CN101911377A - 用于汽车的天线装置 - Google Patents

Abstract

一种用于汽车的天线装置，具有至少一个用于接收至少长波信号、中波信号和/或短波信号的AM天线，以及至少一个与该AM天线相邻的其它可导电构件，其中该其它构件通过至少一个滤波元件与汽车的地电位和/或供电电位相连接，通过该至少一个滤波元件抑制在至少一个将由AM天线接收的频率范围内的信号频率。

Description

用于汽车的天线装置

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的天线装置。

背景技术

为了例如在汽车中使用无线电广播和电视服务，现代汽车大多具有至少一个、通常甚至是许多必要时不同类型的天线。一般在设计天线时试图在天线效率、涉及汽车中固有干扰的电磁兼容性和汽车设计之间达到最佳的折中。天线在现代汽车中例如经常安装在后车窗中、在后面的侧车窗之一中或者安装在扰流器中。

在此，完全或部分安装在诸如后车窗的汽车部件中的天线装置可以包括多个天线。该天线装置还可以包括除天线以外的附加元件，例如连接元件、放大器、阻塞扼流圈和/或信号处理单元(例如天线分集模块)。主要不是完成天线功能的部件，例如后车窗加热器，也可以包括在天线装置中。

但是，通常后车窗加热器的加热导线除了其加热功能之外还完成天线功能。对于这样的加热导线，例如在WO2005/060044A1中公开了如果天线连接点与加热场电流连接，则通过具有高频技术的高欧姆特性的组件(所谓的阻塞回路或阻塞扼流圈)来抑制从加热流传输到用作天线的加热导线的车载电网干扰。此外可以通过这种方式-正如在本申请人制造的汽车中所实现的那样-防止天线使用电流流向电压源的供应电位和/或流向地电位。

发明内容

本发明的任务是改善在汽车中使用的AM天线的天线接收。

该任务通过具有权利要求1的特征的天线装置来解决。本发明的优选实施方式和扩展由从属权利要求给出。

本发明的天线装置具有至少一个用于接收至少长波信号、中波信号和/或短波信号的AM天线，以及至少一个与该AM天线相邻的其它可导电构件。该其它可导电构件通过至少一个滤波元件与汽车的地电位和/或供电电位相连接。通过该滤波元件抑制在至少一个将由AM天线接收的频率范围内的信号频率。

通过本发明改善了AM天线在长波范围、中波范围和/或短波范围内的接收特性。令人吃惊的是，导致该技术效果的不是直接涉及AM天线本身的滤波措施，而是涉及相邻部件的滤波措施。

同样，可以基于本发明有目的地改变AM天线在长波范围、中波范围和/或短波范围内的特征性接收特性，例如可以实现与入射角有关的增益。

从而可以通过对相邻部件进行滤波而接通和/或断开天线，或者一般性地有目的地改变天线的特性。

包含在现有技术的天线装置中的AM天线具有与某些特定的市场或顾客要求相结合的次优特性。例如对于北美市场来说，能够通过中波来接收声音质量非常好的无线电广播典型地具有很重要的意义。但是，顾客期待不是总能用开头所述的天线效率、电磁兼容性和汽车设计的折中来得到满足。这在具有弱发射信号强度(例如在乡村地区)的地区更是如此。因此物理特性，尤其是安装在后车窗、侧车窗或扰流器中的AM天线的长度，通常不足以接收中波。不利的边界条件也可能增加中波接收的难度或降低中波接收的质量。在很多情况下，上述汽车上的典型的安装位置甚至根本就不存在。同样，在传统的天线装置中，与特定的市场要求结合可能产生天线性能的缺陷，例如在不常见的频带、场强的情况下或者在发射方类型或地理类型改变了的情况下。

本发明尤其适用于在长度远比接收信号的波长小的AM天线中使用，因为恰好在传统的天线装置中的这种AM天线中可能经常出现上述次优特性和/或缺陷。

本发明基于以下考虑：通过影响直接和/或在电气上低欧姆地与电气上的车身相连接并且设置在AM天线附近的金属部件或者其它类型的可导电部件，使得对于AM天线来说，电气上的车身不再作为地电位“可见”，可以改善AM天线的接收特性。如果本文中的可导电元件作为天线上的寄生电容发挥作用，则该可导电元件就是“可见”的。这样的寄生电容衰减了天线信号功率到信号链的下一级的输入，该下一级通常构成为放大器。本发明防止了这样的衰减。

原则上通过由非导电材料制成与AM天线相邻的构件-只要这不影响该相邻构件的功能，可以特别简单地对于AM天线让该相邻构件的车身“不可见”。同样，可以将该相邻构件相对于车身电绝缘，只要这不影响该相邻构件的功能。

