JP2012044254A - 車両用アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】車両の窓ガラスに設けられる非接地の放送波受信用のアンテナにおいて、高感度で安定した受信性能を得る。
【解決手段】車両の窓に配設される線条によって構成されるアンテナであって、第１の給電点と第２の給電点とを近接して配設し、該２つの給電点のいずれか一方に接続し、金属フランジから離れる方向に延伸した内側エレメントと、前記２つの給電点のそれぞれよりフランジに沿って互いに離れる逆方向で内側エレメントを取り囲むように延伸した時計回り線条と反時計回り線条とを含む外側ループエレメントと、によって構成され、前記外側ループエレメントは、前記時計回り線条と前記反時計回り線条との夫々の先端部が高周波的に導通することによって、前記内側エレメントを取り囲むように開口部を有するループ形状を構成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の窓に設けられる地上デジタルテレビ放送波、およびＵＨＦ帯のアナログテレビ放送波を受信するのに好適な非接地型のアンテナに関する。

近年、日本国内におけるテレビジョン放送波は、周波数が９０〜２２０ＭＨｚのＶＨＦ帯や４７０〜７７０ＭＨｚのＵＨＦ帯の地上アナログテレビ放送から、周波数が４７０〜７１０ＭＨｚの地上デジタルテレビ放送に移行されつつある。

また、日本国外においても、周波数が６９８〜８０６ＭＨｚ等の地上デジタルテレビ放送が実用化されており、自動車に搭載するアンテナや放送電波の送受信機器としても、地上デジタル放送への対応が進みつつある。

このような地上デジタルテレビ放送波の送受信においては、地上アナログ放送の送受信に比べて特に受信感度を高感度とする必要があるため、アンテナシステムとして非接地型アンテナが採用されることが多い。

例えば、本出願人による特開２００５−２２９１４０号公報には、自動車等移動体の窓ガラス面またはボディの絶縁部材表面に配設する線条アンテナであって、第１の給電点より延ばした送受信電波の１／４波長または３／４波長の長さの第１のエレメントと、前記第１の給電点の近傍に第２の給電点を設け、該第２の給電点より第１のエレメントを取り囲むように延ばした送受信電波の１波長以上の長さを有する閉ループ状の第２のエレメントとからなることを特徴とする車両用アンテナが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、本出願人による特開２００７−５３５０５号公報には、自動車等移動体の窓ガラス面またはボディの絶縁部材表面に配設する導電線条からなるアンテナであって、第１の給電点と第２の給電点を近接して設け、第１の給電点から第２の給電点にかけて導電線条を配設した送受信電波の１波長〜２波長の長さを有するループエレメントと、前記給電点のいずれか一方より延ばした送受信電波の１／４波長〜３／４波長の長さの第１のエレメントと、前記ループエレメントの途中よりループエレメントの外方側に分岐して延ばした１／１６〜１／４波長の長さの第２のエレメントとからなるループアンテナとしたことを特徴とする車両用アンテナが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００５−２２９１４０号公報 特開２００７−５３５０５号公報

前述したように、特許文献１に記載されたアンテナは、外部の影響を受けやすいホット側エレメントを閉ループ状のアース側エレメントで取り囲むことによって、ホット側エレメントの先端部分の電界を安定化させ、人体等によるアンテナ性能への影響を受けにくくさせ、好適な受信感度を得る手法を採用しているが、アンテナパターンのインピーダンスの調節を線条長さによってチューニングする場合には、アース側エレメントが閉ループ状であるために、開放したループ線条に比べて、その長さが調整しにくく、チューニングの自由度が小さくなるという問題点があった。

また、特許文献２に記載されたアンテナについても、ホット側給電点とアース側給電点を近接させ、両給電端子を結ぶループアンテナを基本パターンとするアンテナであるので、前記特許文献１に記載アンテナの問題点と同様に、アンテナパターンのインピーダンスの調節によってチューニングを行う場合には、ループエレメントの線条長さの調整が、開放したループ線条に比べて、その長さが調整しにくく、チューニングの自由度が小さくなるという問題点があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、アンテナの設置場所や人体等によるアンテナ性能への影響を受けにくくし、実質的なアンテナエリアを小さくするという従来からの性能を維持しつつ、アンテナパターンのチューニングを容易とし、従来以上にアンテナ性能を向上させることの地上デジタルテレビ放送波を受信するのに好適なアンテナの提供を目的とするものである。

