚ））を受信する際のアンテナ利得向上の点で好適である。なお、第３のアンテナ導体であるアンテナエレメント３３は、図４の形態に設けられる場合に限定されない。例えば、図１の形態に設けられてもよい。

このように、上述の実施形態と同様に、図４に例示したような形態のガラスアンテナ４００であれば、垂直偏波でＦＭ放送帯よりも帯域幅の広いメディア（例えば、ＤＡＢのバンドIII）に対応可能な受信特性を容易に得ることができる。

図５は、第５の実施形態であるガラスアンテナ５００の平面図である。上述の実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。

給電部１とアンテナエレメント１１とを接続する接続エレメントは無くてもよく、アンテナエレメント１１は給電部１に接続エレメントを介さずに直接接続されてもよい。

ガラスアンテナ５００は、第１の給電部と第２の給電部のうち少なくとも一方の近傍に第３のアンテナ導体を備えている。近傍とは第３のアンテナ導体による効果が得られる程度に給電部から離れていてもよいことであり、例えば、給電部から２０ｍｍ以下である。図５には、第３のアンテナ導体として、給電部２に接続エレメント４２上の中間点ｖを介して間接的に接続されるアンテナエレメント３４が例示されている。中間点ｖは、端部ｄ，ｅ間の間に存在し、必ずしも端部ｄ，ｅ間の中央点でなくてもよい。

アンテナエレメント３４は、接続エレメント４２に中間点ｖで接続され、上下方向に延在する補助エレメントである。アンテナエレメント３４は、中間点ｖを起点に下方に直線的に延伸し、下方への延伸の終端部である端部ｗまで延伸する。アンテナエレメント３４のような第３のアンテナ導体が設けられると、地上デジタルテレビ放送波の周波数帯（４７０〜７１０ＭＨｚ）よりも高帯域の電波（例えば、ＤＡＢのＬバンド（１４５２〜１４９２ＭＨｚ））を受信する際のアンテナ利得向上の点で好適である。なお、第３のアンテナ導体であるアンテナエレメント３４は、図５の形態に設けられる場合に限定されない。例えば、図１の形態に設けられてもよい。

このように、上述の実施形態と同様に、図５に例示したような形態のガラスアンテナ５００であれば、垂直偏波でＦＭ放送帯よりも帯域幅の広いメディア（例えば、ＤＡＢのバンドIII）に対応可能な受信特性を容易に得ることができる。

図６は、第６の実施形態であるガラスアンテナ６００の平面図である。上述の実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。

ガラスアンテナ６００のアンテナ導体１０は、第１の給電部に直接又は第１の接続エレメントを介して接続され左右方向に延在する第１のアンテナエレメントを含んでいる。図６には、第１のアンテナエレメントとして、給電部１に端部ａで直接接続されたアンテナエレメント１２が例示されている。

アンテナエレメント１２は、部分エレメント１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄによってループ状に形成された閉ループエレメントである。アンテナエレメント１２は、４つの端部ａ，ｘ，ｙ，ｚを角部とする左右方向に横長な長方形に形成されている。アンテナエレメント１２の閉ループの形状は、長方形に限らず、正方形等の四角形または他の方形状でもよいし、円状でもよいし、五角形等の他の多角形でもよい。

接続エレメント４３は、アンテナエレメント２１の下辺の部分エレメント２１ｃと右辺の部分エレメント２１ｂとが接続される接続点である右下の端部ｇを起点に右方に直線的に延伸し、右方への延伸の終端部である端部ｊまで延伸する。

アンテナエレメント２２は、図６のようにアンテナエレメント２１の一辺にのみ沿うように形成された直線状エレメントでもよい。アンテナエレメント２２は、アンテナエレメント２１の右辺の部分エレメント２１ｂと容量結合するように部分エレメント２１ｂに上下方向に沿って延伸する。

アンテナエレメント２３は、図１のように右下方に延伸する直線状のエレメントに限らず、図６にように部分エレメント２３ｅ，２３ｆによってＬ字状に形成されたＬ字状エレメントでもよい。部分エレメント２３ｅは、外縁６に沿う方向に延在し、部分エレメント２３ｂは、左右方向に延在する。部分エレメント２３ｅは、アンテナエレメント２２に端部ｌで接続され、端部ｌを起点に左上から右下に向けて斜め方向に直線的に延伸し、その斜め方向への延伸の終端部である端部ｎまで延伸する。部分エレメント２３ｆは、部分エレメント２３ｅに端部ｎで接続され、端部ｎを起点に左方に直線的に延伸し、左方への延伸の終端部である端部ｍまで延伸する。

