專利名稱：汽車用高頻玻璃天線及汽車用窗玻璃板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由環(huán)狀的天線導體構(gòu)成的汽車用高頻玻璃天線。還涉及設(shè) 置有環(huán)狀的天線導體的汽車用窗玻璃。
背景技術(shù)：
以往，作為便攜式電話用天線，已知在環(huán)狀發(fā)射導體的一部分上設(shè)置 曲折形狀而成的環(huán)狀天線(例如參照專利文獻l)。專利文獻l所揭示的技術(shù) 是通過設(shè)置曲折形狀使環(huán)狀天線小型化。
另一方面，作為車輛用天線，已知在由車輛的電介質(zhì)構(gòu)成的部分上設(shè)
置環(huán)狀元件而成的環(huán)狀天線(例如參照專利文獻2)。專利文獻2所揭示的技 術(shù)是通過在環(huán)狀元件的附近配置由與構(gòu)成環(huán)狀元件的導體相互獨立的導體 構(gòu)成的無源元件，從而改善環(huán)狀天線的指向性。
此外，已知一種天線，該天線通過設(shè)置具有第一頻率的l個波長的電長 度的環(huán)狀天線、然后以沿著環(huán)狀天線且跨越環(huán)狀天線的2個供電連接端子的 形態(tài)配設(shè)具有與第一頻率不同的第二頻率的l/2波長的電長度的線狀無源 元件而制成(例如參照專利文獻3)。專利文獻3所揭示的技術(shù)是使天線寬頻 帶化。
專利文獻l:日本專利特開2004—112044號公報 專利文獻2:日本專利特開2006 — 270602號公報 專利文獻3:日本專利特開2007 — 67884號公報

發(fā)明內(nèi)容
另外，安裝有可設(shè)置玻璃天線的范圍狹小的窗玻璃板的汽車不僅對天 線的小型化的要求高，而且在接受地面數(shù)字廣播電波時要求寬頻帶的接受 性能。以往的汽車用高頻玻璃天線在接受地面數(shù)字廣播電波時很難具有足夠的接受性能。
此外，如果對玻璃天線供電的位置是窗開口部的車頂側(cè)或支柱側(cè)，則 必須考慮每個車種的天線圖案。
因此，本發(fā)明的目的在于提供具有小型和寬頻帶的天線特性、適合于 地面數(shù)字廣播電波的接受的汽車用高頻玻璃天線及汽車用窗玻璃板。
為達到上述目的，本發(fā)明的汽車用高頻玻璃天線是將天線導體設(shè)置于 汽車用窗玻璃而成的高頻玻璃天線，該天線導體的形狀是將原本的環(huán)形狀 的一部分以規(guī)定的長度切除而形成有間斷部的形狀，并分別以所述間斷部 的兩端部或該兩端部的附近部分作為供電部，該高頻玻璃天線的特征在于， 所述天線導體在所述原本的環(huán)形狀的一部分具有由l條或多條迂回路線構(gòu) 成的迂回部，該迂回部設(shè)置于滿足如下條件的位置從所述原本的環(huán)形狀 上的所述間斷部的中心到所述原本的環(huán)形狀上的所述迂回部的中心的距離 相對于所述原本的環(huán)形狀的內(nèi)周側(cè)的周長或外周側(cè)的周長的比例在O. 18 0.4的范圍內(nèi)。
此外，本發(fā)明的汽車用窗玻璃的特征在于，設(shè)置有所述天線導體。 本發(fā)明的汽車用高頻玻璃天線即使在所要的廣播頻帶是日本國內(nèi)地面 數(shù)字電視廣播、日本國內(nèi)UHF頻帶的模擬電視廣播或美國的數(shù)字電視廣播等
寬頻帶的廣播頻帶的情況下，也能以高天線增益接受信號。特別適合接受 曰本國內(nèi)的地面電波數(shù)字電視廣播頻帶的水平偏振波。
此外，本發(fā)明的汽車用高頻玻璃天線是小型的天線，不會阻礙視野， 可設(shè)置在窗上，也不會有損美觀。另外，本發(fā)明的汽車用高頻玻璃天線即 使由于車種的不同而使供電位置發(fā)生變化，也可容易地設(shè)計天線，設(shè)置面 積也狹小，可設(shè)置于前玻璃、門玻璃、側(cè)窗玻璃及后部窗玻璃中的任一個， 是通用的天線。


圖i是作為本發(fā)明的一個實施方式的汽車用高頻玻璃天線ioo的俯視圖。
圖2是作為本發(fā)明的一個實施方式的汽車用高頻玻璃天線200的俯視圖。
圖3是作為本發(fā)明的一個實施方式的汽車用高頻玻璃天線300的俯視圖。
圖4是作為本發(fā)明的一個實施方式的汽車用高頻玻璃天線400的俯視圖。
圖5是將圖3的天線導體安裝于實車的后部窗玻璃12a的狀態(tài)圖。 圖6是以L/L。為橫軸、VSWR《5.0的比例為縱軸的圖1所示的天線導體的
特性圖。
圖7是以L/L。為橫軸、VSWR《5.0的比例為縱軸的圖2所示的天線導體的
特性圖。
圖8是以L/L。為橫軸、VSWR《5.0的比例為縱軸的圖3所示的天線導體的
特性圖。
圖9是以L/L。為橫軸、VSWR《5.0的比例為縱軸的圖4所示的天線導體在 實車內(nèi)的特性圖。
圖10是以L/L(,為橫軸、天線增益的平均值為縱軸的實車上的增益特性圖。
圖ll是表示470 770MHz的頻帶內(nèi)的頻率與天線增益的關(guān)系的圖。
圖12是本發(fā)明的天線導體在窗玻璃上的配設(shè)圖。
符號說明
1天線導體
2迂回部
3 較寬部
4a、 4b 供電部
4c 間斷部
5假想橫截面
6假想垂直面
7輔助導體
12 窗玻璃
具體實施例方式
下面，參照附圖進行實施本發(fā)明的最佳方式的說明。圖l是作為本發(fā)明
的一個實施方式的汽車用高頻玻璃天線100的俯視圖。在圖l及后述的表現(xiàn)
實施方式的各圖中，在無特別記載的情況下，方向是指附圖中的方向。圖l