すなわち、本発明は、車両の窓に配設される線条によって構成されるアンテナであって、第１の給電点と第２の給電点とを近接して配設し、該２つの給電点のいずれか一方に接続し、前記窓の開口部を構成する金属フランジから離れる方向に延伸した内側エレメントと、前記２つの給電点のそれぞれよりフランジに沿って互いに離れる逆方向で内側エレメントを取り囲むように延伸した時計回り線条と反時計回り線条とを含む外側ループエレメントと、によって構成され、前記外側ループエレメントは、前記時計回り線条と前記反時計回り線条との夫々の先端部が高周波的に導通することによって、前記内側エレメントを取り囲むように開口部を有するループ形状を構成することを特徴とする車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記時計回り線条の先端部と前記反時計回り線条の先端部同士とを互いに容量結合するように近接する位置に配置することによって、前記時計回り線条と前記反時計回り線条とが高周波的に導通するように構成し、該容量結合する部分は、前記２つの給電点が設けられた辺と対向する辺に設けられることを特徴とする上述の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記時計回り線条の先端部と前記反時計回り線条の先端部とが互いに近接する部分の長さが、１０ｍｍから送受信電波の１波長であることを特徴とする上述の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記時計回り線条と前記反時計回り線条との間に、第１の補助線条を設け、前記第１の補助線条は、その一端部が前記時計回り線条の先端部と容量結合するように近接する位置に配置され、その他端部が前記反時計回り線条の先端部と容量結合するように近接する位置に配置され、これによって、前記時計回り線条と前記反時計回り線条とが高周波的に導通し、前記外側ループエレメントが開口部を有するループ形状を形成することを特徴とする上述の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記時計回り線条の先端部と前記第１の補助線条の一端部とが近接する部分の長さ、及び、前記反時計回り線条の先端部と前記第１の補助線条の他端部とが近接する部分の長さが、１０ｍｍから送受信電波の１波長であることを特徴とする上述の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記内側エレメントの長さは、送受信電波の略１／４波長であることを特徴とする上述の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記内側エレメントの先端から屈曲して延伸する第２の補助線条を設けたことを特徴とする上述の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記内側エレメントは、前記第１の内側エレメントと、前記第１の内側エレメントと容量結合させるように、前記第１の内側エレメントと近接かつ平行に配設された第２の内側エレメントとを有し、前記第２の内側エレメントは、前記第１の内側エレメントが接続された給電点と異なる給電点から延伸されることを特徴とする上述の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記外側ループエレメントの電気長は、送受信電波の１波長から２波長であることを特徴とする上述の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記時計回り線条の給電点に接続される一辺を平行な複数の線条によって構成し、該複数の線条の両先端同士を接続したことを特徴とする上述の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、前記反時計回り線条の給電点に接続される一辺を平行な複数の線条によって構成し、該複数の線条の両先端部同士を接続したことを特徴とする上述の車両用アンテナである。

あるいはまた、本発明は、上述のいずれかに記載の車両用アンテナを車両の窓ガラス面に直接印刷、または該パターンを印刷したシートを貼設したことを特徴とする車両用アンテナである。

本発明によれば、自動車内でアンテナの設置場所や人体等によるアンテナ性能への影響を受けにくくし、実質的なアンテナエリアを小さくしつつ、アンテナパターンのチューニングを容易とし、アンテナ性能を向上させて、地上デジタルテレビ放送波を好適に受信することができる。

また、本発明のアンテナは、車両に乗車する人の有無によってもアンテナインピーダンスがほとんど変化せず、単純な構成であるため視界を損なうことのないアンテナを提供でき、受信利得も高くすることができる。

本発明の実施例１のアンテナパターンの正面図。 本発明の実施例２のアンテナパターンの正面図。 本発明の実施例３のアンテナパターンの正面図。 本発明の実施例４のアンテナパターンの正面図。 本発明の実施例５のアンテナパターンの正面図。 本発明の実施例１、比較例１、２のアンテナの周波数特性図。 比較例１のアンテナパターンの正面図。 比較例２のアンテナパターンの正面図。

本発明の実施の形態の自動車用アンテナ２は、自動車の金属フランジ３の開口部近傍の窓ガラス面上に、第１の給電点６と第２の給電点７を近接して配設し、該２つの給電点のいずれか一方に接続し、金属フランジ３から離れる開口部内側方向に延ばした内側エレメント１０と、前記２つの給電点のそれぞれよりフランジに沿って互いに離れる逆方向に延ばし、内側エレメントを取り囲むように時計回り線条２１と反時計回り線条２２の２つの線条を少なくとも有する外側ループエレメント２０とを含む。

内側エレメント１０は、第２の給電点７から延ばし、金属フランジ３の最も近い開口辺から遠ざかる方向に延ばした線条１１を含むエレメントであり、外側ループ形状の外側ループエレメント２０を略２つに分断する方向に延ばしたエレメントである。なお、図１では、内側エレメント１０は第２の給電点７から延ばす例を図示したが、第１の給電点６から延ばしてもよい。

