アンテナ

【課題】可視光線透過性を有し、かつ、特性の優れたアンテナを提供する。
【解決手段】透明基板と、該透明基板に一体状に積層されたアンテナ素子１を備えたアンテナであって、アンテナ素子１は、可視光線透過性を有するメッシュ部10と、そのメッシュ部10の輪郭を縁取る輪郭線部12と、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス等に貼着されるアンテナは、金属箔や金属メッシュ等の導電性材料の膜体にて、アンテナ素子を形成していた。
特に、自動車のフロントガラス等に貼着されるアンテナは、視認性を確保するため、アンテナ素子をメッシュ状に形成していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５２１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、従来のアンテナは、ＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）等の特性を向上させるために、弯曲部やスリット部等を有する特殊な形状に形成されている。
各部の形状や寸法は、アンテナの品質や特性を保持するうえで非常に重要である。
【０００５】
ここで、図９に示すように、銅箔で形成したアンテナ素子90の場合、切欠部90ｃの幅寸法や、切欠深さ寸法を、最適の切欠幅寸法Ｅａや最適の切欠深さ寸法Ｄａとすることは容易である。
しかし、図８に示すように、アンテナ素子80をメッシュ状に形成した場合、従来は（輪郭の無い）メッシュ部のみから構成されており、例えば、最適な切欠部80ｃの形状は、ニ点鎖線で示している形状であるが、実際は、メッシュ部の網目（枡目）が途切れた（破れた）ようになるため、切欠部80ｃが所定の帯形状とならず、幅が大小変化する凹凸状に形成されていた。また、弯曲部80ｄの外形状も設計上は二点鎖線で示す円弧状であるのに対し、実際は、網目が途切れた凸凹状となっていた。
つまり、実際の形状は、（設計上の）最適形状と相違した曖昧な形状となり、アンテナ素子の各部寸法が、正確な（設計上で最適の）寸法と異なっていた。
【０００６】
このように、アンテナ素子をメッシュ状とした場合、金属箔で形成した場合に比べて、所望（最適）の特性が得られていないといった問題や、メッシュ部を形成する枠線部の枠線幅寸法やピッチ寸法の影響を受け易く、特性が安定しないという問題があった。
また、アンテナ素子の周縁や切欠部等で、網目が破れたようになるため、製造の際に、損傷や変形等が発生しやすいという問題もあった。
【０００７】
そこで、本発明は、可視光線透過性を有し、かつ、安定して特性の優れたアンテナの提供を目的とする。また、製造する際に、品質不良発生率の低いアンテナの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のアンテナは、透明基板と、該透明基板に一体状に積層されたアンテナ素子を備えたアンテナに於て、上記アンテナ素子は、可視光線透過性を有するメッシュ部と、該メッシュ部の輪郭を縁取る輪郭線部と、を有するものである。
また、上記メッシュ部の開口率を８０％以上に設定したものである。
また、上記透明基板と上記アンテナ素子の積層体の可視光線の透過率を７０％以上に設定したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可視光線透過性を有しながらも、優れた特性を得るための形状や寸法を、確実かつ正確に得られる。また、製造する際に、品質（特性）が安定する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の正面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】要部拡大図である。
【図５】第１実施例と第１比較例のＶＳＷＲ特性を示すグラフ図である。
【図６】第２実施例と第２比較例のＶＳＷＲ特性を示すグラフ図である。
【図７】従来例の要部拡大図である。
【図８】従来技術を説明するための要部拡大図である。
【図９】従来技術を説明するための要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図示の実施形態に基づき本発明を詳説する。
本発明のアンテナは、図１の実施の形態のように、透明基板２に一体状に積層され、一直線Ｌに関して線対称状に配設される左右一対のアンテナ素子１，１を、備えている。
