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JP2003017931A - Planar antenna structure - Google Patents

Planar antenna structure

Info

Publication number
JP2003017931A
JP2003017931A JP2001196371A JP2001196371A JP2003017931A JP 2003017931 A JP2003017931 A JP 2003017931A JP 2001196371 A JP2001196371 A JP 2001196371A JP 2001196371 A JP2001196371 A JP 2001196371A JP 2003017931 A JP2003017931 A JP 2003017931A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
planar antenna
conductive film
antenna
glass plate
conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001196371A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Takeuchi
彰一 竹内
Koji Igawa
耕司 井川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP2001196371A priority Critical patent/JP2003017931A/en
Publication of JP2003017931A publication Critical patent/JP2003017931A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】平面アンテナの送受信効率が低下することな
く、コンパクトでアンテナの指向性特性が低下しない、
耐久性のよい平面アンテナ構造体を提供する。 【解決手段】平面アンテナ構造体は、平面アンテナの周
りを囲むように透明導電膜が設けられたガラス板を有
し、マイクロストリップアンテナ(MSA)11を有す
る平面アンテナ構造体10の場合、MSA11の放射導
体11aの外周端の各位置における透明導電膜13の内
周端までの最短距離は、MSA11で送受信に用いる電
波の自由空間波長をλ0 として、1/20・λ0 〜λ0
である。
(57) [PROBLEMS] To reduce the transmission and reception efficiency of a planar antenna and to reduce the directivity characteristics of the antenna without being reduced.
A planar antenna structure having high durability is provided. The planar antenna structure includes a glass plate provided with a transparent conductive film so as to surround the planar antenna, and in the case of the planar antenna structure having a microstrip antenna (MSA), the shortest distance to the inner peripheral edge of the transparent conductive film 13 at each position on the outer peripheral edge of the radiating conductor 11a is 0 the free space wavelength of the radio wave lambda used for transmission and reception in MSA11, 1/20 · λ 0 ~λ 0
It is.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、平面アンテナを誘
電体基板に取り付けた平面アンテナ構造体に関し、特
に、マイクロ波通信やミリ波通信に好適な高周波用平面
アンテナをガラス板に取り付けた平面アンテナ構造体に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar antenna structure in which a planar antenna is mounted on a dielectric substrate, and more particularly, a planar antenna in which a high frequency planar antenna suitable for microwave communication and millimeter wave communication is mounted on a glass plate. Regarding the structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、高速、大容量通信への要求から、
マイクロ波やミリ波を用いて電波を送受信する高周波の
通信が急速に拡がっている。電波を送受信するアンテナ
として、例えば、円形若しくは方形のパッチ状の放射導
体と、誘電体を間にはさんで放射導体と対向するように
配置された接地導体とを持つマイクロストリップアンテ
ナ(以下、マイクロストリップアンテナをMSAとす
る)が好適に用いられている。このMSAは、パッチア
ンテナとも呼ばれている。
2. Description of the Related Art Today, due to the demand for high speed and large capacity communication,
High-frequency communication, which transmits and receives radio waves using microwaves and millimeter waves, is rapidly expanding. As an antenna for transmitting and receiving radio waves, for example, a microstrip antenna (hereinafter, referred to as a microstrip antenna) having a circular or rectangular patch-shaped radiation conductor and a grounding conductor arranged so as to face the radiation conductor with a dielectric material sandwiched therebetween. A strip antenna is referred to as MSA) is preferably used. This MSA is also called a patch antenna.

【0003】このMSAはプリント基板等を用いて作製
でき、平面構造であるので小型薄型アンテナとして広く
普及している。例えば、MSAは、自動料金収受システ
ム(ETC:Electric Toll Collection System )、す
なわち、高速道路や有料道路において、5.8GHzの
周波数帯を用いた無線通信を行うことで料金徴収を自動
的に行うシステムに多く用いられる。より詳しく説明す
ると、MSAは、ETCにおける料金所に設けられた路
側機と無線通信を行う際の車載機側のアンテナとして車
両に搭載され、あるいは筐体に収められて搭載され、車
両のダッシュボード上に置かれる。
This MSA can be manufactured using a printed circuit board or the like, and has a planar structure, so that it is widely used as a small and thin antenna. For example, the MSA is an automatic toll collection system (ETC), that is, a system that automatically collects tolls by performing wireless communication using a 5.8 GHz frequency band on highways and toll roads. It is often used for. More specifically, the MSA is mounted on a vehicle as an antenna on an in-vehicle device when performing wireless communication with a roadside device provided at a tollgate in an ETC, or is housed in a housing and mounted on a dashboard of the vehicle. Placed on top.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、ダッシュボ
ード上に設置されるMSA等のアンテナは、車内や車外
からみてデザイン上好ましくなく、また、ドライバーの
視野の妨げになる他、取り付け位置や方向などによっ
て、アンテナの特性が一定しないといった指向性特性特
性の問題がある。一方、MSAを車両の窓ガラス板に貼
り付けまた接着して車両に取り付けることも考えられる
が、MSAを車両の窓ガラス板に貼り付ける場合、以下
に示すように、アンテナの指向性特性の問題が発生す
る。
However, antennas such as MSA installed on the dashboard are not preferable in terms of design when viewed from the inside or outside of the vehicle, and hinder the driver's visual field, as well as the mounting position and direction. Therefore, there is a problem of directivity characteristics such that the characteristics of the antenna are not constant. On the other hand, it is possible to attach the MSA to the window glass plate of the vehicle or to attach it to the vehicle by adhering it. However, when attaching the MSA to the window glass plate of the vehicle, as shown below, the problem of the directivity characteristics of the antenna Occurs.

【0005】すなわち、MSAを車両の窓ガラス板に取
り付けようとすると、デザイン上の点や車両内の限られ
た取り付けスペースの点からMSAは小型であることが
望まれるため、MSAを構成する放射導体のみならず接
地導体までも小さくせざるを得ない。実際、小型のMS
Aをガラス板に密着して取り付けた平面アンテナ構造体
におけるMSAの指向性特性を測定すると、図8に示す
ように、角度±70度〜80度(ガラス板の取り付け面
に垂直な方向を0度とする)の範囲において、相対受信
電力が低下して、アンテナの指向性特性がなだらかな山
形を形成しない。この理由は、「小型・平面アンテナ」
(電子情報通信学会編、著者 羽石操他、131頁)に
記載されているように、MSAの接地導体の寸法が、送
受信する電波の自由空間波長λ0 と同程度、または、そ
れ以下の寸法になることにより、接地導体端部の影響を
受けて送受信の電波が高次の多重回折を起こし、また、
ガラス板内部の多重反射を起こして表面波が発生するた
めと考えられる。すなわち、アンテナの指向性特性がな
だらかな山形を形成しないのは、MSAの接地導体を小
さくしたことを基本的な原因とする。しかし、上述した
ように、デザイン上の点や車両内の限られた取り付けス
ペースの点からMSAの接地導体を大きくすることはで
きない。
That is, when the MSA is to be attached to a window glass plate of a vehicle, it is desired that the MSA be small because of its design and limited installation space in the vehicle. Not only the conductor but also the ground conductor must be reduced. In fact, a small MS
When the directional characteristics of the MSA in the planar antenna structure in which A is attached in close contact with the glass plate are measured, an angle of ± 70 degrees to 80 degrees (0 in the direction perpendicular to the mounting surface of the glass plate is 0 as shown in FIG. In the range of 10 degrees), the relative received power is lowered and the antenna directional characteristics do not form a gentle mountain shape. The reason for this is "small planar antennas"
(The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, author Misao Haishi et al., P. 131), the size of the ground conductor of the MSA is about the same as or smaller than the free space wavelength λ 0 of transmitted and received radio waves. As a result, the transmitted and received radio waves undergo high-order multiple diffraction under the influence of the end of the ground conductor, and
It is considered that the surface wave is generated by causing multiple reflection inside the glass plate. That is, the reason why the directional characteristic of the antenna does not form a gentle mountain shape is basically because the ground conductor of the MSA is made small. However, as described above, it is impossible to make the ground conductor of the MSA large in view of the design and the limited mounting space in the vehicle.