一方、外側ループエレメント２０は、２つの給電点６、７のそれぞれより金属フランジの開口辺に沿って互いに離れるように逆方向に延ばして、内側エレメント１０を取り囲むように配置される時計回り線条２１と反時計回り線条２２の２つの線条を設け、夫々の線条の先端部が互いに向き合うように、該２つの線条を折り返して、それぞれの線条の形状をコ字状または逆コ字状（または、一部の角が略円弧状となった略コ字状または略逆コ字状）の線条とした。

先端部が互いに向き合うように折り返された時計回り線条２１と反時計回り線条２２の先端部同士が互いに近接するようにオーバーラップさせたオーバーラップ部２４を設けて、該２つの線条を容量結合させ、時計回り線条２１と反時計回り線条２２によって外側ループエレメント２０を形成した。

さらに、内側エレメント１０として、２つの給電点６、７のいずれか一方の給電点よりループエレメントの内側中央に向けて第１の内側線条１１を延ばしたが、図２に示すように、さらにもう一つの給電点より第１の内側線条１１と略平行で同一方向に第２の内側線条１２を延ばすようにしてもよい。

尚、内側線条を２本設ける場合には、第１の内側線条１１と第２の内側線条１２とを近接させることによって、容量結合させてもよい。第１の内側線条１１の長さと第２の内側線条１２の長さとは、図２に示すように異なる長さでもよく、同じ長さでもよい。２本の内側線条を異なる長さにすることによって、アンテナ特性を広帯域化することができる。また、２本の内側線条を同じ長さにすることによって、共振周波数付近において感度を向上させることができる。

時計回り線条２１と反時計回り線条２２の２つの線条からなる外側ループエレメント２０は、時計回り線条２１の先端部と反時計回り線条２２の先端部とが容量結合するように近接させてオーバーラップさせた開口部を有するループ状であり、直流的には開放された非導通状態であるが、高周波の電波を受信する場合には導通状態となり、図７に示した第１の給電点６から第２の給電点７まで直流的に導通状態にある従来のアンテナパターンと少なくとも同等以上の効果が得られる。

外側ループエレメント２０の時計回り線条２１と反時計回り線条２２の各先端部をオーバーラップさせたオーバーラップ部２４によって近接し容量結合する線条部分は、図１〜図４に示したように第２の給電点７が位置する辺の対向する辺に設けるのがよい。

また、図５に示したように、外側ループエレメント２０の時計回り線条２１と左回りの反時計回り線条２２とを各エレメントの先端部がオーバーラップしないように延伸し、各エレメントの先端部間に補助線条２３を設け、補助線条２３の一端側と時計回り線条２１の先端部が容量結合するように近接させてオーバーラップさせ、さらに、補助線条２３の他端部と反時計回り線条２２の先端部とが容量結合するように近接させてオーバーラップするように、複数個所にオーバーラップ部２４、２５を設けるようにしてもよい。

第１の給電点６または第２の給電点７のいずれかから延ばした内側エレメント１０の先端までの線条の長さは、送受信周波数帯の略中間周波数の１／４波長の長さとするのが好ましい。

また、図４に示すように、内側エレメント１０の内側線条１１と直交する補助線条１３を内側線条１１の先端より延伸することもできる。この補助線条の長さや延伸方向を変えることによって、共振周波数やインピーダンスの調整が可能になる。例えば、図４には、補助線条１３が内側線条１１から９０°で屈曲する例を示すが、この角度は何度でもよい。

尚、図４において、内側エレメント１０の内側線条１１と直交する補助線条１３を延伸し、さらに、外側ループエレメント２０の一部を円弧状で構成したが、これらの両方を適用する必要はなく、いずれか一方のみを適用してもよい。

さらに、オーバーラップ部２４において、時計回り線条２１と反時計回り線条２２で構成される外側ループエレメント２０の各線条のうち、オーバーラップ分を１本の線条とみなした長さ（電気長）として合計した長さは、送受信電波の１波長〜２波長の長さとするのが好ましい。

さらにまた、時計回り線条２１の先端と反時計回り線条２２の先端とが近接して配置されるオーバーラップ部２４の線条の長さは、アンテナのＶＳＷＲが低くなるように調整することが好ましい。具体的には、時計回り線条２１の先端と反時計回り線条２２の先端とが互いに近接し容量結合する部分の長さ（図１におけるＡ）が、１０ｍｍ〜１波長の長さであるとよい。

前述したように、時計回り線条２１と反時計回り線条２２の各先端のオーバーラップ部２４において、オーバーラップする線条長さを１０ｍｍ以上としたのは、１０ｍｍ未満だと、容量結合が弱くなって、時計回り線条２１と反時計回り線条２２とが電気的に１本の線条とみなせる効果が減少するためである。また、オーバーラップする線条の長さを、１波長以下としたのは、オーバーラップする線条の長さを１波長以上とすると好ましい容量結合が得られるが、線条が煩雑になるためである。

