JPH08222930A

JPH08222930A - ガラスアンテナ

Info

Publication number: JPH08222930A
Application number: JP2955395A
Authority: JP
Inventors: Tatsuaki Taniguchi; 龍昭谷口; Kazuo Shigeta; 一生重田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】デフォッガが設けられ限られたスペースしか
確保できないガラスにおいて、幅広い周波数帯域に亘っ
て高い受信感度を確保できるガラスアンテナを提案する【構成】ガラス上にデフォッガ（１３０，１４０）と
アンテナ素子（１００，１２０，１７０，１８０）とが
延設されたガラスアンテナであって、アンテナ素子１０
０とアンテナ素子１２０とは容量結合し、アンテナ素子
１７０，１８０はアンテナ素子１００と容量結合しない
程度に離間している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両等のウィンドガ
ラスに設置されるガラスアンテナに関し、詳しくは、デ
フォッガ内に設けられた互いに容量結合する２つのアン
テナ導体素子を有するガラスアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両用アンテナとして、そのボ
ディにポール（ロッド）を絶縁状態で突設してこれに給
電するようにしたポールアンテナが広く知られている
が、このポールアンテナは、ポールの折れ曲がりや破損
を招き易く、しかも走行時に風切り音が発生するという
問題があることから、これに代わるアンテナとしてガラ
スアンテナが実用化されている。

【０００３】このガラスアンテナは、例えば実開昭６３
−９２４０９号公報等に開示されるように、車両のウィ
ンドガラスに設けられるデフォッガの側部に近接してア
ンテナ線を配置し、それに給電するようにしたものであ
る。しかし、この従来のガラスアンテナでは、アンテナ
線をデフォッガに対し近接配置してアンテナの受信性能
をチューニングしており、そのアンテナの性能を向上さ
せるための方法が定性的でなく、チューニングが不明確
で予測し難いとともに、アンテナ自体の構成が複雑にな
るという問題がある。

【０００４】一方、これとは別に、特開昭６２−１３１
６０６号公報に開示されるように、ガラス面に透明導電
膜を設けるとともに、この導電膜上側のガラス面に、給
電点を有するアンテナ体を配置し、このアンテナ体と透
明導電膜とを容量結合させてアンテナとするようにした
ものが提案されている。また、米国特許第５，０２９，
３０８号では、デフォッガ熱線が張られた領域内におい
てデフォッガ領域の略中央で上下方向に延びた第１のア
ンテナ導体を設け、この第１のアンテナ導体と交差する
熱線を電気的に接続する。さらに、デフォッガの最上位
（若しくは最下位）の熱線に接続させるようにして、デ
フォッガの上部（若しくは下部）において第２のアンテ
ナ導体を設ける。即ち、前記第１のアンテナ導体と第２
のアンテナ導体とが１つのアンテナとして機能するよう
にしているのである。しかしながら、第１，第２のアン
テナ導体を接続すると、デフォッガに流れる直流電流が
第１のアンテナ導体に分流してしまい、上記接続点近傍
において曇り除去の効果が落ちてしまう。そこで、この
米国特許では、第１のアンテナ導体と第２のアンテナ導
体との間にコンデンサを設け、デフォッガに流れる電流
が第１のアンテナ導体に分流しないようにしている。
尚、このコンデンサの容量は、第１のアンテナ導体と第
２のアンテナ導体とが１つのアンテナとして機能するよ
うに、受信周波数帯域において、低いインピーダンスを
有するものが選択されている。

【０００５】また、さらに、特開昭５５−６０３０４号
は、デフォッガ領域内に上下方向に第１のアンテナ導体
を、デフォッガ領域外に第２のアンテナ導体を設ける。
そして、第１の導体に接続し且つこの第１の導体に直交
（即ち、デフォッガ熱線に平行するように）するように
して設けた第１の導線と、この第１の導線に平行させ前
記第２のアンテナ導体に接続された第２の導線とをガラ
ス面上に設け、これらの第１，第２の導線同士を近接さ
せて容量結合させるというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記提案の従来例（実
開昭６３−９２４０９号や特開昭６２−１３１６０６
号）では、アンテナ体を透明導電膜と容量結合させてい
るものの、ガラスの透明性を確保すべく、この導電膜の
透明度を確保しようとして薄膜のものを利用すると、そ
の電気抵抗値が極めて高くならざるを得ず、受信電流が
流れ難くなり、実用上は良好なアンテナ性能を期待でき
ない虞れがある。

【０００７】また、米国特許第５，０２９，３０８号で
は、設けられたコンデンサが受信電波の周波数帯域にお
いて低インピーダンスとなるように選ばれているため
に、デフォッガ熱線がアンテナとして機能してしまい、
アンテナ性能が劣化してしまうという欠点がある。

【０００８】また、特開昭５５−６０３０４号において
も、上記米国特許第５，０２９，３０８号と同じよう
に、デフォッガ領域外に設けられたアンテナ形状に配慮
がないために、換言すれば、デフォッガ熱線がアンテナ
として機能させないようにすることを考慮していないた
めにアンテナ性能が劣化していた。このように、上述の
従来のガラスアンテナでは、デフォッガの影響を解消す
るという概念に基づいた設計がなされていないのが通常
である。

【０００９】そこで受信感度を確保するために、特開昭
５５−６０３０４号は、車幅方向にアンテナ線の長さを
拡張している。しかしながら、車幅方向にアンテナの長
さを長くすると言っても、このアンテナはデフォッガの
設けられていない領域に配置されることになるために、
その領域を占有することになる。そして、その限られた
領域に配置するが故に、アンテナを１種類しか設定でき
ず、そのために広い周波数帯域に亘って高い受信感度を
確保できるというものではない。

