AT12791U1 - Elektronikempfangsantenne - Google Patents

Abstract

Elektronikempfangsantenne in Form einer gedruckten Leiterbahn (1) mit einem dielektrischen Träger (2). Der Träger (2) ist becherförmig mit einem metallisierten Innenraum ausgebildet und die gedruckte Leiterbahn (1) der Antenneneinheit an der Spitze des Trägers (2) angeordnet und mit einer radiotransparenten Schicht bedeckt. Ein rauscharmer Verstärker (4) mit einem Filter ist an der unteren metallisierten Oberfläche des Trägers (2) angeordnet, wobei eine Brücke (11) die gedruckte Leiterbahn (1) mit dem Eingang des rauscharmen Verstärkers (4) verbindet und wobei ein Koaxialkabel (7) mit einem HF-Kabelsteckverbinder (8) an seinem Ende und eine Klappe (9) vorgesehen sind. Damit die Antennenabmessungen verkleinert, die bauliche Ausführung vereinfacht und die Fertigungsgerechtigkeit und die Betriebssicherheit erhöht sind, ist vorgesehen, dass der rauscharme Verstärker (4) zweistufig in Form einer Mikrobaugruppe mit einer vorgeschalteten Begrenzerdiodenbaugruppe (5) ausgebildet ist, dass zwischen den Stufen des Verstärkers (4) ein keramisches Antennenfilter (6) aufgebaut ist, dass das Antennenfilter (6) an die Außenanschlüsse der Mikrobaugruppe angeschlossen ist und dass die Klappe (9) magnetisch ausgebildet ist und das Kabelende mit einer Kunststoffschicht bedeckt.

Description

österreichisches Patentamt AT12 791 U1 2012-11-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Elektronikempfangsantenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Die Erfindung ist in der Funktechnik und insbesondere für Antennen einsetzbar. Sie kann zum Empfang, zur Verstärkung und zur Funksignalfilterung verwendet werden. Die Erfindung kann insbesondere als eine Elektronikempfangsantenne in der Gerätetechnik der Benutzer von Raumfahrtnavigationssystemen angewendet werden (GPS, GLONASS / GPS / GALILEO).

[0003] Aus dem Stand der Technik ist eine elektronische Navigationsempfangsantenne in Form eines Moduls bekannt. Sie weist ein Polykarbonatgehäuse auf. Das Polykarbonatgehäuse besteht aus einer Schutzhaube und einer unteren Klappe mit Elementen zur Befestigung an einem leitfähigen Schirm. Die bekannte Antenne weist auch einen Verstärker mit Filtern, eine Antenneneinheit und ein Kabel mit einem Steckanschluss an seinem Ende auf, die in Form einer Baugruppe ausgebildet sind. Dabei sind der Verstärker und die Filter mit einem Metallschirm abgedeckt. Die Antenneneinheit mit dem Verstärker ist in das Modulgehäuse eingesetzt. Das Kabel ist nach außen herausgeführt. Die Kabelaustrittsstelle an dem Gehäuse ist mechanisch abgepresst (Motorola GPS Products - On core User's Guide Revision 5.008/30/02, Internetseite der Fa. Motorola: http://www.motorola.com/ru/).

[0004] Dieser Aufbau stellt keine ausreichende mechanische Festigkeit der Antenne sicher. Es ist auch kein hinreichender Antennengewinn bei Winkeln sichergestellt, die dicht an der Schirmfläche liegen. Das verursacht den Signalverlust von den Sputniks in der Nähe vom Horizont. Außerdem ist die Antenne nicht wasserdicht genug, weil die Anschlussstellen nicht abgedichtet sind. Darüber hinaus ist die bekannte Antenne groß und baulich kompliziert.

[0005] Aus dem Stand der Technik (GPS Antenna / Rev.2.05 (8/18/97), Internetseite der Fa. Motorola: http://www.motorola.com/ru/) ist auch eine Elektronikempfangsantenne bekannt. Diese Elektronikempfangsantenne weist eine gedruckte Leiterbahn mit einem Keramikträger, einem rauscharmen Verstärker mit keramischen Filtern, einem Koaxialkabel mit einem HF-Kabelsteckverbinder an seinem Ende und einer Klappe mit Befestigungselementen auf. Die Befestigungselemente dienen zur Befestigung an einem leitfähigen Schirm. Diese Antenne weist keine Befestigungsbohrungen in der unteren Klappe auf. Bei der Befestigung der Elektronikantenne an dem unmagnetischen Schirm ist zusätzlich eine Adapterstahlplatte verwendet.