また、図３に示すように、時計回り線条２１の第２の給電点７に接続される一辺を複数本の線条によって構成し、該複数本の線条を平行に配設し、それぞれの先端部同士を連結するようにしてもよい。

また、外側ループエレメント２０の反時計回り線条２２の第２の給電点７に接続される一辺を複数本の線条によって構成し、該複数本の線条を平行に配設し、それぞれの先端部同士を連結するようにしてもよい。

尚、時計回り線条２１と反時計回り線条２２とに設けられる水平線条の数は、図示された３本ではなく、２本でも、４本以上でもよい。また、時計回り線条２１と反時計回り線条２２との両方において、複数本の線条を平行に配設してもよいし、一方において、複数本の線条を平行に配設してもよい。また、時計回り線条２１と反時計回り線条２２とに設けられる平行線条の数は異なってもよい。

また、図３において、内側線条を２本設け、さらに、時計回り線条２１と反時計回り線条２２に複数本の平行な線条を配設したが、これらの両方を適用する必要はなく、いずれか一方のみを適用してもよい。

さらに、アンテナパターンを車両の窓ガラス１の面に直接印刷して形成、あるいはアンテナパターンを印刷したシートを貼設してもよい。

外側ループエレメント２０の略全体外形形状としては、図１〜図３、図５に示したように矩形状とするのが一般的であるが、図４に示したように、金属フランジ３のコーナー部の形状が円弧状である場合、該円弧状の形状に合わせて、外側ループエレメント２０の一部の形状を円弧状としてもよい。さらに図示しないが、外側ループエレメント２０の形状を、円形状、正方形状、菱形形状、多角形状とすることもできる。

尚、第１の給電点６と第２の給電点７とのそれぞれには、図示しない同軸ケーブルの内部導線と外部導線とを接続した。

自動車等の窓ガラス１として、前部窓ガラス、後部窓ガラス、側部窓ガラス、サンルーフ等の窓ガラスのいずれに、本実施の形態のアンテナを設けてもよく、また、該窓ガラスはガラス板のみならず、透明樹脂板、あるいはガラス板と透明樹脂板との複合体からなる光透過部材も含まれる。

また、本実施の形態のアンテナは、アンテナパターンを後部窓ガラスの加熱線条の上部余白部、下部余白部、前部窓ガラス、側部窓ガラス、ルーフ窓ガラスの、窓ガラス面にアンテナパターンを導電性ペーストによって直接印刷する、あるいは厚みが薄い透明シールまたは透明シートに印刷し、窓ガラス面の内面側または絶縁材料からなる部位に貼着して使用してもよい。

また、当該アンテナ２を自動車の窓ガラスに１箇所のみ設けたものであってもよいが、同一窓ガラスに複数箇所、あるいは複数の窓ガラスのそれぞれにアンテナを設けて、これらの複数個のアンテナを用いてダイバーシティ受信をしてもよい。この場合、ダイバーシティアンテナを構成する複数のアンテナは、同じパターン、または異なるパターンであってもよく、ダイバーシティ受信を行うことによって、さらに受信感度を向上させることができる。

以下、本発明の作用について説明する。

本実施の形態のアンテナでは、外側ループエレメント２０として、第２の給電点７より右回りで内側エレメント１０を囲むように延ばした時計回り線条２１と、第１の給電点６より左回りで内側エレメント１０を囲むように延ばした反時計回り線条２２の２つの線条の各先端部同士を互いに容量結合するように近接してオーバーラップさせ、内側エレメント１０を取り囲む形状の開口部を有したループ状とした。このため、時計回り線条２１の先端および反時計回り線条２２の先端が開放されているため、各線条のオーバーラップさせた線条部２４の長さを調整することによって、周波数特性への影響を最小限としつつ、外側ループエレメント２０側のインピーダンス、すなわち、アンテナのインピーダンスを容易に調整できる。

尚、外側ループエレメント２０は、直流的には開放された非導通状態であるが、高周波的には導通状態となるので、図７に示したような外側ループエレメントを閉ループ状とした従来のアンテナと同等の受信特性が得られる。

内側エレメント１０を、開ループ形状の外側ループエレメント２０で取り囲むようにしたので、外部の影響を受けやすいアンテナの先端部分の電界を安定させることができ、近接する導体、例えば、人体等の影響を小さくすることができる。

以下本発明の種々の実施例について、説明する。

［実施例１］
図１は、本発明の実施例１のアンテナパターンであり、自動車の後部窓ガラスの上部コーナー部近傍に設けた非接地のガラスアンテナを示す。

実施例１のアンテナは、金属フランジ３の開口部の左上部コーナーに近い上辺近傍に第１の給電点６と第２の給電点７を近接して配設し、第２の給電点７に接続しかつ金属フランジ３の上辺から離れる下方向に略垂直に延ばした内側エレメント１０と、第１の給電点６と第２の給電点７のそれぞれよりフランジに沿って互いに離れる逆方向に延ばし、内側エレメントを取り囲むように配設した時計回り線条２１と反時計回り線条２２の２つの線条を有する外側ループエレメント２０とからなる。