また、図６に示されるように、第１の給電部と第２の給電部のうち少なくとも一方の近傍に備えられる第３のアンテナ導体は、複数あってもよい。図６には、第３のアンテナ導体として、給電部１に端部ｏで直接接続されるアンテナエレメント３１と、給電部２に端部ｓで直接接続されるアンテナエレメント３２が例示されている。

このように、上述の実施形態と同様に、図６に例示したような形態のガラスアンテナ６００であれば、垂直偏波でＦＭ放送帯よりも帯域幅の広いメディア（例えば、ＤＡＢのバンドIII）に対応可能な受信特性を容易に得ることができる。

図７は、第７の実施形態であるガラスアンテナ７００の平面図である。上述の実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。

図７に示されるように、ループ状に形成されたアンテナエレメント１２は、接続エレメント４１を介して、給電部１に接続されてもよい。接続エレメント４１は、例えば、Ｌ字状に形成されたＬ字状エレメントである。アンテナエレメント１２は、４つの端部ａａ，ｘ，ｙ，ｚを角部とする左右方向に横長な長方形に形成された閉ループエレメントである。また、ループ状に形成されたアンテナエレメント２１と給電部２とを接続する接続エレメント４２は、Ｌ字状に形成されたエレメントでもよい。

このように、上述の実施形態と同様に、図７に例示したような形態のガラスアンテナ７００であれば、垂直偏波でＦＭ放送帯よりも帯域幅の広いメディア（例えば、ＤＡＢのバンドIII）に対応可能な受信特性を容易に得ることができる。

ところで、ＦＭ放送の周波数帯よりも帯域幅が広く垂直偏波のメディアの周波数帯（第１の周波数帯）の中心周波数における空気中の波長をλ_０１とし、窓ガラスの波長短縮率をｋとし、窓ガラス上での波長をλ_ｇ１＝λ_０１・ｋとする。このとき、第２の給電点から第４のアンテナエレメントの先端までの最長経路長Ｌａが、（３／４）・λ_ｇ１を狙い値として、(５／８)・λ_ｇ１以上（７／８）・λ_ｇ１以下、より好ましくは、(１１／１６)・λ_ｇ１以上（１３／１６）・λ_ｇ１以下であれば、第１の周波数帯のアンテナ利得向上の点で好ましい結果が得られる。

例えば図１の場合、最長経路長Ｌａは、同じエレメントを通らないで給電部２の端部ｄからアンテナエレメント２３の端部ｍまでのうち最長のエレメント長に相当する。すなわち、端部ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍの順路での導体長である。図３の場合であれば、端部ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｑ，ｒ，ｌ，ｍの順路での導体長である。

例えば、第１の周波数帯としてバンドIII（１７４〜２４０ＭＨｚ）を設定した場合、その中心周波数は２０７ＭＨｚである。したがって、バンドIIIのアンテナ利得を向上させたい場合、電波の速さを３．０×１０^８ｍ／ｓとし、波長短縮率ｋを０．６４とすると、最長経路長Ｌａを、５７９ｍｍ以上８１２ｍｍ以下、より好ましくは６３８ｍｍ以上７５３ｍｍ以下に調整するとよい。

また、第３のアンテナエレメントの、第３の接続エレメントとの接続点から第４のアンテナエレメントとの接続点までのエレメント部分のうち、前記第２のアンテナエレメントに沿って延在する部分の長さＬ２２が、アンテナ導体が他の任意の導体又は外縁６にぶつからない範囲内で、（１／８）・λ_ｇ１以上、より好ましくは、（３／１６）・λ_ｇ１以上であれば、第１の周波数帯のアンテナ利得向上の点で好ましい結果が得られる。

例えば図１の場合、長さＬ２２は、部分エレメント２２ａと接続エレメント４３との接続点である端部ｊから、部分エレメント２２ｂとアンテナエレメント２３との接続点である端部ｌまでのエレメント長に相当する。すなわち、端部ｊ，ｋ，ｌの順路での導体長である。図２の場合であれば、長さＬ２２は、アンテナエレメント２２の端部ｊから端部ｌまでのエレメント長に相当する。図３の場合であれば、長さＬ２２は、端部ｊ，ｑ，ｒ，ｌの順路での導体長である。

したがって、バンドIIIのアンテナ利得を向上させたい場合、電波の速さを３．０×１０^８ｍ／ｓとし、波長短縮率ｋを０．６４とすると、長さＬ２２を、１１５ｍｍ以上、より好ましくは、１７４ｍｍ以上に調整するとよい。

