特許 7482032 アンテナを有する積層ガラスパネル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-01

(45)【発行日】2024-05-13

(54)【発明の名称】アンテナを有する積層ガラスパネル

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/32 20060101AFI20240502BHJP

   H01P 3/00 20060101ALI20240502BHJP

   B60J 1/00 20060101ALI20240502BHJP

   H01Q 9/40 20060101ALN20240502BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/32 A

H01P3/00 100

B60J1/00 H

B60J1/00 B

H01Q9/40

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020551287

(86)(22)【出願日】2019-03-29

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-08-10

(86)【国際出願番号】 EP2019058098

(87)【国際公開番号】W WO2019185924

(87)【国際公開日】2019-10-03

【審査請求日】2022-03-14

(31)【優先権主張番号】18165320.5

(32)【優先日】2018-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】510191919

【氏名又は名称】エージーシー グラス ユーロップ

【氏名又は名称原語表記】ＡＧＣ ＧＬＡＳＳ ＥＵＲＯＰＥ

【住所又は居所原語表記】Ａｖｅｎｕｅ Ｊｅａｎ Ｍｏｎｎｅｔ ４， １３４８ Ｌｏｕｖａｉｎ－ｌａ－Ｎｅｕｖｅ， Ｂｅｌｇｉｑｕｅ

(74)【代理人】

【識別番号】100103816

【弁理士】

【氏名又は名称】風早 信昭

(74)【代理人】

【識別番号】100120927

【弁理士】

【氏名又は名称】浅野 典子

(72)【発明者】

【氏名】ダルデンヌ， グザヴィエ

(72)【発明者】

【氏名】リス， ダン

(72)【発明者】

【氏名】コルネット， イーヴァン

(72)【発明者】

【氏名】下 憲一郎

(72)【発明者】

【氏名】ヴェルベーレン， バート

【審査官】白井 亮

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００３３４３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３２４１３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０１１７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５０１５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００３７００６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１７－５０５５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５６５２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ １／３２

Ｈ０１Ｐ ３／００

Ｂ６０Ｊ １／００

Ｈ０１Ｑ ９／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

－ 外面及び反対側の内面を有する外側窓ガラス（２）、
－ 外面及び反対側の内面を有する内側窓ガラス（３）であって、熱可塑性中間層（４）によって前記外側窓ガラス（２）に積層された内側窓ガラス（３）、
－ アンテナ構造（５）であって、
ａ．少なくとも１つの接地導体（６ａ，６ｂ）と信号導体（７）とを含む給電構造（６）であって、前記少なくとも１つの接地導体（６ａ，６ｂ）は、ギャップ（８）によって前記信号導体（７）から電気的に絶縁された、給電構造（６）、
ｂ．前記給電構造（６）によって給電され、且つ前記信号導体（７）に電気的に接続された放射器（９）
を含むアンテナ構造（５）、
－ 前記給電構造（６）を通して前記アンテナ構造（５）に電力を供給するコネクタ（１０）であって、先端で前記信号導体（７）に接続された少なくとも１つの導体（１１）と、先端で前記少なくとも１つの接地導体（６ａ，６ｂ）に接続された少なくとも１つの導体（１２ａ，１２ｂ）とを含むコネクタ（１０）
を含む積層ガラスパネル（１）において、
少なくとも前記アンテナ構造（５）の前記放射器（９）と、前記給電構造（６）の前記信号導体（７）と、前記少なくとも一つの導体（１１）の前記先端とが、前記積層ガラスパネル（１）の前記外側及び／又は内側窓ガラス（２，３）の内面（２ｂ，３ｂ）の表面の少なくとも１つに与えられること、前記放射器（９）及び前記給電構造（６）は、ガラスに直接配置されていること、及び前記信号導体（７）は、前記放射器（９）と同じガラス面にあるが、前記接地導体（６ａ，６ｂ）は、前記放射器（９）と同じガラス面にはなく、前記接地導体（６ａ，６ｂ）は、前記積層ガラスパネルの他の任意のガラス面に実装されていることを特徴とする積層ガラスパネル（１）。

【請求項2】

前記放射器（９）は、スロット及び先端部を含み、前記放射器は、先端部を通して前記信号導体（７）に結合されることを特徴とする、請求項１に記載のガラスパネル（１）。

【請求項3】

前記放射器（９）は、導電性ワイヤをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載のガラスパネル（１）。