但是本发明针对将由AM天线接收的频率范围对相邻构件进行有目的的滤波。由此相邻的车身选择性地对这样的频率不可见。必要时，该构件同时可以滤掉所有更高的频率。由此可以使用低通滤波器作为滤波元件。

本发明可以特别有利地应用于以下天线装置，在该天线装置中车后窗加热器的加热线至少部分地直接与AM天线相邻。通过本发明导致的AM接收的改善在这样的情况下特别明显。

同样，本发明可以有利地应用于以下天线装置，在该天线装置中另一个天线，例如FM和/或电视天线作为本发明意义上的其它构件至少部分地直接与AM天线相邻。例如两个天线都可以设置在同一个车后窗上。即使在这样的情况下，本发明也可以明显改善AM接收。

为了提高本发明的效果，另外可以消除或最小化现有的低欧姆或电容接地路径。

为此，一方面使本发明的经过滤波的构件与位于地电位的部分、导线或其它构件间隔很大的几何距离。另一方面，为此还可以有目的地以低欧姆和低电容的方式实现经过滤波的构件的其它接头，和/或有目的地以低欧姆和低电容的方式实现该构件可能必要的匹配电路。

如上所述，该其它构件可以设计为其它天线。优选的是，该天线还通过至少一个附加滤波元件与汽车的地电位和/或供电电位(除了上述滤波元件之外)相连接，通过该至少一个附加滤波元件抑制在至少一个将由其它天线接收的频率范围中的信号频率。由此还可以防止其它天线的天线使用电流流向供电电位和/或地电位。

根据本发明的优选实施方式，天线装置除了上述相邻构件之外还具有至少一个与AM天线相邻设置的其它可导电部件，并且该滤波元件包括具有第一子线圈和第二子线圈的双股线圈。其中所述其它构件通过该双股线圈的第一子线圈与地电位和/或供电电位相连接。所述其它部件通过双股线圈的第二子线圈与地电位和/或供电电位相连接。双股线圈应该理解为两根相反卷绕的线圈。每个绕组芯线在此本身就是全值的线圈，在此称为子线圈。在子线圈通以相同电流的情况下，所出现的磁场近似相互抵消。因此通过所述措施可以有效防止磁干扰场的出现。

在上文提到的其它部件也可以被设计为天线，尤其是FM天线和/或电视天线。该其它部件可以与AM天线以及同样可以被设计为天线、尤其是FM和/或电视天线的其它构件一起被设置在汽车的后车窗中。

尤其是当天线装置的AM天线、其它构件和必要时所具有的其它部件集成在汽车的后车窗中时，有利的是将至少一个所使用的滤波元件-必要时构成为双股线圈-设置在汽车的后窗台板或C柱上。

本发明可以在部分已经提到过、部分还将借助下面的实施例讨论的不同变形方案中使用。此外，可以选择性地和分级地采用其它措施来改善接收质量。从而实现精细的可扩展性。由此仅在安装相应的专用设备的情况下才会增加每辆汽车的成本。因此，简单装备的汽车也可以装备简单和价格便宜的天线系统，这种天线系统具有很少的要安装的部件。

此外，通过广泛采用的部件-相同应用已知的天线系统以及通过使用标准部件来实现成本节省。为了实际使用本发明，只需要很少的系统干预或新的开发。

此外，在适用于所有国家装备和不同的与天线有关的专用装备的实施例中只需要唯一的一个车后窗，就该车后窗的导体结构(该导体结构也可以用于加热)来说以及就该车后窗的电(加热)接头和天线抽头的实现来说都是如此。这使得可以节省在开发、逻辑电路和生产领域中的努力。

通过本发明的天线概念可以相应地改善特定于顾客和特定于市场的要求。特殊的汽车用户，即期待高功能性(尤其是良好的接收性能)以及另外对设计很敏感的汽车用户可以利用本发明得到合适的产品。

此外，通过本发明可以节省成本，因为天线概念的功能性仅选择性地特定于顾客或特定于市场地扩展，而不是针对每个已完成的产品扩展。由此也可以产生生产、部件复杂性和逻辑电路方面的优点。

在汽车的寿命期间观察，借助本发明尤其是还将提高结合发送国家的改变了的边界条件下的灵活性，以及针对技术创新来说的灵活性，例如从模拟接收转换为数字接收的技术创新。

附图说明

下面借助附图描述本发明的优选实施例。从中给出本发明的其它细节、优选实施方式和扩展。具体来说，

图1a示出部分集成在车后窗中的第一天线装置，

图1b示出该天线装置的修改方式，

图2示出部分集成在车后窗中的第二天线装置，以及

图3示出部分集成在车后窗中的第三天线装置。

具体实施方式

图1a示出部分集成在汽车10的车后窗1中的天线装置。在车后窗1中，除了AM天线AM之外还安装了多个其它天线。一共有3个FM天线FM1、FM2和FM3，3个电视天线TV1、TV2和TV3，一个用于远程操作的天线FBD，以及一个用于数字无线电广播接收的天线DAB。这些天线部分地具有多重功能，其中这些天线的抽头被多重使用，由此可以减少抽头的数量。FM天线FM2在外形上与电视天线TV2相同。FM天线FM3在外形上与用于数字无线电广播的天线DAB相同。此外，天线FM1、FM2、FM3、TV2和TV3用作车后窗加热器的加热线。