【００１０】また、従来のガラスアンテナでは、車体構
造の要請から、ガラスアンテナの給電点をアンテナパタ
ーンの端部に設けることができない場合が多く、それ故
に、例えば特開平２−４２８０２号のように、アンテナ
端部から給電位置までガラス面上にフィーダ線を設ける
ことにより給電点を確保し、受信感度をそのフィーダ線
の幅を調節することで上げようとしている。このために
場合によってはフィーダ線の幅を大きく取らなければな
らず、そのフィーダ線によって後方視認性が阻害された
り、美観が阻害されたりする。

【００１１】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、デフォッガが設けられ
限られたスペースしか確保できないガラスにおいて、幅
広い周波数帯域に亘って高い受信感度を確保できるガラ
スアンテナを提案するものである。本発明の他の目的
は、給電点の位置をどこに設けようとも、その位置に影
響を受けることなく、受信電波をロス少なく伝達するこ
とのできるガラスアンテナを提案するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、請求項１に係る本発明の、車幅方向に複数の熱線が
デフォッガとして延設されたデフォッガ領域と熱線が延
設されていない空白領域とを有するガラス上に設けら
れ、前記デフォッガ領域においてデフォッガの熱線と電
気的に直結しながら前記ガラス上で上下方向に延設され
た第１のアンテナ素子を有するガラスアンテナであっ
て、前記空白領域に延設され、前記第１のアンテナ素子
と容量結合する第２のアンテナと、前記空白領域に延設
され、前記第１のアンテナ素子との容量結合が無視でき
る程度に少ない第３のアンテナ素子とを具備することを
特徴とする。

【００１３】容量結合をしているアンテナ素子を例えば
高い周波数の電波受信用に、容量結合していないアンテ
ナ素子を低い周波数の電波受信用に用いれば、広い周波
数の範囲で高い受信感度を確保できる。本発明の好適な
一態様に拠れば、前記第３のアンテナ素子は前記第１の
アンテナ素子との結合容量が無視できる程度に離間して
いる位置に設けられている。位置を離すだけで容量結合
の影響を解消することができ、構成が簡略化される。

【００１４】本発明の好適な一態様に拠れば、前記空白
領域はこのガラスアンテナの上部に設定される。本発明
の好適な一態様に拠れば、前記第２のアンテナ素子と第
３のアンテナ素子とはガラスアンテナの上部に設けられ
ている。空白領域を有効に利用できる。本発明の好適な
一態様に拠れば、前記第３のアンテナ素子は略Ｌ字形状
若しくは逆Ｌ字形状である。単純な構造で有効長を確保
できる。

【００１５】本発明の好適な一態様に拠れば、前記第３
のアンテナ素子と前記デフォッガの熱線の最近のものと
の距離が３０mm以上離間している。本発明の好適な一態
様に拠れば、前記第２のアンテナ素子は２つのアンテナ
導体を有し、そのいずれか一方のアンテナ導体はＦＭ電
波受信に設定され、前記第３のアンテナ素子はＴＶ電波
受信用に設定されている。

【００１６】本発明の好適な一態様に拠れば、前記第２
のアンテナ素子は前記第１のアンテナ素子と容量結合す
る２つのアンテナ導体を有し、これら２つのアンテナ導
体と前記第３のアンテナ素子とで空間ダイバシテイアン
テナシステムを構成する。本発明の好適な一態様に拠れ
ば、前記２つのアンテナ導体と前記第３のアンテナ素子
のうち、相対的に高い周波数に設定された２つのアンテ
ナの離間距離は、相対的に低い周波数に設定された２つ
のアンテナの離間距離よりも短く設定されている。

【００１７】本発明の好適な一態様に拠れば、前記第３
のアンテナ素子は２つのアンテナ導体を有し、これら２
つのアンテナ導体と前記第２のアンテナ素子とで空間ダ
イバシテイアンテナシステムを構成する。本発明の好適
な一態様に拠れば、前記２つのアンテナ導体と前記第３
のアンテナ素子はこのガラスアンテナの車幅方向に分散
している。

【００１８】本発明の好適な一態様に拠れば、前記２つ
のアンテナ導体と前記第２のアンテナ素子のうち、相対
的に高い周波数に設定された２つのアンテナの離間距離
は、相対的に低い周波数に設定された２つのアンテナの
離間距離よりも短く設定されている。上記本発明の他の
目的は、ウインドパネル上にアンテナパターンを配置し
たガラスアンテナにおいて、前記アンテナパターンの端
部と給電位置とを結ぶフィーダ線をこのパネル上に延設
すると共に、前記フィーダ線の長さｌを、ガラス短縮率
をα、受信周波数の波長をλとすると、ｌ≒α・λ／２に設定したガラスアンテナによって達成できる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。〈実施例のアンテナシステム〉図１は、この発明が適用
された自動車用のガラスアンテナを図示し、車内から見
た様子を示している。このガラスアンテナには、ガラス
３００上において、領域１３０には車幅方向に互いに略
平行に延びた延びた複数のデフォッガ熱線１３１ｔ，１
３１，…，１３１ｂが設けられ、領域１３０の下側の領
域１４０には車幅方向に互いに略平行に延びた複数のデ
フォッガ熱線１４１ｔ，１４１，…，１４１ｍ，１４１
ｂが設けられている。

【００２０】領域１３０内において、デフォッガ熱線１
３１ｔ，１３１，…，１３１ｂの車幅方向略中央でこれ
ら熱線と交差し且つ電気的に接続されているアンテナ導
体素子１００が設けられ、領域１４０内において、デフ
ォッガ熱線１４１ｔ，１４１，…，１４１ｍ（後述する
理由で１４１ｂとは交差しない）の車幅方向略中央でこ
れら熱線と交差し且つ電気的に接続されているアンテナ
導体素子１５０が設けられている。ガラスウインド３０
０の上部にはデフォッガ熱線が設けられていない領域が
あり、この領域に４つのアンテナ（図１において左から
順に１１０，１７０，１８０，１２０）が配置されてい
る。アンテナ１１０，１２０は目の字形状をしており、
アンテナ１７０はＬ字形状、アンテナ１８０は逆Ｌ字形
状である。