及后述的圖2 5和圖12是從車內(nèi)側(cè)或車外側(cè)中的任一方向觀察的圖。在下 面的說明中，未特別言及的情況下，作為適用于日本國內(nèi)地面電波數(shù)字電 視廣播的實施方式進行說明。此外，對天線導體的形狀進行說明時，由于 天線導體具有將環(huán)形狀的導體的一部分切除而成的間斷部和迂回部，因此 將間斷部處于連接狀態(tài)、且將迂回部的兩端連結(jié)、即未設(shè)有迂回部的情況 下的形狀稱為"原本的環(huán)形狀"，有時簡單地用"環(huán)狀導體"的語句來代 替"具有原本的環(huán)形狀的天線導體"的語句。
圖1的玻璃天線100中，l為天線導體，lf為環(huán)狀導體的上邊，le為環(huán)狀 導體的下邊，lh為環(huán)狀導體的左邊，lg為環(huán)狀導體的右邊，2為迂回部，4 為供電部。雖然圖l中未表示，但在供電部4的位置上設(shè)置有將環(huán)狀導體的 一部分以規(guī)定的長度切除而形成的間斷部。
天線導體l的原本的環(huán)形狀的一部分具有由多條迂回路線構(gòu)成的迂回 部2。圖l的迂回部2設(shè)置于左邊lh，是具有3個C字形的迂回路線的曲折形狀。 通過將本發(fā)明的天線導體1的迂回部2設(shè)置于滿足如下條件的位置，可提高 天線增益假定原本的環(huán)形狀，從位于該環(huán)形狀上的供電點4的間斷部的中 心點P1到位于假定沒有迂回部2的原本的環(huán)形狀上的迂回部2的中心點P2的
距離相對于環(huán)狀導體的內(nèi)周側(cè)緣部的長度或外周側(cè)緣部的長度(假定沒有 迂回部2的原本的環(huán)形狀時的環(huán)狀導體的內(nèi)周側(cè)的周長或外周側(cè)的周長)的 比例在O. 18 0. 4的范圍內(nèi)。
圖1的形態(tài)中，天線導體l為正方形，上邊lf和下邊le設(shè)置為水平。此 外，將通過原本的環(huán)形狀的重心、與設(shè)置有天線導體l的窗玻璃板垂直、且 與下邊le平行的面記作假想橫截面5，將通過原本的環(huán)形狀的重心、與假想 橫截面5垂直的面記作假想垂直面6時，供電點4(間斷部的中心點P1)位于上 邊lf的原本的環(huán)形狀上的假想垂直面6上。即，供電點4位于上邊lf的中點。 迂回部2的中心點P2位于左邊lh的原本的環(huán)形狀上的假想橫截面5上。艮口，迂回部2的中心點P2位于左邊lh的中點。如果將從間斷部的中心點P1到迂回 部2的中心點P2的距離記作L，將上邊lf、下邊le的寬度記作Wll，將左邊lf、 右邊lg的高度記作Hll，則從間斷部的中心點P1到迂回部2的中心點P2的距 離相對于原本的環(huán)形狀的內(nèi)側(cè)周長的比例為L/2(W11+H11)。圖1中，如果將 從間斷部的中心點Pl到上邊lf與左邊lh的交點的距離記作Ll，將從迂回部 的中心點P2到上邊lf與左邊lh的交點的距離記作L2，貝ljL二Ll十L2-Wll二 Hll， L/2(W11+H11) =0. 25。
圖2所示的玻璃天線200的例子中，天線導體l的環(huán)形狀為長方形。作為 汽車用高頻玻璃天線，為了容易安裝，環(huán)狀導體的形狀優(yōu)選長方形、近似 長方形、具有長邊和短邊的平行四邊形、具有長邊和短邊的近似平行四邊 形、梯形或近似梯形。
本發(fā)明中，環(huán)狀導體的形狀為長方形以外的四邊形或近似四邊形時， 從提高天線增益及安裝上的便利的角度來看，較好的是4個內(nèi)角的角度分別 為70 U0。，特好的是分別為80 10(T 。
環(huán)狀導體的形狀為長方形、近似長方形、具有長邊和短邊的平行四邊 形、具有長邊和短邊的近似平行四邊形、梯形或近似梯形時，較好的是將 天線導體設(shè)置于窗玻璃，使環(huán)形狀的4條邊中最長的邊(正方形的情況下為 任意一邊)的內(nèi)側(cè)周緣的長邊方向與水平面所成的角中較小的角的角度的 絕對值為0 30。。如果在該范圍內(nèi)，則與在該范圍外相比，天線增益提高。 由于地面電波數(shù)字電視廣播電波主要為水平偏振波，因此使所述角度在該 范圍內(nèi)有利于提高天線增益。該范圍的優(yōu)選范圍為0 15。。
圖2的情況下，將天線導體l設(shè)置于窗玻璃，使下邊le與水平面所成的 角中較小的角的角度的絕對值為0 30。。
此外，本發(fā)明中，迂回部2較好的是設(shè)置于環(huán)狀導體的4條邊中的任一 邊，圖2中，迂回部2設(shè)置于環(huán)狀導體l的上邊lf。此外，該情況下，供電部 4的間斷部(未圖示)較好的是設(shè)置成與迂回部位于同一條邊，圖2中，間斷 部設(shè)置成與迂回部2位于同一條邊、即上邊lf。通過將迂回部和供電部設(shè)置 于同一條邊上，與未設(shè)置于同一條邊上的情況相比，有利于提高天線增益 和寬頻帶化。圖2的形態(tài)中，供電部4的間斷部的中心點Pl位于上邊lf的原本的環(huán)形
狀上的假想垂直面6上。迂回部2設(shè)置于上邊lf的左端附近，與供電部4位于 同一條上邊lf,是具有3個C字形狀的迂回路線的曲折形狀。以如下形態(tài)設(shè) 置迂回部2:如果將從間斷部的中心點P1到迂回部2的中心點P2的距離記作 L，將上邊lf、下邊le的寬度記作W21，將左邊lf、右邊lg的高度記作H21， 則從間斷部的中心點P1到迂回部2的中心點P2的距離相對于原本的環(huán)狀導 體的內(nèi)側(cè)周長的比例L/2 (W21+H21)在O. 18 0. 4的范圍內(nèi)。