透明基板２は、シート状の透明ガラス等や、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、アクリル等の透明樹脂フィルム等で、板状乃至シート状に形成されている。透明基板２の可視光線の透過率は、８０％以上であれば望ましい。
【００１２】
アンテナ素子１は、導電性材料から成り、薄膜面状のメッシュ部10を有している。材質としては、銅、ニッケル、アルミニウム、金、銀等、または、これらの金属（微）粒子を含む金属ペーストやカーボンペーストを使用している。フォトエッチングや、印刷レジストによるエッチングによって、また、導電性樹脂ペーストを印刷する等の方法によって、網目状パターン（メッシュ状）に形成されている。または、ＩＴＯ、酸化亜鉛、酸化スズ、等の金属酸化物を使用でき、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ、電着等で形成される。または、スクリーン印刷、ロールコーティング、転写、蒸着、等で透明基板２に一体状に積層され形成される。
【００１３】
また、メッシュ部10は、図例では、楕円形状面部１ａや、給電用の下方拡幅状脚部１ｂ、切欠部１ｃ、分割ループスリット部１ｄ、等を有している。また、一方のアンテナ素子１のメッシュ部10には、楕円形状面部１ａから突出状の小突起部１ｅを有している。
このような、各部の形状や寸法、角度、配置は、アンテナの特性に対して非常に重要な要素（パラメータ）である。
【００１４】
また、図２に示すように、メッシュ部10は、メッシュの網目（枡目）を形成する導電性材料から成る極薄極細帯状の複数本（10本以上の多数本）の枠線部11が交差状に配設されることで、正方格子状に形成されている。
また、透明基板２に積層したアンテナ素子１（アンテナ素子１を透明基板２に一体状に積層形成した積層体）の可視光線の透過率が７０％以上になるように、メッシュ部10の開口率を８０％以上（より好ましくは９５％以上）に設定している。このように設定することにより、例えば、車両のフロントガラスに貼着した場合に、運転者が車外を見たときに透視性（視認性）を損なうことがなくなる。なお、メッシュ部10の開口率とは、メッシュ部10の網目を形成する枠線部11を除いた部分の面積が、メッシュ部10中に占める割合である。
また、開口率を９９．５％以下に設定するのが望ましい。９９．５％を越えると、枠線部11の割合が少なく所望のアンテナ特性が得られない虞があるからである。
また、透明基板２とアンテナ素子１の積層体の可視光線の透過率を９５％以下に設定することで、良好な視認性を有するアンテナを、容易かつ安定して製造でき、品質不良発生率を低減できる。
【００１５】
ここで、図１に示すアンテナ素子１のＡ部に対応する、従来のアンテナ素子80の拡大図を図７に示す。従来のアンテナ素子80は、各部の外周縁部や内周縁部でメッシュの網目が破れたような箇所が形成され、最適形状や寸法となっていなかった。
例えば、図８に示すように、最適（設計上）の切欠部80ｃの形状は、二点鎖線で示している形状であるが、実際は、メッシュ部の網目（枡目）が途切れた（破れた）ようになるため、最適の切欠幅寸法Ｅａとなっていなかった。また、実際の切欠深さ寸法も、最適の切欠深さ寸法Ｄａとなっていなかった。また、弯曲部80ｄの外形状も最適な場合は二点鎖線で示す円弧状であるのに対し、実際は、網目が途切れた凸凹状となっていた。
つまり、アンテナ素子１の形状や各部寸法、各部の距離寸法、外周長、アンテナ素子１，１間同士の間隙寸法が、適正寸法（最適寸法）となっておらず、特性に悪影響を及ぼしていた。
【００１６】
しかし、本発明は、図２乃至図４に示すように、中間面領域のメッシュ部10を形成する枠線部11とは別に、アンテナ素子１のメッシュ部10の輪郭を縁取る輪郭線部12を設けている。輪郭線部12は、枠線部11の端部と枠線部11の端部を連結すると共に、最適の輪郭線上に配設される（設計上の輪郭と一致する）。
【００１７】
具体的には、図２に示すように、輪郭線部12は、楕円形状面部１ａの外形を縁取る輪郭線部12（12ａ）、下方拡幅状脚部１ｂの外形を縁取る輪郭線部12（12ｂ）、切欠部１ｃの輪郭を縁取る輪郭線部12（12ｃ）、分割ループスリット部１ｄの輪郭を縁取る輪郭線部12（12ｄ）、小突起部１ｅの輪郭を縁取る輪郭線部12（12ｅ）等、メッシュ部10（導電部）を縁取りしている。
【００１８】
