アンテナ装置
【課題】アース部と車体との接続を電気的に安定させて、ガラスアンテナのアンテナ利得を向上させることができる、アンテナ装置の提供。
【解決手段】車体フレーム５０のフランジ５１に取り付けられた窓ガラス１２と、アンテナ導体１〜４と、無給電導体５，６と、給電部１６と、アース部１７とを窓ガラス１２に備えるガラスアンテナ３００とを有する車両用アンテナ装置であって、アース部１７は、窓ガラス１２の法線方向から見ると、フランジ５１に重ならない領域を含むアース部位１７Ａと、フランジ５１に重なる領域を含むアース部位１７Ｂとを含むものであり、アース部１７は、アース部位１７Ｂに設置されたアース部材３１によってフランジ５１に電気的に接続されたもの。
【解決手段】車体フレーム５０のフランジ５１に取り付けられた窓ガラス１２と、アンテナ導体１〜４と、無給電導体５，６と、給電部１６と、アース部１７とを窓ガラス１２に備えるガラスアンテナ３００とを有する車両用アンテナ装置であって、アース部１７は、窓ガラス１２の法線方向から見ると、フランジ５１に重ならない領域を含むアース部位１７Ａと、フランジ５１に重なる領域を含むアース部位１７Ｂとを含むものであり、アース部１７は、アース部位１７Ｂに設置されたアース部材３１によってフランジ５１に電気的に接続されたもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスアンテナを有するアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の窓枠に取り付けられる窓ガラスに、アンテナとして機能するガラスアンテナを設けることが知られている。図１は、特許文献１に開示されたガラスアンテナの平面図である。図１に示されるように、窓ガラス１２に設けられるガラスアンテナ１００は、アンテナエレメント１〜４によって構成されたアンテナ導体と、該アンテナ導体に接続された給電部１６と、無給電エレメント５，６によって構成された無給電導体と、該無給電エレメントに接続されたアース部１７とを備えている。給電部１６は、信号処理回路にアンテナ導体を電気的に接続するための部位であり、アース部１７は、車両のボディ（車体）に無給電導体を電気的に接続するための部位である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１１９８５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、弾性接続部材がアース部１７に取り付けられ、弾性接続部材によってアース部と窓枠を形成している車体とを接続させることが記載されている。一方、受信信号を伝送するケーブルで受信信号の減衰が生じる前に受信信号を増幅させることが考えられており、アンプ等が実装された信号処理回路を備えたコネクタをガラスアンテナに直接取り付けることが行われている。このようなコネクタは、アンプの信号線側と接地側とが、給電部１６とアース部１７とそれぞれに接続されるように取り付けられる。特許文献１の形態にこのコネクタを採用する場合、アース部１７に、コネクタと接続する部分と弾性接続部材と接続する部分とを設けるとともに、図１に示されるように、窓枠とコネクタとが干渉しないようアース部１７の弾性接続部材と接続する部分を覆う、窓枠の端部５６よりも窓ガラス１２の面内側（図上、下側）に突出させた突起部５６ａを設ける必要がある。この突起部５６ａに弾性接続部材が接触することでアース部１７と車体とが接続される。
【０００５】
しかしながら、このような突起部５６aを設けることは、窓枠の形状を変更する必要があり、特別に設計することになるため汎用性がなく好ましくない。また、突起部５６ａとの接続によってアース部１７を車体パネルに接続した場合、突起部５６ａの面積が狭いため、車体の一部であっても突起部５６ａのグランドプレーンとしての機能が弱く、ガラスアンテナのアンテナ利得が充分に得られない可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は、アース部と車体との接続を電気的に安定させて、ガラスアンテナのアンテナ利得を向上させることができる、アンテナ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、
車体の窓枠に取り付けられた窓ガラスと、
アンテナ導体と、該アンテナ導体に接続された給電部と、無給電導体と、該無給電導体に接続されたアース部とを前記窓ガラスに備えるガラスアンテナとを有するアンテナ装置であって、
前記アース部は、前記窓ガラスの法線方向から見ると、前記窓枠に重ならない領域を含む第１のアース部位と、前記窓枠に重なる領域を含む第２のアース部位とを含むものであり、
前記車体と前記第２のアース部位とを電気的に接続するアース部材を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アース部と車体との接続を電気的に安定させて、ガラスアンテナのアンテナ利得を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】アース部１７を備える従来のガラスアンテナ１００の平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態であるアンテナ装置のガラスアンテナ２００の平面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態であるアンテナ装置のガラスアンテナ３００の平面図である。
【図４】アース部位１７Ｂがアース部材３１Ａを介して車体と電気的に接続する構造の一例を示した断面図である。
【図５】アース部位１７Ｂがアース部材３１Ｂを介して車体と電気的に接続する構造の一例を示した断面図である。
【図６】アース部材３１Ｂの斜視図である。
【図７】給電構造の斜視図である。
【図８】ガラスアンテナ３００のアンテナ利得の実測データである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、数字の方向に対応する。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、それらの図面は、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。例えば、窓ガラスが車両の前部に取り付けられるフロントガラスである場合、図面上での左右方向が車幅方向に相当する。また、本発明では給電部とアース部とが基準方向に沿って並んで配置されるとするが、基準方向はガラスアンテナの設置領域によって自由に設定でき、特に車両用の窓ガラスであれば、窓ガラスの縁部に平行な方向、水平方向または鉛直方向に設定されることが好ましい。以下に説明する形態では、車両用窓ガラスが車両に搭載された際の水平面が基準方向となる。なお、本発明は、フロントガラスに限定されず、車両の後部に取り付けられるリヤガラス、車両の側部に取り付けられるサイドガラスであってよい。
【００１１】
図２は、本発明の第１の実施形態であるアンテナ装置のガラスアンテナ２００の平面図である。図３は、本発明の第２の実施形態であるアンテナ装置のガラスアンテナ３００の平面図である。ガラスアンテナ２００，３００は、アンテナ導体及びそのアンテナ導体の近傍に配置された無給電導体、並びに互いに所定の基準方向（例えば、水平又は略水平な方向）に離間する給電部１６及びアース部１７（１７Ａ，１７Ｂ）が窓ガラス１２に平面的に設けられたアンテナである。
【００１２】
ガラスアンテナ２００，３００は、アンテナ導体パターンとして、例えば、第１のエレメントであるアンテナエレメント１と、第２のエレメントであるアンテナエレメント２と、第３のエレメントであるアンテナエレメント３と、第４のエレメントであるアンテナエレメント４とを備える。ガラスアンテナ３００は、更に、アンテナエレメント８を備える。また、ガラスアンテナ２００，３００は、無給電導体のパターンとして、例えば、第１の無給電エレメントである無給電エレメント５と、第２の無給電エレメントである無給電エレメント６とを備える。
