CN1289156A - 用于汽车中分集式天线装置的分集式天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆,例如汽车中的分集式天线装置中的分集式天线,它处于被导电的汽车地线环绕的车窗玻璃,例如后窗玻璃的范围内,该玻璃具有基本上矩形或梯形的边界和涂覆电导体的面。在后窗玻璃上构成与其边沿导线(12)有关的有足够的高频导电能力的导电面(1)并且如此构成与汽车地线(3)高频隔离的边沿导线(12):导电面(1)的一侧的每个边沿导线(12)具有约λ/10的最小长度。至少边沿导线(12)的一部分被结构成具有约λ/10的最小总长度的低阻耦合线(12a)。

Description

用于汽车中分集式天线装置的分集式天线

本发明涉及汽车中例如用于接收广播和电视的米波和分米波分集式天线。它是一个多天线系统，例如应用在天线分集式系统中。这种多天线系统例如已在EP0269723，DE3618452，DE3914424，图14，DE3719692，P3619704中说明，它们可采用不同的天线形式，如杆式天线，挡风玻璃天线等。当汽车在接收区中不同位置处时，在有足够的高频天线去耦的同时存在接收干扰，由于电磁波多径传输，干扰伴随着时间上的电平中断。这个效应可用EP0269723中的图3的4说明。天线-分集式系统的工作方式是，在出现干扰时信号从所用天线转接到另一个天线上，并且在预定接收区内导致接收干扰的接收机输入电平的降低量尽可能小。

与行驶路段和时间有关的电平中断不是在整个覆盖区出现(图1C)。在所用的多个天线中找出一个无干扰的信号的概率与天线数量和这些天线的信号间的分集去耦有关。在接收信号不同时，尤其是由于接收干扰，例如高频电平中断时，天线信号的分集去耦问题摆在本发明面前。

本发明从EP0269723出发。其中为了得到分集去耦的天线信号需应用至少二个天线，其由汽车供暖器(Heizfeld)构成。此外对每一个天线有一个连接电路和一个天线放大器，它用来提高信噪比。这种连接电路大多数非常昂贵，尤其是与相应的、必需的至接收机的高频连接线一起购买时。

现用技术，例如为接收超短波广播，大多数使用后窗玻璃边沿处的4个天线放大器，其电缆连接费用昂贵并且也给汽车制造带来麻烦。

本发明的目的在于设计一种具有不同的可选用天线信号，但是仅有一个连接电路的，用于汽车中分集式天线装置的分集式天线，其中，平均接收质量尽可能好，在行驶中同时出现在不同天线信号中的接收干扰和分开的天线差不多小。

本发明的任务通过权利要求1所述技术方案解决。

下面借助附图详细说明本发明实施例。附图中：

图1a：用于汽车中分集式天线装置的本发明分集式天线，它包含一个连接电路4和一个电可控阻抗电路6，它们连接于后窗玻璃上导电面1边上的一个低阻耦合导线12a。

图1b：具有低阻耦合导线12a的本发明分集式天线，此耦合导线具有最小为为λ/10(十分之一的波长)的总长度，在阻抗连接点8和天线连接点5之间的最小距离为λ/10。

图1c：在阻抗连接点8上电可控阻抗电路的不同调节状态下，天线连接点5上的与行驶路段有关的接收电压。

图2：本发明的分集式天线，它具有环绕的耦合导线12a和4个位于角7上的阻抗连接点8，并且天线连接点5在导电面1的上水平边上。

图3a，b：具有作为导电面1的涂覆导电层13的玻璃板，以及具有嵌入导电面1的组合玻璃板。

图4：由具有与导电面1有高频低阻接触的条形电极43构成低阻耦合导线12a。

图5：由汽车后窗玻璃供暖导线组构成的天线导电面1。低阻耦合导线12a由用来锁入加热电流，安装在前侧面上的汇流条构成，加热区20的上下供暖导线15作为电感性高阻边沿导线12b。电可控阻抗连接电路6具有一个或多个控制输入端22，用以调节离散的阻抗值。

图6：低阻耦合导线12a作为导电面1的下边沿导线。为避免后窗玻璃供暖器的汇流条件14间的短路，需要电镀的直流隔离电路42。

图7：供暖器20在汇流条14上接有抵抗高频干扰的馈电电路。具有天线连接点5的低阻耦合导线12a由多个在下面两个加热导线15上电镀的，垂直于加热电流方向7的容性耦合短导线16构成。