【0006】さらに、車両等に用いられる窓ガラス板に
は、車両室内の温度を維持するために熱線反射の機能を
有する視覚的にほぼ透明な導電膜が設けられ、あるい
は、通電加熱を行い窓ガラスの曇りを防止する防曇機能
を有する視覚的にほぼ透明な導電膜が設けられることが
ある。この導電膜は、電波透過性が低いため、導電膜の
設けられた窓ガラス板上にMSAを取り付けると、導電
膜の影響により、MSAの送受信効率が低下し、最悪の
場合には、送受信が不能となるといった問題がある。こ
のように、デザイン上良好でドライバーの視野の妨げに
ならなず、コンパクトでアンテナの指向性特性も低下せ
ず、熱線反射機能や防曇機能を持たせるための透明導電
膜の形成されたガラス板にアンテナを取り付けた平面ア
ンテナ構造体は今日得られていない。
Further, a window glass plate used in a vehicle or the like is provided with a visually almost transparent conductive film having a function of reflecting heat rays in order to maintain the temperature in the vehicle compartment, or is energized and heated to conduct window heating. A visually almost transparent conductive film having an antifogging function of preventing fogging of glass may be provided. Since this conductive film has low radio wave permeability, when the MSA is attached on the window glass plate provided with the conductive film, the effect of the conductive film lowers the transmission / reception efficiency of the MSA, and in the worst case, transmission / reception cannot be performed. There is a problem that it becomes impossible. In this way, glass that is good in design, does not hinder the driver's field of view, is compact, does not deteriorate the directional characteristics of the antenna, and has a transparent conductive film formed to have a heat ray reflection function and an antifogging function. Planar antenna structures with an antenna attached to a plate are not available today.

【0007】そこで、本発明は、上記問題点を解決すべ
く、放射導体および接地導体を備える平面アンテナを、
例えば熱線反射機能や防曇機能のために導電膜を設けた
ガラス板等の誘電体基板に取り付けた平面アンテナ構造
体であって、例えば、車両の運転席の前方のようにアン
テナの取り付け位置の制限される場所にも平面アンテナ
を取り付けることができ、アンテナの送受信効率が低下
することなく、しかも、コンパクトでアンテナの指向性
特性が低下しない、耐久性のよい平面アンテナ構造体を
提供することを目的とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a planar antenna including a radiation conductor and a ground conductor,
For example, a planar antenna structure mounted on a dielectric substrate such as a glass plate provided with a conductive film for a heat ray reflection function or an anti-fog function, and for example, a position of the antenna mounting position such as in front of a driver's seat of a vehicle. It is possible to provide a planar antenna structure that can be mounted in a restricted place, does not reduce the transmission / reception efficiency of the antenna, is compact, and does not deteriorate the directional characteristics of the antenna, and has good durability. To aim.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、放射導体および接地導体を備える平面ア
ンテナと、この平面アンテナが配され、この平面アンテ
ナの周りを囲むように導電膜が設けられた誘電体基板と
を有する平面アンテナ構造体であって、前記放射導体の
外周端の各位置における前記導電膜の内周端までの最短
距離は、前記平面アンテナで送信あるいは受信に用いる
電波の自由空間波長をλ0 とした場合、1/20・λ0
〜λ0 であることを特徴とする平面アンテナ構造体を提
供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a planar antenna provided with a radiating conductor and a ground conductor, a planar antenna provided with the planar antenna, and a conductive film surrounding the planar antenna. A planar antenna structure having a dielectric substrate provided with, and the shortest distance to the inner peripheral edge of the conductive film at each position of the outer peripheral edge of the radiation conductor is used for transmission or reception by the planar antenna. If the free space wavelength of the radio wave is λ 0 , then 1/20 · λ 0
There is provided a planar antenna structure characterized by being ˜λ 0 .

【0009】また、本発明は、放射導体および接地導体
を備える平面アンテナと、この平面アンテナの周りを囲
むように導電膜が設けられた誘電体基板とを有する平面
アンテナ構造体であって、前記平面アンテナは、前記誘
電体基板の面上で前記接地導体が前記放射導体の一部又
は全部を離間して囲むように前記放射導体および前記接
地導体を前記誘電体基板の面上に設け、前記接地導体の
周りを前記導電膜が囲むことを特徴とする平面アンテナ
構造体を提供する。
The present invention also provides a planar antenna structure having a planar antenna provided with a radiation conductor and a ground conductor, and a dielectric substrate provided with a conductive film so as to surround the planar antenna. A planar antenna, wherein the radiation conductor and the ground conductor are provided on a surface of the dielectric substrate so that the ground conductor surrounds a part or all of the radiation conductor on the surface of the dielectric substrate with a space therebetween; Provided is a planar antenna structure, wherein the conductive film surrounds a ground conductor.

【0010】また、前記誘電体基板は、ガラス板である
のが好ましく、例えば、車両用ガラス板である。より好
ましくは車両用フロントガラス板であり、前記平面アン
テナは、車両用フロントガラス板の車室内側に形成され
るのが好ましい。車両用ガラス板は、合わせガラス板で
あってもよい。また、前記平面アンテナは、車両用フロ
ントガラス板の縁から100mm以内の範囲に配される
のが好ましく、さらに、前記平面アンテナは、車両用フ
ロントガラス板を車両に装着する際の左右方向の中心線
を中心とする左右100mm以内の範囲に配されるのが
好ましい。ここで、前記導電膜は透明あるいは半透明で
あり、この導電膜が前記平面アンテナが配される領域以
外のガラス板の一方の面の略全面に設けられるのが好ま
しい。
Further, the dielectric substrate is preferably a glass plate, for example, a glass plate for vehicles. More preferably, it is a vehicle windshield plate, and the planar antenna is preferably formed on the vehicle interior side of the vehicle windshield plate. The vehicle glass plate may be a laminated glass plate. Further, it is preferable that the planar antenna is arranged within a range of 100 mm from an edge of the vehicle windshield plate. Further, the planar antenna has a center in a left-right direction when the vehicle windshield plate is mounted on the vehicle. It is preferably arranged within a range of 100 mm to the left and right around the line. Here, it is preferable that the conductive film is transparent or semi-transparent, and the conductive film is provided on substantially the entire one surface of the glass plate other than the region where the planar antenna is arranged.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の平面アンテナ構造
体について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳
細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The planar antenna structure of the present invention will be described below in detail with reference to the preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

【0012】図1および図2は、本発明の平面アンテナ
構造体の第1の実施形態であるMSAを用いた平面アン
テナ構造体10を示している。図1は平面アンテナ構造
体10の平面図であり、図2は図1に示すA−A’線で
切断した平面アンテナ構造体10の断面図である。
1 and 2 show a planar antenna structure 10 using an MSA which is a first embodiment of the planar antenna structure of the present invention. 1 is a plan view of the planar antenna structure 10, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the planar antenna structure 10 taken along the line AA ′ shown in FIG.

【0013】平面アンテナ構造体10は、電波を送受信
するMSA11と、MSA11を取り付けるガラス板1
2と、MSA11を取り付けるガラス板面上に、MSA
11の取り付け領域を除くガラス面の略全面に設けられ
た透明導電膜13とを有して構成される。なお、MSA
11は本発明における平面アンテナに対応し、ガラス板
12は本発明における誘電体基板に対応する。
The planar antenna structure 10 includes an MSA 11 for transmitting and receiving radio waves and a glass plate 1 to which the MSA 11 is attached.
2 and the MSA on the glass plate surface where the MSA 11 is attached.
The transparent conductive film 13 is provided on substantially the entire glass surface excluding the attachment area 11. In addition, MSA
Reference numeral 11 corresponds to the planar antenna in the present invention, and glass plate 12 corresponds to the dielectric substrate in the present invention.