【００１３】
給電部１６は、不図示の信号処理回路にアンテナ導体を接続するための部位であり、アース部１７は、金属からなる車体に無給電導体を電気的に接続するための部位である。「電気的に接続」とは、導体同士が直接接触して直流的に導通することと、導体同士が所定間隔離れてコンデンサを形成し、高周波的に導通することとを含んでいる。車体開口縁５６は、窓ガラス１２が取り付けられる窓開口部を形成しているフランジ５１の端部である。フランジ５１は、車体フレーム５０に形成された窓枠に相当する。給電部１６とアース部１７は、窓ガラス１２の縁の近傍又は車体開口縁５６の近傍に位置しているとよい。
【００１４】
なお、図２，３には、窓ガラス１２がフランジ５１に取り付けられた状態での車体開口縁５６の位置が、点線で示されている。
【００１５】
アース部１７は、窓ガラス１２の法線方向から車外視で見ると、フランジ５１に重ならない領域を含む第１のアース部位として、アース部位１７Ａを含み、フランジ５１に重なる領域を含む第２のアース部位として、アース部位１７Ｂを含む、導体領域である。アース部位１７Ｂは、アース部位１７Ａに対して、窓ガラス１２の外周辺のうち給電部１６に最も近い上辺側に位置している。アース部位１７Ａとアース部位１７Ｂとは、一本又は二本以上の線状エレメントで接続されてもよい。
【００１６】
図２，３には、アース部位１７Ａとして、ａ，ｂ，ｃ，ｄを頂点とする長方形の導体領域が例示されている。図２，３のアース部位１７Ａは、窓ガラス１２の法線方向からアース部位１７Ａを車外側から投影すると、その投影がフランジ５１に重ならない領域を含む形状である。また、図２には、アース部位１７Ｂとして、ｄ，ｅ，ｆ，ａを頂点とする長方形の導体領域が例示され、図３には、アース部位１７Ｂとして、ｅ，ｆ，ｇ，ａを頂点とする長方形の導体領域が例示されている。図２，３のアース部位１７Ｂは、窓ガラス１２の法線方向からアース部位１７Ｂを車外側から投影すると、その投影がフランジ５１に重なる領域を含む形状である。
【００１７】
アース部位１７Ａは、窓ガラス１２の法線方向から車外視で見ると、フランジ５１に重なる領域を含んでもよいし、フランジ５１に全て重ならない領域であってもよい。アース部位１７Ａがフランジ５１に重なる領域を含む場合、フランジ５１に重なる領域の面積は、フランジ５１に重ならない領域の面積よりも小さい。
【００１８】
アース部位１７Ｂは、窓ガラス１２の法線方向から車外視で見ると、フランジ５１に重ならない領域を含んでもよいし、フランジ５１に全て重なる領域であってもよい。アース部位１７Ｂがフランジ５１に重ならない領域を含む場合、フランジ５１に重なる領域の面積は、フランジ５１に重ならない領域の面積よりも大きい。
【００１９】
また、フランジ５１とアース部位１７Ｂとを電気的に接続するアース部材３１が設けられる。アース部材３１は、アース部位１７Ｂに設置された導体であってもよいし、フランジ５１に設置された導体であってもよい。
【００２０】
したがって、図２，３に例示されたガラスアンテナ２００，３００を有するアンテナ装置によれば、アース部１７をフランジ５１に電気的に接続するために突起部のような特別な形状を、端部５６が直線的に形成されたフランジ５１に形成する必要がない。そのため、アース部１７と車体との接続をアース部材３１によって電気的に安定させることができる。また、アース部１７が電気的に接続されるグランド部位の面積を十分に確保できるため、大きなグランドプレーンとして機能する車体を十分に活用でき、図１のガラスアンテナ１００に比べて、ガラスアンテナ２００，３００のアンテナ利得を向上させることができる。
【００２１】
なお、同軸ケーブルの内部導体が給電部１６に電気的に接続され、同軸ケーブルの外部導体がアース部位１７Ａに電気的に接続されるような場合、アンテナ導体と無給電導体とは、給電部とアース部とに給電するような双極アンテナを構成しているとも言える。
【００２２】
次に、図２，３の構成について更に詳細に説明する。
【００２３】
図２，３において、アンテナエレメント１は、給電部１６を起点に、基準方向に平行且つアース部１７の反対側に向かう方向である第１の方向（図面上では、右方向）に延伸する。アンテナエレメント２は、アンテナエレメント１の第１の方向への延伸の終端である第１の終端部１ｇ（すなわち、給電部１６と反対側の終端）に接続され、アンテナエレメント１に直交且つ窓ガラス１２の外周に対して内側へ向かう方向である第２の方向（図面上では、下方向）に延伸する。アンテナエレメント２は、終端部１ｇを起点に、第２の方向に向けて直線的に延伸してもよいし、第２の方向に向けて湾曲して延伸してもよい。アンテナエレメント３は、アンテナエレメント２の延伸の終端である第２の終端部２ｇを起点に、第１の方向に対して逆向きの方向である第３の方向（図面上では、左方向）に延伸する。そして、アンテナエレメント３の第３の方向への延伸の終端である第３の終端部３ｇが、後述の無給電エレメント５に対して第１の方向側に位置する（すなわち、無給電エレメント５に対して右側の領域上に位置する）。アンテナエレメント４は、アンテナエレメント２上の点を起点に、第１の方向に延伸する。図２，３のアンテナエレメント４の起点は、終端部２ｇを起点に終端部４ｇを終点として第１の方向に延伸する。
【００２４】
なお、アンテナエレメント４は無くてもよいが、アンテナエレメント４が設けられたガラスアンテナは、アンテナエレメント４が設けられていない場合に比べて、ガラスアンテナの平均感度が向上する。
【００２５】
また、図３のアンテナエレメント８は、アンテナエレメント１に対してアンテナエレメント３が延在する側とは反対側の領域において、アンテナエレメント１に並走するように、給電部１６を起点に第１の方向に延伸する。アンテナエレメント８が設けられたガラスアンテナは、アンテナエレメント８が設けられていない場合に比べて、ガラスアンテナの平均感度が向上する。
【００２６】
また、図２の無給電エレメント５は、アース部１７の一部の領域であるアース部位１７Ａを起点に、少なくとも一部が第２の方向に延伸するエレメントである。図３の無給電エレメント５は、アース部１７の一部の領域であるアース部位１７Ｂを起点に、少なくとも一部が第２の方向に延伸するエレメントである。図２，３の無給電エレメント６は、上述の基準方向に平行且つ無給電エレメント５上の点を起点に延伸するものである。無給電エレメント６は、アンテナ利得向上の点で、終端部５ｇを通って水平方向に延伸するとよく、図２，３の場合、終端部５ｇを起点に第３の方向（図面上では、左方向）に終端部６ｇを終点として延伸する。
【００２７】
なお、無給電エレメント６は、第３の方向ではなく第１の方向に延伸させてもよく、さらにアンテナエレメント３と近接させてもよい。車体のグランドプレーンはチューニングの余地がないが、無給電エレメント６の長さ、延伸方向は適宜調整することが可能であるため、無給電エレメント６を設けることによりチューニングが容易となる。
【００２８】
ここで、「終端部」は、無給電エレメント又はアンテナエレメントの延伸の終点であってもよいし、その終点手前の導体部分である終点近傍であってもよい。
【００２９】
給電部１６及びアース部１７が、車体開口縁５６に沿うように配置されることによって、ガラスアンテナ２００，３００全体の低背化をしつつ、アース部材３１の設置スペースを容易に確保できる。
【００３０】
給電部１６及び給電部１６に接続されたアンテナ導体、並びにアース部１７及びアース部１７を起点に接続された無給電導体は、銀ペースト等の、導電性金属を含有するペーストを窓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、窓ガラスの車両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。
【００３１】