[0006] Diese Antenne stellt jedoch keine hinreichende mechanische Festigkeit und Betriebssicherheit sicher. Sie gewährleistet auch nicht die erforderliche Richtcharakteristik. Darüber hinaus hat diese Antenne große Abmessungen und einen komplizierten Aufbau.

[0007] Der nächstkommende Stand der Technik gegenüber der Erfindung ist eine Elektronikantenne gemäß dem Patent RU 2274934 (veröffentlicht am 20.04.06). Diese bekannte Antenne weist eine Antenneneinheit in Form einer gedruckten Leiterbahn mit einem Keramikträger, einem rauscharmen Verstärker mit keramischen Filtern, einem Koaxialkabel mit einem HF-Kabelsteckverbinder an seinem Ende und einer Klappe mit Befestigungselementen auf. Die Befestigungselemente dienen zur Befestigung an einem leitfähigen Schirm. Dabei ist ein Träger der Antenneneinheit als keramisches becherförmiges Gehäuse mit einem metallisierten Innenraum mit einem Absatz ausgebildet. Die gedruckte Leiterbahn der Antenneneinheit ist an der Spitze des Trägers angeordnet. Die gedruckte Leiterbahn ist mit einer radiotransparenten Schutzschicht bedeckt. Dabei ist der rauscharme Verstärker an der unteren metallisierten Oberfläche im Innenraum des keramischen Gehäuses angeordnet. Das Koaxialkabelende läuft durch eine metallisierte Seitenbohrung des Trägers. Der Träger ist durch die innen metallisierte Klappe mit einem Magneten und einer Gewindebuchse abgedeckt. Die Gewindebuchse ist auf dem Absatz des Innenraums des Trägers befestigt.

[0008] Zu den Mängeln dieser Einrichtung zählen die großen Abmessungen und der komplizierte Aufbau. 1 /5 österreichisches Patentamt AT12 791 U1 2012-11-15 [0009] Es ist Aufgabe der Erfindung, die Antennenabmessungen zu verkleinern, die bauliche Ausführung zu vereinfachen sowie die Fertigungsgerechtheit und die Betriebssicherheit der elektronischen Empfangsantenne zu erhöhen.

[0010] Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0011] Der rauscharme Verstärker ist zweistufig ausgebildet. Er besteht aus einer Mikrobaugruppe und einer davor geschalteten Begrenzerdiodenbaugruppe. Zwischen den Verstärkerstufen ist ein keramisches Antennenfilter aufgebaut. Das Antennenfilter ist an Außenanschlüsse der Mikrobaugruppe angeschlossen. Dabei ist die Klappe magnetisch ausgebildet. Die Antenneneinheit, die Klappe und das Kabelende sind mit einer Kunststoffschutzschicht bedeckt. Bei einem AOW-Filter ist der Innenraum des dielektrischen Gehäuses mit einem Dichtungsmittel gefüllt.

[0012] Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

[0013] Die Elektronikempfangsantenne besteht aus einer Antenneneinheit. Die Antenneneinheit umfasst eine gedruckte Leiterbahn 1 und einen dielektrischen Träger 2 mit einer metallisierten unteren Abschirminnenfläche 3, Baugruppen (Platinen) eines rauscharmen Verstärkers 4 mit einer Begrenzerdiodenbaugruppe 5 und einem Keramikfilter 6, einem Flochfrequenzkabel 7 mit einem HF-Kabelsteckverbinder 8 am Ende des Kabels, einer Klappe 9, einer Kunststoffschutz-schicht 10 und einer Brücke 11.

[0014] Der dielektrische Träger 2 der Antenneneinheit ist als becherförmiges Gehäuse mit der metallisierten Abschirminnenfläche 3 und einer metallisierten Bohrung in der Seitenwand ausgebildet. Die gedruckte Leiterbahn 1 beliebiger Form ist an der Spitze des Trägers 2 angeordnet. Der Träger 2 der Antenneneinheit kann sowohl aus hochfester Keramik als auch aus dielektrischem Kunststoff ausgebildet sein. Eine zweite Ausführungsform des Trägergehäuses ist kostengünstiger jedoch nicht so robust.