【0014】MSA11は、円形あるいは方形のパッチ
状の放射導体11aと接地導体11bとMSA11の平
面アンテナ用誘電体基板11cとを有し、放射導体11
aの面と接地導体11bの面とが平面アンテナ用誘電体
基板11cを挟んで対向して配置される公知の平面アン
テナである。放射導体11aおよび接地導体11bは、
銅箔や、銀や金等からなる導電性膜で所定の形状に形成
される。平面アンテナ用誘電体基板11cは、樹脂材
料、セラミックやサファイア等の材料が用いられる。
The MSA 11 has a circular or square patch-shaped radiation conductor 11a, a ground conductor 11b, and a dielectric substrate 11c for a planar antenna of the MSA 11, and the radiation conductor 11
This is a known planar antenna in which the surface a and the surface of the ground conductor 11b are arranged to face each other with the dielectric substrate for planar antenna 11c interposed therebetween. The radiation conductor 11a and the ground conductor 11b are
It is formed in a predetermined shape with a copper foil or a conductive film made of silver, gold, or the like. A resin material, a material such as ceramic or sapphire is used for the planar antenna dielectric substrate 11c.

【0015】ガラス板12は、MSA11の大きさおよ
び外周の形状に対応して、透明導電膜13の非形成領域
を有し、この非形成領域がMSA11の取り付け領域と
なっている。このような透明導電膜13は、例えば、予
めガラス板12の全面に透明導電膜の層を設けた後、M
SA11の取り付け領域の透明導電膜の層が除去された
り、予め非形成領域となる部分をマスキングしてその他
の部分に導電膜の層を設けること等により、非形成領域
が形成される。それゆえ、ガラス板12上に取り付けら
れたMSA11の周囲には、透明導電膜13がMSA1
1を取り囲むように構成される。
The glass plate 12 has a region in which the transparent conductive film 13 is not formed corresponding to the size and the shape of the outer periphery of the MSA 11, and this region in which the transparent conductive film 13 is not formed serves as a mounting region for the MSA 11. Such a transparent conductive film 13 may be formed by, for example, forming a transparent conductive film layer on the entire surface of the glass plate 12 in advance, and
The non-formation region is formed by removing the transparent conductive film layer in the mounting region of SA11, or masking the non-formation region in advance and providing the conductive film layer in the other region. Therefore, the transparent conductive film 13 is provided around the MSA 11 mounted on the glass plate 12.
It is configured to surround 1.

【0016】ここで、透明導電膜13は、透明酸化錫
(SnO2 )導電膜等の酸化物半導体薄膜が挙げられ
る。なお、本実施形態では、誘電体基板の例としてガラ
ス板12を用いたが、本発明の誘電体基板は、非導電性
の材料、例えば、樹脂材料、セラミックやサファイア等
の材料からなる基板であればいずれであってもよい。な
お、透明導電膜13に対応する本発明における導電膜
は、必ずしも透明である必要はなく、半透明であっても
よいし、不透明であってもよい。例えば、Cr、Ti、
Ag、Au、Al、CuあるいはNi等の金属薄層の単
層構造の金属導電膜や窒化物薄膜、あるいは、TiO2
/Ag/TiO2 、ZnO/Ag/ZnOなどのように
金属薄層を上下から透明性誘電体層でサンドイッチ状に
積層した複数構造の金属導電膜であってもよい。
The transparent conductive film 13 may be an oxide semiconductor thin film such as a transparent tin oxide (SnO 2 ) conductive film. Although the glass plate 12 is used as an example of the dielectric substrate in the present embodiment, the dielectric substrate of the present invention is a substrate made of a non-conductive material, for example, a resin material, a material such as ceramic or sapphire. Any of them may be used. The conductive film in the present invention corresponding to the transparent conductive film 13 does not necessarily have to be transparent, and may be semitransparent or opaque. For example, Cr, Ti,
Single layer metal conductive film or nitride thin film of a thin metal layer such as Ag, Au, Al, Cu or Ni, or TiO 2
It may be a metal conductive film having a plurality of structures in which thin metal layers such as / Ag / TiO 2 and ZnO / Ag / ZnO are laminated in a sandwich shape with transparent dielectric layers from above and below.

【0017】MSA11は、透明導電膜13の形成され
たガラス面に、MSA11の放射導体11aの面を取り
付け面として、両面テープ14等によって取り付けられ
る。従って、接地導体11bは、図2に示されるよう
に、ガラス板12と直接対向しない平面アンテナ用誘電
体基板11cの面に配される。放射導体11aはコネク
タの中心導体18に接続され、接地導体11bはコネク
タ17の外部導体と接続される。コネクタ17は図示さ
れない同軸ケーブルに接続され、さらに、回路や機器に
接続される。
The MSA 11 is attached to the glass surface on which the transparent conductive film 13 is formed, with the surface of the radiating conductor 11a of the MSA 11 as the attachment surface, by the double-sided tape 14 or the like. Therefore, as shown in FIG. 2, the ground conductor 11b is arranged on the surface of the planar antenna dielectric substrate 11c that does not directly face the glass plate 12. The radiation conductor 11a is connected to the central conductor 18 of the connector, and the ground conductor 11b is connected to the outer conductor of the connector 17. The connector 17 is connected to a coaxial cable (not shown), and further connected to a circuit and equipment.

【0018】ここで、放射導体11aの外周端の各位置
における透明導電膜13の内周端までの最短距離、例え
ば、図2中の離間距離dは、MSA11で送信あるいは
受信に用いる電波の自由空間波長をλ0 として、1/2
0・λ0 〜λ0 に設定されている。より好ましくは、1
/8・λ0 〜1/2・λ0 に設定される。このように最
短距離を設定することで、透明導電膜13によってガラ
ス板12内部の多重反射による表面波の影響を低減でき
るとともに、透明導電膜13は、放射導体11aと接地
導体11bとの間で作られる電界に影響を与えることも
ない。従って、後述するようにアンテナの指向性特性は
向上する。
Here, the shortest distance to the inner peripheral edge of the transparent conductive film 13 at each position of the outer peripheral edge of the radiating conductor 11a, for example, the separation distance d in FIG. 2, is the freedom of radio waves used for transmission or reception by the MSA 11. 1/2 with spatial wavelength λ 0
Is set to 0 · λ 0 ~λ 0. More preferably 1
It is set to / 8 · λ 0 to 1/2 · λ 0 . By setting the shortest distance in this way, the transparent conductive film 13 can reduce the influence of surface waves due to multiple reflection inside the glass plate 12, and the transparent conductive film 13 can be formed between the radiation conductor 11a and the ground conductor 11b. It does not affect the electric field created. Therefore, the directivity characteristic of the antenna is improved as described later.

【0019】このような平面アンテナ構造体10では、
MSA11の取り付け領域において、電波透過性の低い
透明導電膜13が除去されているので、アンテナの送受
信効率が低下することなく、誘電体であるガラス板12
を透過した電波をMSA11で受信することができ、ま
た、電波を送信することができる。しかも、MSA11
の外周に透明導電膜13が設けられているので、接地導
体11bが小さくても、接地導体11b端部の影響を受
けて高次の多重回折を起こすことはなく、また、ガラス
板12内部の多重反射による表面波の影響を受けること
もない。従って、MSA11の指向性特性の乱れが低減
され、後述する実施例1で示すように、なだらかな山形
の指向性特性が得られる。これは、MSA11の接地導
体が大きい場合と同様の指向性特性であり、MSA11
の周りの透明導電膜13により接地導体11bを大きく
したのと同様の効果が得られる。従って、接地導体11
bを小さくでき、すなわち、透明導電膜13の非形成領
域を小さくすることができ、車両の窓ガラス板にMSA
11を取り付ける際のデザインの点からも好ましい。ま
た、接地導体11bが小さいので、コンパクトなMSA
を実現でき、コンパクトな平面アンテナ構造体が実現で
きる。
In such a planar antenna structure 10,
Since the transparent conductive film 13 having low radio wave transmission is removed in the mounting area of the MSA 11, the transmission / reception efficiency of the antenna does not decrease, and the glass plate 12 as a dielectric is used.
The radio wave that has passed through can be received by the MSA 11, and the radio wave can be transmitted. Moreover, MSA11
Since the transparent conductive film 13 is provided on the outer periphery of the glass plate 12, even if the ground conductor 11b is small, it does not cause high-order multiple diffraction under the influence of the end of the ground conductor 11b. It is not affected by surface waves due to multiple reflection. Therefore, the disturbance of the directivity characteristic of the MSA 11 is reduced, and a gentle chevron-shaped directivity characteristic can be obtained, as shown in Example 1 described later. This is a directivity characteristic similar to the case where the ground conductor of MSA11 is large.
With the transparent conductive film 13 around, the same effect as that of enlarging the ground conductor 11b can be obtained. Therefore, the ground conductor 11
b can be made small, that is, the region where the transparent conductive film 13 is not formed can be made small.
It is also preferable from the viewpoint of the design when attaching 11. Further, since the ground conductor 11b is small, a compact MSA
And a compact planar antenna structure can be realized.