【請求項4】

前記アンテナ構造（５）を電気的に結合し、且つ前記給電構造（６）に電力を供給する前記コネクタ（１０）は、フラットな無線周波数タイプのコネクタである、請求項１～３のいずれか一項に記載のガラスパネル（１）。

【請求項5】

前記放射器（９）と、前記少なくとも２つの導体（６ａ）及び（６ｂ）と、前記信号導体（７）とが、前記外側及び／又は内側窓ガラス（２，３）の前記内面（２ｂ，３ｂ）の前記表面の少なくとも１つに印刷又はコーティングされることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のガラスパネル（１）。

【請求項6】

前記信号導体（７）と、前記少なくとも２つの導体（６ａ）及び（６ｂ）との前記コネクタ（１０）への結合は、積層プロセス中に接触によって行われることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載のガラスパネル（１）。

【請求項7】

前記アンテナ構造（５）の前記放射器（９）及び前記給電構造（６）は、同じ導電性材料又は異なる導電性材料から作られることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載のガラスパネル（１）。

【請求項8】

前記アンテナ構造（５）の前記放射器（９）及び前記給電構造（６）は、銀ベース材料から作られることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載のガラスパネル（１）。

【請求項9】

前記給電構造（６）は、少なくとも２つの対向する接地面導体（６ａ，６ｂ）を含み、前記少なくとも２つの接地面導体（６ａ，６ｂ）は、前記コネクタ（１０）の導体（１２ａ，１２ｂ）の前記先端に接続され、前記少なくとも２つの接地面導体（６ａ，６ｂ）は、前記信号導体（７）と接触していないことを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載のガラスパネル（１）。

【請求項10】

前記給電構造（６）は、共面導波路であることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載のガラスパネル（１）。

【請求項11】

前記給電構造（６）は、マイクロストリップ線であることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載のガラスパネル（１）。

【請求項12】

前記アンテナ構造（５）は、専用短距離通信システム、ＧＰＳシステム又はロングタームエボリューション（ＬＴＥ）セルラーシステムのための周波数帯域で動作することを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載のガラスパネル（１）。

【請求項13】

積層ガラスは、自動車用ガラスであることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか一項に記載のガラスパネル（１）。

【請求項14】

前記積層ガラスは、フロントガラスであることを特徴とする、請求項１３に記載のガラスパネル（１）。

【請求項15】

積層ガラスは、建物用ガラスであることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか一項に記載のガラスパネル（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内部に薄い広帯域アンテナを含む積層ガラスパネルに関する。より詳細には、本発明は、両方とも積層ガラスに含まれる、平面状の伝送線によって給電される広帯域アンテナに関する。

【0002】

本発明は、建築分野と同様に、自動車分野、より一般的に言うと輸送分野（車両、列車、飛行機、ボートなど）にも適用可能であることができる。

【背景技術】

【0003】

自動車分野において、現代の車両は、地上無線（ＡＭ／ＦＭ）、携帯電話、衛星無線、専用短距離通信（ＤＳＲＣ）、ＧＰＳ、その他など、異なる通信システムのための信号を受信及び送信するために様々な種類のアンテナを使用する。さらに、携帯電話は、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）動作を提供するために少なくとも２つのアンテナを必要とする４Ｇロングタームエボリューション（ＬＴＥ）に及んでいる。これらのシステムに使用されるアンテナは、最大の受信能力を提供するように車両のルーフに取り付けられることが多い。さらに、これらのアンテナの多くは、「シャークフィン」ルーフに取り付けられたアンテナモジュールなど、車両のルーフに取り付けられた共通の構造及びハウジングに多くの場合に一体化される。車両のアンテナの数が増えるにつれ、すべてのアンテナを効率的に収容するために必要とされ、且つ最大の受信能力を提供する構造のサイズも増大し、これは、車両の設計及びスタイリングに干渉する。このため、自動車のエンジニア及び設計者は、車両の設計及び構造に干渉することがないアンテナを配置するために車両の他の適切な領域を探してきた。