すなわち、時計回り線条２１は、第２の給電点７より内側エレメント１０を中心として右回りで該内側エレメント１０を囲むように延ばしたコ字状のエレメントであり、反時計回り線条２２は、第１の給電点６より内側エレメント１０を中心として左回りで該内側エレメント１０を囲むように延ばした逆コ字状のエレメントである。

また、時計回り線条２１と、反時計回り線条２２との２つのエレメントが容量結合するように、各線条の先端部同士を互いに近接してオーバーラップさせ、内側エレメント１０を取り囲むように外側ループエレメントを配設して、外側ループエレメントを構成する各エレメントの先端が開いた略長方形のループ形状としたものである。

実施例１のアンテナの各線条長さは以下の通りである。

内側エレメント１０の第１の給電点６から先端までの線条の長さは、送受信周波数の略中間周波数６００ＭＨｚにおける電波の１／４波長に、ガラス板１の波長短縮率（約０．６）を乗じて、７５ｍｍとした。

時計回り線条２１の第２の給電点７より延ばした水平線条の長さは４７．５ｍｍ、その先端より下方に延ばした垂直線条は１３５ｍｍ、さらに垂直線条の下端よりコ字状に折り返した折り返し線条の長さは７０ｍｍである。

また、反時計回り線条２２の第１の給電点６よりコーナー方向に延ばした水平線条の長さは４７．５ｍｍ、その先端より下方に延ばした垂直線条は１３０ｍｍ、さらに垂直線条の下端よりコ字状に折り返した折り返し線条の長さは１１０ｍｍである。

さらに、時計回り線条２１の折り返し線条と、反時計回り線条２２の折り返し線条とが近接するオーバーラップ部２４の長さＡは５０ｍｍ、各線条の間隔は５ｍｍである。

時計回り線条２１及び反時計回り線条２２の各水平線条とフランジ開口部の上辺との間隔は、１０ｍｍとし、反時計回り線条２２の垂直線条とフランジ開口部の縦側辺との間隔は、１０ｍｍとした。

第１の給電点６と第２の給電点７は、それぞれ縦１０ｍｍ、横１５ｍｍの長方形状とし、各給電点間の間隔を５ｍｍとした。

本実施例のアンテナは、窓ガラス板の室内面側の所定位置に導電性のセラミックペーストによって、各線条の幅を０．７ｍｍで印刷し、乾燥後、加熱炉によって焼付けし、さらに、図示しないチューナーに接続された図示しない同軸ケーブルの中心導体を第２の給電点７に、外被導体については第１の給電点６に接続した。

このようにして作成した実施例１の地上デジタルテレビ放送波受信用アンテナを自動車の後部窓ガラスに設けて、周波数４７０〜７１０ＭＨｚの地上デジタルテレビ放送波帯の電波を受信したところ、図６の太い実線で示すように平均利得で−７．０ｄＢとなる良好な周波数特性が得られ、図６の細い実線で示した後述する比較例１のアンテナ（図７参照）の平均利得−８．１ｄＢ、および、図６の点線で示した後述する比較例２のアンテナ（図８参照）平均利得−８．１ｄＢと比べて、同等以上の周波数特性が得られた。

また、このようにして得られた図１に示すアンテナは、車両に人が乗車した状態であってもアンテナインピーダンスの変化がほとんどなく、単純な構成であるため視界を損なうことのないアンテナを提供でき、利得も高く、アンテナチューニングも従来のものに比べて容易となる。

［実施例２］
実施例２は、図２に示すように、実施例１の変形パターンである。第２の給電点７より延ばした内側エレメント１０の第１の内側線条１１と略平行かつ同一方向に、第１の給電点６より第２の内側線条１２を延ばし、さらに、第１の内側線条１１と第２の内側線条１２を近接させて容量結合させた点が実施例１と異なっている。これ以外の構成については、実施例１と全く同一であるため、同じ符号を付し、それらの説明は省略する。

本実施例のアンテナは、窓ガラス板の室内面側の所定位置に導電性のセラミックペーストによって、各線条の幅を０．７ｍｍで印刷し、乾燥後、加熱炉によって焼付けし、さらに、図示しないチューナーから延ばした図示しない同軸ケーブルの中心導体をホット側の第１の給電点６に、外被導体についてはアース側の第２の給電点７に接続した。

このようにして作成した実施例２の地上デジタルテレビ放送波受信用アンテナを自動車の後部窓ガラスに設けて、周波数４７０〜７１０ＭＨｚの地上デジタルテレビ放送波帯域のアンテナとして受信したところ、実施例１と同様に良好な送受信性能が得られ、十分実用に供し得るものであることがわかった。

