JP2012191392A - 車両用アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実環境に合わせた放射指向性を実現して高い感度性能を発揮することができる車両アンテナ装置を提供する。
【解決手段】リア窓ガラス１１２上に配置された同一形状の平衡給電型の第１のアンテナ１０１および第２のアンテナ１０４を有し、第１のアンテナ１０１および第２のアンテナ１０４はリア窓ガラス１１２の枠辺の２つ以上の辺に沿って配置され、さらに、２つのアンテナはそれぞれリア窓ガラス１１２において対称に配置され、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４のいずれかと合成分配器１０９との間に、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４の動作位相を逆位相になるように調整可能な位相器１１０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などの車両の窓ガラスに搭載された車両用アンテナ装置に関するものである。

従来の窓ガラスに搭載された車両用アンテナ装置として、自動車の前面ガラスにその上辺に沿って設けられた第１のアンテナ線と、下辺に沿って設けられた第２のアンテナ線と、上記第１または第２のアンテナ線を選択して受信する切換スイッチ手段とを夫々具備するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載のものは、特にスペースダイバシティ受信を効果的に行うことができる。

また、従来の別の窓ガラスに搭載された車両用アンテナ装置として、フロントガラスの上縁に対して直角に下に向けて第１のエレメントを配設し、前記第１のエレメントとともに逆Ｌ字状となるように前記上縁に沿って第２のエレメントを配設し、前記第１のエレメントの長さを送受信周波数帯の１／４波長の実効長に設定し、前記第２のエレメントの長さを前記送受信周波数帯の１／４波長の実効長に設定し、前記第１のエレメントに同軸線路の中心導体を電気的接続し、前記第２のエレメントに前記同軸線路の外部導体を電気的接続して構成されているものが知られている（例えば特許文献２参照）。

特許文献２に記載のものは、車両のフロントガラスの上縁部に、アンテナを２つ配設することで、ダイバーシティアンテナとしても作用させることが可能である。

また、従来の別の窓ガラスに搭載された車両用アンテナ装置として、窓のガラス板に複数のアンテナを設け、複数のアンテナの受信信号のうち適正な方を利用するようにしたダイバーシティ受信アンテナにおいて、複数のアンテナのうちの少なくとも１つと受信機との間に位相調整回路を接続することを特徴としたものが知られている（例えば特許文献３参照）。

特開昭５８−０７０６４３号公報 特開２０１０−０４５７４０号公報 特開平８−３０７１３２号公報

しかしながら、従来の車両用アンテナ装置においては、複数のアンテナを用いるダイバーシティアンテナにより受信感度を改善できるとは言え、実環境（電波の到来仰角が０〜２０度付近に集中）に適応するように車両の垂直面におけるアンテナの放射指向性を適正化することが必ずしも出来ていない問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、垂直面におけるアンテナの放射指向性を実環境に適正化することができ、高い受信感度を確保した車両用アンテナ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、窓ガラス上の第１の平衡給電型アンテナと、前記窓ガラス上の前記第１のアンテナと同一形状の第２の平衡給電型アンテナと、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの給電部と接続される合成分配器と、前記合成分配器と接続される受信部とを備え、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは前記窓ガラスの枠辺の２つ以上の辺に沿って配置され、かつ、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは前記窓ガラスにおいて対称に配置されており、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのうち少なくともひとつのアンテナと前記合成分配器との間に、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの動作位相を逆位相になるように調整可能な位相器を備えるという構成を有する。

本発明によれば、実環境に合わせた放射指向性を実現することで、高い感度性能を発揮することができる効果を奏する。

本発明の実施の形態１におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の構成図 本発明の実施の形態１〜５におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置を搭載する車両を示す図 本発明の実施の形態１におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の動作説明図 本発明の実施の形態１におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の効果説明図 （ａ）本発明の実施の形態２におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の構成図（ｂ）本発明の実施の形態２におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の指向性利得を示すおよび効果説明図 （ａ）本発明の実施の形態３におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の構成図（ｂ）本発明の実施の形態３におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の指向性利得を示すおよび効果説明図 本発明の実施の形態４におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の構成図 本発明の実施の形態５におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の構成図 本発明の実施の形態５におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置の指向利得を示す図であって（ａ）は、選択ダイバーシティアンテナとして動作させた場合を示す図（ｂ）は、アレーアンテナとして動作させた場合を示す図 従来のリア窓ガラス搭載アンテナ装置の構成図