图8：同图7，但是在汇流条146上具有直接至汽车的地线3的电镀连接，它构成加热电流馈电导线。

图9：供暖器具有电镀相互分开的上下部分供暖器，在汇流条14的分开处它们通过高频导电的双极19(例如一个足够大的电容器)相互连接，以构成一个尽可能大的有效作用导电面1。两个连接电路4上给出的可供使用的天线信号21通过一个分集转接器54引至接收机30。

图10：替代图9中的高频导电的双极19，在上下汇流条14之间用另一个具有控制输入22的阻抗电路6连接。

图11a：具有高频连接端9和10的电可控阻抗电路。两个连接端之间的有效阻抗Z由控制门22上的控制信号23通过电子开关24接入。

图11b：电可控阻抗电路具有两个控制器22和作为电子开关24的高频二极管。这样可调整出3个不同的阻抗值。

图12a：具有一个分集处理器31和一个切换装置29的分集式接收装置，切换装置通过导线34控制电可控阻抗电路6的控制门22。

图12b：分集式接收装置具有一个分集处理器31和一个切换装置29，它通过导线34控制电可控阻抗电路6的控制门22并通过切换信号33控制连接电路4中的数字切换匹配电路26。

图13：本发明具有接收调幅广播信号的附加调幅天线导线35的分集式天线，调幅天线位于导电面1，即供暖器20上方。所需要的调幅放大器36在连接电路4中。

图14：同图13，但是它有另一个电可控阻抗电路6在导电面1的长边中下方 $\frac{1}{3}$ 处，它与第一个电可控阻抗电路6有足够大的距离。

图15：涂覆在玻璃上表面上的条形导线38由于其尺寸和位置，与相对邻近车身间构成足够大的电容量。这样用于天线连接电路4的汽车地线连接点和用于电可控阻抗电路6的汽车地线连接点11与汽车地线3形成了电容接地连接。至电可控阻抗电路6的控制线34同样也是印刷导线。

图16：为了产生带有数字地址信号的控制信号23，在连接电路4中有一个码发生器，地址信号在电可控阻抗电路6所包含的解码电路40中解码，得到调整电子开关24所需的信号。

图17：借助于包含在连接电路4中的逆变器45产生交流供电电压47，它经供电导线44引到电可控阻抗电路6，在那里它被整流器46整流，得到供电可控阻抗电路6使用的直流供电电压48。

图18：单独印刷在窗玻璃39上的导线不仅用作控制线34，而且也用作对电可控阻抗电路6的供电导线44，它引导连接电路4中码发生器41的控制信号23到电可控阻抗电路6并在那里经滤波器49送到解码电路40。对电可控阻抗电路6的供电与图17中相同。

图19：一个经阻抗连接点8和相邻汽车接地点11连接到导电面1的电可控阻抗电路6的原理图，控制信号23经控制线34送给它。通过供电导线44上的交流供电电压47实现对电可控阻抗电路6的供电。

图20：经过一根至阻抗连接点8的高频线51空间上隔离电可控阻抗电路6，连接点8与一条垂直导线53相连接，该导线切割基本上水平走向的供暖导线15。水平走向的低阻连接导线12a经过隔直流电路42和用作汇流条14的低阻导线12a连接到连接电路4。

图21：同图20，但是高频线51被实施为汽车接地线3附近的印刷导线52，构成非对称的共面高频线，并且隔直流电路42放在电可控阻抗电路6的盒内，电可控阻抗电路6的控制与供电与图19中相同。

本发明的基本工作方式可借助于一个简化模型来说明。图1a示出本发明的一个分集式天线的简单配置例。低阻耦合导线12a与均匀的导电面1连接，基于其最佳的电容性作用，其表面阻抗可直至约50欧姆。在低阻耦合导线12a的端点处构成天线连接点5和汽车接地连接点2，这在下面用门1表示。在低阻耦合导线12a的另一端构成阻抗连接点8和相邻的汽车接地连接点11，下面用门2表示。由于具有 $\frac{\mathrm{\λ}}{10}$ 的最小长度的低阻耦合导线12a和导电面1的相对于波长的有效尺寸，当上述门以相对波长足够大的距离配置时大多数电磁波以随机的波区域入射到两个门上，于是在规定的负载阻抗上得到不同的信号电平。这在下同将详述。