アンテナエレメント及び無給電エレメント、並びにアース部位１７Ａと１７Ｂを結ぶ線状エレメントの各線幅（各導体幅）の最小値は、プリントされたエレメントの断線を防止する点で、０．４ｍｍ以上が好ましく、０．６ｍｍ以上がより好ましい。また、各線幅の最大値は、ガラスの曲げ成形時に発生する歪みを抑える点で、３．０ｍｍ以下が好ましく、２．８ｍｍ以下がより好ましい。
【００３２】
次に、アース部材３１の具体例について図４，５，６を参照して説明する。
【００３３】
図４は、アース部位１７Ｂがアース部材３１Ａを介して車体と電気的に接続する構造の一例を示した断面図である。アンテナ導体によって受信された電波の受信信号が、図２，３に示した給電部１６とアース部位１７Ａとに電気的に接続された後述するアンテナ側コネクタに伝達される。一方、アース部位１７Ｂを車体に電気的に接続するため、アース部材３１Ａがアース部位１７Ｂに半田付けなどで取り付けられ、互いに電気的に接続される。または、アース部材３１Ａが、アース部位１７Ｂに両面接着テープや接着剤などで接着され、アース部位１７Ｂと高周波的に接続させてもよい。このような接続構造にすることによって、アース部１７及びアース部１７に接続された無給電導体を、アース部材３１Ａを介して、車体に確実にアースすることができる。
【００３４】
図４に示されるように、車体フレーム５０の端部は窓ガラス１２を車体に設置するためにＬ字状にフランジ５１が形成されている。参照符号１３はフランジ５１と窓ガラス１２とを接着する接着剤（又は、パッキン）である。
【００３５】
アース部材３１Ａは、接着剤１３が固まるまで窓ガラス１２をフランジ５１に仮止めするための留め具として使用する仮止めクリップの形状を有しており、アース部位１７Ｂに半田付けや接着剤などによって電気的に接続される台座と、フランジ５１に引っ掛けて固定する弾性のクリップとを有している。この弾性のクリップは、フランジ５１の取り付け穴５２を突き抜けたアース部材３１Ａの先端部に設けられる。アース部材３１Ａとして使用される仮止めクリップは導電性の材料で作成された導電体である。または、導電体ではなく誘電体であってもよいが、その場合は表面に導電性のコーティングが施される。アース部材３１Ａとして利用される仮止めクリップは、フランジ５１に形成された取り付け穴５２に挿入されることにより、フランジ５１に接触する。このように、アース部材３１Ａが、窓ガラス１２をフランジ５１に取り付ける留め具であると、取り付け機能とアース接続機能を一つの部品で兼用でき好ましい。
【００３６】
図５は、アース部位１７Ｂがアース部材３１Ｂを介して車体と電気的に接続する構造の一例を示した断面図である。アンテナ導体によって受信された電波の受信信号が、図２，３に示した給電部１６とアース部１７Ａとに電気的に接続された後述するアンテナ側コネクタに伝達される。一方、アース部位１７Ｂを車体に接続するため、アース部材３１Ｂがアース部位１７Ｂに取り付けられている。このような接続構造にすることによって、アース部位１７及びアース部１７に接続された無給電導体を、アース部材３１Ｂを介して、車体に確実にアースすることができる。
【００３７】
図６は、アース部材３１Ｂの斜視図である。アース部材３１Ｂは、弾性の接続部材であって、アース部位１７Ｂに半田付けなどによって電気的に接続される接続部３４を有する金属板３５と、金属板３５にアーチ状に湾曲させて設置された弾性板３３とからなる。アース部材３１Ｂは、金属板３５をアース部位１７Ｂに両面接着テープや接着剤などで接着し、アース部位１７Ｂと高周波的に接続させてもよい。アース部位１７Ｂに設置されたアース部材３１Ｂは、図５に示されるように、窓ガラス１２がフランジ５１に接着剤１３を介して接着されると、弾性板３３が弾性変形して車体パネル１１と面接触する。これにより、車体側に特別な構成が無くともアース部位１７Ｂを車体フレーム５０にアース接続することが可能である。
【００３８】
一方、車体フレーム５０の車外側表面は、通常塗料などで塗装されて絶縁性の塗料膜３２が形成されており、アース部材３１Ｂが接触するだけでは直流的な接続は確保されない。しかし、弾性板３３が弾性変形し塗料膜３２と接触する面積が充分に大きくなることで、アース部材３１Ｂは高周波的に車体フレーム５０と接続されるため、アース部位１７Ｂを車体にアースすることができる。
【００３９】
また、窓ガラスが車体に取り付けられた時に、アース部位１７Ｂと接触する弾性の接続部材を車体の窓枠に設けてもよい。例えば、図６に示すアース部材３１Ｂを、ネジなどの機械的な締結手段または半田付けなどによってフランジ５１に電気的に接続された状態で固定する。窓ガラス１２がフランジ５１に接着剤１３を介して接着されると、弾性板３３が弾性変形してアース部位１７Ｂと面接触する。これにより、アース部位１７Ｂを車体フレーム５０にアース接続することが可能である。
【００４０】
本発明のガラスアンテナは、信号処理回路との接続に端子部材が用いられる。端子部材は、同軸ケーブルの内部導体と給電部１６とを電気的に接続すると共に同軸ケーブルの外部導体とアース部位１７Ａとを電気的に接続するためのコネクタを、給電部１６及びアース部位１７Ａに実装する構成である。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１６に取り付けることが容易になり、外部導体をアース部位１７Ａに取り付けることが容易になる。
【００４１】
例えば、図７に示す端子部材では、同軸ケーブル側コネクタ４０が雄型となって、雌型であるアンテナ側コネクタ４１に矢印の方向に嵌合させることによって、同軸ケーブルを給電部１６とアース部位１７Ａとに接続させる構造を示している。同軸ケーブル側コネクタ４０とアンテナ側コネクタ４１とが勘合して接続されることによって、同軸ケーブル４４の内部導体が金属製脚部４２を介して給電部１６に接続し、同軸ケーブル４４の外部導体が金属製脚部４３を介してアース部位１７Ａに接続される。アンテナ側コネクタ４１は、給電部１６とアース部位１７Ａとを跨ぐように取り付けられる。アンテナ側コネクタ４１の第１の端子である金属製脚部４２が給電部１６に取り付けられ、アンテナ側コネクタ４１の第２の端子である金属製脚部４３がアース部位１７Ａに取り付けられる。また、同軸ケーブル４４は、同軸ケーブル側コネクタ４０に接続されている。
【００４２】
また、アンプ等が実装された信号処理回路２０が、アンテナ側コネクタ４１に内蔵されていてもよい。アンプの入力部は、金属製脚部４２に電気的に接続され、アンプの出力部は、同軸ケーブル４４の内部導体に電気的に接続され、アンプのアース部（信号処理回路２０のアース部と同電位）は、同軸ケーブル４４の外部導体と金属製脚部４３とに電気的に接続されている。この場合、同軸ケーブル４４の他端側は車体側に搭載されるチューナーなどに接続される。このような構成にすることにより、同軸ケーブルを介して信号処理回路に接続させる場合と比較して、同軸ケーブルによって受信信号を伝送する途中で受信信号の減衰が生じる前に、アンテナ側コネクタで受信信号を増幅できるので好ましい。
【００４３】
なお、アンテナ側コネクタ４１を用いなくてもよい。例えば、車体側に設けられた信号処理回路との接続に車体側から配索された信号線として同軸ケーブルを用い、同軸ケーブルの一端側において、同軸ケーブルの内部導体が給電部１６に電気的に接続され、同軸ケーブルの外部導体がアース部位１７Ａに電気的に接続される。同軸ケーブルと、給電部１６とアース部位１７Ａとは半田付けなどで電気的に接続される。同軸ケーブルの外部導体は、アース部位１７Ａに電気的に接続されることにより、アース部位１７Ｂに接続されたアース部材によって車体側アースに接続される。同軸ケーブルの他端側は、車体側に搭載されるアンプなどの信号処理回路に接続される。この場合、同軸ケーブル他端側において、内部導体がアンプの入力部に電気的に接続され、外部導体がアンプのアース部に電気的に接続されるとよい。そして、アンプの出力部はチューナーなどの入力部に電気的に接続される。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形、改良及び置換を加えることができる。