（実施の形態１）
本発明は、実環境に合わせたアンテナの放射指向性制御により高い受信感度性能を有し、車両の窓ガラスに搭載された車両用アンテナ装置に関するものである。

以下、本発明の実施の形態１における車両用アンテナ装置について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態１における車両用アンテナ装置をリア窓ガラスに搭載した構成図であり、図２は、リア窓ガラスに車両用アンテナ装置を備えた車両の全体図である。

なお、本発明の車両用アンテナ装置として、例えば、周波数７６〜１０８ＭＨｚ帯のＦＭラジオの受信用アンテナとして説明する。

図１において、リア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０は、図２に示す車両１００に搭載され、リア窓ガラス１１２と、リア窓ガラス１１２上に配置された第１のアンテナ１０１
および第２のアンテナ１０４と、それぞれのアンテナに対応する第１のバラン１０７および第２のバラン１０８と、合成分配器１０９と、位相器１１０と、受信部１１１とを有する。

第１のアンテナ１０１は導電性の材料で形成され、リア窓ガラス１１２の上辺側に貼付されたアンテナ素子１０２と、リア窓ガラス１１２の右辺側に貼付されたアンテナ素子１０３とでＬ字形状に構成される。

第１のアンテナ１０１は平衡給電型のアンテナであるため、アンテナ素子１０２およびアンテナ素子１０３に第１のアンテナの給電部１８１が設けられ、第１のアンテナの給電部１８１はリア窓ガラス１１２の上辺の右端側に配置される。

さらに、第１のアンテナの給電部１８１は、不平衡線路を平衡線路に変換する素子である第１のバラン１０７に接続されることにより、第１のアンテナ１０１はダイポールアンテナとして動作する。

第２のアンテナ１０４は導電性の材料で形成され、リア窓ガラス１１２の下辺側に貼付されたアンテナ素子１０５と、リア窓ガラス１１２の左辺側に貼付されたアンテナ素子１０６とでＬ字形状に構成される。

第２のアンテナ１０４は平衡給電型のアンテナであるため、アンテナ素子１０５およびアンテナ素子１０６に第２のアンテナの給電部１８２が設けられ、第２のアンテナの給電部１８２はリア窓ガラス１１２の下辺の左端側に配置される。

第２のアンテナの給電部１８２は、不平衡線路を平衡線路に変換する素子である第２のバラン１０８に接続されることにより、第２のアンテナ１０４はダイポールアンテナとして動作する。

さらに、第１のバラン１０７は、他端子が合成分配器１０９に接続され、第２のバラン１０８は、他端子が位相器１１０を介して合成分配器１０９に接続される。

合成分配器１０９は、第１のアンテナ１０１より受信された信号と、第２のアンテナ１０４より受信された信号を合成して受信部１１１へ出力する。

受信部１１１は、合成分配器１０９で合成された信号を増幅させ、受信信号をデータ信号に復調するための機能を備える。

第１のアンテナを形成するアンテナ素子１０２およびアンテナ素子１０３の素子長は、例えば、ＦＭラジオの動作周波数の略１／４波長であり、アンテナ素子１０２とリア窓ガラス１１２の上辺との間隔は例えば１／３０波長とし、アンテナ素子１０３とリア窓ガラス１１２の右辺との間隔は例えば１／３０波長とする。

第２のアンテナを形成するアンテナ素子１０５およびアンテナ素子１０６の素子長は、例えば、ＦＭラジオの動作周波数の略１／４波長であり、アンテナ素子１０５とリア窓ガラス１１２の下辺との間隔は例えば１／３０波長とし、アンテナ素子１０６とリア窓ガラス１１２の左辺との間隔は例えば１／３０波長とする。

したがって、素子長が略１／２波長のダイポールアンテナとして動作し、素子形状が同一な２つのアンテナがリア窓ガラス１１２の右上と左下を結ぶ対角線に対し対照に配置されることになる。

また、アンテナ素子１０２とアンテナ素子１０５との間隔は略１／４波長とし（図１に示すＬ１）、アンテナ素子１０３とアンテナ素子１０６との間隔も略１／４波長とする（図１に示すＬ２）。

以上のように構成されたリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０について、以下にその動作を説明する。

位相器１１０は、合成分配器１０９から見た第１のアンテナ１０１の動作位相と、合成分配器１０９から見た第２のアンテナ１０４の動作位相とが逆位相となるように調整される。

つまりは、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４は、逆位相で動作するアレーアンテナとなる。

このとき、ある時間において、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４に流れるアンテナ電流を図３に示す。なお、図１と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