圖3所示的玻璃天線300的例子中，圖2的供電部4以外的形狀具有與圖2 相同的形狀。圖3中，供電部4設(shè)置有在上邊lf的右端附近將上邊lf切除而 成的間斷部4c，分別由間斷部4c的兩端部構(gòu)成供電部4，在位于右邊lg的上 端的供電部4a與位于上邊lf的中心側(cè)的供電部4b之間存在間斷部4c。此外， 供電部4a、 4b設(shè)置成比其它天線導體的導體寬度更寬。以較寬的寬度構(gòu)成 供電部有利于阻抗匹配，可減少反射損耗，因此較佳。
本發(fā)明中，環(huán)狀導體的形狀為長方形時，較好的是將迂回部設(shè)置于該 長方形的長邊中的一條長邊的一端部或一端部附近，將供電部設(shè)置于該長 邊的另一端部或另一端部附近。圖3中，迂回部2設(shè)置于上邊lf的左端部附 近，供電部4a、 4b設(shè)置于上邊lf的右端部附近。
圖3中，將通過環(huán)狀導體的重心、與設(shè)置有天線導體l的窗玻璃面垂直、 且與環(huán)狀導體l的下邊le平行的面記作假想橫截面5，將通過該重心、與假 想橫截面5垂直的面記作假想垂直面6。假想橫截面5及假想垂直面6均從圖3 的紙面前方朝該紙面背面延伸，與該紙面垂直。
此時，以假想橫截面5和假想垂直面6為界將天線導體1分割成4個區(qū)域， 將位于間斷部4c的對側(cè)的上側(cè)的區(qū)域記作第一區(qū)域21、將位于間斷部4c側(cè) 的上側(cè)的區(qū)域記作第二區(qū)域22、將位于間斷部4c側(cè)的下側(cè)的區(qū)域記作第三 區(qū)域23、將位于間斷部4c的對側(cè)的下側(cè)的區(qū)域記作第四區(qū)域24時，將迂回 部2配設(shè)于第一區(qū)域21可提高天線增益，因此較佳。
圖4所示的玻璃天線400的例子中，除圖3的上邊lf和下邊le以外的形狀 具有與圖3相同的形狀。圖4中，上邊lf構(gòu)成寬導體部3，下邊le具有輔助導 體7。本發(fā)明中，天線導體的環(huán)形狀為長方形時，較好的是該長方形的長邊
中的至少一條長邊的長度的70X以上具有2 20mm的寬度，在該至少一條長 邊中設(shè)置有迂回部時，該至少一條長邊的長度中不包括該迂回部。圖4中， 上邊lf中被供電部4b和迂回部2夾住的部分的導體寬度H5設(shè)置成比其它天 線導體的導體寬度更寬。
此外，本發(fā)明中，環(huán)狀導體的形狀為長方形時，較好的是該長方形的 長邊中的至少一條長邊具有至少一條線狀的輔助導體，該輔助導體與該長 邊相隔2 20mm，且與該長邊平行或大致平行，在該長邊中設(shè)置有迂回部時， 有該輔助導體的部分中不包括該迂回部。圖4中，空開間隔H3設(shè)置有一條與 下邊le平行的輔助導線7。
這里，揭示圖4所示的玻璃天線400的各部分的尺寸的一例。以咖為長 度單位，各部分的尺寸為
Hl:40H2:22. 5H3:5H4:20
H5:5
Wl:150W2:5W3:20W4:75
W5:5W6:10
天線導體l的導體寬度0.8
本發(fā)明中，環(huán)狀導體的形狀為長方形時，將所要的廣播頻帶的中心頻 率在空氣中的波長記作人。、將玻璃波長縮短率記作k、且k二O. 64、、=入 。，k時，從安裝上的便利及提高天線增益的角度來看，原本的環(huán)形狀的長邊 的內(nèi)周側(cè)的長度較好為O. 36 Ag 0. 60 入8。另外，地面電波數(shù)字電視廣 播頻帶(470 770MHz)的中心頻率為620MHz， 620MHz處的入8為309, 7mm。以 地面電波數(shù)字電視的廣播頻帶中用于進行實時廣播的470 600MHz作為接 受頻帶時，可將535MHz設(shè)定為中心頻率，以地面電波數(shù)字電視的廣播頻帶 中的470 710MHz作為接受頻帶時，可將590MHz設(shè)定為中心頻率。如果考慮 這些，則具體而言，從提高天線增益的角度來看，長方形的環(huán)形狀的原本 的環(huán)形狀的長邊的內(nèi)周側(cè)的長度較好為90 245mm，特好為120 180mm。圖 4中為150mm。
此外，將通信的電波在空氣中的波長記作入。、將玻璃波長縮短率記作k時，在入8=人。
k的情況下，如果將天線導體設(shè)置成使包括迂回路線和 原本的環(huán)形狀上的間斷部在內(nèi)的內(nèi)周側(cè)的周長為0.79入g 2.50人s，則有
利于提高天線增益。特好為0.875入g 1.8X s。這里，"包括迂回路線和 原本的環(huán)形狀上的間斷部在內(nèi)的內(nèi)側(cè)周緣部的長度"是指沒有間斷部4c(間 斷部以原本的環(huán)形狀連接的狀態(tài))時的天線導體的相當于l個周長的內(nèi)周側(cè) 緣部的長度，包括間斷部的沿原本的環(huán)形狀的長度和迂回路線的迂回部分 的導體長度。由3等較寬部、7等輔助導線部和4a、 4b等供電部形成天線導 體時，較寬部3的內(nèi)周側(cè)緣部的長度和輔助導線部7的內(nèi)周側(cè)緣部的長度為 "內(nèi)周側(cè)的周長"。
如果考慮地面電波數(shù)字電視廣播頻帶的中心頻率，則具體而言，包括 迂回部和原本的環(huán)形狀上的間斷部在內(nèi)的內(nèi)側(cè)周緣部的長度較好為197
1021mm，特好為300 650mm。