【００４５】
例えば、本発明は、アンテナ導体、無給電導体、給電部、アース部は、所望のアンテナ利得を有する限り、図２，３の形態に限られない。具体的にはアンテナ導体及び無給電導体のエレメントの形状は、車種毎に所望の受信周波数に合わせて適宜設定されてよい。図２，３の形態であれば、地上波デジタルテレビ放送帯のアンテナ利得を向上させることができる。
【００４６】
また、アース部材は、アース部位１７Ｂを車体側アースに接続するための機能を有している限り、図４，５，６の形態に限られない。例えば、アース部材は、アース部位１７Ｂとアース部位１７Ｂに車両取り付け状態で対向する車体側部位との間で伸縮可能な突起状の導電性部材であってもよい。または窓ガラスを車体に取り付けられた際に、車体側のアース部位１７Ｂと対向する部分が突起状に形成されていてアース部位１７Ｂと接触して導通する、もしくは直接接触せずに高周波的に接続されてもよい。
【実施例】
【００４７】
本発明に係る車両用アンテナ装置を、実際の車両のフロントガラスに適用した例を説明する。図３に示すガラスアンテナの形態を実際の車両のフロントガラスに取り付けることにより作製された自動車用ガラスアンテナのアンテナ利得の実測結果について説明する。
【００４８】
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２５°傾けた状態で組みつけて実測した。給電部にはコネクタが取り付けられていて、フィーダ線を介してネットワークアナライザに接続される。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、ターンテーブルが回転する。
【００４９】
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°回転させて行われる。アンテナ利得のデータは、回転角度３°毎に、地上波デジタルテレビ放送帯の周波数範囲において６ＭＨｚ毎に測定される。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。
【００５０】
図８は、ガラスアンテナ３００（図３）のアンテナ利得の実測データである。図８の縦軸は、自動車を３６０°回転させて取得したアンテナ利得の平均値を示している。
【００５１】
図８のアンテナ利得を測定したときの図３の各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
ａ１：８０
ａ２：１５
ａ３：１０５
ａ４：５０
ａ５：２０
ａ６：７５
ａ８：５０
ｂ１：４２
ｂ２：０
ｂ３：５
である。各エレメントの導体幅は、０．８ｍｍである。給電部１６は、縦１１ｍｍ×横１２ｍｍである。ａ，ｂ，ｃ，ｄを頂点とする長方形のアース部位１７Ａは、縦１１ｍｍ×横１２ｍｍである。ｅ，ｆ，ｇ，ａを頂点とする長方形のアース部位１７Ｂは、縦１４ｍｍ×横５４ｍｍである。
【００５２】
図８の実測データによれば、キー局が集中している優先帯域４７３〜５７５ＭＨｚのアンテナ利得の平均値が＋０．４ｄＢｄと十分に高い値を示している。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、例えば、地上波デジタルテレビ放送、ＵＨＦ帯のアナログテレビ放送及び米国の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又は中華人民共和国のデジタルテレビ放送を受信する自動車用のアンテナとして利用されると好適である。その他、日本のＦＭ放送帯（７６〜９０ＭＨｚ）、米国のＦＭ放送帯（８８〜１０８ＭＨｚ）、テレビＶＨＦ帯（９０〜１０８ＭＨｚ、１７０〜２２２ＭＨｚ）、車両用キーレスエントリーシステム（３００〜４５０ＭＨｚ）にも利用できる。
【００５４】
また、自動車電話用の８００ＭＨｚ帯（８１０〜９６０ＭＨｚ）、自動車電話用の１．５ＧＨｚ帯（１．４２９〜１．５０１ＧＨｚ）、人工衛星のＧＰＳ信号（Global Positioning System：１５７５．４２ＭＨｚ）、ＶＩＣＳ（登録商標）（Vehicle Information and Communication System：２．５ＧＨｚ）にも利用できる。
【００５５】
さらに、ＥＴＣ通信（Electronic Toll Collection System（ノンストップ自動料金収受システム）、路側無線装置の送信周波数：５．７９５ＧＨｚ又は５．８０５ＧＨｚ、路側無線装置の受信周波数：５．８３５ＧＨｚ又は５．８４５ＧＨｚ）、専用狭域通信（ＤＳＲＣ）（Dedicated Short Range Communication：９１５ＭＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯、６０ＧＨｚ帯）及びＳＤＡＲＳ（Satellite Digital Audio Radio Service：２．３４ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ）にも利用できる。また、マイクロ波（１ＧＨｚ〜３ＴＨｚ）及びミリ波（３０〜３００ＧＨｚ）の通信に利用してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１〜４，８ アンテナエレメント
５，６ 無給電エレメント
１２ 窓ガラス
１３ 接着剤（パッキン）
１６ 給電部
１７ アース部
１７Ａ 第１のアース部
１７Ｂ 第２のアース部
２０ 信号処理回路
３０ 接着部材
３１，３１Ａ，３１Ｂ アース部材
３２ 塗装膜
３３ 弾性板
３４ 接続部
３５ 金属板
４０ 同軸ケーブル側コネクタ
４１ アンテナ側コネクタ
４２，４３ 金属製脚部
４４ 同軸ケーブル
５０ 車体フレーム
５１ フランジ
５２ 取り付け穴
５６ 車体開口縁（窓枠の端部）
５６ａ 突起部
１００，２００，３００ ガラスアンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスアンテナを有するアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の窓枠に取り付けられる窓ガラスに、アンテナとして機能するガラスアンテナを設けることが知られている。図１は、特許文献１に開示されたガラスアンテナの平面図である。図１に示されるように、窓ガラス１２に設けられるガラスアンテナ１００は、アンテナエレメント１〜４によって構成されたアンテナ導体と、該アンテナ導体に接続された給電部１６と、無給電エレメント５，６によって構成された無給電導体と、該無給電エレメントに接続されたアース部１７とを備えている。給電部１６は、信号処理回路にアンテナ導体を電気的に接続するための部位であり、アース部１７は、車両のボディ（車体）に無給電導体を電気的に接続するための部位である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１１９８５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、弾性接続部材がアース部１７に取り付けられ、弾性接続部材によってアース部と窓枠を形成している車体とを接続させることが記載されている。一方、受信信号を伝送するケーブルで受信信号の減衰が生じる前に受信信号を増幅させることが考えられており、アンプ等が実装された信号処理回路を備えたコネクタをガラスアンテナに直接取り付けることが行われている。このようなコネクタは、アンプの信号線側と接地側とが、給電部１６とアース部１７とそれぞれに接続されるように取り付けられる。特許文献１の形態にこのコネクタを採用する場合、アース部１７に、コネクタと接続する部分と弾性接続部材と接続する部分とを設けるとともに、図１に示されるように、窓枠とコネクタとが干渉しないようアース部１７の弾性接続部材と接続する部分を覆う、窓枠の端部５６よりも窓ガラス１２の面内側（図上、下側）に突出させた突起部５６ａを設ける必要がある。この突起部５６ａに弾性接続部材が接触することでアース部１７と車体とが接続される。