ここで、図３において、第１のアンテナ１０１のアンテナ素子１０２の給電部端を点Ａ、開放端を点Ｂ、アンテナ素子１０３の給電部端を点Ｃ、開放端を点Ｄ、第２のアンテナ１０４のアンテナ素子１０５の給電部端を点Ｅ、開放端を点Ｆ、アンテナ素子１０６の給電部端を点Ｇ、開放端を点Ｈと定義する。

ＡＢ、ＣＤ、ＥＦ、ＧＨの長さは使用する周波数において略１／４波長であるため、点Ｂ、点Ｄ、点Ｆおよび点Ｈは電流の節（電流値の極小値）、点Ａ、点Ｃ、点Ｅおよび点Ｇは電流の腹（電流の極大値）となる（一般的にアンテナ電流は、アンテナの端点から１／４波長ごとに電流の節と電流の腹が交互に現れる。）。

さらに、電流の節では電流の流れる方向が逆向きとなり、電流の腹では電流が強めあう向きに電流が流れる。つまりは、電流の節から節へアンテナ電流は流れることになる。

ここで、受信部１１１へ流れ込むアンテナ電流は、合成分配器１０９により第１のアンテナ１０１へ至る配線と、位相器１１０および第２のアンテナ１０４へ至る配線に分かれて流れている。位相器１１０は、合成分配器１０９から第１のアンテナの給電部１８１へ至る配線による位相の回転と、合成分配器１０９から第２のアンテナの給電部１８２へ至る配線による位相の回転の差を任意に設定することができる。

ここで、第１のアンテナ１０１のアンテナ素子１０２をアンテナ電流１３２（すなわち点Ａから点Ｂへ）が流れるとき、第２のアンテナ１０４のアンテナ素子１０５をアンテナ電流１３５（すなわち点Ｅから点Ｆへ）が流れるように、位相器１１０を調整する。

リア窓ガラス１１２に垂直な面から第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４を眺めたとき、第１のアンテナ１０１のアンテナ素子１０２と第２のアンテナ１０４アンテナ素子１０５には、互いに逆方向に電流が流れることになる。このような状態を「逆位相」と定義する。

したがって、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４を逆位相で動作させたとき、図３に示すように、第１のアンテナ１０１には、矢印の向きにアンテナ電流１３２とアンテナ電流１３３が流れ、第２のアンテナ１０４には、矢印の向きにアンテナ電流１３５
とアンテナ電流１３６が流れる。

すなわち、第１のアンテナ１０１のアンテナ素子１０２に流れるアンテナ電流１３２と第２のアンテナ１０４のアンテナ素子１０５に流れるアンテナ電流１３５は逆向きとなる。

さらに、第１のアンテナ１０１のアンテナ素子１０３に流れるアンテナ電流１３３と第２のアンテナ１０４のアンテナ素子１０６に流れるアンテナ電流１３６も逆向きとなる。

このとき、波長に対して十分遠方の＋Ｚ軸方向からリア窓ガラス１１２に至る電波が第１のアンテナ１０１へ誘導するアンテナ電流と、第２のアンテナ１０４へ誘導するアンテナ電流は、合成分配器１０９において互いの電流は打ち消しあうことになるため、受信部１１１へ流れ込む電流は小さくなる。

このように受信部が取り出しうる電流が少ない状態を、「＋Ｚ軸方向へのアンテナの指向性利得が小さい」と呼ぶ。

一方、Ｘ軸およびＹ軸方向では、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４の間隔が離れているため、波長に対して十分遠方のＸ軸およびＹ軸方向からリア窓ガラス１１２に至る電波が第１のアンテナ１０１へ誘導するアンテナ電流と、第２のアンテナ１０４へ誘導するアンテナ電流は、合成分配器１０９において打ち消しあうことなく、受信部１１１には有限の電流が流れ込む。すなわち、Ｘ軸およびＹ軸方向へのアンテナの指向性利得は、＋Ｚ軸方向のように小さくはならない。

図４は、図２の車両１００のドア方向と天頂方向からなる垂直面（ＹＺ面）での水平偏波におけるアンテナの指向性利得を示した図である。

まず、指向性利得１４０は、図１０に示す従来のリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２１を車両１００に搭載した場合のものである。

また、指向性利得１４１は、図１のリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０を車両１００に搭載した場合のものである。