为了理解附图，要注意天线区域按照已知方式相互重叠(例如FM1与FM2重叠，FM1与FM3重叠，TV2与TV3重叠)。因此这些重叠的天线的边界没有绘制在附图中。

每个天线都通过导线与信号处理单元2相连接，该信号处理单元例如可以包括具有放大器的天线分集模块。

为了加热，也用作车后窗加热器的加热线的天线FM1、FM2、FM3、TV1、DAB、TV2和TV3通过接头6a和6b与供电电位6相连接或可连接，并且通过接头5a和5b与地电位5相连接或可连接。在天线接头5a、5b、6a、6b和地电位5或供电电位6之间的阻塞回路3和4抑制了可能从加热电流传输到这些天线的车载电网干扰，并且防止天线使用电流流向地电位5或流向供电电位6。对于该抑制的目的，有目的地抑制在车载电网干扰的典型频率范围中的信号频率。对于防止的目的，有目的地抑制在将由各FM天线或电视天线接收的频率范围中的信号频率，或者简化地借助低通滤波器来阻塞这些信号频率。对于FM或电视频带I的频率，例如可以有效地阻塞高于30MHz的频率。

图1b示出根据图1a的天线装置的修改过的实施方式。

在该修改过的实施方式中，阻塞回路3和4被滤波元件3’和4’所代替。

这些滤波元件完成阻塞回路3和4的上述任务，也就是说，滤波元件抑制车载电网干扰，并且抑制将由各FM天线或电视天线接收的频率范围中的信号频率。但是此外通过滤波元件3’和4’分别抑制在至少一个将由相邻AM天线AM接收的频率范围中的信号频率。

在滤波元件3’或4’内，分别通过专用的滤波措施来抑制FM/电视频率和抑制AM频率。但是优选的是，设置一个既用于抑制FM/电视频率又用于抑制AM频率的共用滤波措施。为此例如可以借助设计为低通滤波器的滤波元件抑制或阻塞高于400kHz的频率。

通过针对FM/电视频率来对AM天线进行滤波，改善了AM接收。因为这防止了与AM天线相邻的FM或电视天线用作寄生电容。

还可以防止来自外界的干扰频率进入滤波过的频谱。

可选地，代替全部天线FM1、FM2、FM3、TV2和TV3的所有滤波，还可以仅对这些天线的一部分滤波，尤其是对在地理位置上离AM天线最近的那一部分滤波。由此就已经改善了AM接收。在极端情况下，必要时还仅对唯一的一个加热导体-也就是离AM天线最近的加热导体滤波。与实际有关的情况是，尤其是对很少的一些离AM天线最近的加热导体进行滤波。

原则上-与上述示例不同，还可以通过仅仅抑制在至少一个将由相邻的AM天线AM接收的频率范围中的信号频率来对相邻的FM/电视天线进行滤波，也就是不同时抑制在将由各FM天线或电视天线接收的频率范围和/或不对车载电网干扰的典型频率范围进行滤波。

图2示出部分集成在车后窗中的第二种天线装置。第二种天线装置对应于下面不会详细描述的主要是图1a的天线装置的细节。但在这种情况下，为了抑制在至少一个将由相邻AM天线AM接收的频率范围中的信号频率而对天线FM1、FM2和FM3进行滤波是通过双股绕制的线圈7进行的。双股绕制的线圈7可选地本身与电容器(例如Lo ESR类型)组合就已经实现了滤波作用，该滤波作用此外还实现了提高接收性能的目标。

因此，根据第一种变形方案，双股线圈7本身-与阻塞回路3和4的作用无关地-既用于阻塞AM频率又用于阻塞FM/电视频率。由此双股线圈7的各子线圈的接地侧的接头可以直接与车身连接，或者被引向阻塞回路3或4(相应于在图2示出的情况)，但是在该阻塞回路处接通到车身。

根据第二种变形方案，可以如此设计双股线圈7，使得在与阻塞回路3共同作用的情况下才能产生期望的滤波效果。双股线圈7的作用由此限于AM滤波，而FM/电视滤波则以已知方式通过阻塞回路3或4来进行。