【０００５】
しかしながら、このような突起部５６aを設けることは、窓枠の形状を変更する必要があり、特別に設計することになるため汎用性がなく好ましくない。また、突起部５６ａとの接続によってアース部１７を車体パネルに接続した場合、突起部５６ａの面積が狭いため、車体の一部であっても突起部５６ａのグランドプレーンとしての機能が弱く、ガラスアンテナのアンテナ利得が充分に得られない可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は、アース部と車体との接続を電気的に安定させて、ガラスアンテナのアンテナ利得を向上させることができる、アンテナ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、
車体の窓枠に取り付けられた窓ガラスと、
アンテナ導体と、該アンテナ導体に接続された給電部と、無給電導体と、該無給電導体に接続されたアース部とを前記窓ガラスに備えるガラスアンテナとを有するアンテナ装置であって、
前記アース部は、前記窓ガラスの法線方向から見ると、前記窓枠に重ならない領域を含む第１のアース部位と、前記窓枠に重なる領域を含む第２のアース部位とを含むものであり、
前記車体と前記第２のアース部位とを電気的に接続するアース部材を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アース部と車体との接続を電気的に安定させて、ガラスアンテナのアンテナ利得を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】アース部１７を備える従来のガラスアンテナ１００の平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態であるアンテナ装置のガラスアンテナ２００の平面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態であるアンテナ装置のガラスアンテナ３００の平面図である。
【図４】アース部位１７Ｂがアース部材３１Ａを介して車体と電気的に接続する構造の一例を示した断面図である。
【図５】アース部位１７Ｂがアース部材３１Ｂを介して車体と電気的に接続する構造の一例を示した断面図である。
【図６】アース部材３１Ｂの斜視図である。
【図７】給電構造の斜視図である。
【図８】ガラスアンテナ３００のアンテナ利得の実測データである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、数字の方向に対応する。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、それらの図面は、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。例えば、窓ガラスが車両の前部に取り付けられるフロントガラスである場合、図面上での左右方向が車幅方向に相当する。また、本発明では給電部とアース部とが基準方向に沿って並んで配置されるとするが、基準方向はガラスアンテナの設置領域によって自由に設定でき、特に車両用の窓ガラスであれば、窓ガラスの縁部に平行な方向、水平方向または鉛直方向に設定されることが好ましい。以下に説明する形態では、車両用窓ガラスが車両に搭載された際の水平面が基準方向となる。なお、本発明は、フロントガラスに限定されず、車両の後部に取り付けられるリヤガラス、車両の側部に取り付けられるサイドガラスであってよい。
【００１１】
図２は、本発明の第１の実施形態であるアンテナ装置のガラスアンテナ２００の平面図である。図３は、本発明の第２の実施形態であるアンテナ装置のガラスアンテナ３００の平面図である。ガラスアンテナ２００，３００は、アンテナ導体及びそのアンテナ導体の近傍に配置された無給電導体、並びに互いに所定の基準方向（例えば、水平又は略水平な方向）に離間する給電部１６及びアース部１７（１７Ａ，１７Ｂ）が窓ガラス１２に平面的に設けられたアンテナである。
【００１２】
ガラスアンテナ２００，３００は、アンテナ導体パターンとして、例えば、第１のエレメントであるアンテナエレメント１と、第２のエレメントであるアンテナエレメント２と、第３のエレメントであるアンテナエレメント３と、第４のエレメントであるアンテナエレメント４とを備える。ガラスアンテナ３００は、更に、アンテナエレメント８を備える。また、ガラスアンテナ２００，３００は、無給電導体のパターンとして、例えば、第１の無給電エレメントである無給電エレメント５と、第２の無給電エレメントである無給電エレメント６とを備える。
【００１３】
給電部１６は、不図示の信号処理回路にアンテナ導体を接続するための部位であり、アース部１７は、金属からなる車体に無給電導体を電気的に接続するための部位である。「電気的に接続」とは、導体同士が直接接触して直流的に導通することと、導体同士が所定間隔離れてコンデンサを形成し、高周波的に導通することとを含んでいる。車体開口縁５６は、窓ガラス１２が取り付けられる窓開口部を形成しているフランジ５１の端部である。フランジ５１は、車体フレーム５０に形成された窓枠に相当する。給電部１６とアース部１７は、窓ガラス１２の縁の近傍又は車体開口縁５６の近傍に位置しているとよい。
【００１４】
なお、図２，３には、窓ガラス１２がフランジ５１に取り付けられた状態での車体開口縁５６の位置が、点線で示されている。
【００１５】
アース部１７は、窓ガラス１２の法線方向から車外視で見ると、フランジ５１に重ならない領域を含む第１のアース部位として、アース部位１７Ａを含み、フランジ５１に重なる領域を含む第２のアース部位として、アース部位１７Ｂを含む、導体領域である。アース部位１７Ｂは、アース部位１７Ａに対して、窓ガラス１２の外周辺のうち給電部１６に最も近い上辺側に位置している。アース部位１７Ａとアース部位１７Ｂとは、一本又は二本以上の線状エレメントで接続されてもよい。
【００１６】
図２，３には、アース部位１７Ａとして、ａ，ｂ，ｃ，ｄを頂点とする長方形の導体領域が例示されている。図２，３のアース部位１７Ａは、窓ガラス１２の法線方向からアース部位１７Ａを車外側から投影すると、その投影がフランジ５１に重ならない領域を含む形状である。また、図２には、アース部位１７Ｂとして、ｄ，ｅ，ｆ，ａを頂点とする長方形の導体領域が例示され、図３には、アース部位１７Ｂとして、ｅ，ｆ，ｇ，ａを頂点とする長方形の導体領域が例示されている。図２，３のアース部位１７Ｂは、窓ガラス１２の法線方向からアース部位１７Ｂを車外側から投影すると、その投影がフランジ５１に重なる領域を含む形状である。
【００１７】
アース部位１７Ａは、窓ガラス１２の法線方向から車外視で見ると、フランジ５１に重なる領域を含んでもよいし、フランジ５１に全て重ならない領域であってもよい。アース部位１７Ａがフランジ５１に重なる領域を含む場合、フランジ５１に重なる領域の面積は、フランジ５１に重ならない領域の面積よりも小さい。
【００１８】
アース部位１７Ｂは、窓ガラス１２の法線方向から車外視で見ると、フランジ５１に重ならない領域を含んでもよいし、フランジ５１に全て重なる領域であってもよい。アース部位１７Ｂがフランジ５１に重ならない領域を含む場合、フランジ５１に重なる領域の面積は、フランジ５１に重ならない領域の面積よりも大きい。
【００１９】
また、フランジ５１とアース部位１７Ｂとを電気的に接続するアース部材３１が設けられる。アース部材３１は、アース部位１７Ｂに設置された導体であってもよいし、フランジ５１に設置された導体であってもよい。
【００２０】