ここで、指向性利得１４１は、リア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０において位相器１１０を調整し、合成分配器１０９から見た第１のアンテナ１０１の動作位相と第２のアンテナ１０４の動作位相を「逆位相」とした場合のものである。

指向性利得１４０の最大方向は仰角（Ｙ軸からＺ軸への角度）９０度（＋Ｚ軸方向）であるのに対し、指向性利得１４１の最大方向は仰角４０度である。

ここで、実環境におけるＦＭラジオ電波の到来方向は仰角０〜２０度付近に集中していることが知られている。

したがって、指向性利得１４１は最大方向の仰角が低くなったために、仰角２０度を中心とした指向性利得が改善し、平均実効利得（MEG：Mean Effective Gain）が指向性利得１４０に比べ約４dＢ改善する。

よって、従来のリア窓ガラス搭載アンテナ装置に対して、高い感度性能を実現することができる。

なお、本実施の形態では、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４はリア窓ガラス１１２の右上側および左下側の対角にそれぞれのアンテナの給電部を配置した構成を例示したが、左上側および右下側の対角それぞれのアンテナの給電部を配置した構成としても同様の効果が得られる。

なお、本実施の形態では、合成分配器１０９からみた第１のアンテナ１０１の動作位相と第２のアンテナ１０４の動作位相を逆位相とする手段として位相器を用いたが、合成分配器１０９と第１のバラン１０７とを接続する線路の長さおよび合成分配器１０９と第２のバラン１０８を接続する線路の長さを調整することでも同様の効果が得られる。

なお、本実施形態では、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４の素子形状が同一な場合について説明したが、発明の効果を得るためには、数センチメートルの誤差は許容される。

なお、本実施形態では、ＦＭ受信用のアンテナとして説明したが、デジタルテレビのアンテナであっても、同様な効果が得られる。
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における車両用アンテナ装置について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

図５（a）におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２２と、図１におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０との違いは、第１のアンテナ１５１および第２のアンテナ１５４の配置である。

第１のアンテナ１５１は、導電性の材料で形成され、リア窓ガラス１１２の上辺側から開放端が右辺側になるように貼付されたアンテナ素子１５２と、リア窓ガラス１１２の上辺側から開放端が左辺側になるように貼付されたアンテナ素子１５３とでコの字形状に構成される。第１のアンテナ１５１は平衡給電型のアンテナであるため、アンテナ素子１５２およびアンテナ素子１５３に第１のアンテナの給電部１８３が設けられ、第１のアンテナの給電部１８３はリア窓ガラス１１２の上辺側の中央に配置される。

さらに、第１のアンテナの給電部１８３は、不平衡線路を平衡線路に変換する素子である第１のバラン１０７に接続されることにより、第１のアンテナ１５１はダイポールアンテナとして動作する。

第２のアンテナ１５４は、導電性の材料で形成され、リア窓ガラス１１２の下辺側から開放端が右辺側になるように貼付されたアンテナ素子１５５と、リア窓ガラス１１２の下辺側から開放端が左辺側になるように貼付されたアンテナ素子１５６とでコの字形状に構成される。第２のアンテナ１５４は平衡給電型のアンテナであるため、アンテナ素子１５５およびアンテナ素子１５６に第２のアンテナの給電部１８４が設けられ、第２のアンテナの給電部１８４はリア窓ガラス１１２の下辺側の中央に配置される。

さらに、第２のアンテナの給電部１８４は、不平衡線路を平衡線路に変換する素子である第２のバラン１０８に接続されることにより、第２のアンテナ１５４はダイポールアンテナとして動作する。

第１のアンテナ１５１を形成するアンテナ素子１５２およびアンテナ素子１５３の素子長は、例えば、ＦＭラジオの動作周波数の略１／４波長であり、アンテナ素子１５２およびアンテナ素子１５３とリア窓ガラス１１２の辺との間隔は例えば１／３０波長とする。

第２のアンテナ１５４を形成するアンテナ素子１５５およびアンテナ素子１５６の素子長は、例えば、ＦＭラジオの動作周波数の略１／４波長であり、アンテナ素子１５５およびアンテナ素子１５６とリア窓ガラス１１２の辺との間隔は例えば１／３０波長とする。

したがって、素子長が略１／２波長のダイポールアンテナとして動作し、素子形状が同一な２つのアンテナがリア窓ガラス１１２の上辺と下辺に対照に配置されることになる。また、第１のアンテナ１５１と第２のアンテナ１５４との間隔は最長部で略１／４波長とする（図５に示すＬ３）。