【0020】ここで、透明導電膜13は、MSA11の
周りにできる限り近接させ、接地導体11bと接続され
ることが望ましいが、必ずしも接続される必要はない。
また、透明導電膜13は、防曇機能等のために直流電流
が流れていてもよい。また、MSA11のガラス板12
への取り付けは、両面テープ14の替わりに接着剤を用
いてもよく、他の取り付け部材により取り付けられても
よい。
Here, it is preferable that the transparent conductive film 13 is connected to the ground conductor 11b by being as close as possible to the periphery of the MSA 11, but it is not always necessary to be connected.
In addition, a direct current may flow through the transparent conductive film 13 for antifogging function and the like. In addition, the glass plate 12 of the MSA 11
The adhesive may be used instead of the double-sided tape 14 and may be attached by another attaching member.

【0021】図3および図4は、本発明の平面アンテナ
構造体の第2の実施形態である平面アンテナ構造体20
を示している。図3は平面アンテナ構造体20の平面図
であり、図4は図3に示すB−B’線で切断した平面ア
ンテナ構造体20の断面図である。
FIG. 3 and FIG. 4 show a planar antenna structure 20 which is a second embodiment of the planar antenna structure of the present invention.
Is shown. 3 is a plan view of the planar antenna structure 20, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the planar antenna structure 20 taken along line BB ′ shown in FIG.

【0022】平面アンテナ構造体20は、電波を送受信
する平面アンテナ21と、平面アンテナ21を配するガ
ラス板22と、平面アンテナ21を配するガラス板面上
に、平面アンテナ21の配される領域を除くガラス面の
略全面に設けられた透明導電膜23とを有して構成され
る。なお、平面アンテナ21は本発明における平面アン
テナに対応し、ガラス板22は本発明における誘電体基
板に対応する。
The plane antenna structure 20 includes a plane antenna 21 for transmitting and receiving radio waves, a glass plate 22 for arranging the plane antenna 21, and an area for arranging the plane antenna 21 on a glass plate surface for arranging the plane antenna 21. Except that the transparent conductive film 23 is provided on almost the entire glass surface. The flat antenna 21 corresponds to the flat antenna of the present invention, and the glass plate 22 corresponds to the dielectric substrate of the present invention.

【0023】平面アンテナ21については、ガラス板2
2の一方の面上に放射導体25と接地導体26が形成さ
れた平面アンテナであり、詳細については後述する。ガ
ラス板22は、平面アンテナ21の大きさおよび外周の
形状に対応した、透明導電膜23の非形成領域を有し、
この部分が平面アンテナ21の配される領域となる。そ
して、透明導電膜23は、図4に示すように、平面アン
テナ21の接地導体26と重なるように設けられ電気的
に接続される。このような透明導電膜23は、例えば、
予めガラス板22の全面に透明導電膜の層を設けた後、
平面アンテナ21の配される領域の透明導電膜の層が除
去されて透明導電膜の非形成領域が形成される。それゆ
え、ガラス板22上に配された平面アンテナ21の周囲
には、透明導電膜23が平面アンテナ21を取り囲むよ
うに構成される。
For the planar antenna 21, the glass plate 2
2 is a plane antenna in which the radiation conductor 25 and the ground conductor 26 are formed on one surface of the second antenna 2, and the details will be described later. The glass plate 22 has a region where the transparent conductive film 23 is not formed, which corresponds to the size of the planar antenna 21 and the shape of the outer periphery,
This portion is the area where the planar antenna 21 is arranged. Then, as shown in FIG. 4, the transparent conductive film 23 is provided so as to overlap with the ground conductor 26 of the planar antenna 21 and is electrically connected thereto. Such a transparent conductive film 23 is, for example,
After providing a layer of the transparent conductive film on the entire surface of the glass plate 22 in advance,
The layer of the transparent conductive film in the region where the planar antenna 21 is arranged is removed to form a region where the transparent conductive film is not formed. Therefore, the transparent conductive film 23 is configured to surround the flat antenna 21 around the flat antenna 21 arranged on the glass plate 22.

【0024】ここで、平面アンテナ21は、図3に示す
ように、透明導電膜23の形成されるガラス板22の面
と同一の面に形成される平面アンテナである。平面アン
テナ21は、正方形状の放射導体本体部25aとこの放
射導体本体部25aから突出したストリップ状の突出部
25bとを有する島状の放射導体25と、放射導体25
と同一の面上に形成され、この放射導体25の全部を一
定の距離離間して囲む接地導体26とを主に有して構成
される。
Here, as shown in FIG. 3, the planar antenna 21 is a planar antenna formed on the same surface as the surface of the glass plate 22 on which the transparent conductive film 23 is formed. The planar antenna 21 includes an island-shaped radiation conductor 25 having a square radiation conductor main body 25a and a strip-shaped projection 25b projecting from the radiation conductor main body 25a, and the radiation conductor 25.
And a grounding conductor 26 which is formed on the same surface as the above and surrounds all of the radiation conductors 25 with a constant distance therebetween.

【0025】突出部25bの端部には、給電部27が設
けられ、図示されない表面実装型コネクタを介して、島
状の放射導体25と同一の面側で図示されないコネクタ
を介して、同軸ケーブルの中心導体と接続される。ま
た、接地導体26は、同軸ケーブルの外部導体と接続さ
れ、同軸ケーブルは、回路や機器に接続される。また、
突出部25bは、接地導体26とともに、ストリップ状
の中心導体の両側に一定の距離を隔てて接地導体が形成
される公知の伝送線路であるコプレーナウェーブガイド
(CPW)を形成し、突出部25bはコプレーナウェー
ブガイドのストリップ状の中心導体として機能する。
A feeding portion 27 is provided at an end of the protruding portion 25b, and a coaxial cable is provided through a surface mounting type connector (not shown) and a connector (not shown) on the same side as the island-shaped radiation conductor 25. Connected to the center conductor of. Further, the ground conductor 26 is connected to the outer conductor of the coaxial cable, and the coaxial cable is connected to a circuit or a device. Also,
The projecting portion 25b forms, together with the ground conductor 26, a coplanar waveguide (CPW) which is a known transmission line in which the ground conductor is formed on both sides of the strip-shaped center conductor with a certain distance therebetween. It functions as a strip-shaped center conductor for the coplanar waveguide.

【0026】このような平面アンテナ21の放射導体本
体部25aの幅Wおよび長さLa は、平面アンテナ10
で送受信する電波の波長によって電波が共振するように
設定される。放射導体本体部25aの長さLa は、送受
信を行う所望の周波数帯の中心周波数の自由空間波長を
λM とした場合、アンテナの送受信効率を向上させるた
めに、k・(λM /4)〜k・λM (kはガラス板12
における短縮率)の範囲にあることが好ましい。この範
囲に長さLa を設定することで、この範囲外に設定する
場合に比べて、数dBの利得が向上する。また、放射導
体本体部25aの幅Wは、送受信を行う所望の周波数帯
の最高周波数の自由空間波長をλH とし、送受信を行う
所望の周波数帯の最低周波数の自由空間波長をλL とす
るとき、k・(λH /4)〜k・λL の範囲にあること
が好ましい。
The width W and the length L a of the radiation conductor main body 25a of the planar antenna 21 as described above are determined as follows.
The radio waves are set to resonate according to the wavelength of the radio waves transmitted and received in. When the free space wavelength of the center frequency of the desired frequency band for transmission / reception is λ M , the length L a of the radiating conductor main body 25a is k · (λ M / 4 in order to improve the transmission / reception efficiency of the antenna. ) -K · λ M (k is the glass plate 12)
It is preferable that it is within the range of (shortening rate). By setting the length L a in this range, the gain of several dB is improved as compared with the case of setting the length outside this range. The width W of the radiating conductor main body 25a is λ H, which is the free space wavelength of the highest frequency in the desired frequency band for transmission and reception, and λ L, which is the minimum free space wavelength of the desired frequency band for transmission and reception. At this time, it is preferably in the range of k · (λ H / 4) to k · λ L.