【0004】

これらの領域の１つは、車両のフロントガラスなどの車両のガラスであり、これは、ガラスがアンテナの許容できる誘電体基板になり、大きい表面を利用できるため、利点がある。例えば、ＡＭ及びＦＭアンテナを車両のガラス上に印刷することは、当技術分野で公知であり、印刷されたアンテナは、ガラス内に単一片として製造される。しかしながら、これらの公知のシステムは、それらが車両のフロントガラス、より具体的にはフロントガラスの内側窓ガラスの外面又はガラス越しに見る必要のない領域の他のガラス表面にのみ配置できるという点で一般に制限される。

【0005】

一般に、平面アンテナが積層車両ガラスに配置されるとき、平面アンテナは、ガラスの外面に配置され、積層ガラス内に配置されない。したがって、アンテナは、アクセスできる状態のままである。さらに、その外部位置のため、コネクタなどの追加の要素又はアンテナに結合される電子部品のためのスペースの点で制限はない。また、部品のはんだ付けなどの後処理が必要である場合、アンテナ及びそのような部品へのアクセスは、容易である。より具体的には、利用可能なスペースにより、同軸ケーブル又はそれに類似したものなどの従来の無線周波数（ＲＦ）ケーブル及びアンテナを受信機に接続するための適切なコネクタを使用することが可能になる。

【0006】

アンテナを積層ガラスの内側に配置する必要がある場合、いくつかの問題が生じる。実際、いったんアンテナが配置されると、ＲＦケーブル及びコネクタを通したアンテナの車両の電子機器への接続など、さらなるプロセス作業のために組み立て後にアンテナに直接アクセスすることが減るか又はまったくない。

【0007】

したがって、アンテナを積層ガラスに取り付ける必要がある場合、一般に次の３つの解決策を利用できる。第１の解決策は、アンテナ及びコネクタなどの追加要素を事前に組み立て、次にガラスを積層する前にアンテナアセンブリ全体をガラスパネル間に挿入することを含む。入手可能なこれらの種類のアセンブリのほとんどは、薄い誘電体フォイルなどの非常に薄い基板上に構築され（したがって、アンテナの製造プロセスは、ガラスから完全に独立している）、ＲＦコネクタに接続されるフラットアンテナを含む。しかしながら、これらのアセンブリは、通常、厚すぎるため、少なくとも２枚の窓ガラス間に確実に積層することができない。コネクタを別として、アンテナアセンブリの厚さ自体が制限要因ではない場合でも、大きい表面のアンテナフォイルは、製造プロセス中に問題（位置決め精度、層間剥離、水の侵入など）を引き起こす可能性がある。したがって、ガラス表面に直接構築されたアンテナが、アセンブリの完全性及び位置決め精度の理由から好ましい。

【0008】

第２の解決策は、アンテナ及び任意選択の給電導体をガラスの上に直接置き、このアンテナ又は給電導体をコネクタに接続することを含む。次に、アセンブリは、２枚の窓ガラス間に積層される。この場合、アンテナが製造技術（金属印刷又はコーティングなど）によってガラスの上に置かれる場合、主な制約は、アンテナを背後の電子回路に接続する手段に関するものである。実際、このような場合、埋め込まれたアンテナを外部電子デバイスに接続するために使用される従来のコネクタは、シンプルで平らな伝導帯（カプトンタイプ）を含み、これは、十分に薄いため、積層プロセスに関する上記の問題を一切生じない。欠点は、このようなカプトンバンドが単一の導体で作られており、ＲＦエネルギを案内することができず、したがって放射することである。これらは、したがって、アンテナ自体の一部と見なす必要があり、アンテナの入力インピーダンスと接続された電子機器のインピーダンスの整合だけでなく、両方の放射特性に影響を及ぼす。しかしながら、これらのカプトンバンドは、柔軟な性質のため、アンテナ最適化プロセス中に正確に考慮することがほとんど不可能である。実際に、車両に組み付けた後のそれらの形状及び位置を正確に予測することは不可能である。

【0009】

給電コネクタの放射を回避する利用可能な第３の解決策は、ＲＦ同軸ケーブルに依存することを含む。しかしながら、これらのケーブルは、厚すぎて積層できないため、唯一の解決策は、近接結合によってアンテナを励起することである。この方法は公知であるが、高い周波数で効果的であるためには、アンテナ／コネクタ部品の位置決め及び位置合わせに非常に高い精度が必要である。これは、一般に通常のガラス製造プロセスでは達成できない。