[0015] Die Baugruppe des rauscharmen Verstärkers 4 ist an der metallisierten unteren Oberfläche des dielektrischen Trägers 2 im Innenraum des becherförmigen Gehäuses befestigt. Die Baugruppe des rauscharmen Verstärkers 4 umfasst den eigentlichen Zweistufenverstärker, die Begrenzerdiodenbaugruppe 5 und das Keramikfilter 6. Der Verstärker 4 ist als Mikrobaugruppe ausgebildet. Die Begrenzerdiodenbaugruppe 5 ist der Mikrobaugruppe vorgeschaltet. Das Keramikfilter 6 ist zwischen den Verstärkerstufen an die Außenanschlüsse der Mikrobaugruppe angeschaltet.

[0016] Gemäß einer Ausführungsform ist das Keramikfilter 6 in einem abgedichteten Gehäuse in Form eines AOW-Filters (Filter für akustische Oberflächenwellen) ausgebildet. Dabei ist der Innenraum des Trägergehäuses mit einem Dichtungsmittel ausgefüllt.

[0017] Das Keramikfilter wie auch das AOW-Filter sind der ersten Verstärkungsstufe des rauscharmen Verstärkers 4 nachgeschaltet. Der Eingang des rauscharmen Verstärkers 4 ist elektrisch mittels der Brücke 11 mit der Leiterbahn 1 der Antenneneinheit verbunden. Damit ist eine leitungsgeführte Verbindungsart sichergestellt. Dabei ist die Anschlussstelle unter der Voraussetzung einer optimalen Anpassung in Bezug auf Impedanz gewählt.

[0018] Das Hochfrequenzkabel 7 dient zur Verbindung des Ausgangs des rauscharmen Verstärkers 4 mit einer Empfangseinrichtung. Ein Ende des Hochfrequenzkabels 7 läuft durch die Seitenbohrung im Träger 2 und belegt den Ausgang der Baugruppe (Platine) des rauscharmen Verstärkers 4. Am anderen Ende ist der HF-Kabelsteckverbinder 8 angelötet.

[0019] Die Klappe 9 ist aus einem leitfähigen Material mit Remanenz ausgebildet. Sie ist mit dem dielektrischen Gehäuse verbunden. Die Klappe 9 dient auch zur Befestigung der Elektronikantenne an einem leitfähigen Schirm 12. Damit ist ein so genannter magnetischer Verschluss gebildet.

[0020] Die Antenneneinheit und die Klappe 9 sind mit einer Kunststoffschutzschicht 10 bedeckt. Die Kunststoffschutzschicht 10 ist an dem Hochfrequenzkabel 7 in Form eines Stutzens verlän- 2/5

Claims (9)