また、第２のアンテナエレメントのループの周長Ｌ２１が、（１／２）・λ_ｇ１を狙い値として、（３／８）・λ_ｇ１以上（５／８）・λ_ｇ１以下、より好ましくは、（７／１６）・λ_ｇ１以上（９／１６）・λ_ｇ１以下であれば、第１の周波数帯のアンテナ利得向上の点で好ましい結果が得られる。

例えば図１の場合、周長Ｌ２１は、アンテナエレメント２１の閉ループのエレメント長に相当する。すなわち、端部ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｅの順路での導体長である。

したがって、バンドIIIのアンテナ利得を向上させたい場合、電波の速さを３．０×１０^８ｍ／ｓとし、波長短縮率ｋを０．６４とすると、周長Ｌ２１を、３４７ｍｍ以上５８０ｍｍ以下、より好ましくは４０６ｍｍ以上５２２ｍｍ以下に調整するとよい。

また、第１の給電部と、第１の給電部から最短経路で最も遠い第１のアンテナエレメント上の点である最遠点との間の最短経路長Ｌ１０が、（１／８）・λ_ｇ１以上（１／４）・λ_ｇ１以下、より好ましくは、（５／３２）・λ_ｇ１以上（７／３２）・λ_ｇ１以下であれば、第１の周波数帯のアンテナ利得向上の点で好ましい結果が得られる。

例えば図１の場合、最短経路長Ｌ１０は、給電部１の端部ａからアンテナエレメント１１の端部ｃまでのエレメント長に相当する。なお、第１の給電部から最短経路で最も遠い第１のアンテナエレメント上の点である最遠点は、図６，７の場合、ループ状のアンテナエレメント１２上の点に相当するが、例えば端部ｙ又はｚに一致するとは限らない。

したがって、バンドIIIのアンテナ利得を向上させたい場合、電波の速さを３．０×１０^８ｍ／ｓとし、波長短縮率ｋを０．６４とすると、最短経路長Ｌ１０を、１１５ｍｍ以上２３２ｍｍ以下、より好ましくは１４５ｍｍ以上２０３ｍｍ以下に調整するとよい。

また、第１の周波数帯よりも高帯域の第２の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_０２とし、前記窓ガラスの波長短縮率をｋとし、前記窓ガラス上での波長をλ_ｇ２＝λ_０２・ｋとする。このとき、第３のアンテナ導体は、（１／８）・λ_ｇ２以上（１／２）・λ_ｇ２以下、より好ましくは、(３／１６)・λ_ｇ２以上（７／１６）・λ_ｇ２以下のエレメント長Ｌ３０のアンテナエレメントを少なくとも一つ有すると、第２の周波数帯のアンテナ利得向上の点で好ましい。

例えば図２の場合、エレメント長Ｌ３０は、エレメント３１の端部ｏから端部ｐまでの導体長に相当する。

例えば、第２の周波数帯としてＬバンド（１４５２〜１４９２ＭＨｚ）を設定した場合、その中心周波数は１４７２ＭＨｚである。したがって、Ｌバンドのアンテナ利得を向上させたい場合、電波の速さを３．０×１０^８ｍ／ｓとし、波長短縮率ｋを０．６４とすると、エレメント長Ｌ３０を、１６ｍｍ以上６６ｍｍ以下、より好ましくは２４ｍｍ以上５７ｍｍ以下に調整するとよい。

また、第１の周波数帯のアンテナ利得を向上させる点で、互いに容量結合する第２のアンテナエレメントと第３のアンテナエレメントとの間隔は、例えば３ｍｍ以上１７ｍｍ以下であることが好ましい。例えば図１の場合、当該間隔は、部分エレメント２１ｃと２２ａとの最短距離、部分エレメント２１ｂと２２ｂとの最短距離に相当する。

以上、ガラスアンテナ及び窓ガラスを実施形態例により説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではない。他の実施形態例の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

図１に例示したガラスアンテナ１００の形態を実際の車両のサイドガラスに取り付けて作製された自動車用ガラスアンテナについて、そのアンテナ利得の実測結果について説明する。

アンテナ利得は、ガラスアンテナが形成された自動車用窓ガラスを、ターンテーブル上の自動車の窓枠に水平面に対して約７５°傾けた状態で組みつけて実測された。給電部１に同軸ケーブルの内部導体が接続されるように、また給電部２に同軸ケーブルの外部導体が接続されるようにコネクタが取り付けられていて、給電部１，２は同軸ケーブルを介してネットワークアナライザに接続された。水平方向から窓ガラスに対して全方向から電波が照射されるように、ターンテーブルを回転させた。