したがって、図２，３に例示されたガラスアンテナ２００，３００を有するアンテナ装置によれば、アース部１７をフランジ５１に電気的に接続するために突起部のような特別な形状を、端部５６が直線的に形成されたフランジ５１に形成する必要がない。そのため、アース部１７と車体との接続をアース部材３１によって電気的に安定させることができる。また、アース部１７が電気的に接続されるグランド部位の面積を十分に確保できるため、大きなグランドプレーンとして機能する車体を十分に活用でき、図１のガラスアンテナ１００に比べて、ガラスアンテナ２００，３００のアンテナ利得を向上させることができる。
【００２１】
なお、同軸ケーブルの内部導体が給電部１６に電気的に接続され、同軸ケーブルの外部導体がアース部位１７Ａに電気的に接続されるような場合、アンテナ導体と無給電導体とは、給電部とアース部とに給電するような双極アンテナを構成しているとも言える。
【００２２】
次に、図２，３の構成について更に詳細に説明する。
【００２３】
図２，３において、アンテナエレメント１は、給電部１６を起点に、基準方向に平行且つアース部１７の反対側に向かう方向である第１の方向（図面上では、右方向）に延伸する。アンテナエレメント２は、アンテナエレメント１の第１の方向への延伸の終端である第１の終端部１ｇ（すなわち、給電部１６と反対側の終端）に接続され、アンテナエレメント１に直交且つ窓ガラス１２の外周に対して内側へ向かう方向である第２の方向（図面上では、下方向）に延伸する。アンテナエレメント２は、終端部１ｇを起点に、第２の方向に向けて直線的に延伸してもよいし、第２の方向に向けて湾曲して延伸してもよい。アンテナエレメント３は、アンテナエレメント２の延伸の終端である第２の終端部２ｇを起点に、第１の方向に対して逆向きの方向である第３の方向（図面上では、左方向）に延伸する。そして、アンテナエレメント３の第３の方向への延伸の終端である第３の終端部３ｇが、後述の無給電エレメント５に対して第１の方向側に位置する（すなわち、無給電エレメント５に対して右側の領域上に位置する）。アンテナエレメント４は、アンテナエレメント２上の点を起点に、第１の方向に延伸する。図２，３のアンテナエレメント４の起点は、終端部２ｇを起点に終端部４ｇを終点として第１の方向に延伸する。
【００２４】
なお、アンテナエレメント４は無くてもよいが、アンテナエレメント４が設けられたガラスアンテナは、アンテナエレメント４が設けられていない場合に比べて、ガラスアンテナの平均感度が向上する。
【００２５】
また、図３のアンテナエレメント８は、アンテナエレメント１に対してアンテナエレメント３が延在する側とは反対側の領域において、アンテナエレメント１に並走するように、給電部１６を起点に第１の方向に延伸する。アンテナエレメント８が設けられたガラスアンテナは、アンテナエレメント８が設けられていない場合に比べて、ガラスアンテナの平均感度が向上する。
【００２６】
また、図２の無給電エレメント５は、アース部１７の一部の領域であるアース部位１７Ａを起点に、少なくとも一部が第２の方向に延伸するエレメントである。図３の無給電エレメント５は、アース部１７の一部の領域であるアース部位１７Ｂを起点に、少なくとも一部が第２の方向に延伸するエレメントである。図２，３の無給電エレメント６は、上述の基準方向に平行且つ無給電エレメント５上の点を起点に延伸するものである。無給電エレメント６は、アンテナ利得向上の点で、終端部５ｇを通って水平方向に延伸するとよく、図２，３の場合、終端部５ｇを起点に第３の方向（図面上では、左方向）に終端部６ｇを終点として延伸する。
【００２７】
なお、無給電エレメント６は、第３の方向ではなく第１の方向に延伸させてもよく、さらにアンテナエレメント３と近接させてもよい。車体のグランドプレーンはチューニングの余地がないが、無給電エレメント６の長さ、延伸方向は適宜調整することが可能であるため、無給電エレメント６を設けることによりチューニングが容易となる。
【００２８】
ここで、「終端部」は、無給電エレメント又はアンテナエレメントの延伸の終点であってもよいし、その終点手前の導体部分である終点近傍であってもよい。
【００２９】
給電部１６及びアース部１７が、車体開口縁５６に沿うように配置されることによって、ガラスアンテナ２００，３００全体の低背化をしつつ、アース部材３１の設置スペースを容易に確保できる。
【００３０】
給電部１６及び給電部１６に接続されたアンテナ導体、並びにアース部１７及びアース部１７を起点に接続された無給電導体は、銀ペースト等の、導電性金属を含有するペーストを窓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、窓ガラスの車両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。
【００３１】
アンテナエレメント及び無給電エレメント、並びにアース部位１７Ａと１７Ｂを結ぶ線状エレメントの各線幅（各導体幅）の最小値は、プリントされたエレメントの断線を防止する点で、０．４ｍｍ以上が好ましく、０．６ｍｍ以上がより好ましい。また、各線幅の最大値は、ガラスの曲げ成形時に発生する歪みを抑える点で、３．０ｍｍ以下が好ましく、２．８ｍｍ以下がより好ましい。
【００３２】
次に、アース部材３１の具体例について図４，５，６を参照して説明する。
【００３３】
図４は、アース部位１７Ｂがアース部材３１Ａを介して車体と電気的に接続する構造の一例を示した断面図である。アンテナ導体によって受信された電波の受信信号が、図２，３に示した給電部１６とアース部位１７Ａとに電気的に接続された後述するアンテナ側コネクタに伝達される。一方、アース部位１７Ｂを車体に電気的に接続するため、アース部材３１Ａがアース部位１７Ｂに半田付けなどで取り付けられ、互いに電気的に接続される。または、アース部材３１Ａが、アース部位１７Ｂに両面接着テープや接着剤などで接着され、アース部位１７Ｂと高周波的に接続させてもよい。このような接続構造にすることによって、アース部１７及びアース部１７に接続された無給電導体を、アース部材３１Ａを介して、車体に確実にアースすることができる。
【００３４】
図４に示されるように、車体フレーム５０の端部は窓ガラス１２を車体に設置するためにＬ字状にフランジ５１が形成されている。参照符号１３はフランジ５１と窓ガラス１２とを接着する接着剤（又は、パッキン）である。
【００３５】
アース部材３１Ａは、接着剤１３が固まるまで窓ガラス１２をフランジ５１に仮止めするための留め具として使用する仮止めクリップの形状を有しており、アース部位１７Ｂに半田付けや接着剤などによって電気的に接続される台座と、フランジ５１に引っ掛けて固定する弾性のクリップとを有している。この弾性のクリップは、フランジ５１の取り付け穴５２を突き抜けたアース部材３１Ａの先端部に設けられる。アース部材３１Ａとして使用される仮止めクリップは導電性の材料で作成された導電体である。または、導電体ではなく誘電体であってもよいが、その場合は表面に導電性のコーティングが施される。アース部材３１Ａとして利用される仮止めクリップは、フランジ５１に形成された取り付け穴５２に挿入されることにより、フランジ５１に接触する。このように、アース部材３１Ａが、窓ガラス１２をフランジ５１に取り付ける留め具であると、取り付け機能とアース接続機能を一つの部品で兼用でき好ましい。
【００３６】
図５は、アース部位１７Ｂがアース部材３１Ｂを介して車体と電気的に接続する構造の一例を示した断面図である。アンテナ導体によって受信された電波の受信信号が、図２，３に示した給電部１６とアース部１７Ａとに電気的に接続された後述するアンテナ側コネクタに伝達される。一方、アース部位１７Ｂを車体に接続するため、アース部材３１Ｂがアース部位１７Ｂに取り付けられている。このような接続構造にすることによって、アース部位１７及びアース部１７に接続された無給電導体を、アース部材３１Ｂを介して、車体に確実にアースすることができる。
【００３７】