また、このようにして得られた図２に示す実施例２のアンテナは、車両に人が乗車した状態であってもアンテナインピーダンスの変化がほとんどなく、単純な構成であるため視界を損なうことのないアンテナを提供でき、利得も高く、アンテナチューニングも従来のものに比べて容易となり、十分実用に供し得るものである。

［実施例３］
実施例３は、図３に示すように、実施例２の変形パターンである。実施例３のアンテナでは前述した実施例２と異なり、外側ループエレメント２０のコ字状の時計回り線条２１と、逆コ字状の反時計回り線条２２において、第２の給電点７に接続される時計回り線条２１の水平線条を３本とし、該３本の水平線条の先端同士を垂直線条によって接続した。

また、第１の給電点６に接続される反時計回り線条２２の水平線条を３本とし、該３本の水平線条の各先端同士を垂直線条によって接続した。これ以外については、実施例２と全く同一構成であるため、同じ符号を付し、それらの説明は省略する。

前述した構成の実施例３の地上デジタルテレビ放送波受信用アンテナを自動車の後部窓ガラスに設けて、周波数４７０〜７１０ＭＨｚの地上デジタルテレビ放送波の電波を受信したところ、実施例２と同様に良好な送受信性能が得られ、十分実用に供し得ることができる。

また、このようにして得られた図３に示す実施例３のアンテナは、車両に人が乗車した状態であってもアンテナインピーダンスの変化がほとんどなく、単純な構成であるため視界を損なうことのないアンテナを提供でき、利得も高く、アンテナチューニングも従来のものに比べて容易となり、十分実用に供し得るものである。

尚、実施例３のアンテナは、実施例２のアンテナに複数本の水平線条を加えたが、実施例１のアンテナに複数本の水平線条を加えた変形例も本発明の範疇に含まれる。

［実施例４］
図４に示した実施例４のアンテナは、外側ループエレメントの左上角部の形状を、略四分の円弧形状とした点において実施例１と異なり、その他の点では実施例１と同一である。このため、同じ構成には同じ符号を付し、それらの説明は省略する。

実施例４のアンテナは、窓ガラスのフランジの開口部の上部コーナーのアール形状に沿ったアール形状にアンテナを設けており、第１の給電点６及び第２の給電点７を上部左側の円弧状コーナー近傍に並設した例である。

実施例４のアンテナは、前述した実施例１と異なり、外側ループエレメント２０は第２の給電点７より、内側エレメント１０を中心として右回りで内側エレメント１０を囲むように延ばしたコ字状の時計回り線条２１と、第１の給電点６より左回りで内側エレメント１０を囲むように延ばした円弧部分を一部に有した略逆コ字状の反時計回り線条２２の２つのエレメントとの先端部を互いに向かい合わせ、該２つのエレメントの各先端部の線条同士を互いに容量結合するように近接してオーバーラップさせ、内側エレメント１０を取り囲むように配設した。これによって、外側ループエレメント２０は、該エレメントを構成する各線条の先端が開いており、左上角部が四分の一円弧形状となった略長方形のループ形状とした。

前述した実施例４の地上デジタルテレビ放送波受信用アンテナを自動車の後部窓ガラスに設けて、周波数４７０〜７１０ＭＨｚの地上デジタルテレビ放送波帯の電波を受信したところ、実施例１と同様に良好な送受信性能が得られた。

また、このようにして得られた図４に示すアンテナは、車両に人が乗車した状態であってもアンテナインピーダンスの変化がほとんどなく、単純な構成であるため視界を損なうことのないアンテナを提供でき、利得も高く、アンテナチューニングも従来のものに比べて容易である。

尚、実施例４のアンテナは、実施例１のアンテナに、補助線条１３を追加し、さらに、外側ループエレメント２０の一部を円弧状で構成したが、これらの一方を適用した変形例も本発明の範疇に含まれる。

［実施例５］
図５に示した本発明の実施例５は、実施例１の変形パターンであり、外側ループエレメント２０の略長方形状のエレメントを、Ｌ字状の時計回り線条２１、逆コ字状の反時計回り線条２２、逆Ｌ字状の補助線条２３の各線条のそれぞれの一部を互いに容量結合するように近接してオーバーラップさせ、内側エレメント１０を取り囲むように配設して、外側ループエレメント２０を構成する各線条の先端が開いている略長方形のループ形状とした。尚、内側エレメント１０は実施例１と同一である。このため、同じ構成には同じ符号を付し、それらの説明は省略する。

時計回り線条２１は、第２の給電点７に接続され、右側に延伸した水平線条とその先端から下方に延ばした垂直線条とからなるＬ字状のエレメントである。また、反時計回り線条２２は実施例１と同じく第１の給電点６に接続され、左側に延伸した水平線条とその先端から下方に延ばした垂直線条、さらに折り返した折返し線条とからなる逆コ字状のエレメントである。