用波参数描述天线， S₁₁ 和 S₂₂ 表示门1和门2处的入射反射系数，S₁₂ 表示这些门的耦合，此外一个从虚构的门3出发，从方位角方向φ_v来的复数振幅为W_v的第v个入射电磁波在门1上的复数电压分量U_v * S₁₃ (φ_v)，它在门2上的电压分量相应为 U_v * S₂₃ (φ_v)，这样，在规定的门1和2阻抗终端下得到在一个地点处门上的接收电压。假设N个这样的波具有随机的复数振幅，以随机的方位角射入，并且简单地假设门1无反射端接，有 r₁ =0，门2的端接具有反射系数 r₂ ( Z₂ )，这样经过行驶路段1时门1上相应的接收电压 U_I (1)。在简单地假设门1无反射端(r₁=0)时，例如通过一个输入阻抗对应于波参数基准阻抗的连接电路4连接时，经行驶路段1时连接电路4上的接收电压 U _Ⅰ(1)如下式所示：

式中和表达式 U _Ⅰ(l)和 U _Ⅱ(l)表示在门1上的有效电压分量，它们随着行驶距离l强烈变化，基于统计规律性，它们具有所谓的电平中断，这些中断仅在 S ₁₃(φ_v)和 S ₂₃(φ_v)间有足够的区别时才不在同一地点出现。此区别在本发明中通过要求两个门之间的距离A足够大，至少为 $\frac{\mathrm{\λ}}{10}$ 来实现。若为了容易理解本发明的实质而假设不需要的入射反射系数 S ₂₂=0，由上述关系得到门1上电压电平的一个简单表达式：

U _Ⅰ(l， r₂ )= U _Ⅰ(l)+ S₁₂ (A)· r₂ (Z₂)· U_Ⅱ (l)    (2)这个表达式清楚地说明，仅当U_Ⅰ(l)和U_Ⅱ(l)不在相同行驶路段处为零或具有一个电平中断时，接收电压 U₁ (l， r₂ )才不为零。这要求S₁₃(φ_v)和S₂₃(φ_v)有足够大的不同。耦合参数 S₁₂ 通过选择门1和门2并由耦合导线12a确定。反射系数 r₂ (Z₂)由于接入单位圆内的不同阻抗Z2而可取复平面内所有的值。因对高接收功率感兴趣，优选具有｜r₂｜=1的电抗值Z₂ =jX₂。如果如图1c所示那样在门2连接某个值X₂时U_Ⅰ(l)出现电平中断，则当耦合参数 S₁₂ 足够大时可通过切换阻抗 Z₂ 到另一个合适的值X2’上来克服此缺陷。在本发明中通过耦合导线12a实现足够大的耦合。如果此耦合太小，则由 U_Ⅱ (l)产生的对接收电压的贡献太小，在从X2切换到X₂’上时以及在优化选择电抗时只能微量地克服电平中断，因而不能取得两个天线信号的必要的分集去耦。

图1c举例示出具有本发明天线的分集式天线系统的基本工作方式。如果对于l＜la，在接收机中信号电平U₁(l， r₂ (X₂))有效，分集式处理器在行驶路段位置la上低于干扰门限值时在门2上接入另一个阻抗Z₂ =jX2’，这样相应改变了反射系数 r₂’ (X₂’)。切换后在接收机中信号U₁(l，r₂ (X₂’))一直有效，直到在行驶路段位置l_b重新切换到原来的阻抗值Z₂ =jX₂，得到信号电平U₁(l， r₂ (X₂))。本发明中导电面由均匀导电层构成，或者由离散的线状导体构成的网络或网络结构构成，或者由多个这种方式构成的导电面构成，然而它们通过环绕整个导电面1的边沿导线12高频导电地相互连接，从而构成一个相关的，高频充分导电的面1。对应于通常的车窗形状，它被设计为基本上矩形或梯形。为完成本发明的任务，要求导电面1有一定的最小尺寸，它没有一个边的长度小于相应接收频率的波长的十分之一 $\left(\frac{\mathrm{\λ}}{10}\right).$ 因为导电面1电容作用占优势，在流行的高频导线意义上的低阻不是必须要求的，只需均匀导电层的表面阻抗基本上不超过10Ω的值就足够了。在导电面1是由离散的线状导体构成，例如由组合玻璃板中的加热丝或印刷在后窗玻璃上的供暖导体构成时，同时可得到本发明所需的必要的导电性。在本发明中构成导电面1的外边框的边沿导线12或者是由薄的线状导体构成的电感高阻边沿导线12b，或者在用均匀导电的透明层构成导电面时由其边沿构成。为了在这种方式导电面下在门1和2之间形成必要的耦合，在本发明中边沿导线12的一部分设计成低阻耦合导线12a。为避免薄的线状导体的电感高阻作用，边沿导线被设计成扁平条形，并且至少约5毫米宽地复在玻璃板上。如果边沿导线12b是圆横截面的电感高阻导线，其直径应不小于约4毫米。导电面1的边沿上的低阻耦合导线12a的设计不局限于直线，但是低阻耦合导线12a的总长度在本发明中就不小于 $\frac{\mathrm{\λ}}{10}$ 的最小长度。图1b举例示出在导电面1角上的低阻耦合导线12a。