此外，從提高天線增益的角度來看，天線導體的內(nèi)周側(cè)緣部所形成的 圖形的最大縱向?qū)挾菻和最大橫向?qū)挾萕的關(guān)系較好為W/H二1 9。例如，在
環(huán)狀導體的形狀為長方體的情況下，迂回部形成于長方體的內(nèi)側(cè)時，最大 縱向?qū)挾菻和最大橫向?qū)挾萕相當于該長方形的最大外形尺寸的長邊和短 邊，迂回部形成于長方體的外側(cè)時，最大縱向?qū)挾菻和最大橫向?qū)挾萕相當 于包括該外側(cè)部分的最大外形尺寸。圖1中，最大縱向?qū)挾菻相當于H1，最 大橫向?qū)挾萕相當于W1。圖4中，W/H = 3. 75。
此外，間斷部的最短間隔較好為O. 5 20mm，特好為l 10mm。如果間 斷部的最短間隔為O. 5mm以上，則與不到O. 5mm的情況相比更容易制造。如 果間斷部的最短間隔在20誦以下，則與超過20mm的情況相比更容易獲得天 線增益。圖4中，間隔部4c的間隔W2設(shè)定為5mm。
此外，迂回部由一條或多條迂回路線構(gòu)成。迂回路線在沿原本的環(huán)形 狀的方向上的最大間隔較好為2. 5 7. 5mra(更好為3. 5 6. 5mm)，迂回路線 與原本的環(huán)形狀的最大間隔距離較好為ll 33mm(更好為15.4mm 28.6mm)。另外，迂回部具有多條迂回路線時，較好的是形成為設(shè)置迂回路 線的間隔為2. 5 7. 5ram。此外，迂回路線的條數(shù)為2 8條可提高天線增益， 因此較佳。圖4中，迂回路線的最大間隔(及設(shè)置迂回路線的間隔)W5設(shè)定為5mm，迂回路線的最大間隔距離H2設(shè)定為22. 5mm。此外，關(guān)于迂回路線的條 數(shù)，如果將2a、 2b、 2c定義為一條迂回路線，將2e、 2f、 2g定義為一條迂 回路線，將2i、 2j、 2k定義為一條迂回路線，則設(shè)置有3條迂回路線。此外， 在圖4中，迂回路線的間隔相當于迂回路線的邊2c與2e的間隔以及邊2g與2i 的間隔。
此外，圖4所示的例子的迂回部的形狀是迂回路線為C字形的曲折形狀。 但是，不限定于此，迂回部的形狀也可以是具有U字形、近似U字形、V字形、 近似V字形、半圓形或近似半圓形等的形狀。另外，這里所說的C字形、U字 形、V字形、半圓形與設(shè)置的方向無關(guān)。即，例如如果是C字形，則不一定 是指向水平右側(cè)方向突出的迂回路線，也可以向水平左側(cè)方向、上方或下 方突出，與其突出方向無關(guān)。
此外，圖4所示的例子中，迂回部向環(huán)狀導體的內(nèi)側(cè)延伸，采用這樣的 形態(tài)可實現(xiàn)小型化，因此較佳。但是，不限定于此，迂回部也可以向環(huán)狀 導體的外側(cè)延伸。此外，決定迂回路線的形狀，使迂回部具有電抗電路的 效果。即，通過選擇迂回路線的形狀，使迂回部作為電抗電路起作用，這 有利于阻抗匹配，減少反射損耗，因此較佳。
另外，圖5是表示以圖3所示的天線導體1為代表的天線導體配設(shè)于車輛 的后部窗玻璃12a的左上側(cè)區(qū)域的實施方式的俯視圖(從車內(nèi)觀察或從車外 觀察)。圖5中，15a為車體的窗開口部的上側(cè)緣部，15d為車體的窗開口部 的左側(cè)緣部。車體的窗開口部的緣部是指供窗玻璃嵌入的車體的開口部的 周緣，是成為車體接地線的部分，例如由金屬等導電性材料構(gòu)成。
天線導體配設(shè)于窗玻璃的上側(cè)區(qū)域、與窗開口部的上側(cè)緣部15a相對的 整個上邊的原本的環(huán)形狀的外周側(cè)的最大長度Wl為O. 36人8 0, 60人g時，從 提高天線增益的角度來看，較好的是以與上側(cè)緣部15a相對的天線導體的整 個上邊和上側(cè)緣部15a的間隔d3的平均值為0.032 A^以上的形態(tài)配置天線 導體，特好的是以間隔0.048 人g以上的形態(tài)配置天線導體。
此外，天線導體配設(shè)于窗玻璃的上側(cè)區(qū)域、接收地面電波數(shù)字電視廣 播、且與窗開口部的上側(cè)緣部15a相對的整個上邊的原本的環(huán)形狀的外周側(cè) 的最大長度Wl為90 245mm時，從提高天線增益的角度來看，較好的是以與上側(cè)緣部15a相對的天線導體的整個上邊和上側(cè)緣部15a的間隔d3的平均值 為10ram以上的形態(tài)配置天線導體，特好的是以間隔15mra以上的形態(tài)配置天
線導體。
從確保視野的角度來看，和上側(cè)緣部15a距離最遠的天線導體的外周側(cè) 緣部的部分與上側(cè)緣部15a的最短間隔較好為200mm以下，特好為150畫以 下。
圖5(從車內(nèi)觀察或從車外觀察)是在后部窗玻璃板12a上設(shè)置有天線導 體l的實施方式，表示后部窗玻璃12a的左上側(cè)區(qū)域。后部窗玻璃12a上設(shè)置 有多條加熱線以及對該多條加熱線供電的多條(圖5中僅記載了1條)母線 (bus-bar)，由該多條加熱線和該多條母線構(gòu)成除霧器。圖5中，8a為最高 位的加熱線，8b為第二高位的加熱線，9b為母線，d5為最高位的加熱線和 與該加熱線相對的天線導體的整個下邊的間隔。