【００２１】Ｌ字形状アンテナ１７０が受信した信号は
フィーダ線１７１を介して給電点１７３に伝達され、不
図示のチューナ等に入力される。逆Ｌ字形状アンテナ１
８０が受信した信号はフィーダ線１８３を介して給電点
１８４に伝達され、不図示のチューナ等に入力される。
モノポール型のアンテナ導体素子１００は熱線１３１ｂ
に電気的に接続しており、またモノポール型のアンテナ
導体素子１５０は熱線１４１ｔに電気的に接続してい
る。従って、アンテナ導体素子１００とアンテナ導体素
子１５０とは、熱線１３１ｂ，１４１ｔを介して容量結
合する。かくして、アンテナ導体素子１００とアンテナ
導体素子１５０とは「第１のアンテナ」を構成する。目
の字形状アンテナ１１０と最上位デフォッガ熱線１３１
ｔとの距離は短いｄ₁であり、従って、アンテナ１１０
はデフォッガ熱線１３１ｔを介してアンテナ導体素子１
００と容量結合する。目の字形状アンテナ１２０と最上
位デフォッガ熱線１３１ｔとの距離は短いｄ₂であり、
従って、アンテナ１２０もデフォッガ熱線１３１ｔを介
してアンテナ導体素子１００と容量結合する。従って、
アンテナ１１０と１２０は、その各々が「第２のアンテ
ナ」を構成する。

【００２２】Ｌ字形状アンテナ１７０と最上位デフォッ
ガ熱線１３１ｔとの距離は長いｄ₃であり、従って、ア
ンテナ１７０はデフォッガ熱線１３１ｔを介してアンテ
ナ導体素子１００と容量結合することはない。同じく、
逆Ｌ字形状アンテナ１８０と最上位デフォッガ熱線１３
１ｔとの距離は長いｄ₄であり、従って、アンテナ１８
０はデフォッガ熱線１３１ｔを介してアンテナ導体素子
１００と容量結合することはない。かくして、アンテナ
１７０，１８０は共に、夫々「第３のアンテナ」として
機能する。

【００２３】図１に示したアンテナシステムの特徴は、：第１のアンテナ（アンテナ導体素子１００とアンテ
ナ導体素子１５０）と第２のアンテナ（アンテナ１２
０）とが容量結合し、第３のアンテナ（アンテナ１７０
またはアンテナ１８０）が第１のアンテナとの容量結合
を無視できるような距離に配置されたことにより、幅広
い周波数帯域で高い受信感度を確保できること、：フィーダ線１７２及び１８３の長さを適当に設定す
ることにより、給電点の位置やフィーダ線の線幅に制約
を受けることなくフィーダ線によるロスを低減できるこ
とである。

【００２４】〈容量結合の設定〉図１のアンテナシステ
ムにおいて、第１のアンテナ（１００，１５０）が第２
のアンテナ（１１０，１２０）と容量結合し、この結合
容量を適当に設定することにより、第１のアンテナ（１
００，１５０）が第２のアンテナ（１１０，１２０）と
が、高感度のモノポール型アンテナとして機能する理由
を、図２〜図９を用いて説明する。

【００２５】この容量決定の手法は、本発明の出願人が
特願平６−２７１００５号などで明らかにしたものであ
る。図２〜図１１は、容量結合の原理説明を間略化する
ためのものである。図２は本明細書に於いてガラスアン
テナが適用される車両の後部を示し、１は車両のボディ
であって、このボディ１の後部にはリヤウィンド２が開
口され、このリヤウィンド２にはリヤウィンドガラス３
（以下、単にウィンドガラスという）が略気密状に嵌装
されている。

【００２６】図３に示すように、自動車のリヤウインド
ガラス３にはデフォッガ５の熱線が、ウィンドガラス３
の上端部（ウィンド２周囲上側のボディ１）から所定の
大きさの空白部４だけ隔てられ、さらに左右方向におけ
る中央部がウィンドガラス３の左右中央部と略一致する
ように配置されて取り付けられている。このデフォッガ
５は、上下段部５ａ，５ｂを有するコ字状のもので、車
幅方向に左右に延びる複数本のヒータ線６，６，…（熱
線）を上下２段に分け、上段側ヒータ線６，６，…及び
下段側ヒータ線６，６，…の各一側（右側）の端部同士
をそれぞれ独立バスバー７，８で接続し、全体のヒータ
線６，６，…の他側（左側）の端部同士を共通バスバー
９で接続したものである。

【００２７】尚、図示しないが、上側独立バスバー７は
ボディ１にアースされてデフォッガ５のアース側とされ
ている。また、下側独立バスバー８は図外のスイッチを
介して車載バッテリーの＋電源に接続されており、スイ
ッチをＯＮ操作することで、バッテリーからデフォッガ
５の各ヒータ線６に給電して発熱させ、その発熱により
ウィンドガラス３面の曇りを除去するようになってい
る。

【００２８】デフォッガは、ガラスアンテナの性能に大
きな影響を与える。特に、デフォッガに流れる直流電流
はノイズ成分が多くこのノイズがアンテナに載らないこ
とが好ましい。さらに、デフォッガの熱線がアンテナ導
体素子として機能してしまい、目標の性能のガラスアン
テナを設計することはなかなか難しかった。容量結合型
アンテナは、従来のガラスアンテナよりも飛躍的に性能
を高めるために、本発明の発明者達が、デフォッガから
のノイズ成分をカットし、さらに、デフォッガ熱線がア
ンテナ素子として機能しないようにされたもので、特願
平６−２０５７６７号として提案されたものである。こ
の特願平６−２０５７６７号に提案されたガラスアンテ
ナの設計方法およびその設計方法によって構成されたガ
ラスアンテナの構造を先に説明することにより、デフォ
ッガの熱線がアンテナの動作に影響を与えないようにす
ることができる理由について説明する。