如图2所示，在本发明的一个优化结构中导电面1被相互连接的低阻耦合导线12a完全围住，并且与直至4个电可控阻抗电路6连接。它们最好直接位于导电面1的角7附近，在那里它们一方面与低阻耦合导线12a上的阻抗连接点8相连接，另一方面与汽车接地连接点2连接。在所示方式导电面1下这些电可控阻抗电路6的安装获得多个天线信号21，以下称为分集效率。

利用供暖器20是本发明的一个突出优点，它位于汽车的后窗玻璃或前窗玻璃上，如图1a所示。在此情况下供暖器的汇流条14被用作低阻耦合导线12a。在通常汽车尺寸下垂直定向汇流条14的长度在30cm和80cm之间。在超低频广播的频率范围内这对应于波长的 。因此汇流条14可构成本发明中的低阻耦合条12a。另一个本发明的有优点的设计是象图14所示那样在导电面1的下边沿延长图1a中的低阻耦合导线至窗玻璃39的横向尺寸水平中心处，并且在那里连接一个电可控阻抗电路6。在此情况下连接电路4和在供暖器水平中心处连接的电可控阻抗电路6之间的距离在超低频波段范围内是波长的

尤其是前窗玻璃的具有阻挡红外线传输的导电层13在本发明中被用作导电面1。这样的导电层或者涂覆在图3a中的玻璃表面上，或者作为复合玻璃的中间层，如图3b所示。这种良好的导电层的边沿区中导电层自身被作为本发明中的低阻耦合导线12a。在图4中由于要求的光线渗透率使导电层的导电性受限，具有3Ω至10Ω的表面电阻。对于这种导电面1，低阻耦合导线12a由与导电面1有高频低阻接触的条形电极43构成。耦合可通过电镀连接导电层13实现，或条形电极43与导电层13间电容耦合。

如前面已提及的，图5中导电面1由在两个汇流条14间具有加热导线15的供暖器构成。除了在供暖器左下端连接电可控阻抗电路6外，一个类似的电可控阻抗电路6连接在导电面1的右上边沿上。由于加热导线15和电感高阻边沿导线12b的电感作用，通过与不同阻抗的连接，使天线信号21具有特别合适分集接收的差异。

如图6所示的另一个本发明设计中，低阻耦合导线12a在导电面1的下边沿上延伸，并且与面对连接电路4的汇流条14高频连接。高频低阻直流隔离电路42避免了直流短路。右侧电可控阻抗电路6的不同阻抗对由连接电路4引出的接收电压的影响明显提高，这使得分集效率提高。

为在具有电感高阻边沿导线12b的供暖器中构成低阻耦合导线12a，如图7所示本发明的优化设计中垂直的线状导体16垂直于加热直流电流的流动方向17被涂覆，用以两个或多个水平的加热导线15间的高频连接。垂直线状导体16设置在有相同加热电压的电位点之间，因而不导至平衡电流，从而也不改变被连接加热导线15的加热作用。被连接加热导线15在此起到本发明中低阻耦合导线12a的作用。加热导线15的线状连接可或者电镀实现，或者电容实现。图7中由阻挡高电流的供电电路18完成至汇流条14的加热电流供电。图8中却实现至汇流条14b的加热电流供电导线与汽车地线3的直接电镀连接。