多條加熱線在水平方向、大致水平方向、沿著后部窗玻璃12a的上側(cè)緣 部的方向或沿著后部窗玻璃12a的下側(cè)緣部的方向上延伸。除霧器區(qū)域以外 的后部窗玻璃12a的上方留白區(qū)域內(nèi)配設(shè)有天線導體。從提高天線增益的角 度來看，較好的是以與最高位的加熱線相對的天線導體的整個下邊的原本 的環(huán)形狀的外周側(cè)的最大長度為O. 36入g 0. 60 A g、與最高位的加熱線相對 的天線導體的整個下邊與最高位加熱線的間隔的平均值為O. 0097 A g以上的
形態(tài)配置天線導體，特好的是以間隔0.016入g以上的形態(tài)配置天線導體。
另外，如果考慮設(shè)置天線導體的空間及省空間化，則車體的窗開口部 的上側(cè)緣部15a與最高位的加熱線8a之間的間隔較好為100 200mm。
圖12表示將本發(fā)明的天線導體配置于窗玻璃12的例子。4個天線導體分 別配設(shè)于窗玻璃12的左上側(cè)區(qū)域、右上側(cè)區(qū)域、左下側(cè)區(qū)域及右下側(cè)區(qū)域。 圖12中，窗玻璃12為后部窗玻璃時，在中央?yún)^(qū)域形成有除霧器(未圖示)。 但是，不限定于此，除霧器可以設(shè)置于4個區(qū)域中的至少1個內(nèi)。此外，除 霧器也可以不設(shè)置于左側(cè)或右側(cè)，而是設(shè)置于中央上側(cè)區(qū)域或中央下側(cè)區(qū) 域。
此外，本發(fā)明中，將天線導體配設(shè)于窗玻璃板12的左上側(cè)區(qū)域時，也 能以圖12的右上側(cè)區(qū)域中圖示的狀態(tài)配設(shè)。同樣地，將天線導體配設(shè)于窗玻璃板12的右上側(cè)區(qū)域時，也能以圖12的左上側(cè)區(qū)域中圖示的狀態(tài)配設(shè)。 下側(cè)區(qū)域也一樣。即，本發(fā)明中，通過將從供電部到迂回部的距離相對于
環(huán)狀導體的周長的比例設(shè)為O. 18 0.4，可提高天線增益，因此該天線是不 論供電部的位置在何處、均可應(yīng)對因車種而改變的供電部的位置的通用的 玻璃天線。
如上所述設(shè)置多個天線導體時，接收方式為分集接收，可提高接收特 性，因此較佳。
圖1 4中圖示的天線導體上未附加設(shè)置輔助天線導體。但是，不限定 于此，為了進行阻抗匹配、相位調(diào)整及指向性調(diào)整等，也可介以連接導體 或不介以連接導體，在天線導體上附加設(shè)置近似T字形、近似L字形、環(huán)狀 等形狀的輔助天線導體。
使用同軸電纜作為饋電線時，在間斷部4c的兩端部或該兩端部附近分 別連接有同軸電纜的內(nèi)部導體及同軸電纜的外部導體。該同軸電纜與接收 機連接。另外，將該同軸電纜與間斷部4c的兩端部或該兩端部附近連接的
方法不限定于錫焊等直接連接的方法，也可介以連接器連接。
此外，也可將由天線導體構(gòu)成的導體層設(shè)置于合成樹脂制膜的內(nèi)部或 其表面，將帶導體層的合成樹脂制膜形成于后部窗玻璃的車內(nèi)側(cè)表面或車 外側(cè)表面，從而制成玻璃天線。另外，也可將形成有天線導體的柔性電路 基板形成于后部窗玻璃的車內(nèi)側(cè)表面或車外側(cè)表面，從而制成玻璃天線。
供設(shè)置本發(fā)明的汽車用高頻玻璃天線的窗玻璃可以是前玻璃、門玻璃、 側(cè)窗玻璃及后部窗玻璃等中的任一種，無特別限制。
從提高天線增益的角度來看，窗玻璃對汽車的安裝角度相對于水平方 向較好為18 90。，特好為24 9(T 。
天線導體可以通過將銀糊料等含導電性金屬的糊料印刷于窗玻璃板的 車內(nèi)側(cè)表面、然后燒結(jié)附著而形成。但是，并不限于該形成方法，可以將 由銅等導電性物質(zhì)構(gòu)成的線狀體或箔狀體形成于窗玻璃板的車內(nèi)側(cè)表面或 車外側(cè)表面，也可以利用粘接劑等形成于窗玻璃，也可以設(shè)置于窗玻璃本 身的內(nèi)部。
此外，可以在窗玻璃的面上形成隱蔽膜，在該隱蔽膜上設(shè)置天線導體的一部分或全部。隱蔽膜可例舉黑色陶瓷膜等陶瓷。此時，如果從窗玻璃 的車外側(cè)觀察，則因隱蔽膜而使得從車外無法看見設(shè)置于隱蔽膜上的天線 導體的部分，成為設(shè)計優(yōu)良的窗玻璃。圖4的結(jié)構(gòu)中，通過將供電部和迂回 部的至少一部分形成于隱蔽膜上，從車外觀察時只能看見導體的細直線部 分，在設(shè)計上較佳。
下面用實施例對本發(fā)明進行說明，但是本發(fā)明不限于這些實施例。在 不損害本發(fā)明的技術(shù)思想的前提下，本發(fā)明包含各種改良和變更。下面根 據(jù)附圖對實施例進行詳細說明。
將正方形的玻璃基板假定為窗玻璃，在該玻璃基板的中央、且假定為 車內(nèi)側(cè)的面的一面上設(shè)置圖l所示的天線導體l，構(gòu)成汽車用高頻玻璃天線。 假定沒有車體和除霧器。
使設(shè)置于正方形的環(huán)狀導體上的迂回部2的位置變化，在頻率400 700MHz的范圍內(nèi)每隔lOMHz基于FDTD法(有限差分時域法 (Finite-Difference Time-Domain method))通過電磁場模擬進行數(shù)值計 算，求出VS服(電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio))。使迂回部2 的位置變化是指使從供電部4的間斷部的中心點P1到迂回部2的中心點 P2(外周上的點)的距離L(^L1+L2)發(fā)生變化。S卩，是使迂回部2沿環(huán)狀導體 的外形滑動時的供電部4與迂回部2的中心點的距離。玻璃基板的厚度等常 數(shù)及平面天線的各部分的尺寸為