【0027】一方、CPWを形成する突出部25bの、
放射導体本体部25aから突出する長さLb は、平面ア
ンテナ21で送受信する電波の自由空間波長、例えば中
心周波数の自由空間波長をλM とし、ガラス板22にお
ける短縮率をkとした場合、k・λM /2以下とする。
このように、長さLb の上限をk・λM /2と規定する
ことで、アンテナの送受信効率を確保でき、しかもコン
パクトな平面アンテナを形成することができる。
On the other hand, of the protruding portion 25b forming the CPW,
The length L b protruding from the radiating conductor main body 25a is defined as follows: If the free space wavelength of the radio wave transmitted and received by the planar antenna 21, for example, the free space wavelength of the center frequency is λ M, and the shortening rate in the glass plate 22 is k, k · λ M / 2 or less.
In this way, by defining the upper limit of the length L b as k · λ M / 2, the transmission / reception efficiency of the antenna can be secured, and a compact planar antenna can be formed.

【0028】ここで、短縮率kとは、誘電体基板上を伝
搬する電波の伝搬速度に関係するもので、所望の電波の
周波数で、アンテナの入力インピーダンスのリアクタン
ス成分が0となるように、すなわちアンテナが共振する
ように、誘電体基板を用いて作製するアンテナの寸法
を、誘電体基板のない場合に想定されるアンテナ寸法に
比べて小さくする比率をいう。ここで、短縮率kは、誘
電体基板の実効的な比誘電率をεr とすると、k=εr
(-1/2)で表すことができる。
Here, the shortening rate k relates to the propagation velocity of the radio wave propagating on the dielectric substrate, so that the reactance component of the input impedance of the antenna becomes 0 at the desired radio wave frequency. That is, it refers to the ratio of making the size of an antenna manufactured using a dielectric substrate smaller than the size of the antenna that would be expected without the dielectric substrate so that the antenna resonates. Here, the shortening rate k is k = ε r , where ε r is the effective relative permittivity of the dielectric substrate.
It can be represented by (-1/2) .

【0029】また、接地導体26は、放射導体25の周
囲を一定の距離離間して囲む。すなわち、接地導体26
は、放射導体本体部25aの縁より一定の間隔gapp
れ、突出部25bの縁より一定の間隔gapf 離れて設け
られる。間隔gapp は、平面アンテナ21の入力インピ
ーダンス特性が良好となるように設定され、ほぼガラス
板12の厚さ近傍が好ましい。一方、間隔gapf は、突
出部25bの幅との比によって設定され、この間隔g
apf と突出部25bの幅の比は、突出部25bと接地導
体26によって形成されるCPWにおける特性インピー
ダンスが所定の値、通常、高周波伝送線路で用いられる
特性インピーダンス50Ωとなるように、ガラス板の比
誘電率と放射導体や接地導体の導伝率および厚さとを考
慮して設定される。このCPWについては、"Microstri
p Lines and Slotines" (Artech House 出版社、著者
K.C.Gupta他) に詳述されている。
Further, the ground conductor 26 is the circumference of the radiation conductor 25.
Enclose the enclosure with a certain distance. That is, the ground conductor 26
Is a constant distance g from the edge of the radiation conductor body 25a.appSeparation
And a constant distance g from the edge of the protrusion 25b.apfSet apart
To be Interval gappIs the input impedance of the planar antenna 21.
It is set to have good dance characteristics and is almost glass.
The vicinity of the thickness of the plate 12 is preferable. On the other hand, the interval gapfIs a rush
It is set by the ratio with the width of the projecting portion 25b, and this interval g
apfAnd the width of the protrusion 25b is the same as the width of the protrusion 25b and the ground conductor.
Characteristic impedance in CPW formed by body 26
Dance is a given value, usually used in high frequency transmission lines
The ratio of the glass plate so that the characteristic impedance is 50Ω.
Consider the permittivity and the conductivity and thickness of the radiating conductor and the ground conductor.
It is set carefully. For this CPW, see "Microstri
p Lines and Slotines "(Artech House Publisher, Author
K.C.Gupta et al.).

【0030】なお、平面アンテナ21は、放射導体本体
部25aの形状を図3に示すように正方形状とするが、
矩形形状等の方形形状であってもよく、さらには、図5
(a)に示すように円形状でもよい。さらには、ETC
のように円偏波の電波を送受信する場合には、図5
(b)〜図5(e)に示すように放射導体本体部25a
の一部に切り欠き部30や突起部31などを設け、縮退
素子または摂動素子を用いて、円偏波に対応するように
してもよい。この他、放射導体本体部25aを正方形状
として、この正方形状の中央部にスロットを設けてもよ
く、通常のMSAにおける円偏波技術と同様の手法を用
いることができる。さらに、図5(f)に示すように、
放射導体本体部25aを正方形状として、放射導体本体
部25aと接地導体26との間隔を間隔gapp1、gapp2
のように左右で異なるものとしたり、図5(g)に示す
ように、放射導体本体部25aと接地導体26との間隔
をアンテナの長さ方向において変化させることで、放射
導体本体部25aと接地導体26との間隔による容量の
変化を生じさせ、上記縮退素子または摂動素子と同様の
効果を得て、円偏波に対応するようにしてもよい。
In the planar antenna 21, the radiation conductor main body 25a has a square shape as shown in FIG.
It may have a rectangular shape such as a rectangular shape, and further, as shown in FIG.
It may be circular as shown in FIG. Furthermore, ETC
When transmitting and receiving circularly polarized radio waves as shown in
As shown in FIGS. 5B to 5E, the radiation conductor main body 25a
It is also possible to provide a cutout portion 30, a protrusion portion 31 or the like in a part of the above, and use a degenerate element or a perturbation element to cope with circular polarization. Besides, the radiation conductor main body 25a may be formed in a square shape, and a slot may be provided in the central portion of the square shape, and a method similar to the circular polarization technique in a normal MSA can be used. Furthermore, as shown in FIG.
The radiation conductor body 25a has a square shape, and the radiation conductor body 25a and the ground conductor 26 are spaced apart from each other by the distances g app1 , g app2.
As shown in FIG. 5G, or by changing the distance between the radiation conductor main body 25a and the ground conductor 26 in the antenna length direction as shown in FIG. The capacitance may be changed depending on the distance from the ground conductor 26, and the same effect as that of the degenerate element or the perturbation element may be obtained to cope with circular polarization.

【0031】また、図5(h)に示すように、突出部2
5bと放射導体本体部25aとのインピーダンスの整合
を行うために、放射導体本体部25aと周囲の接地導体
26との間隔gapp による影響を考慮して、放射導体本
体部25aの、突出部25bと接続する部分に、突出部
25bの縁が放射導体本体部25a内部に延長されるよ
うに、切り込み32を設けてもよい。この場合、上述し
た放射導体本体部25の一部に切り欠き部30や突起部
31などを設けてもよい。
Further, as shown in FIG. 5 (h), the protrusion 2
In order to perform impedance matching between the radiation conductor body 25a and the radiation conductor body 25a, the protrusion 25b of the radiation conductor body 25a is considered in consideration of the influence of the gap g app between the radiation conductor body 25a and the surrounding ground conductor 26. A notch 32 may be provided in a portion connected to the so that the edge of the protrusion 25b extends into the inside of the radiation conductor main body 25a. In this case, the notch 30 or the protrusion 31 may be provided in a part of the radiation conductor body 25 described above.