【0010】

したがって、平面アンテナ及びその給電構造（給電導体及びコネクタ）を含むアンテナ構造を積層ガラス内に配置することは、２枚（以上）の窓ガラス間のスペースが通常１ｍｍ未満（一般に使用する熱可塑性中間層の厚さに依存する）であるため、大きい課題となる。さらに、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）中間層などの少なくとも２枚の窓ガラスを積層するために使用される熱可塑性中間層は、圧縮能力が非常に制限された硬質シートである。その上、自動車用途の場合、積層されたガラスは、薄く、場合により２ｍｍ未満の厚さである可能性があり、積層されたアセンブリ内に異なる厚みの異なる構成要素が存在するため、機械的制約による表面応力が発生する可能性がある。これらの種類の表面応力は、構造的な弱点及びガラスへの損傷を回避するために最小限に抑えられる必要がある。積層プロセス中のリスクは、アンテナ及び給電コネクタを含むアセンブリが、積層ガラスの品質の低下（すなわち積層アセンブリの堅牢性の低下、層間剥離のリスク、水の侵入、その他）なしに２枚の窓ガラス間に収まるほど十分に薄くないことである。したがって、積層可能なアンテナ構造全体は、十分に薄くする必要があり、理想的には中間層の厚さのごく一部であり、それによりこの中間層を切断する必要のないようにし（切断は、中間層を成形するためのコストの増大及びプロセスの制約をもたらす）、且つ積層品質（ガラスの一体性）を低下しないようにし、ガラスの最終的な厚さに合うようにする。

【0011】

したがって、適切な平面状の非放射性給電構造を通して無線周波数（ＲＦ）ケーブルに接続され、良好なインピーダンス整合を備え、積層ガラス内、より具体的には建築分野と同様に自動車のフロントガラスに適した薄い積層ガラス内で積層可能である、広範囲の周波数で動作するアンテナ放射器要素を含む薄型アンテナ構造が実際に必要とされている。

【0012】

簡潔にするために、以下の記載における積層ガラスの番号付けは、ガラスに従来から使用されている番号付けの命名法を参照する。したがって、車両の外側の環境と接触している外側窓ガラスのガラスの面は、面１として知られ、内部媒体、すなわち乗員室と接触している内側窓ガラスのガラスの面は、面４と呼ばれる。外側窓ガラスの内面は、面２と呼ばれ、内側窓ガラスの内面は、面３と呼ばれる。

【0013】

誤解を避けるために、「外部」及び「内部」という用語は、車両のガラスとしての取り付け時のガラスの向きを指す。

【0014】

同じく誤解を避けるために、本発明は、自動車、列車、飛行機、建物、ファサードなどのあらゆる輸送手段に適用可能である。

【発明の概要】

【0015】

本発明は、
－ 外面及び反対側の内面を有する外側窓ガラス、
－ 外面及び反対側の内面を有する内側窓ガラスであって、熱可塑性中間層によって外側窓ガラスに積層された内側窓ガラス、
－ アンテナ構造であって、
ａ．少なくとも１つの接地導体と信号導体とを含む給電構造であって、少なくとも１つの接地導体は、ギャップによって信号導体から電気的に絶縁された、給電構造、
ｂ．給電構造によって給電され、且つ信号導体に電気的に接続された放射器
を含むアンテナ構造、
－ 給電構造を通してアンテナ構造に電力を供給するコネクタであって、先端で信号導体に接続された少なくとも１つの導体と、先端で少なくとも１つの接地導体に接続された少なくとも１つの導体とを含むコネクタ
を含む積層ガラスパネルに関する。

【0016】

本発明によれば、アンテナ構造の放射器と、給電構造の信号導体と、少なくとも一つの導体の先端とが、積層ガラスパネル（１）の外側及び／又は内側窓ガラス（２，３）の内面（２ｂ，３ｂ）の表面の少なくとも１つに与えられる。

【0017】

本発明の一実施形態によれば、接地面導体とも呼ばれる少なくとも１つの接地導体は、内側又は外側の窓ガラスの任意の面に配置されることができる。少なくとも１つの接地導体に接続されたコネクタの導体の先端は、それが電気的に接続されなければならない少なくとも１つの接地導体と同じガラス表面に沿って配置される。