从汽车技术角度出发经常要求分开供暖器。如图9和10所示，为了得到尽可能大的高频有效的导电面1，供暖器20的相邻汇流条14可用高频导电的双极19相互连接。图9示出按照本发明具有分开的供暖器的两个分集式系统的组合。借助于高频导电的双极19，在两侧基本上垂直的导电面1的边沿上构成贯穿的低阻耦合导线12a。借助于连接于低阻耦合导线12a下端的电可控阻抗电路6，尤其与在低阻耦合导线12a上端设置的连接电路4有关的用于分集的不同的天线信号21被得到。两个连接电路4输出的可用天线信号21按本发明经一个分集切换开关54送到接收机30。装置的分集作用来源于导电面1下边沿上左角和右角7上的电可控阻抗电路6中的不同的阻抗接入以及有效阻抗50的不同接入位置。在本发明的另一优化设计中代替图9中的高频导电双极19而设置一个电可控阻抗电路6。如图10所示。这样与连接供暖器20的汇流条14的两个不同的阻抗的天线信号21有关的分集效率由于电可控阻抗电路6而明显提高。

按照本发明每个电可控阻抗电路6至少有一个控制门22，它用来调节第一个高频连接点9和第二个高频连接点10之间的有效阻抗值Z。通过加入不同的控制信号23使不同的阻抗Z变为有效，从而通过低阻耦合导线12a的耦合作用在连接电路4的输出端得到分集用的不同的天线信号21。在图11a中此电可控阻抗电路6的基本功能用一个电子开关24和一个阻抗Z25表示。图11b示出具有两个数字可调整的电子开关24的实施形式例，它具有离散的切换状态和一个电抗25。借助于两个控制门22，图11b所示阻抗电路6在适当的控制下可调节到3个不同的阻抗值。如果图5右上角所示另一个电可控阻抗电路6例如仅使用二个不同的切换状态(高阻和低阻Z)，由于低阻耦合电路12a的作用得到4个不同的分集用天线信号21。然而分集效率还可如图6所示那样提高，在低阻耦合导线12a被引到第二个电可控阻抗电路6时。对于第一个和第二个电可控阻抗电路6被调节的阻抗值组合举例如下：

组合号    第一个电路    第二个电路

1         约50Ω感抗    高阻

2         高阻          高阻

3         高阻          低阻

4         低阻          低阻

如图12a所示，本发明的分集式天线可使用在一个具有分集处理器31的分集式接收装置中，该处理器用来识别和借助于显示信号32显示天线信号21及由它导出的接收信号37中的接收干扰。输入显示信号32并在其输出端形成控制信号23的切换装置29经控制线34送出控制信号到电可控阻抗电路6。此外切换装置29如此设计，在天线信号21中出现干扰时通过切换至少一个电可控阻抗电路6的阻抗值；在连接电路4的输出端得到一个分集用的不同的天线信号21。与分集处理器31相配合，天线信号21的改变一直维持到分集处理器31不显示干扰为止。

由于天线连接点5和阻抗连接点8之间的强耦合，在电可控阻抗电路6中连接不同的阻抗值时改变了连接网络4输出的源阻抗。如图12b所示，在本发明优化设计中在连接电路4中设置一个数字可切换匹配电路26，它实现在电可控阻抗电路6处于不同切换状态时的阻抗匹配。此措施对于分集处理器所选用的天线的指向没有影响。此数字可切换匹配电路26的控制优选利用切换装置29实现，它不仅产生电可控阻抗电路6中的不同切换状态，而且也形成数字可切换匹配电路26中的不同切换状态。切换装置29最好也被分集处理器31进一步切换，这样相应控制信号23经控制线34去控制电可控阻抗电路6，并送出切换信号33去控制数字可切换匹配电路26。

按照图13实现了一个特别低费用而又有效的调幅/超低频分集式天线，在导电面1的上部印制了用于接收调幅广播信号的调幅天线导线35，并且在连接电路4中有一个与调幅天线导线35有短连接的调幅放大器36。优化方式是调幅放大器和超低频放大器一起安装在一个连接电路4中如果仅有一个(电可控阻抗电路6)在导电面1的左下端，则如上所述形成一个具有三个分集用的不同天线信号21。通过采用另一个电可控阻抗电路6，在导电面1的长度尺寸的下面中间三分之一处构成另一个阻抗连接点8和一个相邻的汽车接地点11。如图14所示，在其上以与第一个电可控阻抗电路6足够大的距离连接另一个电可控阻抗电路6。