【００２９】図４は、デフォッガの熱線が配された領域
において熱線６に交差して導体４１が配線されていると
ころを示す。最上位の熱線６に平行して導体４２が配さ
れ、この導体４２に直交して導体４０が配されている。
導体４０の給電点からの長さをＬ、デフォッガの熱線
（最上位の熱線６ａ）の長さを２Ｙとする。導体４０と
熱線６との関係を見るために、図５のような等価回路図
を考える。図５でコンデンサ４３は導体４２と熱線６ａ
とによる結合容量である。コンデンサ４３によるガラス
面上でのアンテナ短縮率をαで表す。今、結合容量Ｃ＝
１１ｐＦ（８４ＭHz)、Ｌ＝１２cm、Ｙ＝２８cmとする
と、コンデンサ４３による短縮効果により、図５のアン
テナは図６に示したアンテナと等価となる。この例で
は、コンデンサ４３以降のアンテナ導体の長さが２８cm
から２２cmに短縮したので、コンデンサ短縮率αは、 α＝２２／２８となる。短縮率αと結合容量との関係を実験的に求めれ
ば、図７及び図８のようになる。図７，図８のグラフに
よれば、結合容量Ｃが増えれば短縮率αは増加する。し
かし、短縮率αは、結合容量Ｃが４０ｐＦを超えると、
Ｃが増えても１を超えない。このことは、結合容量を４
０ｐＦを超えて増やすことは意味がないことを物語って
いる。

【００３０】長さ２Ｙの熱線６がアンテナに大きく影響
しなくなるためには、その熱線のインピーダンスが極め
て大きくなればよい。発明者達による実験の結果、熱線
６のインピーダンスが極めて大きくなるためには、 β・λ／４＝Ｌ＋α・Ｙ …（１）の関係を満足するように、導体（アンテナの一部）の長
さＬと、熱線（最上位の熱線）の長さＹと、容量結合に
よる短縮率αとの関係を設定すれば良いことを見いだし
た。ここで、λは受信しようとする電波の波長であり、
βはガラスによるアンテナ短縮率であり、自動車用のガ
ラスであれば、通常、β＝０．６程度であることが知ら
れている。

【００３１】（１）式を変形すると、 α＝（β・λ／４ −Ｌ）・１／Ｙ …（２）となる。（２）式を使って、車両が異なる場合について
考察する。車両によって、Ｌが長くなる場合は、（２）
式からαは小さくなることが分かるから、デフォッガの
影響を少なくするためには、図７のグラフに従って結合
容量Ｃを低くする。一方、Ｙの長さが短いような車両で
は、（２）式からαが大きくなることが分かるから、容
量Ｃを大きく設定する。

【００３２】このような手法により決定された、デフォ
ッガがアンテナ特性にほとんど影響しなくなるような設
定は、ＦＭ周波数域の波長であれば、７０cm≦λ／４≦１００cm であり、車載状態ではガラス短縮率（β＝０．６）を掛
けて、４２cm≦β・λ／４≦６０cm、即ち、４２cm≦Ｌ＋α・Ｙ≦６０cm となる。

【００３３】尚、上記式（１）の関係はデフォッガのバ
スバー端部が車体ボデイに短絡されている理想状態を想
定した場合に成り立つもので、実際の車両においては、
バスバーとボデイ間とはある程度の容量結合によって接
続されている構成と見做されえることから、ＦＭラジオ
用としての、上記のＬ＋α・Ｙの取るべき好ましい範囲
としては、２０cm≦Ｌ＋α・Ｙ≦７０cm …（３）であることが実験的に得られた。また、ＦＭラジオの周
波数帯域が８８MHz〜１０８MHzの北米に於て使用するに
特に相応しいアンテナについては、４０cm≦Ｌ＋α・Ｙ≦５０cm となり、一方、日本におけるＦＭ電波の周波数帯域７６
MHz〜９０MHzについては、５０cm≦Ｌ＋α・Ｙ≦６０cm に設定されるガラスアンテナが特に好ましい性能を示
す。

【００３４】また、実際にはＦＭラジオ用電波等広がり
を有する周波数帯域の電波を受信するので、全域に亘っ
て受信性能を確保するためには、Ｌ＋α・Ｙは受信しよ
うとする周波数帯域の略中央部分の周波数にあわせた長
さとするのが良いことは勿論である。図３のアンテナに
於て、第１の導体４０部分をループ４５に変更した場合
のアンテナを図９，図１０に示す。ループ導体の特徴
は、車幅方向に幅Ｗを有することであり、このようなル
ープ導体を用いると、結合容量の設定がＷを変えること
により簡単に行なうことができる。図１１に、ループ導
体４５の幅Ｗを色々と変えたときに、そして、ループ導
体４５とデフォッガ熱線６との距離ｄを色々と変えたと
きに、結合容量がどのように変わるかを示す。

【００３５】図９のような形状のガラスアンテナはアン
テナ性能として十分なモノが得られるもので、従来のリ
アポールアンテナ（９０cmのロッドアンテナ）に比して
保守性の面や風切り音等の面で圧倒的に優れているの
で、実用的な価値は特に大きい。

【００３６】次に、図１０のように、ループ導体４５
（Ｗ＝２０cm）をデフォッガの下部に配し、デフォッガ
の中央位置に於てこのアンテナ４５に給電した例でも、
高性能が得られる。なお、発明者達の知見（例えば、特
願平６−２０５７６７号）によると、モノポール型アン
テナをガラスアンテナとして車両に搭載した場合、モノ
ポール型アンテナの長さをＬ_xとすると、２０cm≦Ｌ_x≦７０cm …（４）の範囲で高性能のアンテナが得られる。また、上記のア
ンテナシステムは、前述したように（１）式を満足する
ように設定すれば、ＴＶのＶＨＦ帯にも適用が可能であ
る。

【００３７】ＴＶのＶＨＦ帯域の波長（９２MHz〜２２
２MHz）に於ては、デフォッガがアンテナ特性に殆ど影
響しなくなる設定は、３４cm≦λ／４≦８２cm であり、車載状態ではガラス短縮率（β＝０．６）を掛
けて、２０cm≦β・λ／４≦５０cm 即ち、２０cm≦Ｌ＋α・Ｙ≦５０cm …（５）となる。