【0018】

本発明の一実施形態によれば、給電構造は、少なくとも２つの接地面導体を含み、接地導体は、同じ面内で対向し、コネクタ（１０）の導体の先端は、したがって、少なくとも２つの接地面導体に接続され、２つの接地面導体に接続されたコネクタ（１０）の導体（１２）の先端は、信号導体と接触していない。次に、接地面導体を窓ガラスの反対側に与えることができ、信号導体は、反対の窓ガラスに与えられる。

【0019】

したがって、本発明は、適切な平面伝送線を通して無線周波数（ＲＦ）ケーブルに接続され、良好なインピーダンス整合を備え、積層ガラス内、より具体的には建築分野と同様に自動車のフロントガラスに適した薄い積層ガラス内で積層可能である、広範囲の周波数で動作するアンテナ放射器を含む薄いアンテナ構造を提案する。

【0020】

本発明の追加の特徴は、添付の図面と併せて読まれる以下の記載及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。

【0021】

積層ガラス内に積層するのに適した薄い平面状の広帯域アンテナに向けられた本発明の実施形態の以下の記載は、本質的に単なる例示であり、本発明又はその用途若しくは使用を限定することを決して意図しない。例えば、本明細書の記載は、積層された自動車用ガラスに適用可能なアンテナについて述べている。しかしながら、当業者に理解されるように、アンテナは、自動車構造以外及び透明又は半透明の表面以外の他の積層ガラスにも用途がある。

【0022】

本発明の好ましい実施形態によれば、平面伝送線の放射器及び給電構造導体は、外側及び／又は内側窓ガラスの面の少なくとも１つに印刷又はコーティングされる。

【0023】

このように、放射器及び給電構造導体は、印刷、ＰＣＶＤ、ＣＶＤによるコーティング、イオン注入技術などのよく知られている習熟した技術を使用して、ガラス製造段階中にガラスに直接配置される。放射器及び給電構造導体は、好ましくは、１００μｍ未満の厚さでガラス製造段階中にガラス上に配置された導電性材料から作られる。

【0024】

放射器及び給電構造導体は、同じ導電性材料又は異なる導電性材料から作られることができる。

【0025】

好ましい実施形態では、放射器及び給電構造導体は、銀ベース材料から作られる。

【0026】

本発明の別の実施形態では、放射器及び給電構造導体は、コーティングのいくつかの領域をデコーティングすることにより、加熱コーティングされたガラスに通常使用される銀コーティングなどの導電性コーティング内に作られる。

【0027】

本発明の別の実施形態では、放射器は、導電性材料の完全な部片から作られる。

【0028】

本発明の別の実施形態では、放射器は、放射器の設計を区切る導電性材料のワイヤから作られる。

【0029】

本発明のさらに別の実施形態では、放射器及び／又は給電構造のいくつかの導体は、堆積された銀ベース材料から作られる一方、他の導体は、導電性コーティング内に作られる。

【0030】

本発明の好ましい実施形態では、アンテナ放射器に給電するための給電構造は、放射器と同じガラス表面、理想的には外側又は内側窓ガラスの内面（通常のガラス命名法に従えば面２又は３）に与えられた導電性トラック（金属印刷、導電性コーティングなど）から作られた共面導波路（ＣＰＷ）の形態で実装される。

【0031】

別の好ましい実施形態では、給電構造は、その信号及び接地導体が導電性トラック（金属印刷、導電性コーティングなど）から作られるマイクロストリップラインとして実装される。信号導体は、好ましくは、放射器と同じガラス面（理想的には外側又は内側窓ガラスの内面（通常のガラス命名法に従えば面２又は３））にあるが、接地導体は、それが放射器要素と同じ面にない場合、積層アセンブリの任意の面に実装することができる。

【0032】

埋め込まれた給電構造導体は、物理的な寸法及びインピーダンス整合の両方の観点から、外部コネクタとの適切な接続を行うために形状及び寸法が最適化される。特に、給電構造導体は、アンテナと外部コネクタとの間のインピーダンスを完全に整合させるために最適化することができるため、アンテナの性能が向上する。