玻璃基板的尺寸 300X300mm
玻璃基板的厚度 3.10mm
玻璃基板的比介電常數(shù) 7.0
Hll、 Wll : 72mm
W12 : 38mm
H15 : 5mm
H16 : 10mm
天線導體l的導體寬度 0.8mm供電部3的間隔(電極3a與3b的間隔) 5mm
環(huán)周長(包括迂回路線) 516mm
圖6是以將從供電部4的間斷部的中心點P1到迂回部2的中心點P2的距 離L除以沒有迂回部時的環(huán)周長Lo(-2X (H1+W1))而得的值(^L/L。)為橫 軸、以400 700MHz的頻帶范圍中VSWR《5.0成立的比例為縱軸的圖l所示的 天線導體的特性圖。S卩，該比例越大，就表示是覆蓋越大的頻帶的天線。
如圖6所示，迂回部處于L/L。為0. 19和0. 81的位置時，VSWR《5. O成立 的比例在計算出的比例中是最大的。即，通過在該位置配置迂回部，可在 圖l所示的天線導體的形狀中獲得覆蓋寬頻帶的優(yōu)良的天線特性。
與實施例1同樣地在玻璃基板上設(shè)置圖2所示的天線導體1，構(gòu)成汽車用 高頻玻璃天線，通過與實施例l相同條件的電磁場模擬進行數(shù)值計算，求出 VSWR。玻璃基板的厚度等常數(shù)及平面天線的各部分的尺寸為
H21 : 40mm
W21 : 150mm
H22 : 22,5mm
環(huán)周長(包括迂回路線) 515mm
未特別表示的常數(shù)與實施例l相同。
圖7是以將從供電部4的間斷部的中心點P1到迂回部2的中心點P2的距 離L除以沒有迂回部時的環(huán)周長L。(二2X (H21+W21))而得的值(二L/L。)為橫 軸、以400 700MHz的頻帶范圍中VSWR《5.0成立的比例為縱軸的圖2所示的
天線導體的特性圖。
如圖7所示，迂回部處于L/L。為0. 25和0. 75的位置時，VSWR《5. O成立 的比例在計算出的比例中是最大的。S卩，通過在該位置配置迂回部，可在 圖2所示的天線導體的形狀中獲得覆蓋寬頻帶的優(yōu)良的天線特性。
與實施例1同樣地在玻璃基板上設(shè)置圖3所示的天線導體1，構(gòu)成汽車用 高頻玻璃天線，通過與實施例l相同條件的電磁場模擬進行數(shù)值計算，求出 VSWR。玻璃基板的厚度等常數(shù)及平面天線的各部分的尺寸為H4、 W3 : 20mm
W2 : 5mm
環(huán)周長(包括迂回路線) 515mm
未特別表示的常數(shù)與實施例l、 2相同。
圖8是以將從供電部4a、 4b的間斷部4c的中心點Pl(外周上的點)到迂回 部2的中心點P2的距離L除以沒有迂回部時的環(huán)周長L。(二2X (H21+W21))而 得的值(-L/L。)為橫軸、以400 700MHz的頻帶范圍中VSWR《5. O成立的比例 為縱軸的圖3所示的天線導體的特性圖。
如圖8所示，迂回部處于L/L。為0. 29和0. 67附近的位置時，VSWR《5. 0 成立的比例在計算出的比例中是最大的。即，通過在該位置配置迂回部， 可在圖3所示的天線導體的形狀中獲得覆蓋寬頻帶的優(yōu)良的天線特性。
將圖4所示的天線導體1安裝于實車的后部窗玻璃，構(gòu)成汽車用高頻玻 璃天線，使迂回部的位置發(fā)生變化，測定VSWR和天線增益。圖5是將本實施 例中的圖4所示的天線導體安裝于汽車的后部窗玻璃12a的俯視圖。其狀態(tài) 如下所述..在具有除霧器的后部窗玻璃板12a的左上側(cè)(從車內(nèi)觀察如果 是右側(cè)駕駛的車，則為駕駛室側(cè))、除霧器的上側(cè)區(qū)域設(shè)置天線導體，使后 部窗玻璃板12a相對于水平面傾斜56。。
天線增益的測定是對汽車發(fā)射電波，使汽車旋轉(zhuǎn)36(T ，每次旋轉(zhuǎn)r ， 從而進行測定。電波為水平偏振波，使頻率在470 77畫Hz的范圍內(nèi)變化， 每次變化3MHz。電波的發(fā)送位置與天線導體的仰角在水平方向(將與地面平 行的面記作仰角=0° 、將天頂方向記作仰角=90°時，仰角=0°的方向)
上測定。天線增益是使汽車旋轉(zhuǎn)360° (每次r )而測定的平均值、即平均
天線增益在整個頻率470 770MHz(每次3MHz)范圍內(nèi)的平均值。作為基準的 天線為半波長偶極天線。玻璃基板的厚度等常數(shù)及平面天線的各部分的尺 寸為
d3、 d4、 d5 : 5mm
未特別表示的常數(shù)與實施例3相同。
圖9是在上述條件下測定的圖8的實測數(shù)據(jù)。圖10是與圖9同樣地以L/L。為橫軸、表示在上述條件下測定的天線增益的平均值的實測數(shù)據(jù)。
如圖9所示，迂回部處于L/L。為0. 39的位置時，VSWR《5.0成立的比例 在測定的比例中是最大的。S卩，可知即使在實車上，通過設(shè)置迂回部，使 L/L。在0. 18 0.4的范圍內(nèi)，可獲得覆蓋寬頻帶的優(yōu)良的天線特性。此外， 同樣地，如圖10所示，迂回部處于L/L。為0. 39的位置時，天線增益在測定的 天線增益中是最大的。即，可知即使在實車上，通過設(shè)置迂回部，使L/L。 在O. 18 0.4的范圍內(nèi)，也可獲得優(yōu)良的天線增益。