以上のように構成されたリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２２について、その動作は、本発明の実施形態１におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０と同様である。

特に、車両１００の前後方向と天頂方向からなる垂直面（ＸＺ面）での水平偏波の指向性利得の改善効果がある。

図５（ｂ）は、ＸＺ面における水平偏波方向の指向性利得を示す図であり、指向性利得１４２は、従来の車両用アンテナ装置（図１０のリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２１と同様に、図５（ａ）において、第１のアンテナ１５１のみが配置された場合）を車両１００に搭載した場合における指向性利得を示す。

指向性利得１４３は、図５（ａ）記載のリア窓ガラス搭載アンテナ装置（車両用アンテナ装置）１２２を車両１００に搭載し、合成分配器１０９から見た第１のアンテナ１５１の動作位相と第２のアンテナ１５４の動作位相を「逆位相」となるように位相器１１０を調整した場合における指向性利得を示す。

本発明の実施の形態１とほぼ同様に、指向性利得１４３は、最大方向の仰角が低くなり、仰角２０度を中心とした平均実効利得が指向性利得１４２に比べ約４dＢ改善でき、高い感度性能を実現することができる。
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における車両用アンテナ装置について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

図６（a）におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２３と、図１におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０との違いは、第１のアンテナ１６１および第２のアンテナ１６４の配置である。

第１のアンテナ１６１は導電性の材料で形成され、リア窓ガラス１１２の右辺側から開放端が上辺側になるように貼付されたアンテナ素子１６２と、リア窓ガラス１１２の右辺側から開放端が下辺側になるように貼付されたアンテナ素子１６３とでコの字形状に構成される。第１のアンテナ１６１は平衡給電型のアンテナであるため、アンテナ素子１６２およびアンテナ素子１６３に第１のアンテナの給電部１８５が設けられ、第１のアンテナの給電部１８５はリア窓ガラス１１２の右辺側の中央に配置される。

さらに、第１のアンテナの給電部１８５は、不平衡線路を平衡線路に変換する素子である第１のバラン１０７に接続されることにより、第１のアンテナ１６１はダイポールアンテナとして動作する。

第２のアンテナ１６４は導電性の材料で形成され、リア窓ガラス１１２の左辺側から開
放端が上辺側になるように貼付されたアンテナ素子１６５と、リア窓ガラス１１２の左辺側から開放端が下辺側になるように貼付されたアンテナ素子１６６とでコの字形状に構成される。

第２のアンテナ１６４は平衡給電型のアンテナであるため、アンテナ素子１６５およびアンテナ素子１６６に第２のアンテナの給電部１８６が設けられ、第２のアンテナの給電部１８６はリア窓ガラス１１２の左辺側の中央に配置される。

さらに、第２のアンテナの給電部１８６は、不平衡線路を平衡線路に変換する素子である第２のバラン１０８に接続されることにより、第２のアンテナ１６４はダイポールアンテナとして動作する。

第１のアンテナ１６１を形成するアンテナ素子１６２およびアンテナ素子１６３の素子長は、例えば、ＦＭラジオの動作周波数の略１／４波長であり、アンテナ素子１６２およびアンテナ素子１６３とリア窓ガラス１１２の辺との間隔は例えば１／３０波長とする。

第２のアンテナ１６４を形成するアンテナ素子１６５およびアンテナ素子１６６の素子長は、例えば、ＦＭラジオの動作周波数の略１／４波長であり、アンテナ素子１６５およびアンテナ素子１６５とリア窓ガラス１１２の辺との間隔は例えば１／３０波長とする。

したがって、素子長が略１／２波長のダイポールアンテナとして動作し、素子形状が同一な２つのアンテナがリア窓ガラス１１２の右辺と左辺に対照に配置されることになる。

また、第１のアンテナ１６１と第２のアンテナ１６４との間隔は最長部で略１／４波長とする（図６に示すＬ４）。

以上のように構成されたリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２３について、その動作は、本発明の実施形態１におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０と同様である。

特に、図２記載の車両１００のドア方向と天頂方向からなる垂直面（ＹＺ面）での水平偏波の放射指向性に効果がある。

図６（ｂ）は、ＹＺ面における水平偏波方向の指向性利得を示す図であり、指向性利得１４４は、従来の車両用アンテナ装置（図１０のリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２１と同様に、図６（ａ）において、第１のアンテナ１６１のみが配置された場合）を車両１００に搭載した場合における指向性利得を示す。