【0033】

したがって、本発明は、積層ガラス内にアンテナ構造及びその給電伝送線を効率的に一体化するための解決策を提案する。既知の技術と比較して、より具体的にはフォイルアンテナの使用と比較して、主な利点は、放射器及びその給電構造を含むアセンブリ全体をより薄くすることができ、積層に関連するリスク（層間剥離、水の浸入、積層体の張力が原因の破損のリスクの増加）が排除されることである。

【0034】

本発明の一実施形態によれば、アンテナ構造は、放射器内に与えられた少なくとも１つのスロットを含む。少なくとも１つのスロットは、長方形、Ｕ字形、Ｌ字形又は動作の周波数帯域を拡大するか若しくは動作の周波数帯域の数を増やすのに適した任意の形状を有することができる。

【0035】

本発明の一実施形態によれば、放射器は、少なくとも薄い導電性ワイヤをさらに含む。放射器にさらに与えられるこの少なくとも１本のワイヤは、低周波数、すなわちメイン放射器部分のサイズよりも大幅に大きい波長に対応する周波数へのアクセスが望まれる場合に追加される。ワイヤは、メイン放射器部分に電気的に接続するか又は近接結合することができる。ワイヤは、放射器の周囲の他の金属部品に結合することもでき、例えば、存在する場合、ガラスの加熱ワイヤに結合することができる。ワイヤの種類は、銅ワイヤなどの金属ワイヤ又は印刷された薄い導体であることができる。

【0036】

本発明の一実施形態によれば、給電構造は、３つの接地面導体と信号導体とを含み、その結果、接地された共面導波路がもたらされる。

【0037】

本発明の一実施形態によれば、積層ガラスは、反射器をさらに含む。反射器は、放射器が存在しないガラスの面に与えられる。

【0038】

本発明の一実施形態によれば、給電構造をＲＦ受信機、ＲＦ増幅器又はそれらに類するものなどの外部電子デバイスと電気的に結合し、且つアンテナ構造に電力を供給するために使用されるコネクタは、フラットな無線周波数（ＲＦ）タイプのコネクタである。ＲＦコネクタは、好ましくは、少なくとも２つの導体を含み、かつ伝送線として設計される。これは、最小の放射でアンテナと電子デバイスとの間でＲＦエネルギを案内するという利点を有する。コネクタ導体の先端は、好ましくは、ガラスに積層されるのに十分薄い。

【0039】

本発明によれば、コネクタ及び給電構造は、アンテナ構造のインピーダンスを電子デバイスのインピーダンスに整合させるように設計及び最適化される（信号の低反射）。

【0040】

本発明によれば、コネクタは、様々なアンテナタイプと適合性がある（アンテナ放射器及び給電信号導体は、例えば、印刷可能であり、コーティングで作られることができ、且つ／又はガラスの加熱機能に関連付けることができる）。

【0041】

したがって、放射器、給電構造及びコネクタの組み合わせは、ＫＨｚ～数十ＧＨｚの広範囲の周波数に適している。

【0042】

本発明の一実施形態によれば、アンテナアセンブリの放射器及び給電構造、特に給電伝送線のコネクタへの結合は、積層ガラスの積層プロセス中に直接接触によって実行される。したがって、コネクタを給電伝送線導体にはんだ付けする必要がなく、アンテナを給電電子デバイスに接続するプロセスが結果的に容易になる。

【0043】

本発明の一実施形態によれば、アンテナに給電するために使用され、且つ給電構造導体に接続されるコネクタ導体は、銅から作られる。

【0044】

エネルギを放射器構造に結合するための放射器及び給電構造導体の形状及びサイズは、選択された周波数帯域に従って設計される。より具体的には、放射器の寸法は、対象の周波数帯域で十分な信号の受信及び送信を提供するように選択される。

【0045】

次に、本発明を、限定ではなく例証として提供される図面及び例示的な実施形態を参照してより具体的に記載する。図面は、概略図であり、正確な縮尺ではない。図面は、決して本発明を限定するものではない。より多くの利点が例を用いて説明される。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】本発明によるアンテナ構造を含むガラスパネルの実施形態の側面図である。