【0032】このような放射導体25と接地導体26
は、銀ペースト等の、導電性金属を含有するペーストを
ガラス板22にプリントし、焼付けて形成される。な
お、本発明においては、この形成方法に限定されず、銅
等の導電性物質からなる、線状又は箔状の薄膜を、ガラ
ス板22の面上に形成してもよい。このようにガラス板
22上に銀ペーストを焼成したものを導体として形成す
るのでガラス板22と放射導体本体部25aや突出部2
5bや接地導体26との間に空隙が生じることが無く、
空隙によるそれぞれの界面で反射や共振等を起こして、
平面アンテナ21の送受信の特性が低下することがな
い。
Such a radiation conductor 25 and a ground conductor 26
Is formed by printing a paste containing a conductive metal, such as a silver paste, on the glass plate 22 and baking it. The present invention is not limited to this formation method, and a linear or foil-shaped thin film made of a conductive material such as copper may be formed on the surface of the glass plate 22. In this way, since the baked silver paste is formed as the conductor on the glass plate 22, the glass plate 22, the radiation conductor main body 25a, and the protrusion 2 are formed.
5b and the ground conductor 26, there is no gap between them,
By causing reflection and resonance at each interface due to the air gap,
The transmission / reception characteristics of the planar antenna 21 do not deteriorate.

【0033】また、本実施形態では、誘電体基板の例と
してガラス板22を用いたが、本発明の誘電体基板は、
非導電性の材料、例えば、樹脂材料、セラミックやサフ
ァイア等の材料からなる基板であればいずれであっても
よい。また、透明導電膜23に対応する本発明における
導電膜は、必ずしも透明である必要はなく、半透明であ
ってもよいし、不透明であってもよい。例えば、Cr、
Ti、Ag、Au、Al、CuあるいはNi等の金属薄
層の単層構造の金属導電膜や窒化物薄膜、あるいは、T
iO2 /Ag/TiO2 、ZnO/Ag/ZnOなどの
ように金属薄層を上下から透明性誘電体層でサンドイッ
チ状に積層した複数構造の金属導電膜であってもよい。
In this embodiment, the glass plate 22 is used as an example of the dielectric substrate, but the dielectric substrate of the present invention is
Any substrate may be used as long as it is a substrate made of a non-conductive material, for example, a resin material, a material such as ceramics or sapphire. Further, the conductive film in the present invention corresponding to the transparent conductive film 23 does not necessarily have to be transparent, and may be semitransparent or opaque. For example, Cr,
A single layer metal conductive film or nitride thin film of a thin metal layer such as Ti, Ag, Au, Al, Cu or Ni, or T
It may be a metal conductive film having a plurality of structures in which thin metal layers such as iO 2 / Ag / TiO 2 and ZnO / Ag / ZnO are laminated in a sandwich shape with transparent dielectric layers from above and below.

【0034】このような平面アンテナ構造体20では、
平面アンテナ21の取り付け領域において、電波透過性
の低い透明導電膜23が除去されているので、アンテナ
の送受信効率が低下することなく、誘電体であるガラス
板22を透過した電波を平面アンテナ21で受信するこ
とができ、また、電波を送信することができる。しか
も、平面アンテナ21の外周に透明導電膜23が設けら
れているので、接地導体26が小さくても、接地導体2
6端部の影響を受けて高次の多重回折を起こすこともな
く、また、ガラス板22内部の多重反射による表面波の
影響を受けることもなく、平面アンテナ21の指向性特
性の乱れが低減される。その結果、後述する実施例2で
示されるように、なだらかな山形の指向性特性が得られ
る。これは、平面アンテナ21の接地導体が大きい場合
と同様の指向性特性であり、平面アンテナ21の周りの
透明導電膜23により接地導体26を大きくしたのと同
様の効果が得られる。これにより接地導体26を小さく
することができるので、コンパクトな平面アンテナを実
現できる。さらに、平面アンテナ21と薄膜導電膜23
が同一のガラス板22の面に設けられるので、ガラス面
上の凹凸の少ないコンパクトな平面アンテナ構造体が実
現できる。
In such a planar antenna structure 20,
Since the transparent conductive film 23 having low radio wave transparency is removed in the mounting area of the flat antenna 21, the flat antenna 21 transmits the radio wave transmitted through the glass plate 22 as a dielectric without lowering the transmission / reception efficiency of the antenna. It can receive and can also transmit radio waves. Moreover, since the transparent conductive film 23 is provided on the outer periphery of the planar antenna 21, even if the ground conductor 26 is small, the ground conductor 2
The high-order multiple diffraction does not occur under the influence of the six edges, and the influence of the surface wave due to the multiple reflection inside the glass plate 22 does not occur, and the disturbance of the directivity characteristics of the planar antenna 21 is reduced. To be done. As a result, as shown in Example 2 which will be described later, a gentle mountain-shaped directivity characteristic is obtained. This is the same directivity characteristic as when the ground conductor of the planar antenna 21 is large, and the same effect as when the ground conductor 26 is enlarged by the transparent conductive film 23 around the planar antenna 21 can be obtained. As a result, the ground conductor 26 can be made smaller, so that a compact planar antenna can be realized. Further, the planar antenna 21 and the thin film conductive film 23
Are provided on the same surface of the glass plate 22, so that a compact planar antenna structure having few irregularities on the glass surface can be realized.

【0035】なお、本実施形態では、透明導電膜23を
平面アンテナ21の接地導体26と重なるようにして接
続したが、透明導電膜23に直流電流が流れる場合、透
明導電膜23を接地導体26と離間してもよい。さら
に、マイグレーションによる短絡を防止するために、透
明導電膜23と接地導体26との間に絶縁層を設けても
よい。しかし、いずれの場合も、アンテナの指向性特性
を低下させない範囲で行なうことが好ましい。
In this embodiment, the transparent conductive film 23 is connected so as to overlap the ground conductor 26 of the planar antenna 21, but when a direct current flows through the transparent conductive film 23, the transparent conductive film 23 is connected to the ground conductor 26. May be separated from. Further, an insulating layer may be provided between the transparent conductive film 23 and the ground conductor 26 in order to prevent a short circuit due to migration. However, in any case, it is preferable to perform the operation within the range in which the directivity characteristic of the antenna is not deteriorated.

【0036】このように、上記第1の実施形態に用いら
れるガラス板12や第2の実施形態に用いられるガラス
板22は、一枚のガラス板であるが、本発明は、合わせ
ガラス板や複層ガラス板に平面アンテナが取り付けられ
た平面アンテナ構造体であってもよい。例えば合わせガ
ラス板を用いる場合、透明導電膜を合わせ面側に形成し
て、平面アンテナを合わせ面とは反対の面に配すること
もできる。
As described above, the glass plate 12 used in the first embodiment and the glass plate 22 used in the second embodiment are one glass plate. It may be a planar antenna structure in which a planar antenna is attached to a multi-layer glass plate. For example, when a laminated glass plate is used, the transparent conductive film may be formed on the mating surface side and the planar antenna may be arranged on the surface opposite to the mating surface.

【0037】上記第1の実施形態のMSA11や第2の
実施形態の平面アンテナ21等は、例えば、熱線反射機
能や防曇機能を有する車両用フロントガラス板の面に形
成してETCにおけるアンテナとして利用される。すな
わち、車両用フロントガラスをガラス板12やガラス板
22として用い、MSA11や平面アンテナ21等の配
する側を車両室内側とするので、室外に配する場合に比
べて耐久性が向上する。このようなMSA11や平面ア
ンテナ21は、狭域通信(DSRC:Dedicated Short Rang
e Communication )制御回路等とともに一体化してガラ
ス板12やガラス板22上に設けられてもよい。
The MSA 11 of the first embodiment, the planar antenna 21 of the second embodiment, etc. are formed on the surface of a vehicle windshield plate having a heat ray reflecting function and an antifogging function, for example, as an antenna in ETC. Used. That is, since the vehicle windshield is used as the glass plate 12 or the glass plate 22 and the side on which the MSA 11, the planar antenna 21 and the like are arranged is the inside of the vehicle, durability is improved as compared with the case where it is arranged outdoors. Such MSA 11 and planar antenna 21 are used for narrow area communication (DSRC: Dedicated Short Rang).
e Communication) It may be integrated with a control circuit or the like and provided on the glass plate 12 or the glass plate 22.