图15中为了构成汽车接地点11和汽车接地连接点2沿着窗玻璃39的边框，至少在这些连接点的区域内印刷一个条状导体38。这个导体的长度和宽度选取得足够大，使得它与汽车车身的导电窗框之间形成足够大的电容量。电可控阻抗电路6通过阻抗连接点8连接到这个导体，通过天线连接点5连接于连接电路4。图15中还示出了窗玻璃39上另外的本发明所用的较窄的导体34和44。按照需要它们可用作控制线34或供电线44，如后面所述。为传输控制电可控阻抗电路6中的阻抗状态所必需的信号，按照本发明应用图15中的控制线34，它引导控制信号23到电可控阻抗电路6。它们用玻璃上印刷的导线或复线实现。电可控阻抗电路6中的切换功能优选用电子开关24实现，电子开关由具有两个切换状态的开关二极管构成。在连接电路4中最好包含切换装置29，它如此构成：控制信号23可直接用来开通或关断开关二极管(例如在图11b中所示那样)。

用于实现电可控阻抗电路6的控制，在图16中按照本发明有一个用来产生形式为带有数字地址信号的控制信号23的码发生器41。这个地址信号含有用于调节全部电可控阻抗电路6的信息，并且通过导电面1被引入所有电可控阻抗电路中。借助于电可控阻抗电路6中的解码电路40，产生用于调整电子开关24所需的信号并将其送到电子开关24中。

如前所述，除了控制线34外还有供电线44可被优选实现为印刷的导线。为了产生电子开关24中的两个状态，用于置于导通状态或关断状态的供电直流电压是必要的。在相互邻近的，汽车车窗玻璃39上印刷的导线上的直流电压具有迁移的危险。由于在蒙上露水或被弄脏的窗玻璃39上的电解过程改变了印刷导线的边缘，使得在小距离下导至原来分开的导线之间发生导电连接。按照本发明此效应是这样避免的：用于生成电可控阻抗电路6中切换状态的能量供给如图17所示那样借助于供电线44上的交流供电电压47实现。为此本发明最好在连接电路4中有一个逆变器45，它连接于供电电压上并在其输出端提供交流供电电压47。为了获得形成电子开关24的切换状态所需的直流供电电压，在电可控阻抗电路6中存在一个整流器46，此外交流供电电压47保持足够的频谱纯度，以避免对天线系统的干扰。

图18中通过双重利用减少了用作控制线34和和供电线44的导体的数目其中通过同一根从连接电路4到电可控阻抗电路6的导线不仅传输交流供电电压，同时也传输控制信号23。为了分开这些信号，在电可控阻抗电路6中应用一个滤波器49。

图19示出通过阻抗连接点8和导电面1边上的一个相邻的汽车接地点11连接的一个电可控阻抗电路6的原理图，其中控制信号23经控制线34引入电可控阻抗电路，并通过供电线44以交流供电电压47的形式完成电可控阻抗电路6的供电。

按照本发明，在边沿导线12上某个位置上加载可借助于一个位于另一地点的阻抗电路通过连接高频线51实现。在图20中这用一个位于导电面1的左下角7的阻抗Z表示，它通过平行于汽车车窗下边框走线的高频线51以有效阻抗50在高线的右端加载到连接点8。其中阻抗Z被如此选取；使得在连接电路4上得到所要的分集用的不同天线信号21。本发明的优点还在于应用遥控的可能性，仅借助于图12中电可控阻抗电路一个唯一的结构单元，一个不同的阻抗电路不仅可被作用到窗玻璃39水平中央处阻抗连接点8，而且可被作用到导电面1左下角7的阻抗连接点8’上。如果连接电路4连接到汇流条14上端，在汇流条14的下端实现的不同的阻抗电路尤其在接收电波水平极化时导至好的分集效率。对于垂直极化波，位于导电面1中心区域内的垂直导线53被证实是有好处的。接入变更的有效阻抗50对于垂直极化部分将提高分集效率。

图20中用同轴线实现的高频线51最好用平行于导电车窗窗框(汽车地线3)，形成为非对称共面导体的印刷导线52实现。这样不仅高频线51，而且控制线34和供电线44均可用印刷导线实现(见图21)。为了改善天线连接点5和下边沿中心处的阻抗连接点8间的电耦合，低阻耦合导线12a从导电面1的左下角走到车窗玻璃的垂心并与垂直导线53电镀连接。必要的隔直流电路42最好由电可控阻抗电路6中的一个电容器实现。采用这个措施可形成高效天线分集系统，它仅由具有印刷导线的玻璃板，连接电路4和一个唯一的结构单元组成，电可控阻抗电路6安装在此结构单元中。由于不仅连接电路，而且具有电可控阻抗电路6的结构单元的结构都简单，这种非常有效地得到多个分集用不同天线信号21的天线可以低廉的费用实现。