【図2】本発明によるアンテナ構造の一例の上面図である。

【図3】本発明によるアンテナ構造の別の例の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0047】

詳細に後述するように、本発明は、積層ガラスのようなフロントガラス１上の印刷された広帯域アンテナを提案する。しかしながら、本発明によるアンテナ構造が与えられる場合及びアンテナを取り付けることができる場合、本発明は、任意の他の車両の積層窓又は建物用積層ガラスを対象として含む。明らかになるように、積層ガラスに与えられたアンテナは、ＡＭ／ＦＭラジオアンテナ、ＤＳＲＣアンテナ、衛星ラジオアンテナ、ＧＰＳアンテナ、ＭＩＭＯアンテナを含む４Ｇ又は５Ｇセルラーアンテナ、その他など、様々な通信システムで動作可能であることができる。一実施形態では、アンテナは、適切な接着剤によって誘電体構造の表面に直接取り付けられる広帯域モノポールアップリケアンテナである。開示されたアンテナは、様々な物理的厚さ及び誘電特性の自動車用ガラス上で動作するように設計可能であり、アンテナは、ガラスに取り付けられたときに意図されたように専ら動作する。なぜなら、適切なインピーダンスを得るために、アンテナの形状は、誘電体基板の特性に大きく依存するからである。

【0048】

図１は、外側窓ガラス２、内側窓ガラス３及びそれらの間のポリビニルブチラール（ＰＶＢ）層４を有するフロントガラス１を含むアンテナ構造５の側面図である。構造５は、内側窓ガラス３の内面３ｂに与えられる。構造５は、外側窓ガラス２の内面２ｂに与えられることができる。アンテナ構造５は、好ましくは、積層ガラスの少なくとも１つの縁部に与えられ、この際アンテナ構造５は、可視領域にも、外観への影響を最小限に抑える領域にも存在せず、給電を提供するための電源装置への接続へのアクセスを有する。

【0049】

アンテナコネクタ（図１を簡潔にするために示されていない）は、アンテナ５に接続されており、任意の適切なＲＦコネクタであることができる。アンテナ５は、内側窓ガラス３の内面３ｂに結合されて示されているが、後述する導体６は、外側ガラス２の外面に接着することができる。

【0050】

アンテナ構造５は、銅、金、銀、銀セラミック、その他などの任意の適切な低損失導体によって形成することができる。アンテナ構造５は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、銀ナノワイヤ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、その他などの任意の適切な透明導体であることができる。当技術分野で知られているように、アンテナ５のいくつかの縁部に沿って導電性フレームを追加することにより、透明導体から作られるときのアンテナ構造５の性能を向上させることができる。

【0051】

自動車用ガラスの厚さは、２．８ｍｍ～５ｍｍの範囲で異なることができる。アンテナ５は、アンテナ放射器９を励起するための単層導体及び給電構造を含むことができる。アンテナ構造及び導体要素を車両のフロントガラス１の内面に与えることにより、環境条件に由来するアンテナ５の劣化を低減することができる。

【0052】

図２は、対向する接地面６ａ及び６ｂを有する給電構造６と、それらの間に延在する、ギャップ８によって接地面６ａ及び６ｂから電気的に絶縁された信号導体７とを含む、本発明によるアンテナ構造５の例の上面図である。コネクタ１０は、面６ａ及び６ｂに結合された導体１２ａ及び１２ｂと、信号導体７に結合された導体１１とを含む。給電構造６によって給電される、ここでは五角形の特別に構成された放射器９は、示されているように、放射器９の先端部において信号導体７に電気的に結合されている。放射器９は、対象の周波数帯域において信号の受信及び送信を提供する寸法にフレア（ｆｌａｉｒ）する。

【0053】

この実施形態によれば、アンテナ構造は、外側窓ガラス２の内面（面２）又は内側窓ガラス３の内面（面３）に配置することができ、２つの窓ガラスは、少なくとも１つの熱可塑性中間層によって分離されている。

【0054】

したがって、本発明によれば、アンテナ構造５の放射器９及び給電構造６の信号導体７は、積層ガラスパネルの外側及び／又は内側窓ガラス（２、３）の内面の表面の少なくとも１つ（すなわち通常のガラス命名法による面２又は３）に与えられ、コネクタ１０の導体１１及び１２の先端は、それが電気的に接続されている信号導体７と同じ表面に沿って窓ガラス２、３間に積層される。本発明によれば、導体１１、１２ａ及び１２ｂを通してアンテナ構造に接続されたコネクタ１０は、電源装置に接続されることによってアンテナ構造５に給電することを可能にする。