【００３８】前述のように、（１）式はデフォッガのバ
スバーの端部が車体ボデイに短絡されている理想状態を
考えた場合に成り立ち、実際の車載状態に於いてはバス
バーとボデイとの間はある程度の容量結合によって接続
されていると見做すことができるから、上記ＴＶのＶＨ
Ｆ帯域用としてのＬ＋α・Ｙの取り得る好ましい範囲と
してはＦＭ周波数用のアンテナと同様に理想状態よりも
若干の広がりを有することとなり、１０cm以上６０cm以
下である。さらに、実用上ＶＨＦ帯全域に亘って受信性
能を確保するためには、Ｌ＋α・ＹはＶＨＦ帯の略中央
部分の周波数にマッチした長さとするのが良いことは勿
論である。

【００３９】〈受信周波数の広帯域化〉以上が、本発明
の発明者達が、先行出願において明らかにした容量結合
型アンテナの動作原理である。図１に示した実施例のア
ンテナシステムは、この容量結合型アンテナの原理を更
に発展したもので、容量結合する２つのアンテナシステ
ム（アンテナ導体素子１００と、アンテナ１１０並びに
アンテナ１２０）の組み合わせに、更に、容量結合しな
い２つのアンテナシステム（Ｌ字型アンテナ１７０と逆
Ｌ字型アンテナ１８０）とを組み合わせることにより、
上述の，の効果を狙ったものである。本発明の出願
人による上記先行出願におけるアンテナシステムは、モ
ノポール型アンテナを形成することを狙ったもので、こ
のようなモノポール型アンテナアンテナでは車幅方向の
スペースの問題は起こりにくい。換言すれば、スペース
の限られたウインドガラス上において広帯域のアンテナ
システムを実現するという本発明の課題は、上記先行出
願における理論解析があって初めて完成したものであ
る。

【００４０】そこで、図１のアンテナシステムの説明に
戻り、このアンテナシステムを詳細に説明する。デフォ
ッガへの電流は端子１３４から流れ、ライン１３５を介
して熱線１３１ｔ，１３１，…，１３１ｂを通り、さら
に端子１３３，１４４を介して、熱線１４１ｔ，１４
１，…，１４１ｍ，１４１ｂを流れ、ライン１４６を介
して端子１４５にリターンする。

【００４１】アンテナ１１０はＦＭ用のメインアンテナ
として機能し、アンテナ１２０はＴＶ用の低周波帯域を
カバーするアンテナとして機能する。即ち、アンテナ１
１０が受信したＦＭ電波信号はライン１１３を介して同
軸ケーブル１１４から不図示のチューナ等に出力され
る。また、アンテナ１１０が受信したＡＭ電波の信号は
ライン１１２を介して端子１３４から不図示のチューナ
等に出力される。アンテナ１２０が受信したＴＶ用の低
周波帯域の電波信号は同軸ケーブル１２３を介して不図
示のチューナ等に出力される。

【００４２】アンテナ導体素子１５０は、デフォッガ電
流が流れる領域１４０に設けられている。前述したよう
に、アンテナ導体素子１００はアンテナ導体素子１５０
と容量結合するから、前記（１）式の関係を基に、受信
しようとする電波の波長（中心）λとガラスに配される
デフォッガの長さＹとから、デフォッガの影響を受けに
くい最適なアンテナ１１０（あるいはアンテナ１２０）
の高さＬと結合容量Ｃ（短縮率αに関連する）の組み合
わせを決定する。アンテナの幅Ｗや熱線１３１ｔとの距
離ｄは、この結合容量Ｃの値に基づいて決定される。ア
ンテナ１１０の高さをＬ₁、アンテナ１２０の高さを
Ｌ₂、アンテナ１１０と熱線との距離をｄ₁、アンテナ１
２０と熱線との距離をｄ₂、導体１００の長さをＸ1、導
体１５０の長さをＸ₂とし、デフォッガ１３０とデフォ
ッガ１４０との間の距離をｄ₅とすると、アンテナ１１
０に対して、２０cm≦Ｌ₁＋α₁・（Ｘ₁＋α₂・Ｘ₂）≦７０cm …（６）アンテナ１２０に対して、２０cm≦Ｌ₂＋α₁’・（Ｘ₁＋α₂・Ｘ₂）≦７０cm …（７）が成り立つと、好ましいアンテナ長として、性能の良い
ガラスアンテナが提供される。但し、α₁はアンテナ１
１０のデフォッガ１３０による短縮率であり、α₁’は
アンテナ１２０のデフォッガ１３０による短縮率であ
り、α₂は、導体１５０の、デフォッガ１３０と１４０
との容量結合による短縮率である。

【００４３】Ｌ字形アンテナ１７０の車幅方向に延びた
導体１７２は最上位の熱線１３１ｔに対して距離ｄ3を
有して設定される。アンテナ１７０の縦方向に延びた導
体１７１の長さをＬ_1Yとし、車幅方向に延びた導体１７
２の長さをＬ_1Xとすると、このＬ_1XとＬ_1Yは、アンテナ
１７０が全体として（長さＬ_1X＋Ｌ_1Yのアンテナとし
て）機能するように、即ち、アンテナ１７０の受信電波
の波長をλ₁とすると、Ｌ_1X＋Ｌ_1Y＝α・λ₁／４（α：ガラス短縮率） …（８）を満足するように適当に設定される。同じように、逆Ｌ
字形アンテナ１８０の車幅方向に延びた導体１８２は最
上位の熱線１３１ｔに対して距離ｄ4を有して設定され
る。アンテナ１８０の縦方向に延びた導体１８１の長さ
をＬ_2Yとし、車幅方向に延びた導体１８２の長さをＬ_2X
とすると、このＬ_2XとＬ_2Yは、アンテナ１８０が全体と
して（長さＬ_2X＋Ｌ_2Yのアンテナとして）機能するよう
に、即ち、アンテナ１８０による受信電波の波長をλ₂
とすると、Ｌ_2X＋Ｌ_2Y＝α・λ₂／４（α：ガラス短縮率） …（９）を満足するように適当に設定される。ここで、Ｌ_1X＋Ｌ_1Y＞Ｌ_2X＋Ｌ_2Y …（１０）である、即ち、アンテナ１７０の素子長はアンテナ１８
０よりも長い。これは、アンテナ１７０がＴＶ波長帯の
中間周波数帯を受信するように、アンテナ１８０がＴＶ
波長帯の高周波数帯を受信するように設定されるためで
ある。かくして、アンテナ１２０，１７０，１８０はＴ
Ｖ電波の広い（Ｌチャネル電波とＭチャネル電波とＨチ
ャネル電波）周波数帯域に亘って高い受信性能が確保さ
れ、図１２に示すように周波数ダイバシテイシステムを
形成することができる。