符号表

导电面1  汽车接地连接点2  汽车地线3  连接电路4  天线连接点5  电可控阻抗电路6  导电面的角7  阻抗连接点8  第一个高频连接端G  第二个高频连接端10  汽车接地点11  边沿导线12  低阻耦合导线12a  电感高阻边沿导线12b  导电层13  汇流条14  加热导线15  线状导体16  加热直流电流流动方向17  阻挡高频电流的供电电路18  高频导电双极19  供暖器20  天线信号21  控制门或控制输入端22  控制信号23  电子开关24  电抗25  数字可切换匹配电路26  天线导线27  天线放大器28  切换装置29  接收机30  分集处理器31  显示信号32  切换信号33  控制线34  调幅天线导线35  调幅放大器36  接收信号37  条状导体38  车窗玻璃39  解码电路40码发生器41  隔直流电路42  条状电极43  供电线44  逆变器45  整流器46  交流供电电47  直流供电电压48  滤波器49  有效阻抗50  高频线51  印刷导线52  垂直导线53  分集切换器54

Claims (30)

1．用于车辆，例如汽车中的分集式天线装置中的分集式天线，它处于被导电的汽车地线环绕的车窗玻璃，例如后窗玻璃的范围内，该玻璃具有基本上矩形或梯形的边界和涂覆电导体的面，其特征在于，

构成一个与其边沿导线(12)有关的高频足够导电的面(1)，边沿导线(12)与汽车地线(3)高频隔离，

导电面(1)的一侧的每个边沿导线(12)具有约 $\frac{\mathrm{\λ}}{10}$ 的最小长度，并且至少边沿导线(12)的一部分被构成具有约 $\frac{\mathrm{\λ}}{10}$ 的最小总长度的低阻耦合线(12a)，

具有由导电面(1)构成的天线的分集式天线具有一对接线端，其具有汽车接地连接点(2)和最小长度为大约 $\frac{\mathrm{\λ}}{10}$ 的低阻耦合导线(12a)上的天线连接点(5)，这对接线端与连接电路(4)连接，

至少存在一个电可控阻抗电路(6)，

一个经过低阻耦合导线(12a)与天线连接点(5)相连的阻抗连接点(8)被构成，其上高频连接电可控阻抗电路(6)的第一个高频连接端(9)，其第二个高频连接端(10)与相邻的汽车接地点(11)高频连接，天线连接点(5)和邻近的阻抗连接点(8)之间的距离至少为

，

这样，借助于对电可控阻抗电路(6)的阻抗值的调整，在连接电路(4)的输出端形成分集用的不同的天线信号(21)。

2．如权利要求1所述的分集式天线，其特征在于，导电面(1)被相互连接的低阻耦合导线(12a)完全包围，存在直至4个阻抗电路(6)，并且在耦合导线(12a)上紧邻导电面的一个角(7)的地方构成一个阻抗连接点(8)，在其上连接电可控阻抗电路(6)的第一个连接端(9)，而其第二个连接端(10)与邻近的汽车接地连接点(2)相连接。

3．如权利要求1或2所述的用于接收超低频广播的分集式天线，其特征在于，导电面(1)的最长边沿导线(12)的长度是工作波长的

4．如权利要求3所述的用于接收超低频广播的分集式天线，其特征在于，导电面(1)的最短边沿导线(12)的长度是工作波长的 $\frac{1}{10}$ 至 $\frac{1}{4}.$

5．如权利要求1至4中任一项所述的分集式天线，其特征在于，导电面(1)作为透光的导电层(13)涂覆在玻璃表面上，或作为导电层嵌在组合玻璃中，并且通过导电层(13)的高导电能力得到低阻耦合导线(12a)。

6．如权利要求5所述的分集式天线，其特征在于，由于所要求的透光性，导电层(13)有有限的导电能力，表面电阻为3-10欧姆，并且为了构成低阻耦合电路，在导电面(1)的边沿至少部分地存在与导电面(1)有高频低阻接触的条状电极(43)。

7．如权利要求1至4中任一项所述的分集式天线，其特征在于，导电面(1)由设置在轿车玻璃上的供暖器(20)构成，供暖器具有用来馈入加热电流的正面设置的汇流条(14)和设置在汇流条之间的加热导线(15)，低阻耦合导线(12a)由汇流条(14)构成。

8．如权利要求7所述的分集式天线，其特征在于，加热导线(15)为线状的，由嵌在组合玻璃中的线材或涂覆在玻璃上的导线构成，并且位于导电面(1)边沿处的加热导线(15)起到电感高阻边沿导线(12b)的作用。