【0055】

本発明の別の実施形態によれば、アンテナ構造５の放射器９及び給電構造６の信号導体７は、熱可塑性中間層５上に与えられる。

【0056】

自動車分野において、アンテナは、ラジオ、テレビ又は携帯電話信号（ＧＳＭ）などの情報を送信及び／又は受信するために使用されるが、車両と通信するために、すなわちキーを挿入せずに車のドアを開けることを可能にするためにも使用されるか、他の車両と通信するために、すなわち車間距離を保つためにも使用されるか、又は環境、すなわち料金所、信号機などと通信するためにも使用される。

【0057】

アンテナのサイズは、通常、動作周波数の波長（λ）の一部であり、通常、λ／２又はλ／４である。

【0058】

現代の車は、アナログオーディオ放送（振幅変調（ＡＭ－０．５～１．７ＭＨｚ）及び周波数変調（ＦＭ－７６～１０８ＭＨｚ））、全地球測位システム（ＧＰＳ－１５７５ＭＨｚ）データ、携帯電話通信、例えば広域通信システム（ＧＳＭ－８００／１８００ＭＨｚ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ－８００／１８００／２６００ＭＨｚ）、デジタルオーディオ放送（ＤＡＢ－１７０～２４０ＭＨｚ）、リモートキーレスエントリ（ＲＫＥ－３１５／４３３ＭＨｚ）、テレビ受信、タイヤ圧監視システム（ＴＰＭＳ－３１５／４３３ＭＨｚ）、自動車レーダー（２２～２６ＧＨｚ／７６～７７ＧＨｚ）、車間通信（Ｃ２Ｃ－５．９ＧＨｚ）、その他のための複数のアンテナを含むことができる。

【0059】

図３は、１つの部品から作られた１つの接地面６ａと、ギャップ８によって接地面６ａから電気的に絶縁された信号導体７とを有する給電構造６を含む、本発明によるアンテナ構造５の別の例の上面図である。本実施形態によれば、ギャップ８は、窓ガラス２、３の一方の１つの面に配置された接地面と、放射器と、接地面が配置された面の反対側の面に配置された信号導体７との間のギャップによって画定されることができる。例えば、放射器９と信号導体７とは、外側窓ガラス２の面２（内面）に配置され、接地面６ａは、内側窓ガラス３の面３（内面）に配置され、２枚の窓ガラスは、少なくとも１つの熱可塑性中間層によって分離されている。一般的に言えば、ギャップ８は、接地面導体と信号導体とが接触していないことを意味する。

【0060】

代わりに、放射器９及び信号導体７は、外側窓ガラス２の面２（内面）に配置されることができ、接地面６ａは、内側窓ガラス３の面４（外面）に配置される。

【0061】

別の実施形態では、放射器９及び信号導体７は、内側窓ガラス３の面３（内面）に配置されることができ、接地面６ａは、内側窓ガラス３の面４（外面）に配置される。

【0062】

別の実施形態では、放射器９及び信号導体７は、外側窓ガラス２の面２（内面）に配置されることができ、接地面６ａは、外側窓ガラス２の面１（外面）に配置される。

【0063】

コネクタ１０は、接地面６ａに結合された導体（給電線）１２ａと、信号導体７に結合された導体１１とを含む。給電構造６によって給電される、ここでは五角形の特別に構成された放射器９は、示されているように、放射器９の先端部において信号導体７に電気的に結合される。放射器９は、対象の周波数帯域において信号の受信及び送信を提供する寸法にフレアする。

【0064】

本発明によれば、窓ガラスは、車又は建物の設計に適合するように平坦な又は湾曲したパネルであることができる。窓ガラスは、セキュリティの仕様に合わせて積層することができる。窓ガラス上の加熱可能なシステム、例えばコーティング、又はワイヤ網、又は銀印刷を窓ガラスに適用して、例えば霜取り機能を追加することができる。また、窓ガラスは、透明なガラスであるか、或いはガラスの特定の組成物で着色されたか、又は例えばコーティング若しくはプラスチック層を適用することによる着色ガラスであることができる。

【図1】

【図2】

【図3】