【0038】なお、本発明の平面アンテナ構造体に用い
られるMSA11や平面アンテナ21等のアンテナは、
上述した5.8GHzの周波数帯を用いた無線通信を行
うETCにおいて好適に用いられるが、ETCに限定さ
れず、同様の周波数帯を用いる種々のデータ通信にも使
用可能である。例えば、自動車電話用の800MHz帯
(810〜960MHz)、自動車電話用の1.5GH
z帯(1.429〜1.501GHz)、UHF帯(3
00MHz〜3GHz)、GPS人工衛星のGPS信号
1575.42MHz等の電波の送受信に用いることも
できる。勿論、上記帯域以外にもマイクロ波の周波数の
電波(1GHz〜3THz)やミリ波帯の電波(30G
Hz〜300GHz)の送受信にも用いることができ
る。
The antennas such as the MSA 11 and the planar antenna 21 used in the planar antenna structure of the present invention are
It is preferably used in the ETC that performs wireless communication using the above-mentioned 5.8 GHz frequency band, but is not limited to ETC and can also be used in various data communication using the same frequency band. For example, 800 MHz band (810 to 960 MHz) for car phones, 1.5 GHz for car phones
z band (1.429 to 1.501 GHz), UHF band (3
00 MHz to 3 GHz), and GPS signals of GPS satellites, 1575.42 MHz, can also be used for transmitting and receiving radio waves. Of course, in addition to the above bands, radio waves of microwave frequencies (1 GHz to 3 THz) and millimeter waves (30 G)
(Hz to 300 GHz) can also be used for transmission and reception.

【0039】このような平面アンテナ構造体10(実施
例1)および平面アンテナ構造体20(実施例2)を、
以下のように作製し、アンテナの指向性特性を調べた。
The planar antenna structure 10 (Example 1) and the planar antenna structure 20 (Example 2) are
The antenna was manufactured as described below, and the directivity characteristics of the antenna were examined.

【0040】(実施例1)図1、図2に示すように、透
明導電膜13が形成された厚さ5mmの合わせガラス板
をガラス板12として用い、取り付けるMSA11の外
周のサイズと同等の、30mm×30mmの非形成領域
を有する熱線反射膜からなる透明導電膜13を形成し
た。この非形成領域にサイズ30mm×30mm、厚さ
2.5mmのMSA11を0.4mmの両面テープ14
で、放射導体11aが取り付け面となるように貼付し
た。MSA11はガラス板12に取り付けた状態で、中
心周波数5.8GHzで送受信可能なアンテナとなるよ
うに調整された。また、放射導体11aの外周端の各位
置における、透明導電膜13の内周端までの最短距離d
は、5.8GHzの自由空間波長λ0 (=5.17c
m)として、約1/5・λ0 とした。
(Example 1) As shown in FIGS. 1 and 2, a laminated glass plate having a thickness of 5 mm and having a transparent conductive film 13 formed thereon was used as the glass plate 12, and the same size as the outer circumference of the MSA 11 to be attached, The transparent conductive film 13 made of a heat ray reflective film having a non-formed area of 30 mm × 30 mm was formed. In this non-formed area, the MSA 11 having a size of 30 mm × 30 mm and a thickness of 2.5 mm is provided with the double-sided tape 14 having a thickness of 0.4 mm
Then, the radiation conductor 11a was attached so as to become the mounting surface. The MSA 11 was adjusted so as to be an antenna capable of transmitting and receiving at a center frequency of 5.8 GHz when attached to the glass plate 12. The shortest distance d to the inner peripheral edge of the transparent conductive film 13 at each position of the outer peripheral edge of the radiation conductor 11a.
Is a free space wavelength λ 0 (= 5.17c) of 5.8 GHz.
m) was about 1/5 · λ 0 .

【0041】作製された平面アンテナ構造体10につい
て、周波数5.8GHz時のアンテナの指向性特性を測
定すると、図6のような指向性特性を得た。相対受信電
力は、最大の受信電力を0dBとしている。これによる
と、MSAを透明導電膜を持たないガラス板に密着して
取り付けた平面アンテナ構造体の指向性特性(図8参
照)に比べて、アンテナの指向性特性がなだらかな山形
を形成し、角度±70度〜80度(ガラス板の取り付け
面に垂直な方向を0度とする)の範囲において、図8に
示すような相対受信電力の低下は見られなかった。この
ように、作製した平面アンテナ構造体10の透明導電膜
は、平面アンテナ以外の部分では熱線反射や防曇のため
に機能し、平面アンテナの部分では良好なアンテナの指
向性特性を得るために機能することがわかった。
When the directivity characteristic of the antenna at the frequency of 5.8 GHz was measured for the manufactured planar antenna structure 10, the directivity characteristic as shown in FIG. 6 was obtained. As for the relative reception power, the maximum reception power is 0 dB. According to this, compared to the directivity characteristic of the planar antenna structure in which the MSA is closely attached to the glass plate having no transparent conductive film (see FIG. 8), the directivity characteristic of the antenna forms a gentle mountain shape, In the range of the angle ± 70 ° to 80 ° (the direction perpendicular to the mounting surface of the glass plate is 0 °), the relative received power did not decrease as shown in FIG. 8. In this way, the transparent conductive film of the manufactured planar antenna structure 10 functions for heat ray reflection and anti-fog in portions other than the planar antenna, and in order to obtain good antenna directional characteristics in the planar antenna portion. I found it to work.

【0042】(実施例2)次に、図3、図4に示すよう
に、ガラス板22に透明導電膜を全面に形成した後、透
明導電膜の一部分を除去し、サイズが46mm×46m
mの透明導電膜の非形成領域を形成した。その後、この
非形成領域の部分に、銀ペーストを焼成してなる、接地
導体のサイズが50mm×50mmの平面アンテナ21
を形成した。平面アンテナ21も中心周波数5.8GH
zで送受信可能なアンテナとなるように調整を行った。
(Embodiment 2) Next, as shown in FIGS. 3 and 4, after the transparent conductive film is formed on the entire surface of the glass plate 22, a part of the transparent conductive film is removed, and the size is 46 mm × 46 m.
The transparent conductive film non-forming area of m was formed. After that, a planar antenna 21 having a size of a ground conductor of 50 mm × 50 mm, which is formed by firing a silver paste on the non-formation region, is formed.
Was formed. The plane antenna 21 also has a center frequency of 5.8 GHz.
Adjustment was performed so that the antenna can be transmitted and received at z.

【0043】作製された平面アンテナ構造体20につい
て、周波数5.8GHz時のアンテナの指向性特性を測
定すると、図7のような指向性特性を得た。相対受信電
力は、最大の受信電力を0dBとしている。これによる
と、平面アンテナ21を導電膜23のないガラス板に形
成した平面アンテナ構造体の指向性特性(図9参照)に
比べて、アンテナの指向性特性がなだらかな山形を形成
し、角度±50度〜60度(ガラス板の取り付け面に垂
直な方向を0度とする)の範囲において、図9に示すよ
うな相対受信電力の低下も見られなかった。このよう
に、作製した平面アンテナ構造体20の透明導電膜は、
平面アンテナ以外の部分では熱線反射や防曇のために機
能し、平面アンテナの部分では良好なアンテナの指向性
特性を得るために機能することがわかった。
When the directivity characteristic of the antenna at the frequency of 5.8 GHz was measured for the manufactured planar antenna structure 20, the directivity characteristic as shown in FIG. 7 was obtained. As for the relative reception power, the maximum reception power is 0 dB. According to this, compared to the directivity characteristic of the planar antenna structure in which the planar antenna 21 is formed on the glass plate without the conductive film 23 (see FIG. 9), the antenna directivity characteristic forms a gentle mountain shape and the angle ± In the range of 50 ° to 60 ° (the direction perpendicular to the mounting surface of the glass plate is 0 °), the relative received power did not decrease as shown in FIG. 9. In this way, the transparent conductive film of the planar antenna structure 20 thus produced is
It was found that the parts other than the planar antenna function for heat ray reflection and anti-fog, and the planar antenna part functions for obtaining good antenna directional characteristics.