図６は、アース部材３１Ｂの斜視図である。アース部材３１Ｂは、弾性の接続部材であって、アース部位１７Ｂに半田付けなどによって電気的に接続される接続部３４を有する金属板３５と、金属板３５にアーチ状に湾曲させて設置された弾性板３３とからなる。アース部材３１Ｂは、金属板３５をアース部位１７Ｂに両面接着テープや接着剤などで接着し、アース部位１７Ｂと高周波的に接続させてもよい。アース部位１７Ｂに設置されたアース部材３１Ｂは、図５に示されるように、窓ガラス１２がフランジ５１に接着剤１３を介して接着されると、弾性板３３が弾性変形して車体パネル１１と面接触する。これにより、車体側に特別な構成が無くともアース部位１７Ｂを車体フレーム５０にアース接続することが可能である。
【００３８】
一方、車体フレーム５０の車外側表面は、通常塗料などで塗装されて絶縁性の塗料膜３２が形成されており、アース部材３１Ｂが接触するだけでは直流的な接続は確保されない。しかし、弾性板３３が弾性変形し塗料膜３２と接触する面積が充分に大きくなることで、アース部材３１Ｂは高周波的に車体フレーム５０と接続されるため、アース部位１７Ｂを車体にアースすることができる。
【００３９】
また、窓ガラスが車体に取り付けられた時に、アース部位１７Ｂと接触する弾性の接続部材を車体の窓枠に設けてもよい。例えば、図６に示すアース部材３１Ｂを、ネジなどの機械的な締結手段または半田付けなどによってフランジ５１に電気的に接続された状態で固定する。窓ガラス１２がフランジ５１に接着剤１３を介して接着されると、弾性板３３が弾性変形してアース部位１７Ｂと面接触する。これにより、アース部位１７Ｂを車体フレーム５０にアース接続することが可能である。
【００４０】
本発明のガラスアンテナは、信号処理回路との接続に端子部材が用いられる。端子部材は、同軸ケーブルの内部導体と給電部１６とを電気的に接続すると共に同軸ケーブルの外部導体とアース部位１７Ａとを電気的に接続するためのコネクタを、給電部１６及びアース部位１７Ａに実装する構成である。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１６に取り付けることが容易になり、外部導体をアース部位１７Ａに取り付けることが容易になる。
【００４１】
例えば、図７に示す端子部材では、同軸ケーブル側コネクタ４０が雄型となって、雌型であるアンテナ側コネクタ４１に矢印の方向に嵌合させることによって、同軸ケーブルを給電部１６とアース部位１７Ａとに接続させる構造を示している。同軸ケーブル側コネクタ４０とアンテナ側コネクタ４１とが勘合して接続されることによって、同軸ケーブル４４の内部導体が金属製脚部４２を介して給電部１６に接続し、同軸ケーブル４４の外部導体が金属製脚部４３を介してアース部位１７Ａに接続される。アンテナ側コネクタ４１は、給電部１６とアース部位１７Ａとを跨ぐように取り付けられる。アンテナ側コネクタ４１の第１の端子である金属製脚部４２が給電部１６に取り付けられ、アンテナ側コネクタ４１の第２の端子である金属製脚部４３がアース部位１７Ａに取り付けられる。また、同軸ケーブル４４は、同軸ケーブル側コネクタ４０に接続されている。
【００４２】
また、アンプ等が実装された信号処理回路２０が、アンテナ側コネクタ４１に内蔵されていてもよい。アンプの入力部は、金属製脚部４２に電気的に接続され、アンプの出力部は、同軸ケーブル４４の内部導体に電気的に接続され、アンプのアース部（信号処理回路２０のアース部と同電位）は、同軸ケーブル４４の外部導体と金属製脚部４３とに電気的に接続されている。この場合、同軸ケーブル４４の他端側は車体側に搭載されるチューナーなどに接続される。このような構成にすることにより、同軸ケーブルを介して信号処理回路に接続させる場合と比較して、同軸ケーブルによって受信信号を伝送する途中で受信信号の減衰が生じる前に、アンテナ側コネクタで受信信号を増幅できるので好ましい。
【００４３】
なお、アンテナ側コネクタ４１を用いなくてもよい。例えば、車体側に設けられた信号処理回路との接続に車体側から配索された信号線として同軸ケーブルを用い、同軸ケーブルの一端側において、同軸ケーブルの内部導体が給電部１６に電気的に接続され、同軸ケーブルの外部導体がアース部位１７Ａに電気的に接続される。同軸ケーブルと、給電部１６とアース部位１７Ａとは半田付けなどで電気的に接続される。同軸ケーブルの外部導体は、アース部位１７Ａに電気的に接続されることにより、アース部位１７Ｂに接続されたアース部材によって車体側アースに接続される。同軸ケーブルの他端側は、車体側に搭載されるアンプなどの信号処理回路に接続される。この場合、同軸ケーブル他端側において、内部導体がアンプの入力部に電気的に接続され、外部導体がアンプのアース部に電気的に接続されるとよい。そして、アンプの出力部はチューナーなどの入力部に電気的に接続される。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形、改良及び置換を加えることができる。
【００４５】
例えば、本発明は、アンテナ導体、無給電導体、給電部、アース部は、所望のアンテナ利得を有する限り、図２，３の形態に限られない。具体的にはアンテナ導体及び無給電導体のエレメントの形状は、車種毎に所望の受信周波数に合わせて適宜設定されてよい。図２，３の形態であれば、地上波デジタルテレビ放送帯のアンテナ利得を向上させることができる。
【００４６】
また、アース部材は、アース部位１７Ｂを車体側アースに接続するための機能を有している限り、図４，５，６の形態に限られない。例えば、アース部材は、アース部位１７Ｂとアース部位１７Ｂに車両取り付け状態で対向する車体側部位との間で伸縮可能な突起状の導電性部材であってもよい。または窓ガラスを車体に取り付けられた際に、車体側のアース部位１７Ｂと対向する部分が突起状に形成されていてアース部位１７Ｂと接触して導通する、もしくは直接接触せずに高周波的に接続されてもよい。
【実施例】
【００４７】
本発明に係る車両用アンテナ装置を、実際の車両のフロントガラスに適用した例を説明する。図３に示すガラスアンテナの形態を実際の車両のフロントガラスに取り付けることにより作製された自動車用ガラスアンテナのアンテナ利得の実測結果について説明する。
【００４８】
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２５°傾けた状態で組みつけて実測した。給電部にはコネクタが取り付けられていて、フィーダ線を介してネットワークアナライザに接続される。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、ターンテーブルが回転する。
【００４９】
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°回転させて行われる。アンテナ利得のデータは、回転角度３°毎に、地上波デジタルテレビ放送帯の周波数範囲において６ＭＨｚ毎に測定される。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。
【００５０】
図８は、ガラスアンテナ３００（図３）のアンテナ利得の実測データである。図８の縦軸は、自動車を３６０°回転させて取得したアンテナ利得の平均値を示している。
【００５１】
図８のアンテナ利得を測定したときの図３の各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
ａ１：８０
ａ２：１５
ａ３：１０５
ａ４：５０
ａ５：２０
ａ６：７５
ａ８：５０
ｂ１：４２
ｂ２：０
ｂ３：５
である。各エレメントの導体幅は、０．８ｍｍである。給電部１６は、縦１１ｍｍ×横１２ｍｍである。ａ，ｂ，ｃ，ｄを頂点とする長方形のアース部位１７Ａは、縦１１ｍｍ×横１２ｍｍである。ｅ，ｆ，ｇ，ａを頂点とする長方形のアース部位１７Ｂは、縦１４ｍｍ×横５４ｍｍである。
【００５２】