【００４４】ここで、アンテナ１７０，１８０の車幅方
向の導体１７２，１８２と熱線１３１ｔとの距離ｄ₃，
ｄ₄について言及する。車幅方向に延びた導体１８２は
最上位の熱線１３１ｔに対して距離ｄ4を有して設定さ
れる。前述したように、アンテナ１７０は、Ｌ_1XとＬ_1Y
をアンテナ１７０が全体として低周波帯域のＴＶ電波を
受信するように設定し、アンテナ１８０は、Ｌ_2XとＬ_2Y
をアンテナ１８０が全体として高周波帯域のＴＶ電波を
受信するように設定したものである。従って、アンテナ
１７０やアンテナ１８０は熱線１３１ｔを介してアンテ
ナ導体素子１００と容量結合すると、アンテナ実効長が
却って長くなって高い周波数帯域を受信できなくなる。
従って、距離ｄ₃，ｄ₄は、アンテナ導体素子１８０との
容量結合が無視できる程度の距離に設定することが望ま
しい。図１の例では、Ｌ_1X＝１５０mm、Ｌ_2Y＝１０２m
m、導体１７２と１８２との車幅方向の離間距離を５０m
m、またアンテナ１７０，１８０の線幅を１mmとする
と、ｄ₃＝ｄ₄＝４０mm …（１１）に設定すると容量結合を無視することができた。勿論、
距離ｄ₃，ｄ₄の長さは、ウインドの高さ方向の余裕によ
って４０mm以上、あるいは以下（例えば３０mm）とする
ことができる。

【００４５】〈空間ダイバシテイ〉アンテナ１２０，ア
ンテナ１７０，１８０は前述したように周波数ダイバシ
テイシステムを形成するが、これらアンテナの車幅方向
の位置を適当に設定すると、空間ダイバシテイシステム
としても機能する。図１の実施例では、低，中，高の３
つの周波数帯域を設定している。そして、ＴＶ電波の中
間周波数帯はアンテナ１７０により受信される。そこ
で、良好な空間ダイバシテイを達成するには、３つの周
波数帯域の中間であるＴＶ_M電波を受信するアンテナ１
７０からの距離に基づいて他のアンテナ（アンテナ１２
０とアンテナ１８０）の位置を設定する。２つのアンテ
ナにより良好な空間ダイバシテイを達成するには、より
高い周波数の電波においてはその２つのアンテナの離間
距離を短く、より低い周波数の電波においてはその２つ
のアンテナの離間距離を長く設定することが好ましい。
従って、図１の実施例の如く、低，中，高の３つの周波
数帯域でダイバシテイシステムを構成しようとする場合
には、相対的に低い周波数帯域についてダイバシテイシ
ステムを構成するアンテナ１２０とアンテナ１８０の離
間距離は、相対的に高い周波数についてダイバシテイシ
ステムを構成するアンテナ１７０とアンテナ１８０との
離間距離を短くする。即ち、アンテナ１２０（低）→アンテナ１７０（中）→アンテ
ナ１８０（高）ならば、（アンテナ１２０−アンテナ１７０間の距離）＞（アンテナ１７０−アンテナ１８０間の距離） …（１２）であるように設定する。

【００４６】もし、５つのアンテナＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ
があって、受信周波数帯域が低いほうから順に、Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅ …（１３）ならば、アンテナの位置は順に、ＡＣＥＤＢとなる。最も低い周波数帯電波を受信するアンテナＡと
Ｂで空間ダイバシテイを形成するためには、Ａ−Ｂ間を
最も長くする必要があので、この２つのアンテナをウイ
ンドガラスの車幅方向についての最外側に配置する必要
があるからである。次に低い周波数帯電波を受信するア
ンテナＢ，Ｃについては、Ｂ−Ｃ間距離をＡ−Ｂ間距離
も短くする必要がある、即ち、アンテナＣをアンテナ
Ａ，Ｂ間におく必要があるが、Ｂ−Ｃ間距離を長く取る
ためにアンテナＣの位置をアンテナＢ側ではなくＡ側に
取る必要がある。同じように、次に低い周波数帯電波を
受信するアンテナＣ，Ｄについては、アンテナＤをアン
テナＢ−Ｃ間におく必要があるが、Ｃ−Ｄ間距離を長く
取るためにアンテナＤの位置をアンテナＣ側ではなくＢ
側に取る必要がある。また、アンテナＥはアンテナＣ−
Ｄ間の間におく。

【００４７】このような空間ダイバシテイシステムを実
現できるのも、図１の実施例に示すように、デフォッガ
が延設されていない限られたガラス面状の空き領域にお
いて、周波数ダイバシテイアンテナシステムを構成すべ
く、受信周波数帯に応じて、容量結合するアンテナと容
量結合させない複数のアンテナとをガラス面上において
散在させたからである。即ち、この複数のアンテナの空
間的配置を適切に設定することにより空間ダイバシテイ
が達成できる。