さらに時計回り線条２１と反時計回り線条２２との間にＬ字状の補助線条２３を設け、補助線条２３の一端と時計回り線条２１との間、および、Ｌ字状の補助線条２３の他端と反時計回り線条２２との間は、互いに容量結合するように近接するオーバーラップ部分を設けた。

前述した構成の実施例５の地上デジタルテレビ放送波受信用アンテナを自動車の後部窓ガラスに設けて、周波数４７０〜７１０ＭＨｚの地上デジタルテレビ放送波帯の電波を受信したところ、実施例１と同様に良好な送受信性能が得られた。

また、このようにして得られた図５に示すアンテナは、車両に人が乗車した状態であってもアンテナインピーダンスの変化がほとんどなく、単純な構成であるため視界を損なうことのないアンテナを提供でき、利得も高く、アンテナチューニングも従来のものに比べて容易である。

［比較例１］
図７に示した比較例１は、特許文献２に記載されたパターンであり、近接した２つの給電点のうち第２の給電点７’より垂直方向に延ばした内側エレメント１０’と、該内側エレメント１０’を取り囲むように２つの給電点６’、７’を結んだ略長方形状の閉ループ形状の外側ループエレメント２０’を設けたアンテナである。

比較例１のアンテナ２’の内側エレメント１０’の線条１１’の長さは、送受信周波数の略中間周波数６００ＭＨｚにおける電波の１／４波長に、ガラス板１の波長短縮率（例えば約０．６）を乗じて７５ｍｍとしたものであり、外側ループエレメント２０’は、縦辺の長さを１４０ｍｍ、横辺の長さを１３０ｍｍとした略長方形状である。

外側ループエレメント２０’の上辺とフランジ３’の開口部の上辺との間隔は、１０ｍｍであり、外側ループエレメント２０’の垂直線条とフランジ３’の開口部の縦側辺との間隔は、１０ｍｍである。

第１の給電点６’と第２の給電点７’は、それぞれ縦辺１０ｍｍ、横辺１５ｍｍの長方形状とし、各給電点６’、７’間の間隔を５ｍｍとした。

前述した構成の比較例１の地上デジタルテレビ放送波受信用アンテナ２’を自動車の後部窓ガラス１’に設けて、周波数４７０〜７１０ＭＨｚの地上デジタルテレビ放送波帯の電波を受信したところ、図６の細い実線で示す周波数特性となり、平均受信利得は−８．１ｄＢであった。

図６の周波数特性図によれば、比較例１のアンテナは、４７０〜５２５ＭＨｚの帯域、および５８０〜６１５ＭＨｚの帯域において、実施例１のアンテナの利得をわずかに上回るものの、５２５〜５８０ＭＨｚの帯域、および６１５〜７１０ＭＨｚの帯域において、実施例１のアンテナと比べると利得がかなり低下する。また、比較例１の閉ループ形状のアンテナパターンは、閉ループ形状であるためチューニング時に一辺の長さだけを調整することができないので、アンテナ特性の調整が容易ではない。

［比較例２］
図８に示した比較例２のアンテナのパターンは、第２の給電点７”より右回りで内側エレメント１０”を囲むように延ばした時計回り線条２１”と、第１の給電点６”より左回りで内側エレメント１０”を囲むように延ばした逆コ字状の反時計回り線条２２”の２つの線条を配設する略長方形に配設するが、反時計回り線条２２”の端部を、時計回り線条２１”の先端の手前で下方側に折り曲げ、時計回り線条２１”と反時計回り線条２２”との各先端同士をオーバーラップさせないように、すなわち、時計回り線条２１”と反時計回り線条２２”とが容量結合しないようにした、開いた略長方形のループ形状としたパターンである。

比較例２のアンテナ２”では、内側エレメント１０”は、第２の給電点７”から下方向に略垂直に延ばした１本の線条１１”によって構成される。

反時計回り線条２２”の線条の先端を下方側に折り曲げたのは、反時計回り線条２２”の全長を実施例１の反時計回り線条２２（図１参照）の全長と一致させるためである。

比較例２のアンテナ２”の外側ループエレメント２０”の略長方形状部分の縦辺、横辺の各線条長さは、比較例１、実施例１の外側ループエレメントと同様に、縦辺の長さは１４０ｍｍ、横辺の長さは１３０ｍｍであり、反時計回り線条２２”で、時計回り線条２１”の先端の手前で下方側に折れ曲げた部分の長さは、３５ｍｍである。上記以外の線条の長さ、間隔は、実施例１、比較例１と同じである。