指向性利得１４５は、図６（ａ）記載のリア窓ガラス搭載アンテナ装置（車両用アンテナ装置）１２３を車両１００に搭載し、合成分配器１０９から見た第１のアンテナ１６１の動作位相と第２のアンテナ１６４の動作位相を「逆位相」となるように位相器１１０を調整した場合における指向性利得を示す。

本発明の実施の形態１とほぼ同様に、指向性利得１４５は、最大方向の仰角が低くなり、仰角２０度を中心とした平均実効利得が指向性利得１４４に比べ約４dＢ改善でき、高い感度性能を実現することができる。
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４における車両用アンテナ装置について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

図７におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２４と、図１におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０との違いは、ヒータ導線を追記している点である。

第１のヒータ導線１７１および第２のヒータ導線１７２は、導電性の材料で形成され、リア窓ガラス１１２上に貼付される。

第１のヒータ導線１７１および第２のヒータ導線１７２は、リア窓ガラス１１２の上辺および下辺に略平行で略３０ｍｍの間隔で配置される複数の導線で構成、同一数の導線を有する。

第１のヒータ導線１７１と第２のヒータ導線１７２とは紙面に向かって左右に隣り合って設けられ、第１のヒータ導線１７１と第２のヒータ導線１７２との間には、リア窓ガラス１１２の左上と右下を結ぶ対角線に沿って隙間が設けられている。この隙間は、例えば３０ｍｍ程度の間隔とする。

したがって、第１のヒータ導線１７１は、第１のアンテナ１０１の形状に沿った形状となるように、第２のヒータ導線１７２は、第２のアンテナ１０４の形状に沿った形状となるように、隙間が設けられる。

ここで、第１のアンテナ１０１は第１のヒータ導線１７１とのみ近接し、第２のアンテナ１０４は第２のヒータ導線１７２とのみ近接する。

また、第１のヒータ導線１７１および第２のヒータ導線１７２は、図示していないが、電源と車両１００のグラウンドとに直流的には接続されているが、高周波的に離れている構造（例えばチョークコイルで接続、もしくはフィルタで接続）にて接続される。

以上のように構成されたリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２４について、以下にその動作を説明する。

なお、図１と同一符号を付してある構成の動作は、本発明の実施形態１におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０と同様である。

第１のヒータ導線１７１および第２のヒータ導線１７２は、リア窓ガラス１１２の曇り止め機能を有するために、リア窓ガラス１１２のできるだけ全体に配線させることが望ましい。

そのため、第１のアンテナ１０１および第２のアンテナ１０４と第１のヒータ導線１７１および第２のヒータ導線１７２との間隔は例えば５０ｍｍ程度と非常に狭く、かつそれぞれが略平行に配置され、電磁的に結合しやすくなる。

ここで、一般的なヒータ導線では、本願発明の第１のヒータ導線１７１と第２のヒータ導線１７２との間に設けられた隙間がなく繋がった構成を備えている。

したがって、この繋がったヒータ導線に第１のアンテナ１０１および第２のアンテナ１０４が近接して電磁的に結合されると、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４が繋がったヒータ導線を介して、電磁的に強く結合されるため、実施形態１で示した指向性利得の低仰角化による平均実効利得の改善効果が得られない。

そこで、本願発明のように、第１のアンテナ１０１は第１のヒータ導線１７１とのみ近接し、第２のアンテナ１０４は第２のヒータ導線１７２とのみ近接するよう構成すること
で、第１のアンテナ１０１は第１のヒータ導線１７１とのみ電磁結合され、および第２のアンテナ１０４は第２のヒータ導線１７２とのみ電磁結合される。このとき、第１のヒータ導線１７１と第２のヒータ導線１７２は、それぞれ第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４のアンテナ電流がその外形部分に流れる。

ここで、合成分配器１０９から見た第１のアンテナ１０１の動作位相と第２のアンテナ１０４の動作位相を「逆位相」となるように位相器１１０を調整した場合、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４によって誘起される第１のヒータ導線１７１と第２のヒータ導線１７２に流れるアンテナ電流も逆向きとなり、第１のヒータ導線１７１と第２のヒータ導線１７２も「逆位相」となる。

したがって、実施形態１で示した指向性利得の低仰角化による平均実効利得の改善効果が得られ、高い感度性能を実現することができる。

なお、本実施形態では、第１のヒータ導線１７１と第２のヒータ導線１７２とを所定の隙間を隔てて配置しているが、これによらず、直流的には接続されているが、高周波的に離れている構造（例えばチョークコイルで接続、もしくはフィルタで接続）であれば、同様な効果が得られる。
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５における車両用アンテナ装置について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。