改變圖4所示的寬導體3的有無和輔助導線7的有無的組合，與實施例4 同樣地在實車的后部窗玻璃上安裝天線導體，在與實施例4相同的條件下測 定天線增益。對于安裝于后部窗玻璃的天線導體的與寬導體3和輔助導線7 的有無相關(guān)的4種圖案，測定天線增益與頻率的關(guān)系。
圖ll是表示470 770MHz的頻帶內(nèi)的頻率與天線增益的關(guān)系的圖。根據(jù) 圖ll，通過在天線導體l的上邊lf上設(shè)置較寬部3，可提高高頻側(cè)的天線增 益。此外，通過在天線導體l的下邊le上設(shè)置輔助導線7，可提高低頻率側(cè) 的天線增益。
綜上所述，利用上述的本發(fā)明的玻璃天線，可通過設(shè)置迂回部來實現(xiàn) 小型化，并同時獲得覆蓋寬頻帶的天線特性。即，可根據(jù)圖6 圖10來調(diào)整 迂回部的位置，使玻璃天線獲得所要求的特性。此外，通過追加較寬部3和 輔助導體7，可進行天線特性的微調(diào)。
本發(fā)明不限定于上述實施例，在不超出本發(fā)明的范圍的情況下，可對 上述實施例加以各種變形及置換。
權(quán)利要求
1.一種汽車用高頻玻璃天線，是將天線導體設(shè)置于汽車用窗玻璃而成的汽車用高頻玻璃天線，該天線導體的形狀是將原本的環(huán)形狀的一部分以規(guī)定的長度切除而形成有間斷部的形狀，并分別以所述間斷部的兩端部或該兩端部的附近部分作為供電部，其特征在于，所述天線導體在所述原本的環(huán)形狀的一部分具有由1條或多條迂回路線構(gòu)成的迂回部，該迂回部設(shè)置于滿足如下條件的位置從所述原本的環(huán)形狀上的所述間斷部的中心到所述原本的環(huán)形狀上的所述迂回部的中心的距離相對于所述原本的環(huán)形狀的內(nèi)周側(cè)的周長或外周側(cè)的周長的比例在0.18～0.4的范圍內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求l所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于， 所述天線導體被設(shè)置成使所述原本的環(huán)形狀成為正方形、長方形、近似長方形、具有長邊和短邊的平行四邊形、具有長邊和短邊的近似平行四 邊形、梯形或近似梯形。
3. 如權(quán)利要求2所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于， 所述天線導體被設(shè)置成使所述迂回部設(shè)置于所述原本的環(huán)形狀的4條邊中的任一邊，所述間斷部與所述迂回部位于同一條邊。
4. 如權(quán)利要求l所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于， 所述天線導體中，所述原本的環(huán)形狀為長方形，所述迂回部設(shè)置于所述長方形的長邊中的一條長邊的一側(cè)的端部或該端部附近，所述供電部設(shè) 置于該長邊的另一端部或另一端部附近。
5. 如權(quán)利要求l所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于，所述天線導體被設(shè)置成如下形態(tài)所述原本的環(huán)形狀為長方形，所述 長方形的長邊中的至少一條長邊的長度的70%以上具有2 20咖的寬度，在該至少一條長邊中設(shè)置有所述迂回部時，該至少一條長邊的長度中不包括該迂回部。
6. 如權(quán)利要求l所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于， 所述天線導體被設(shè)置成如下形態(tài)所述原本的環(huán)形狀為長方形，所述長方形的長邊中的至少一條長邊具有至少一條線狀的輔助導體，該輔助導 體與該長邊相隔2 20mm，且與該長邊平行或大致平行，在該長邊中設(shè)置有 所述迂回部時，有該輔助導體的部分中不包括該迂回部。
7. 如權(quán)利要求4所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于， 所述天線導體被設(shè)置成如下形態(tài)所述原本的環(huán)形狀為長方形，所述長方形的長邊中的至少一條長邊的長度的70X以上具有2 20mm的寬度，在 該至少一條長邊中設(shè)置有所述迂回部時，該至少一條長邊的長度中不包括 該迂回部。
8. 如權(quán)利要求4所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于， 所述天線導體被設(shè)置成如下形態(tài)所述原本的環(huán)形狀為長方形，所述長方形的長邊中的至少一條長邊具有至少一條線狀的輔助導體，該輔助導 體與該長邊相隔2 20mm，且與該長邊平行或大致平行，在該長邊中設(shè)置有 所述迂回部時，有該輔助導體的部分中不包括該迂回部。
9. 如權(quán)利要求5所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于， 所述天線導體被設(shè)置成如下形態(tài)所述原本的環(huán)形狀為長方形，所述長方形的長邊中的至少一條長邊具有至少一條線狀的輔助導體，該輔助導 體與該長邊相隔2 20mm，且與該長邊平行或大致平行，在該長邊中設(shè)置有所述迂回部時，有該輔助導體的部分中不包括該迂回部。