例えば、輪郭線部12を設けたことで、一対のアンテナ素子１，１同士の間隙寸法Ｑや、各部間の間隙寸法（離間寸法）が最適（適正）な寸法となる。また、図４に示すように、切欠部１ｃの実際の切欠幅寸法が最適の切欠幅寸法Ｅａとなり、実際の切欠深さ寸法も最適の切欠深さ寸法Ｄａとなる。
【００１９】
図３及び図４に於て、輪郭線部12の線幅寸法をＷｂとし、枠線部11の線幅寸法をＷａとすると、０.２Ｗａ≦Ｗｂ≦５Ｗａとしている。より好ましくは、０．５Ｗａ≦Ｗｂ≦２Ｗａとするのが好ましい、さらに、より好ましくは、Ｗａ＝Ｗｂである。
上述のように設定しているのは、輪郭線部12の線幅寸法と枠線部11の線幅寸法との差が大きいと、製造が困難なうえに、特性が安定しない虞があるからである。
【００２０】
次に、一対のアンテナ素子１，１の形状が、図１に示す形状であって、アンテナ素子１を、厚さが２μｍの銅蒸着膜をエッチングによりメッシュ状に加工した素材を使用し、枠線部11の線幅寸法を１０μｍとし、枠線部11のピッチ寸法Ｐを１１１０μｍとし、かつ、輪郭線部12を有しているアンテナを、第１実施例とした。なお、輪郭線部12の線幅寸法は、１０μｍである。透明基板２は厚さ３ｍｍのガラス板である。ここで、ガラス板の可視光線透過率は９０．０％であり、アンテナ素子１の開口率は９８．２％であり、ガラス板とアンテナ素子１の積層体の可視光線透過率は８６．９％であった。
そして、第１実施例から輪郭線部12を省略したアンテナを第１比較例として、ＶＳＷＲ特性（入力特性）を比較した。
図５に示すように、第１実施例は、第１比較例に比べて、平均してＶＳＷＲ（電圧定在波比）の値が良く、特に、地上波デジタルテレビの周波数帯（４７０〜７１０ＭＨｚ）の間に於て、明らかに、第１実施例が優れている。
【００２１】
次に、一対のアンテナ素子１，１が、図１に示す形状であって、アンテナ素子１を、厚さが２μｍの銅蒸着膜をエッチングによりメッシュ状に加工した素材を使用し、枠線部11の線幅寸法を５０μｍとし、枠線部11のピッチ寸法Ｐを１１１０μｍとし、かつ、輪郭線部12を有しているアンテナを、第２実施例とした。なお、輪郭線部12の線幅寸法は、５０μｍである。透明基板２が厚さ３ｍｍのガラス板である。ここで、ガラス板の可視光線透過率は９０．０％であり、アンテナ素子１の開口率は９１．６％であり、ガラス板とアンテナ素子１の積層体の可視光線透過率は８０．７％であった。
そして、第２実施例から輪郭線部12を省略したアンテナを第２比較例として、ＶＳＷＲ特性を比較した。
図６に示すように、第２実施例は、第２比較例に比べて、平均してＶＳＷＲの値が良く、特に、地上波デジタルテレビの周波数帯（４７０〜７１０ＭＨｚ）の間に於て、明らかに、第２実施例が優れている。
【００２２】
このように、輪郭線部12を設けた第１実施例及び第２実施例は、第１比較例及び第２比較例に比べて良好な結果が得られている。また、第１実施例及び第２実施例の結果は、アンテナ素子１を銅箔（非メッシュ状）で形成した場合のＶＳＷＲ特性とほぼ同じであった。
【００２３】
また、測定グラフを図示省略するが、６５０ＭＨｚにおける水平偏波及び垂直偏波の指向性・利得特性も、第１実施例及び第２実施例の方が良好な結果が得られ、優れていた。
【００２４】
また、ＶＳＷＲ特性については、測定した周波数全域にわたって、本発明（実施例）のアンテナの特性が従来（比較例）よりも良いことが明らかである。なお、実施例は、ＶＳＷＲ特性全体が高周波側寄りとなる傾向があるが、これは、２枚のアンテナ素子１，１の間隔寸法や、外周長が比較例に比べて改善されているからだと考えられる。
また、指向性についても、実施例の方が最適な（理想の）放射パターンが得られ、利得についても平均で１ｄＢｉ未満と優れていることが明らかになった。
即ち、形状や寸法が最適な値（設計仕様）と略一致し、所望の特性が得られていると言える。さらに、銅箔では得ることのできない透過性が得られるため、車両のフロントガラス等に貼着される地上デジタルテレビ用の広帯域アンテナとしての利用に効果的であると言える。
【００２５】
また、図７や図８に示したように、従来のアンテナ素子80は、外周縁部や内周縁部（輪郭となる部分）に、枠線部81と枠線部81の交差部から突出する突出枠線端部88が形成されていた。
そのため、従来のアンテナ素子80は、この突出枠線端部88がメッシュ構造（格子形状）に比べて弱いため、アンテナ素子80に保護フィルム等を積層する工程や他の工程等の製造時、或いは、使用時において、損傷や位置（ピッチ）ズレが発生しやすいという問題があった。