【0044】このような平面アンテナ構造体10,20
を車両用フロントガラス板に適用する場合、MSA11
や平面アンテナ21等の平面アンテナの取り付け領域
を、車両運転者の視野の妨げにならないように、車両用
フロントガラス板の縁から100mm以内に形成するの
が好ましく、さらに、車両用フロントガラスを車両に装
着する際の左右方向の中心線を中心とする左右100m
m以内の範囲に形成するのが好ましい。例えば、車両運
転者の視点から見て、ルームミラーの裏側となる位置
が、視野の妨げにならない点およびデザイン上の点から
特に好ましい。
Such a planar antenna structure 10, 20
Is applied to a vehicle windshield plate, MSA11
It is preferable that the mounting area of the flat antenna such as the flat antenna 21 and the flat antenna 21 is formed within 100 mm from the edge of the vehicle windshield plate so as not to hinder the visual field of the vehicle driver. 100m left and right centered on the left-right centerline when mounted on
It is preferably formed within the range of m. For example, from the viewpoint of the vehicle driver, the position on the back side of the rearview mirror is particularly preferable in terms of not obstructing the visual field and design.

【0045】以上、本発明の平面アンテナ構造体につい
て詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされ
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改
良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
Although the planar antenna structure of the present invention has been described above in detail, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course it's good.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
平面アンテナ構造体によれば、例えば、車両のフロント
ガラス板等のような車両等の移動体のガラス板に高周波
用アンテナを好適に取り付け、送受信効率を低下させ
ず、アンテナ指向性特性を向上させることができる。し
かも、耐久性が良くコンパクトである。例えば、GPS
(Grobal Positioning Sysytem )、VICS(Vehicl
e information and communication Sysytem)やETC等
の専用狭域通信(DSRC) システムに好適な平面アン
テナ構造体となる。さらには、電話などの通信システム
や移動体のガラス板等に本発明の平面アンテナ構造体を
形成するのみならず、他の誘電体基板上にも形成するこ
ともでき、種々の用途の高周波用アンテナの構造体とし
て用いることができる。さらには、本発明の平面アンテ
ナ構造体に用いられる導電膜を有するガラス板は、アン
テナ取り付け領域においてアンテナの指向性特性の向上
に寄与する他、アンテナ取り付け領域以外において熱線
反射機能や防曇機能等を有する。
As described above in detail, according to the planar antenna structure of the present invention, a high frequency antenna is suitable for a glass plate of a moving body such as a vehicle such as a windshield plate of a vehicle. The antenna directivity characteristics can be improved without lowering the transmission / reception efficiency. Moreover, it is durable and compact. For example, GPS
(Global Positioning Sysytem), VICS (Vehicl
The planar antenna structure is suitable for a dedicated short range communication (DSRC) system such as e information and communication system and ETC. Furthermore, the flat antenna structure of the present invention can be formed not only on a communication system such as a telephone or a glass plate of a mobile body, but also on another dielectric substrate, and can be used for various high frequency applications. It can be used as a structure of an antenna. Furthermore, the glass plate having the conductive film used in the planar antenna structure of the present invention contributes to the improvement of the directivity characteristics of the antenna in the antenna mounting area, and the heat ray reflection function and the anti-fog function in the area other than the antenna mounting area. Have.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の平面アンテナ構造体の一例であるマ
イクロストリップアンテナを用いた平面アンテナ構造体
を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a planar antenna structure using a microstrip antenna which is an example of the planar antenna structure of the present invention.

【図2】 図1に示すA−A’線における平面アンテナ
構造体の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the planar antenna structure taken along the line AA ′ shown in FIG.

【図3】 本発明の平面アンテナ構造体の他の例である
平面アンテナ構造体を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a planar antenna structure which is another example of the planar antenna structure of the present invention.

【図4】 図3に示すB−B’線における平面アンテナ
構造体の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the planar antenna structure taken along line BB ′ shown in FIG.

【図5】 (a)〜(h)は、図3に示す平面アンテナ
構造体における平面アンテナの他の例を示す平面図であ
る。
5A to 5H are plan views showing another example of the planar antenna in the planar antenna structure shown in FIG.

【図6】 図1に示す平面アンテナ構造体におけるアン
テナの指向性特性を示す図である。
6 is a diagram showing the directivity characteristic of the antenna in the planar antenna structure shown in FIG.

【図7】 図3に示す平面アンテナ構造体におけるアン
テナの指向性特性を示す図である。
7 is a diagram showing the directivity characteristic of the antenna in the planar antenna structure shown in FIG.

【図8】 従来の平面アンテナの指向性特性の一例を示
す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of directivity characteristics of a conventional planar antenna.

【図9】 従来の平面アンテナの指向性特性の他の例を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing another example of directivity characteristics of a conventional planar antenna.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20 平面アンテナ構造体 11 マイクロストリップアンテナ 11a,25 放射導体 11b,26 接地導体 11c 平面アンテナ用誘電体基板 12,22 ガラス板 13,23 透明導電膜 14 両面テープ 17 コネクタ 18 中心導体 21 平面アンテナ 25a 放射導体本体部 25b 突出部 27 給電部 30 切り欠き部 31 突起部 32 切り込み 10, 20 Planar antenna structure 11 Microstrip antenna 11a, 25 radiating conductor 11b, 26 Ground conductor 11c Dielectric substrate for planar antenna 12,22 glass plate 13, 23 Transparent conductive film 14 double-sided tape 17 connector 18 center conductor 21 planar antenna 25a Radiating conductor body 25b protrusion 27 power supply 30 Notch 31 protrusion 32 notches

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J045 AA06 AB05 DA10 EA07 HA06 NA01 NA07 5J046 AA04 AA07 AB13 LA19    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 5J045 AA06 AB05 DA10 EA07 HA06                       NA01 NA07                 5J046 AA04 AA07 AB13 LA19

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】放射導体および接地導体を備える平面アン
テナと、 この平面アンテナが配され、この平面アンテナの周りを
囲むように導電膜が設けられた誘電体基板とを有する平
面アンテナ構造体であって、 前記放射導体の外周端の各位置における前記導電膜の内
周端までの最短距離は、前記平面アンテナで送信あるい
は受信に用いる電波の自由空間波長をλ0 とした場合、
1/20・λ0 〜λ0 であることを特徴とする平面アン
テナ構造体。
1. A planar antenna structure comprising: a planar antenna provided with a radiation conductor and a ground conductor; and a dielectric substrate on which the planar antenna is arranged and a conductive film is provided so as to surround the planar antenna. And, the shortest distance to the inner peripheral edge of the conductive film at each position of the outer peripheral edge of the radiation conductor, when the free space wavelength of the radio wave used for transmission or reception by the planar antenna is λ 0 ,
Planar antenna structure which is a 1/20 · λ 0 0.
【請求項2】放射導体および接地導体を備える平面アン
テナと、 この平面アンテナの周りを囲むように導電膜が設けられ
た誘電体基板とを有する平面アンテナ構造体であって、 前記平面アンテナは、前記誘電体基板の面上で前記接地
導体が前記放射導体の一部又は全部を離間して囲むよう
に前記放射導体および前記接地導体を前記誘電体基板の
面上に設け、前記接地導体の周りを前記導電膜が囲むこ
とを特徴とする平面アンテナ構造体。
2. A planar antenna structure comprising: a planar antenna provided with a radiation conductor and a ground conductor; and a dielectric substrate provided with a conductive film so as to surround the planar antenna, wherein the planar antenna comprises: The radiation conductor and the ground conductor are provided on the surface of the dielectric substrate so that the ground conductor surrounds a part or all of the radiation conductor on the surface of the dielectric substrate with a space around the ground conductor. A planar antenna structure characterized in that the conductive film surrounds.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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