10. 如權(quán)利要求2 9中任一項所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于，將所要的廣播頻帶的中心頻率在空氣中的波長記作入。、將玻璃波長縮 短率記作k、且k二O. 64、 、二入。'k時，所述原本的環(huán)形狀的長邊的內(nèi)周側(cè)的長度為0.36 " 0.60'入s。
11. 如權(quán)利要求1 9中任一項所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于，將所要的廣播頻帶的中心頻率在空氣中的波長記作入。、將玻璃波長縮 短率記作k時，在人s二人。
k的情況下，所述天線導體被設(shè)置成使包括所述迂回路線和所述原本的環(huán)形狀上的 間斷部在內(nèi)的內(nèi)周側(cè)的周長為O. 79人s 2. 50入s。
12. 如權(quán)利要求1 9中任一項所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于，所述天線導體的內(nèi)周側(cè)緣部所形成的圖形的最大縱向?qū)挾菻和最大橫 向?qū)挾萕的關(guān)系為(W/H) =1 9。
13. 如權(quán)利要求1 9中任一項所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于，所述迂回路線形成為C字形、近似C字形、U字形、近似U字形、V字形、 近似V字形、半圓形或近似半圓形。
14. 如權(quán)利要求13所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于， 所述迂回路線形成為如下形態(tài)沿所述原本的環(huán)形狀的方向上的最大間隔為2. 5 7. 5mm，與所述原本的環(huán)形狀的最大間隔距離為11 33mm，所 述迂回部具有多條所述迂回路線，使所述迂回路線的設(shè)置間隔為2.5 7. 5mm。
15. 如權(quán)利要求1 9中任一項所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于，決定所述迂回路線的形狀，使所述迂回部具有電抗電路的效果。
16. 如權(quán)利要求1 9中任一項所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于，將所要的廣播頻帶的中心頻率在空氣中的波長記作入。、將玻璃波長縮 短率記作k、且k-0.64、 Ag二A。'k時，所述天線導體配設(shè)于所述汽車用窗玻璃的上側(cè)區(qū)域，使得在將所述汽 車用窗玻璃安裝于汽車的窗開口部時，窗開口部的上側(cè)緣部和與該上側(cè)緣 部相對的所述天線導體的整個上邊的間隔的平均值為O. 032 A 8以上，所述上邊的所述原本的環(huán)形狀的外周側(cè)的最大長度為0.36 A s 0. 60 入g，和所述上側(cè)緣部距離最遠的所述天線導體的外周側(cè)緣部的部分與所述 上側(cè)緣部的最短間隔為2 00mm以下。
17. 如權(quán)利要求1 9中任一項所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于，所述汽車用窗玻璃設(shè)置有除霧器，該除霧器由多條加熱線和對該多條 加熱線供電的多條母線構(gòu)成，該多條加熱線在水平方向、大致水平方向、 沿著該汽車用窗玻璃的上側(cè)緣部的方向或沿著該汽車用窗玻璃的下側(cè)緣部 的方向上延伸，將所要的廣播頻帶的中心頻率在空氣中的波長記作A。、將玻璃波長縮短率記作k、且k二O. 64、入g-入。'k時，所述天線導體配設(shè)于所述汽車用窗玻璃的上側(cè)區(qū)域，使得所述除霧器 的所述多條加熱線的上段部分和與該上段部分相對的該天線導體的整個下 邊的間隔的平均值為O. 0097 Ag以上，所述下邊的所述原本的環(huán)形狀的外周側(cè)的最大長度為0.36 入g 0. 60 入g。
18.如權(quán)利要求1 9中任一項所述的汽車用高頻玻璃天線，其特征在于，所述天線導體設(shè)置于合成樹脂制膜的內(nèi)部或其表面，與該合成樹脂制 膜一起設(shè)置于所述汽車用窗玻璃。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供具有小型和寬頻帶的天線特性、適合于地面數(shù)字廣播電波的接受的汽車用高頻玻璃天線及汽車用窗玻璃板。本發(fā)明的汽車用高頻玻璃天線是將環(huán)狀的天線導體設(shè)置在汽車用窗玻璃上而成的玻璃天線，該天線導體具有將該環(huán)形狀的一部分以規(guī)定的長度切除而形成的間斷部，并以該間斷部的兩端部或該兩端部的附近部分作為供電部，該高頻玻璃天線的特征在于，所述天線導體在所述環(huán)形狀的一部分具有由1條或多條迂回路線構(gòu)成的迂回部，該迂回部設(shè)置于滿足如下條件的位置從所述環(huán)形狀上的所述間斷部的中心到所述環(huán)形狀上的所述迂回部的中心的距離相對于所述環(huán)形狀的內(nèi)周側(cè)緣部的長度的比例在0.18～0.4的范圍內(nèi)。
文檔編號H01Q1/36GK101552374SQ20091012835
公開日2009年10月7日 申請日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者井川耕司, 加賀谷修, 末永幸太郎 申請人:旭硝子株式會社