【００４８】〈給電点位置の制約からの開放〉ＴＶ電波
の中間周波数帯はアンテナ１７０により受信され、高周
波数帯はアンテナ１８０により受信される。受信された
信号はフィーダ線１７２，１８３を介して夫々端子１７
３，１８４に現われる。即ち、アンテナ１７０，アンテ
ナ１８０の給電点は夫々１７３，１８４に設定されてい
る。フィーダ線を高周波信号が流れる場合、その信号の
フィーダ線による信号ロスはそのフィーダ線の線幅によ
って変わり、その周波数に応じて線幅を変える必要があ
る。当然のことながら、ガラスアンテナにおいてはフィ
ーダ線の線幅に制限があるから線幅の変更で調整ができ
ないときは、従来では、給電点の位置を移動させてい
た。

【００４９】図１の実施例では、実用上十分な電流量を
確保でき、しかもガラス上に配設しても問題とならない
太さのフィーダ線として３mmの線幅のものをフィーダ線
１７２，１８３に採用した。そのうえで、発明者達は、
Ｌ字形アンテナの全長Ｌに対してフィーダ線の全長ｌを
ｌ≒２Ｌに設定するとフィーダ線の線幅に拠らずに伝達
ロスを最小化できることを見いだした。図１のシステム
では、フィーダ線１７２の長さをｌ₁、フィーダ線１８
３の長さをｌ₂とすると、ｌ₁＝２×（Ｌ_1X＋Ｌ_1Y） …（１５）ｌ₂＝２×（Ｌ_2X＋Ｌ_2Y） …（１６）を満足すればよい。（８），（９）式から明らかなよう
に、２ｌ₁＝α×λ₁ …（１７）２ｌ₂＝α×λ₂ …（１８）が成り立つ。このようにすることにより、フィーダ線の
線幅と給電点の位置に制約を受けずにアンテナ位置を決
定することができる。

【００５０】〈実施例の効果〉以上説明した図１の実施
例によると、：アンテナ導体素子１００とアンテナ１２０とが容量
結合したことにより、この容量結合がデフォッガの影響
を最小化させ、しかも、このアンテナ導体素子１００の
存在がアンテナ１２０の最適受信周波数帯域を低くする
効果を発揮させている。また、アンテナ１７０とアンテ
ナ１８０とは、アンテナ導体素子１００との容量結合が
無視できるような距離に設定されているので、アンテナ
導体素子１００はアンテナ１７０とアンテナ１８０の最
適受信周波数帯域を低める効果を発揮することはないの
で、アンテナ１７０とアンテナ１８０の本来に設定され
ている高めの受信周波数帯域が、アンテナ１７０とアン
テナ１８０の最適受信周波数帯域となる。即ち、容量結
合するアンテナ導体素子１００とアンテナ１２０のアン
テナシステムが低帯域を受け持ち、アンテナ１７０また
はアンテナ１８０が高帯域を受け持つという周波数ダイ
バシテイアンテナシステムが達成する。

【００５１】更に、容量結合しない２つのアンテナ１７
０，１８０の夫々の長さを式（８），（９）に示すよう
に変えることにより、前者を中間周波数帯域用に、後者
を高周波数帯域用に設定することができるので、アンテ
ナ導体素子１００とアンテナ１２０とのアンテナシステ
ム、アンテナ１７０、アンテナ１８０が、夫々、低周波
数帯、中間周波数帯、高周波数帯という３領域の周波数
ダイバシテイシステムを実現できる。：フィーダ線１７２及び１８３の長さを、式（１
５），（１６）あるいは式（１７），（１８）のように
設定することにより、給電点の位置やフィーダ線の線幅
に制約を受けることなくフィーダ線によるロスを低減で
き、従って受信感度の向上がはかれる。：周波数ダイバシテイを実現するために設定されたア
ンテナ（アンテナ１２０，アンテナ１７０，アンテナ１
８０）の位置を決定するに際し、相対的に低い周波数帯
域をカバーするアンテナのグループ（アンテナ１７０と
アンテナ１２０）ほど、そのアンテナグループの離間距
離を、相対的に高い周波数帯域をカバーするアンテナグ
ループ（アンテナ１７０とアンテナ１８０）のそのグル
ープのアンテナ間の離間距離よりも大きくすることによ
り、理想的な空間ダイバシテイアンテナシステムを実現
することができる。

【００５２】〈さらなる変形〉本発明はその主旨を逸脱
しない範囲でさらに変形することができる。上述の種々
の実施例のガラスアンテナは、想定される使用状態とし
て、ＦＭラジオおよびＴＶのＶＨＦ帯に適用されるもの
としているが、これらの周波数帯を用いる他の通信装置
（例えば、キーレスエントリーシステム）にも適用可能
であることは勿論である。

【００５３】また、上述の種々の実施例においては、ア
ンテナ導体素子間の容量結合を、互いに離間させてガラ
ス面上に配置することにより得ているが、アンテナ導体
素子間にチップコンデンサを設けて容量結合を得る構成
としてもよい。さらにこのチップコンデンサを容量を変
化できる可変コンデンサとすれば、アンテナ導体素子間
の結合容量の調整がガラスを車体に取り付けた後でも可
能になり、受信周波数に対するマッチング、また車体個
体差から必要となる最適アンテナ長の微調整が、車体が
生産ラインからラインオフした後でも可能となり、その
効果は絶大である。

【００５４】また、デフォッガの設定領域は上部に限ら
れず、下部に設定しても同じ効果を得ることができる。
また、アンテナ素子の数は４つに限定されない。更に、
Ｌ字形アンテナの形状は図１の形状に限定されない。例
えば、図１３または図１４のようであってもよい。要
は、アンテナ導体素子１００と容量結合をせずに、且
つ、受信周波数を受信できる有効長を有していればよ
い。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明のガラスアン
テナによれば、デフォッガが設けられ限られたスペース
しか確保できないガラスにおいて、幅広い周波数帯域に
亘って高い受信感度を確保できる。また、給電点の位置
をどこに設けようとも、その位置に影響を受けることな
く、受信電波をロス少なく伝達することのできるガラス
アンテナを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例のガラスアンテナの構成
を示す図。