アンテナ利得の測定は、ターンテーブルの中心に、ガラスアンテナのガラスを組みつけた自動車の車両中心をセットして、自動車を３６０°回転させて行った。アンテナ利得のデータは、回転角度５°毎に、バンドIIIの周波数範囲において３ＭＨｚ毎に測定された。電波の発信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°とする場合、仰角＝０°の方向）で測定した。アンテナ利得は、半波長ダイポールアンテナを基準とし、半波長ダイポールアンテナのアンテナ利得が０ｄＢとなるように標準化した。

＜例１＞

表１及び図８は、図１に示すガラスアンテナ１００の形態を実際の車両のサイドガラスに取り付けたことにより作製された自動車用高周波ガラスアンテナについて、端部ｊから端部ｍまでの導体長を一定値に固定したまま、上述の容量結合部分の長さＬ２２を変化させたときの、アンテナ利得の実測データである。図８の縦軸のＧａｉｎは、バンドIII（１７０〜２４０ＭＨｚ）において３ＭＨｚ毎に計測された回転角度５°毎のアンテナ利得の帯域での平均値を示している。

表１及び図８を実測したときのガラスアンテナ１００の各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
Ｌ１１＋Ｌ４１：１７０
Ｌ４２：５０
Ｌ２１（＝Ｌ２１ａ＋Ｌ２１ｂ＋Ｌ２１ｃ＋Ｌ２１ｄ）：４１０
Ｌ４３：１０
端部ｊから端部ｍまでの導体長：３３０
である。ただし、「Ｌ＊」は（＊は符号を表す）、エレメント＊の導体長を示している。各エレメントの導体幅は０．８ｍｍである。給電部１，２は、ともに、一辺が１２ｍｍの正方形である。給電部１と給電部２との間隔は、１３ｍｍである。

図８に示されるように、容量結合部分の長さＬ２２を、１１５ｍｍ以上に調整することによって、バンドIIIのアンテナ利得を向上させることができた。

＜例２＞

表２及び図９は、図１に示すガラスアンテナ１００の形態を実際の車両のサイドガラスに取り付けたことにより作製された自動車用高周波ガラスアンテナについて、部分エレメント２１ｂ，２１ｄの導体長を一定値に固定したまま、アンテナエレメント２１の周長Ｌ２１を変化させたときの、アンテナ利得の実測データである。図９の縦軸のＧａｉｎは、バンドIII（１７０〜２４０ＭＨｚ）において３ＭＨｚ毎に計測された回転角度５°毎のアンテナ利得の帯域での平均値を示している。

表２及び図９を実測したときのガラスアンテナ１００の各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
Ｌ１１＋Ｌ４１：１７０
Ｌ４２：３０
Ｌ２１ｂ，Ｌ２１ｄ：１５５
Ｌ４３：５
端部ｊから端部ｍまでの導体長：３４５
である。それ以外の寸法は、例１と同様である。

図９に示されるように、アンテナエレメント２１の周長Ｌ２１を、３４７ｍｍ以上５８０ｍｍ以下に調整することによって、バンドIIIのアンテナ利得を向上させることができた。

＜例３＞

表３及び図１０は、図１に示すガラスアンテナ１００の形態を実際の車両のサイドガラスに取り付けたことにより作製された自動車用高周波ガラスアンテナについて、第１のアンテナ導体に係る上述の最短経路長Ｌ１０を変化させたときの、アンテナ利得の実測データである。図１０の縦軸のＧａｉｎは、バンドIII（１７０〜２４０ＭＨｚ）において３ＭＨｚ毎に計測された回転角度５°毎のアンテナ利得の帯域での平均値を示している。

表３及び図１０を実測したときのガラスアンテナ１００の各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
Ｌ４２：５０
Ｌ２１（＝Ｌ２１ａ＋Ｌ２１ｂ＋Ｌ２１ｃ＋Ｌ２１ｄ）：４１０
Ｌ４３：１０
端部ｊから端部ｍまでの導体長：３３０
である。それ以外の寸法は、例１と同様である。

図１０に示されるように、最短経路長Ｌ１０を、１１５ｍｍ以上２３２ｍｍ以下に調整することによって、バンドIIIのアンテナ利得を向上させることができた。

１ 給電部（第１の給電部の一例）
２ 給電部（第２の給電部の一例）
５ 窓ガラス
６ 外縁
７ 隠蔽膜
１０ アンテナ導体（第１のアンテナ導体の一例）
２０ アンテナ導体（第２のアンテナ導体の一例）
１１ アンテナエレメント（第１のアンテナエレメントの一例）
２１ アンテナエレメント（第２のアンテナエレメントの一例）
２２ アンテナエレメント（第３のアンテナエレメントの一例）
２３ アンテナエレメント（第４のアンテナエレメントの一例）
３１，３２，３３，３４ アンテナエレメント（第３のアンテナ導体の一例）
４１ 接続エレメント（第１の接続エレメントの一例）
４２ 接続エレメント（第２の接続エレメントの一例）
４３ 接続エレメント（第３の接続エレメントの一例）
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００ ガラスアンテナ