しかし、本発明は、図２乃至図４に示したように、突出枠線端部18（枠線部11の端部）と突出枠線端部18（枠線部11の端部）が、輪郭線部12によって連結されることで、補強され、製造の際や使用の際の損傷や位置ズレが防止される。
【００２６】
なお、地上デジタルテレビ用の広帯域アンテナとする場合に、ＶＳＷＲ特性の観点から、アンテナ素子１を、２μｍの銅蒸着膜をエッチングによりメッシュ状に加工した素材で、枠線部11の線幅寸法（Ｗａ）を、１０μｍとし、輪郭線部12の線幅寸法（Ｗｂ）を１０μｍとし、さらに、枠線部11同士のピッチ寸法Ｐを３００μｍ〜３０００μｍとするのが望ましい。より好ましくは、４５０μｍ〜６５０μｍである。
或いは、枠線部11の線幅寸法（Ｗａ）を、５０μｍとし、輪郭線部12の線幅寸法（Ｗｂ）を５０μｍとし、さらに、枠線部11同士のピッチ寸法Ｐを４００μｍ〜３０００μｍとするのが望ましい。より好ましくは、５５０μｍ〜１５００μｍである。
また、可視光線透過性の観点から、メッシュ部10の開口率が８０％以上（より好ましくは９５％以上）となるように、枠線部11の線幅寸法（Ｗａ）を１０μｍとした場合は、枠線部11同士のピッチ寸法Ｐを１００μｍ以上（より好ましくは４５０μｍ以上）とするのが望ましい。
また、枠線部11の線幅寸法（Ｗａ）を５０μｍとした場合は、メッシュ部10の開口率が８０％以上（より好ましくは９５％以上）となるように、枠線部11同士のピッチ寸法Ｐを４５０μｍ以上（より好ましくは２０００μｍ以上）とするのが望ましい。
【００２７】
なお、本発明は設計変更可能であって、アンテナ素子１の形状は、図１に示した以外でもよく、自由であって、例えば、丸型や菱形や弯曲三角型やＬ字状やＶ字状とするも良い。透明基板２の形状も図１に示した以外の形状でもよく、自由であり、例えばアンテナ素子１と略同一形状とするも良い。メッシュ部10の網目は、図示した正方格子状以外のパターンでもよく、三角形状、長方形状、六角形状等の多角形状等自由である。また、本発明を電波遮蔽シールド材に適用させても良い。
【００２８】
以上のように、本発明のアンテナは、透明基板２と、透明基板２に一体状に積層されたアンテナ素子１を備えたアンテナに於て、アンテナ素子１は、可視光線透過性を有するメッシュ部10と、該メッシュ部10の輪郭を縁取る輪郭線部12と、を有するので、優れた特性を得るための形状や寸法を、確実かつ正確に得られ、優れた特性と可視光線透過性を両立できる。また、製造する際に、品質（特性）が安定し、製造が容易にできる。
また、アンテナ素子１の実質的な外形（アンテナとして有効となる外形）が、一回り小さくなる（内方側へオフセットする）ようになって、実効的な（特性の有効な要素である）アンテナ素子１同士の間隔が広がる虞や、アンテナ素子１の素子長さや外周長が短くなるといった虞を防止でき、特性変化等の悪影響を防止できる。
【００２９】
また、上記メッシュ部10の開口率を８０％以上に設定したので、ＶＳＷＲ特性等の特性や品質を低下させることなく、良好な視認性を得ることができる。これによって、自動車のフロントガラス等視認性が望まれる箇所に貼り付けて使用するのに好適である。
【００３０】
また、透明基板２とアンテナ素子１の積層体の可視光線の透過率を７０％以上に設定したので、良好な視認性を得ることができる。これによって、自動車のフロントガラス等視認性が望まれる箇所に貼り付けて使用するのに好適である。
【符号の説明】
【００３１】
１アンテナ素子
２透明基板
10 メッシュ部
12 輪郭線部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板（２）と、該透明基板（２）に一体状に積層されたアンテナ素子（１）を備えたアンテナに於て、
上記アンテナ素子（１）は、可視光線透過性を有するメッシュ部（10）と、該メッシュ部（10）の輪郭を縁取る輪郭線部（12）と、を有することを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
上記メッシュ部（10）の開口率を８０％以上に設定した請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
上記透明基板（２）と上記アンテナ素子（１）の積層体の可視光線の透過率を７０％以上に設定した請求項１又は２記載のアンテナ。

【図１】