前述した構成の比較例２の地上デジタルテレビ放送波受信用アンテナを自動車の後部窓ガラスに設けて、周波数４７０〜７１０ＭＨｚの地上デジタルテレビ放送波帯の電波を受信したところ、図６の点線で示す周波数特性となり、平均受信利得は−８．１ｄＢであった。

比較例２のアンテナの周波数特性は、図６の太い実線で示した実施例１のアンテナの周波数特性と比べると、５８０〜６１５ＭＨｚの帯域において、実施例１の利得をわずかに上回るものの、４７０〜５８０ＭＨｚの帯域、および５８０〜７１０ＭＨｚの帯域において、実施例１と比べて受信利得がかなり低下する。

このように、比較例２のアンテナと実施例１のアンテナとを比較すると、比較例２のアンテナでは、外側ループエレメント２０”の時計回り線条２１”と反時計回り線条２２”とによって構成されるループ形状の開口部にオーバーラップ部分を設けておらず、開口部において２本の線条をオーバーラップさせることによって受信利得を低下させない実施例１に比べて、受信利得が低下していることがわかる。

以上、好適な実施例により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の応用が可能である。

１ 窓ガラス
２ 本発明のアンテナ
２’、２” 比較例のアンテナ
３、３’、３” 金属フランジ
６、６’、６” 第１の給電点
７、７’、７” 第２の給電点
１０、１０’、１０” 内側エレメント
２０、２０’、２０” 外側ループエレメント
２１ 時計回り線条
２２ 反時計回り線条
２３ 補助線条
２４、２５ オーバーラップ部

Claims (12)

1. 車両の窓に配設される線条によって構成されるアンテナであって、
   第１の給電点と第２の給電点とを近接して配設し、
   該２つの給電点のいずれか一方に接続し、前記窓の開口部を構成する金属フランジから離れる方向に延伸した内側エレメントと、
   前記２つの給電点のそれぞれよりフランジに沿って互いに離れる逆方向で内側エレメントを取り囲むように延伸した時計回り線条と反時計回り線条とを含む外側ループエレメントと、によって構成され、
   前記外側ループエレメントは、前記時計回り線条と前記反時計回り線条との夫々の先端部が高周波的に導通することによって、前記内側エレメントを取り囲むように開口部を有するループ形状を構成することを特徴とする車両用アンテナ。
2. 前記時計回り線条の先端部と前記反時計回り線条の先端部同士とを互いに容量結合するように近接する位置に配置することによって、前記時計回り線条と前記反時計回り線条とが高周波的に導通するように構成し、
   該容量結合する部分は、前記２つの給電点が設けられた辺と対向する辺に設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両用アンテナ。
3. 前記時計回り線条の先端部と前記反時計回り線条の先端部とが互いに近接する部分の長さが、１０ｍｍから送受信電波の１波長であることを特徴とする請求項２に記載の車両用アンテナ。
4. 前記時計回り線条と前記反時計回り線条との間に、第１の補助線条を設け、
   前記第１の補助線条は、その一端部が前記時計回り線条の先端部と容量結合するように近接する位置に配置され、その他端部が前記反時計回り線条の先端部と容量結合するように近接する位置に配置され、
   これによって、前記時計回り線条と前記反時計回り線条とが高周波的に導通し、前記外側ループエレメントが開口部を有するループ形状を形成することを特徴とする請求項１に記載の車両用アンテナ。
5. 前記時計回り線条の先端部と前記第１の補助線条の一端部とが近接する部分の長さ、及び、前記反時計回り線条の先端部と前記第１の補助線条の他端部とが近接する部分の長さが、１０ｍｍから送受信電波の１波長であることを特徴とする請求項４に記載の車両用アンテナ。
6. 前記内側エレメントの長さは、送受信電波の略１／４波長であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の車両用アンテナ。
7. 前記内側エレメントの先端から屈曲して延伸する第２の補助線条を設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の車両用アンテナ。
8. 前記内側エレメントは、前記第１の内側エレメントと、前記第１の内側エレメントと容量結合させるように、前記第１の内側エレメントと近接かつ平行に配設された第２の内側エレメントとを有し、
   前記第２の内側エレメントは、前記第１の内側エレメントが接続された給電点と異なる給電点から延伸されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の車両用アンテナ。
9. 前記外側ループエレメントの電気長は、送受信電波の１波長から２波長であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載の車両用アンテナ。
10. 前記時計回り線条の給電点に接続される一辺を平行な複数の線条によって構成し、該複数の線条の両先端同士を接続したことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに記載の車両用アンテナ。
11. 前記反時計回り線条の給電点に接続される一辺を平行な複数の線条によって構成し、該複数の線条の両先端部同士を接続したことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の車両用アンテナ。
12. 前記請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の車両用アンテナを車両の窓ガラス面に直接印刷、または該パターンを印刷したシートを貼設したことを特徴とする記載の車両用アンテナ。