図８におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置２００と、図１におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置１２０との違いは、第１の切り替えスイッチ２１１と、第２の切り替えスイッチ２１２と第３の切り替えスイッチ２１３と、第４の切り替えスイッチ２１４を備える点である。

第１の切り替えスイッチ２１１は、端子Ａを受信部１１３と、端子Ｂを合成分配器１０９と、端子Ｃを第４の切り替えスイッチ２１４の端子Ａと接続される。

第２の切り替えスイッチ２１２は、端子Ａを第１のバラン１０７と、端子Ｂを合成分配器１０９と、端子Ｃを第４の切り替えスイッチ２１４の端子Ｂと接続される。

第３の切り替えスイッチ２１３は、端子Ａを第２のバラン１０８と、端子Ｂを位相器１１０と、端子Ｃを第４の切り替えスイッチ２１４の端子Ｃと接続される。

第４の切り替えスイッチ２１４は、端子Ａを第１の切り替えスイッチ２１１の端子Ｃと、端子Ｂは、第２の切り替えスイッチの端子Ｃと、端子Ｃは、第３の切り替えスイッチ２１３の端子Ｃと接続される。

第１のアンテナ１０１のアンテナ素子１０２およびアンテナ素子１０３は、第１のバラン１０７に接続され、第１のバラン１０７は、第２の切り替えスイッチ２１２の端子Ａに接続される。

第２のアンテナ１０４のアンテナ素子１０５およびアンテナ素子１０６は、第２のバラン１０８に接続され、第２のバラン１０８は、第３の切り替えスイッチ２１３の端子Ａに接続される。

位相器１１０は、第３の切り替えスイッチ２１３の端子Ｂおよび合成分配器１０９に接
続される。

受信部１１３は、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４で受信される信号を増幅させ、受信信号をデータ信号に復調するための機能を備える。

さらに、受信信号のレベルに応じて第１の切り替えスイッチ２１１〜第４の切り替えスイッチ２１４を切替える制御信号を出力する。

以上のように構成されたリア窓ガラス搭載アンテナ装置２００について、以下にその動作を説明する。リア窓ガラス搭載アンテナ装置２００は、４つの切り替えスイッチにより、２つのアンテナ構成を有する。

１つ目のアンテナ構成は、例えば、初期設定として、制御信号３１１により第１の切り替えスイッチ２１１の端子Ａが端子Ｂと接続され、制御信号３１２により第２の切り替えスイッチ２１２の端子Ａが端子Ｂと接続され、制御信号３１３により第３の切り替えスイッチ２１３の端子Ａが端子Ｂと接続された構成である。

このとき、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４は、実施形態１と同様に、「逆位相」で動作するアレーアンテナ構成となる。
ここで、上記アレーアンテナ構成での受信信号レベルが受信部１１３で復調可能レベル以下となった場合、制御信号３１１により第１の切り替えスイッチ２１１の端子Ａと端子Ｃが接続され、制御信号３１２により第２の切り替えスイッチ２１２の端子Ａが端子Ｃと接続され、制御信号３１３により第３の切り替えスイッチ２１３の端子Ａが端子Ｃと接続される。

このとき、制御信号３１４により第４の切り替えスイッチ２１４にて第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４を切替える２つ目のアンテナ構成である選択ダイバーシティアンテナ構成となる。

図９は、図２の車両１００の水平面（XY面）での垂直偏波および水平偏波の指向性利得を示した図である。

図９（ａ）は、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４とが選択ダイバーシティアンテナ構成に用いられる場合の指向性利得を示す図である。

この場合、垂直偏波の利得が高く、その平均利得は、水平偏波の平均利得に対し約４ｄＢ高く、垂直偏波が強い電波環境において有効である。

図９（ｂ）は、第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４が「逆位相」で動作するアレーアンテナ構成における指向性利得である。水平偏波の利得が高く、その平均利得は、垂直偏波の平均利得に対し約４ｄＢ高く、水平偏波が強い電波環境において有効である。

よって、本発明の実施の形態５におけるリア窓ガラス搭載アンテナ装置（車両用アンテナ装置）２００は、受信部１１３からの制御信号により、アンテナ構成を切り替えることで、垂直偏波および水平偏波どちらの電波環境においても、高い受信感度を実現することができる。