【図２】実施例が適用される車両のリヤウィンドをウィ
ンドガラス面と直交する方向から見た平面図である。

【図３】デフォッガの影響が極小化される原理を説明す
るためのアンテナの構成を原理的に示す図。

【図４】デフォッガの影響が極小化される原理を説明す
るためのアンテナの構成をモデル化した図。

【図５】デフォッガの影響が極小化される原理を説明す
るためのアンテナの構成をモデル化した図。

【図６】デフォッガの影響が極小化される原理を説明す
るためのアンテナの構成をモデル化した図。

【図７】短縮率αと結合容量Ｃとの関係を示す図。

【図８】短縮率αと結合容量Ｃとの関係を例示した図。

【図９】図３〜図７に示された原理により構成したガラ
スアンテナを示す図。

【図１０】図３〜図７に示された原理により構成したガ
ラスアンテナの他の例の構成を示す図。

【図１１】実施例における、結合容量Ｃと間隔ｄとの関
係を説明する図。

【図１２】図１のアンテナシステムの周波数分担を示す
図。。

【図１３】本発明の変形例の構成を示す図。

【図１４】本発明の変形例の構成を示す図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車幅方向に複数の熱線がデフォッガとし
て延設されたデフォッガ領域と熱線が延設されていない
空白領域とを有するガラス上に設けられ、前記デフォッ
ガ領域においてデフォッガの熱線と電気的に直結しなが
ら前記ガラス上で上下方向に延設された第１のアンテナ
素子を有するガラスアンテナであって、前記空白領域に延設され、前記第１のアンテナ素子と容
量結合する第２のアンテナと、前記空白領域に延設され、前記第１のアンテナ素子との
容量結合が無視できる程度に少ない第３のアンテナ素子
とを具備するガラスアンテナ。
【請求項２】前記第３のアンテナ素子は前記第１のア
ンテナ素子との結合容量が無視できる程度に離間してい
る位置に設けられていることを特徴とする請求の範囲１
に記載のガラスアンテナ。
【請求項３】前記空白領域はこのガラスアンテナの上
部に設定されることを特徴とする請求の範囲１に記載の
ガラスアンテナ。
【請求項４】前記第２のアンテナ素子と第３のアンテ
ナ素子とはガラスアンテナの上部に設けられていること
を特徴とする請求の範囲３に記載のガラスアンテナ。
【請求項５】前記第３のアンテナ素子は略Ｌ字形状若
しくは逆Ｌ字形状であることを特徴とする請求の範囲１
乃至４のいずれかに記載のガラスアンテナ。
【請求項６】前記第３のアンテナ素子と前記デフォッ
ガの熱線の最近のものとの距離が３０mm以上離間してい
ることを特徴とする請求の範囲１乃至５のいずれかに記
載のガラスアンテナ。
【請求項７】前記第２のアンテナ素子は２つのアンテ
ナ導体を有し、そのいずれか一方のアンテナ導体はＦＭ
電波受信に設定され、前記第３のアンテナ素子はＴＶ電
波受信用に設定されていることを特徴とする請求の範囲
１乃至６のいずれかに記載のガラスアンテナ。
【請求項８】前記第２のアンテナ素子は前記第１のア
ンテナ素子と容量結合する２つのアンテナ導体を有し、
これら２つのアンテナ導体と前記第３のアンテナ素子と
で空間ダイバシテイアンテナシステムを構成することを
特徴とする請求の範囲１乃至８のいずれかに記載のガラ
スアンテナ。
【請求項９】前記２つのアンテナ導体と前記第３のア
ンテナ素子はこのガラスアンテナの車幅方向に分散して
いることを特徴とする請求の範囲８に記載のガラスアン
テナ。
【請求項１０】前記２つのアンテナ導体と前記第３の
アンテナ素子のうち、相対的に高い周波数に設定された
２つのアンテナの離間距離は、相対的に低い周波数に設
定された２つのアンテナの離間距離よりも短く設定され
ていることを特徴とする請求の範囲９に記載のガラスア
ンテナ。
【請求項１１】前記第３のアンテナ素子は２つのアン
テナ導体を有し、これら２つのアンテナ導体と前記第２
のアンテナ素子とで空間ダイバシテイアンテナシステム
を構成することを特徴とする請求の範囲１乃至９のいず
れかに記載のガラスアンテナ。
【請求項１２】前記２つのアンテナ導体と前記第３の
アンテナ素子はこのガラスアンテナの車幅方向に分散し
ていることを特徴とする請求の範囲８に記載のガラスア
ンテナ。
【請求項１３】前記２つのアンテナ導体と前記第２の
アンテナ素子のうち、相対的に高い周波数に設定された
２つのアンテナの離間距離は、相対的に低い周波数に設
定された２つのアンテナの離間距離よりも短く設定され
ていることを特徴とする請求の範囲９に記載のガラスア
ンテナ。
【請求項１４】前記第３のアンテナ素子の全長Ｌは、
ガラス短縮率をα、受信周波数の波長をλとすると、Ｌ≒α・λ／４に設定されていることを特徴とする請求の範囲５に記載
のガラスアンテナ。
【請求項１５】前記第３のアンテナ素子の端部と給電
位置とを結ぶフィーダ線をこのガラスアンテナ上に延設
すると共に、前記フィーダ線の長さｌを、ガラス短縮率をα、受信周
波数の波長をλとすると、ｌ≒α・λ／２に設定したことを特徴とする請求の範囲１乃至１４のい
ずれかに記載のガラスアンテナ。
【請求項１６】ウインドパネル上にアンテナパター
ンを配置したガラスアンテナにおいて、前記アンテナパターンの端部と給電位置とを結ぶフィー
ダ線をこのパネル上に延設すると共に、前記フィーダ線の長さｌを、ガラス短縮率をα、受信周
波数の波長をλとすると、ｌ≒α・λ／２に設定したガラスアンテナ。