図８の実測データによれば、キー局が集中している優先帯域４７３〜５７５ＭＨｚのアンテナ利得の平均値が＋０．４ｄＢｄと十分に高い値を示している。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、例えば、地上波デジタルテレビ放送、ＵＨＦ帯のアナログテレビ放送及び米国の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又は中華人民共和国のデジタルテレビ放送を受信する自動車用のアンテナとして利用されると好適である。その他、日本のＦＭ放送帯（７６〜９０ＭＨｚ）、米国のＦＭ放送帯（８８〜１０８ＭＨｚ）、テレビＶＨＦ帯（９０〜１０８ＭＨｚ、１７０〜２２２ＭＨｚ）、車両用キーレスエントリーシステム（３００〜４５０ＭＨｚ）にも利用できる。
【００５４】
また、自動車電話用の８００ＭＨｚ帯（８１０〜９６０ＭＨｚ）、自動車電話用の１．５ＧＨｚ帯（１．４２９〜１．５０１ＧＨｚ）、人工衛星のＧＰＳ信号（Global Positioning System：１５７５．４２ＭＨｚ）、ＶＩＣＳ（登録商標）（Vehicle Information and Communication System：２．５ＧＨｚ）にも利用できる。
【００５５】
さらに、ＥＴＣ通信（Electronic Toll Collection System（ノンストップ自動料金収受システム）、路側無線装置の送信周波数：５．７９５ＧＨｚ又は５．８０５ＧＨｚ、路側無線装置の受信周波数：５．８３５ＧＨｚ又は５．８４５ＧＨｚ）、専用狭域通信（ＤＳＲＣ）（Dedicated Short Range Communication：９１５ＭＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯、６０ＧＨｚ帯）及びＳＤＡＲＳ（Satellite Digital Audio Radio Service：２．３４ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ）にも利用できる。また、マイクロ波（１ＧＨｚ〜３ＴＨｚ）及びミリ波（３０〜３００ＧＨｚ）の通信に利用してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１〜４，８ アンテナエレメント
５，６ 無給電エレメント
１２ 窓ガラス
１３ 接着剤（パッキン）
１６ 給電部
１７ アース部
１７Ａ 第１のアース部
１７Ｂ 第２のアース部
２０ 信号処理回路
３０ 接着部材
３１，３１Ａ，３１Ｂ アース部材
３２ 塗装膜
３３ 弾性板
３４ 接続部
３５ 金属板
４０ 同軸ケーブル側コネクタ
４１ アンテナ側コネクタ
４２，４３ 金属製脚部
４４ 同軸ケーブル
５０ 車体フレーム
５１ フランジ
５２ 取り付け穴
５６ 車体開口縁（窓枠の端部）
５６ａ 突起部
１００，２００，３００ ガラスアンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の窓枠に取り付けられた窓ガラスと、
アンテナ導体と、該アンテナ導体に接続された給電部と、無給電導体と、該無給電導体に接続されたアース部とを前記窓ガラスに備えるガラスアンテナとを有するアンテナ装置であって、
前記アース部は、前記窓ガラスの法線方向から見ると、前記窓枠に重ならない領域を含む第１のアース部位と、前記窓枠に重なる領域を含む第２のアース部位とを含むものであり、
前記車体と前記第２のアース部位とを電気的に接続するアース部材を有する、ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記アース部材は、前記第２のアース部位に設置され、前記窓ガラスを前記車体に仮止めするために、前記窓枠に形成された穴に挿入し留め具として使用される仮止めクリップである、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記アース部材は、前記第２のアース部位に設置された弾性部材であり、前記窓ガラスが前記車体に取り付けられた時に弾性変形して前記車体と接続される、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記アース部材は、前記第２のアース部位に対向する前記窓枠に設置された弾性部材であり、前記窓ガラスが前記車体に取り付けられた時に弾性変形して前記第２のアース部位と接続される、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
同軸ケーブルの内部導体が前記給電部に電気的に接続され、該同軸ケーブルの外部導体が前記第１のアース部位に電気的に接続された、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記給電部と前記第１のアース部位には、前記同軸ケーブルの内部導体と前記給電部とを電気的に接続すると共に前記同軸ケーブルの外部導体と前記第１のアース部とを電気的に接続するためのコネクタが実装された、請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記コネクタが、前記同軸ケーブルに電気的に接続される信号処理回路を備える、請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項１】
車体の窓枠に取り付けられた窓ガラスと、
アンテナ導体と、該アンテナ導体に接続された給電部と、無給電導体と、該無給電導体に接続されたアース部とを前記窓ガラスに備えるガラスアンテナとを有するアンテナ装置であって、
前記アース部は、前記窓ガラスの法線方向から見ると、前記窓枠に重ならない領域を含む第１のアース部位と、前記窓枠に重なる領域を含む第２のアース部位とを含むものであり、
前記車体と前記第２のアース部位とを電気的に接続するアース部材を有する、ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記アース部材は、前記第２のアース部位に設置され、前記窓ガラスを前記車体に仮止めするために、前記窓枠に形成された穴に挿入し留め具として使用される仮止めクリップである、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記アース部材は、前記第２のアース部位に設置された弾性部材であり、前記窓ガラスが前記車体に取り付けられた時に弾性変形して前記車体と接続される、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記アース部材は、前記第２のアース部位に対向する前記窓枠に設置された弾性部材であり、前記窓ガラスが前記車体に取り付けられた時に弾性変形して前記第２のアース部位と接続される、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
同軸ケーブルの内部導体が前記給電部に電気的に接続され、該同軸ケーブルの外部導体が前記第１のアース部位に電気的に接続された、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記給電部と前記第１のアース部位には、前記同軸ケーブルの内部導体と前記給電部とを電気的に接続すると共に前記同軸ケーブルの外部導体と前記第１のアース部とを電気的に接続するためのコネクタが実装された、請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記コネクタが、前記同軸ケーブルに電気的に接続される信号処理回路を備える、請求項６に記載のアンテナ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２６８００（Ｐ２０１３−２６８００Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９３１８（Ｐ２０１１−１５９３１８）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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