なお、本実施の形態では、アレーアンテナ構成と第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０４の選択ダイバーシティアンテナ構成を切り替え構成について示したが、アレーア
ンテナ構成と第１のアンテナ１０１または第２のアンテナ１０４を切り替える構成でも同様の効果が得られる。

つまりは、図８において、第３の切り替えスイッチ２１３と第４の切り替えスイッチ２１４を削除し、第２のバラン１０８は位相器１１０に接続され、第１の切り替えスイッチ２１１の端子Ｃと第２の切り替えスイッチ２１２の端子Ｃを接続する構成である。

上記構成により、選択ダイバーシティ構成は不可能となるが、２つの切り替えスイッチと２つの制御信号を削除できるため、コストを低減でき、かつ構成をシンプルにすることができる。

本発明の車両用アンテナ装置は、実環境に合わせた放射指向性を実現することで、高い感度性能を発揮することができる効果を有し、例えば車両用リア窓ガラスに搭載するアンテナ装置などに有用である。

１００ 車両
１０１、１５１、１６１ 第１のアンテナ
１０４、１５４、１６４ 第２のアンテナ
１０２、１０３、１５２、１５３、１６２、１６３ 第１のアンテナのアンテナ素子
１０５、１０６、１５５、１５６、１６５、１６６ 第２のアンテナのアンテナ素子
１０７ 第１のバラン
１０８ 第２のバラン
１０９ 合成分配器
１１０ 位相器
１１１、１１３ 受信部
１１２ リア窓ガラス
１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、２００ リア窓ガラス搭載アンテナ装置
１３２、１３３、１３５、１３６ アンテナ電流
１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５ 指向性利得
１７１ 第１のヒータ導線
１７２ 第２のヒータ導線
１８１、１８３、１８５ 第１のアンテナの給電部
１８２、１８４、１８６ 第２のアンテナの給電部
２１１ 第１の切り替えスイッチ
２１２ 第２の切り替えスイッチ
２１３ 第３の切り替えスイッチ
２１４ 第４の切り替えスイッチ
３１１、３１２、３１３、３１４ 制御信号

Claims (3)

1. 窓ガラス上の平衡給電型の第１のアンテナと、前記窓ガラス上の前記第１のアンテナと同一形状の平衡給電型の第２のアンテナと、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの給電部と接続される合成分配器と、前記合成分配器と接続される受信部とを備え、
   前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは前記窓ガラスの枠辺の２つ以上の辺に沿って配置され、かつ、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナおよびその給電部は前記窓ガラスにおいて対称に配置されており、
   前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのうち少なくともひとつのアンテナと前記合成分配器との間に、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの動作位相を逆位相に調整する位相器を備えることを特徴とする車両用アンテナ装置。
2. 請求項１記載の車両アンテナ装置であって、前記第１のアンテナに近接させる前記窓ガラス上の第１のヒータ導線と、前記第２のアンテナに近接させる前記窓ガラス上の第２のヒータ導線とを備え、
   前記第１のヒータ導線は、前記第１のアンテナおよびその開放端を結ぶ線により成す形状と相似形状で構成され、前記第２のヒータ導線は、前記第２のアンテナおよびその開放端を結ぶ線により成す形状と相似形状で構成され、
   かつ、前記第１のヒータ導線と前記第２のヒータ導線とが高周波的に非接続であることを特徴とする車両用アンテナ装置。
3. 窓ガラス上の平衡給電型の第１のアンテナと、前記窓ガラス上の前記第１のアンテナと同一形状の平衡給電型の第２のアンテナと、前記第１のアンテナの給電部と接続される第１の切り替え手段と、前記第２のアンテナの給電部と接続される第２の切り替え手段と、前記第１の切り替え手段と前記第２の切り替え手段と接続される合成分配器と、前記合成分配器と接続される前記第３の切り替え手段と、前記第１〜３の切り替え手段と接続される第４の切り替え手段と、前記第３の切り替え手段と接続される受信部とを備え、
   前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは前記窓ガラスの枠辺の２つ以上の辺に沿って配置され、かつ、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは前記窓ガラスにおいて対称に配置されており、
   前記第１の切り替え手段と前記第２の切り替え手段のうち少なくともひとつの切り替え手段と前記分配器との間に、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの動作位相を逆位相になるように調整可能な位相器を備え、
   前記第１ないし第４の切り替え手段は前記受信部の制御信号により前記第１のアンテナと前記第２のアンテナをダイバーシティアンテナ構成もしくはアレーアンテナ構成に切り替えることを特徴とする車両用アンテナ装置。