根据该第二种变形方案设置的将AM滤波集中在作为专用部件的双股线圈7，可以通过选择性地安装双股线圈来选择性地提供AM滤波。从而例如可以特定于市场或特定于地区或根据汽车购买者的明确期望来提供AM滤波。此外，通过该第二种变形方案来支持由于成本和效率原因而在汽车开发中追求的组装级联原理。

除了使用阻塞回路和/或双股线圈之外，还可以为了实现本发明而考虑其它形式的滤波。

可以考虑的以及在合适的实施例中优选的是，将需要的滤波元件或该滤波元件的至少一部分直接印制在玻璃上。

除了所描述的滤波措施之外，在其它情况下还可以将根据本发明滤波的、与实际的AM天线相邻的区域与其它接地路径分开。在具体情况下，这可以通过以下方式进行：

-一方面将滤波后的加热场或滤波后的FM/电视天线设置在与位于地电位的部件、导线或玻璃导线之间具有大几何距离的地方，

-另一方面，有目的地以高欧姆和低电容的方式实现滤波后的加热场或滤波后的FM/电视天线的其它接头，和/或以高欧姆和低电容的方式实现滤波后的加热场或滤波后的FM/电视天线的匹配电路。

例如，这样的用于其它天线抽头的匹配电路可以通过尽可能小的串联电容来实现。同样，有目的地实现可能的天线放大器的输入匹配，使得该天线放大器的串联电容保持得很小。替换或附加地，加热导线可以经由具有大电感的线圈而设置到窗玻璃附近或窗玻璃上，从而其相对于放大器输入端上的接地的(寄生)电容被减至最小。

图3示出另一种部分集成在车后窗中的本发明所述天线装置。该天线装置对应于下面不再详细描述的主要是图1a的天线装置的细节。但是根据图3的天线装置包括用于电视天线TV2和TV3的天线放大器8和9。

天线放大器8在此集成在阻塞回路3的外壳中，天线放大器9集成在阻塞回路4的外壳中。因此，在安装汽车时，尽管使用了多个分布的抽头/天线放大器(例如作为专用设备的用于多个接收服务，如电视)但只需要安装少量的零件。由此以及通过其它协同作用节约了成本。所述的天线放大器根据需要可简单更换或者根据期望可简单提供。由此还考虑上述已经提到的组装级联设想。此外由此在汽车的侧面部分只需要很少的安装空间。

将天线放大器集成在阻塞回路外壳中可以与针对将由AM天线接收的频率范围而对与AM场相邻的天线进行滤波无关地进行，在这种情况下已设置阻塞回路用于针对将由FM天线接收的频率范围或针对车载电网干扰而对FM天线进行滤波。

原则上，在本文献中为了特别有利地在AM天线中使用而设计的本发明的构思还可以用于具有特定接收范围的其它天线类型。有利的是，出于主要对应于上述观点的原因，还设置用于汽车的天线装置，该天线装置具有至少一个用于接收在特定频率范围中的信号的天线，以及至少一个与该天线相邻的其它可导电构件，其中该其它构件通过至少一个滤波元件与汽车的地电位和/或供电电位相连接，通过该至少一个滤波元件有目的地或选择性地抑制在特殊频率范围中的信号频率。

Claims (10)

1.一种用于汽车的天线装置，具有至少一个用于接收至少长波信号、中波信号和/或短波信号的AM天线，以及至少一个与该AM天线相邻的其它可导电构件，其中该其它可导电构件通过至少一个滤波元件与汽车的地电位和/或供电电位连接，通过该至少一个滤波元件抑制在至少一个将由AM天线接收的频率范围内的信号频率。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述其它构件被设计为汽车的其它天线。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述其它天线被设计为FM天线、DAB天线、FBD天线和/或电视天线或者组合天线。

4.根据权利要求2或3所述的天线装置，其特征在于，所述其它天线还通过至少一个附加滤波元件与汽车的地电位和/或供电电位相连接，通过该至少一个附加滤波元件抑制在至少一个将由其它天线接收的频率范围中的信号频率。

5.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置具有至少一个与AM天线相邻设置的其它的可导电部件，

所述滤波元件被构造为具有第一子线圈和第二子线圈的双股线圈，

所述其它构件通过该双股线圈的第一子线圈与地电位和/或供电电位相连接，以及

所述其它可导电部件通过该双股线圈的第二子线圈与地电位和/或供电电位相连接。

6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述其它部件被设计为天线。

7.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述其它部件被设计为FM天线、DAB天线、FBD天线和/或电视天线或者组合天线。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述AM天线和所述其它构件被设置在汽车的后车窗中。

9.根据权利要求5至7中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述AM天线、所述其它构件和所述其它部件被设置在汽车的后车窗中。

10.根据权利要求8或9所述的天线装置，其特征在于，所述其它构件被设计为车后窗加热器的加热线。

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