1. österreichisches Patentamt AT12 791 U1 2012-11-15 gert. [0021] Die Antenneneinheit ist durch die Leiterbahn 1 und den dielektrischen Träger 2 mit der metallisierten unteren Abschirminnenfläche 3 ausgebildet. Die elektromagnetische Welle fällt auf die Antenneneinheit mit breiter Richtcharakteristik ein. Dabei entstehen in der Antenneneinheit HF-Schwingungen, die HF-Ströme auf den Stromleitflächen der Antenneneinheit erzeugen. [0022] Die Erweiterung der Richtcharakteristik erfolgt dank dem Anheben der Antenneneinheit über die Fläche des Schirms 12. Das wird dadurch erreicht, dass der dielektrische Träger 2 mit metallisierter unterer Oberfläche in Form eines umgewendeten Bechers ausgebildet ist. An der Spitze des Bechers ist die gedruckte Leiterbahn 1 beliebiger Form angeordnet. Das Vorhandensein einer dielektrischen Schicht auf der Seitenoberfläche des Bechers ermöglicht es, die Richtcharakteristik noch mehr zu erweitern. [0023] Der in der Leiterbahn 1 entstehende HF-Strom fließt über die Brücke 11 zum Eingang des rauscharmen Verstärkers 4. Der rauscharme Verstärker 4 befindet sich in einem geschlossenen Raum, welcher durch den metallisierten Innenraum des dielektrischen Gehäuses und die leitfähige (metallisierte) Klappe 9 gebildet ist. Der rauscharme Verstärker 4 ist von einer Direkteinwirkung einfallender elektromagnetischer Wellen isoliert. Das Signal wird in dem rauscharmen Verstärker 4 verstärkt, mittels des Keramikfilters 6 gefiltert und kommt über das Hochfrequenzkabel 7 mit dem HF-Kabelsteckverbinder 8 zum Eingang der Empfangseinrichtung. [0024] Die am Eingang des rauscharmen Verstärkers 4 vorgesehene Begrenzerdiodenbaugruppe 5 dient dazu, die Eingangsstufe des rauscharmen Verstärkers 4 gegen Ausfall beim Eingang eines fremden leistungsstarken Signals (Störung) zu schützen. [0025] Die Ausführung des zweistufigen Verstärkers 4 in einer Mikrobaugruppe, die Vereinigung der Klappen- und Magnetfunktionen in der Klappe 9 aus magnetisiertem Material und die Ausbildung der einheitlichen - das Gehäuse, die Klappe 9 und den Kabeleingang umfassenden - Kunststoffschutzschicht ermöglichen es, die Antennenabmessungen zu verringern, die bauliche Ausführung zu vereinfachen, die Fertigungsgerechtheit zu verbessern und die Zuverlässigkeit der elektronischen Empfangsantenne zu erhöhen. [0026] Die Ausfüllung des Innenraums des dielektrischen Gehäuseträgers mit einem Dichtmittel in der Schaltung des rauscharmen Verstärkers 4 des AOW-Filters mit dem abgedichteten Gehäuse beeinflusst die Funktion des Verstärkers 4 unter Berücksichtigung dieses Ausfüllens nicht. Sie ermöglicht es jedoch, die Antenne absolut dicht und maximal zuverlässig auszuführen. Ansprüche 1. Elektronikempfangsantenne mit einer Antennenbaugruppe in Form einer gedruckten Leiterbahn (1) mit einem dielektrischen Träger (2), wobei der Träger (2) becherförmig mit einem metallisierten Innenraum ausgebildet und die gedruckte Leiterbahn (1) der Antenneneinheit an der Spitze des Trägers (2) angeordnet und mit einer radiotransparenten Schicht bedeckt ist, wobei ein rauscharmer Verstärker (4) mit einem Filter verwendet ist, der an der unteren metallisierten Oberfläche des Trägers (2) angeordnet ist, wobei eine Brücke (11) die gedruckte Leiterbahn (1) mit dem Eingang des rauscharmen Verstärkers (4) verbindet und wobei ein Koaxialkabel (7) mit einem HF-Kabelsteckverbinder (8) an seinem Ende und eine Klappe (9) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der rauscharme Verstärker (4) zweistufig in Form einer Mikrobaugruppe mit einer vorgeschalteten Begrenzerdiodenbaugruppe (5) ausgebildet ist, dass zwischen den Stufen des Verstärkers (4) ein keramisches Antennenfilter (6) aufgebaut ist, dass das Antennenfilter (6) an die Außenanschlüsse der Mikrobaugruppe angeschlossen ist und dass die Klappe (9) magnetisch ausgebildet ist und die Antennenbaugruppe die Klappe (9) und das Kabelende mit einer Kunststoffschicht bedeckt. 3/5 österreichisches Patentamt AT 12 791 Ul 2012-11-15
2. 2. Elektronikempfangsantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des dielektrischen Gehäuseträgers (2) mit einem Dichtmittel gefüllt ist, das die Schaltung des rauscharmen Verstärkers (4) des AOW-Filters (6) in dem abgedichteten Gehäuse abdeckt.
3. 3. Elektronikempfangsantenne nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der becherförmige Träger (2) mit einer metallisierten Bohrung in seiner Seitenwand versehen ist und dass die Bohrung in einen metallisierten Stutzen für das Koaxialkabel (7) übergeht.
4. 4. Elektronikempfangsantenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Stutzen mit der Kunststoffschicht (10) abgedeckt ist.
5. 5. Elektronikempfangsantenne nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der rauscharme Verstärker (4) mit der unteren Oberfläche (3) des Trägers (2) im Innenraum des Gehäuses verbunden ist.
6. 6. Elektronikempfangsantenne nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (6) als AOW-Filter (Filter für akustische Oberflächenwellen) ausgebildet ist.
7. 7. Elektronikempfangsantenne nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit, der Verstärker (4) und das Filter (6) von einer magnetischen Klappe (9) mit Remanenz abgedeckt sind.
8. 8. Elektronikempfangsantenne nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) der Antenneneinheit aus hochfester Keramik oder aus dielektrischem Kunststoff besteht.
9. 9. Elektronikempfangsantenne nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit mit der Klappe (9) und dem Stutzen für das Koaxialkabel mit der Kunststoffschicht (10) abgedeckt sind. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 4/5