Claims (13)

1. 車両の窓ガラスに設けられるガラスアンテナであって、
   上下に並べられた第１の給電部及び第２の給電部と、前記第１の給電部に接続される第１のアンテナ導体と、前記第２の給電部に接続される第２のアンテナ導体とを備え、
   前記第１のアンテナ導体は、
   前記第１の給電部に直接又は第１の接続エレメントを介して接続され左右方向に延在する第１のアンテナエレメントを含み、
   前記第２のアンテナ導体は、
   前記第２の給電部に直接又は第２の接続エレメントを介して接続され且つループ状に形成された第２のアンテナエレメントと、前記第２のアンテナエレメントに第３の接続エレメントを介して接続され且つ前記第２のアンテナエレメントと容量結合するように前記第２のアンテナエレメントに沿って延在する第３のアンテナエレメントと、前記第３のアンテナエレメントに接続され且つ前記第２のアンテナエレメントに対し前記第２の給電部とは反対側で延在する第４のアンテナエレメントとを含む、ことを特徴とする、ガラスアンテナ。
2. 所定の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_０１とし、前記窓ガラスの波長短縮率をｋとし、前記窓ガラス上での波長をλ_ｇ１＝λ_０１・ｋとして、
   前記第２の給電部から前記第４のアンテナエレメントの先端までの最長経路長が、(５／８)・λ_ｇ１以上（７／８）・λ_ｇ１以下である、請求項１に記載のガラスアンテナ。
3. 前記第２の給電部から前記第４のアンテナエレメントの先端までの最長経路長が、５７９ｍｍ以上８１２ｍｍ以下である、請求項１に記載のガラスアンテナ。
4. 所定の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_０１とし、前記窓ガラスの波長短縮率をｋとし、前記窓ガラス上での波長をλ_ｇ１＝λ_０１・ｋとして、
   前記第３のアンテナエレメントの、前記第３の接続エレメントとの接続点から前記第４のアンテナエレメントとの接続点までのエレメント部分のうち、前記第２のアンテナエレメントに沿って延在する部分の長さが、（１／８）・λ_ｇ１以上である、請求項１から３のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
5. 前記第３のアンテナエレメントの、前記第３の接続エレメントとの接続点から前記第４のアンテナエレメントとの接続点までのエレメント部分のうち、前記第２のアンテナエレメントに沿って延在する部分の長さが、１１５ｍｍ以上である、請求項１から３のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
6. 所定の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_０１とし、前記窓ガラスの波長短縮率をｋとし、前記窓ガラス上での波長をλ_ｇ１＝λ_０１・ｋとして、
   前記第２のアンテナエレメントのループの周長が、（３／８）・λ_ｇ１以上（５／８）・λ_ｇ１以下である、請求項１から５のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
7. 前記第２のアンテナエレメントのループの周長が、３４７ｍｍ以上５８０ｍｍ以下である、請求項１から５のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
8. 所定の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_０１とし、前記窓ガラスの波長短縮率をｋとし、前記窓ガラス上での波長をλ_ｇ１＝λ_０１・ｋとして、
   前記第１の給電部と、前記第１の給電部から最短経路で最も遠い前記第１のアンテナエレメント上の点である最遠点との間の最短経路長が、（１／８）・λ_ｇ１以上（１／４）・λ_ｇ１以下である、請求項１から７のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
9. 前記第１の給電部と、前記第１の給電部から最短経路で最も遠い前記第１のアンテナエレメント上の点である最遠点との間の最短経路長が、１１５ｍｍ以上２３２ｍｍ以下である、請求項１から７のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
10. 前記第１の給電部と前記第２の給電部のうち少なくとも一方の近傍に第３のアンテナ導体を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のガラスアンテナ。
11. 所定の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_０２とし、前記窓ガラスの波長短縮率をｋとし、前記窓ガラス上での波長をλ_ｇ２＝λ_０２・ｋとしたとき、
    前記第３のアンテナ導体のエレメント長は、（１／８）・λ_ｇ２以上（１／２）・λ_ｇ２以下である、請求項１０に記載のガラスアンテナ。
12. 前記第３のアンテナ導体のエレメント長は、１６ｍｍ以上６６ｍｍ以下である、請求項１０に記載のガラスアンテナ。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載のガラスアンテナが設けられた窓ガラス。

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