9．如权利要求7所述的分集式天线，其特征在于，为构成高频低阻耦合导线(12a)，在两个汇流条(14)之间存在至少一个具有串接的电容性隔直流电路(42)的低阻耦合导线(12a)。

10．如权利要求8所述的分集式天线，其特征在于，为了用线状的加热导线(15)构成高频低阻耦合导线(12a)，垂直于加热直流电流的流动方向(17)涂覆一个或多个相互平行走向的线状导体(16)，它们电镀或电容连接于至少两个线状加热导线(15)。

11．如权利要求7至10中任一项所述的分集式天线，其特征在于，在至汇流条(14)的加热电流馈线中串接阻挡高频电流的供电电路(18)。

12．如权利要求4及7-10中任一项所述的分集式天线，其特征在于，在第一个汇流条(14a)的加热电流馈线中存在一个阻挡高频电流的供电电路(18)，第二个加热电流馈线电镀连接于汽车地线(3)，在第一个汇流条(14a)的至少一个角(7)的附近有一个电可控阻抗电路(6)，并且在两个长边沿导体(12)中的一个的长度尺寸中间三分之一处有一个用于连接阻抗电路(4)的天线连接点(5)。

13．如权利要求7至11所述位于轿车后窗玻璃中的分集式天线，其特征在于，出于分开加热电流的供电的需要，存在相互分开，上下设置的电镀供暖器(20)，其加热直流电流为水平流动方向(17)，并且用于构成尽可能大的高频有效导电面(1)，供暖器(20)的上下相邻的汇流条(14)用一个高频导电的双极(19)相互连接。

14．如权利要求13所述的分集式天线，其特征在于，至少用来代替高频导电的双极(19)，接入一个电可控阻抗电路(6)。

15．如权利要求1至14中任一项所述的分集式天线，其特征在于，在电可控阻抗电路(6)上存在至少一个控制门(22)，用以调节第一个高频连接端(9)和第二个高频连接端(10)之间的有效阻抗，从而通过设置不同的控制信号(23)在连接电路(4)的输出端得到分集用的不同的天线信号(21)。

16．如权利要求1至15中任一项所述的分集式天线，其特征在于，在电可控阻抗电路(6)中存在至少一个数字可调节的电子开关(24)，它具有离散的切换状态，必要时连接电抗(25)，以调节离散的阻抗值，并且离散阻抗值的调节通过设置一个或必要时多个数字控制信号(23)到控制门(22)或多个控制门(22)而实现。

17．如权利要求1至16所述的，并且与一个具有分集处理器(31)的分集式接收装置相连接的分集式天线，处理器用于识别并借助显示信号(32)显示在天线信号(21)及由它导出的接收信号(37)中的接收干扰，其特征在于，具有一个切换装置(29)，显示信号(32)被送入其中，在其输出端形成控制信号(23)，通过控制线(34)送到可控阻抗电路(6)，并且如此构成切换装置(29)，在天线信号(21)中出现接收干扰时通过至少一个电可控阻抗电路(6)的阻抗值在连接电路(4)的输入端上得到分集用的不同的天线信号(21)，与分集处理器(31)相配合，天线信号(21)的更改一直维持到分集处理器(31)不显示干扰。

18．如权利要求17所述的分集式天线，其特征在于，在连接电路(4)中有一个无耗的数字可切换匹配电路(26)，它用于对电可控阻抗电路(6)不同状态下的天线连接点(5)上的阻抗与引到接收机(30)去的天线导线(27)或必要时与位于连接电路(4)中的天线放大器(28)进行阻抗匹配，并且在切换装置(29)中产生用于控制数字可切换匹配电路(26)的切换信号(33)，经控制线(34)送到匹配电路。

19．如权利要求3至4及权利要求7至18中任一项所述的分集式天线，其特征在于，用于连接连接电路(4)的天线连接点(5)被构成在两个汇流条(14)的上端，在此汇流条的下端构成第一个阻抗连接点(8)，而在另一个汇流条(14)的上端构成第二个阻抗连接点(8)，它们用以分别连接第一个和第二个电可控阻抗电路(6)，并且第一个电可控阻抗电路(6)被设计为数字调节3个离散的阻抗值，而第二个电可控阻抗电路(6)被设计为数字调节2个离散的阻抗值。

20．如权利要求19所述的分集式天线，其特征在于，通过对阻抗值(6)的数字控制，总共构成4个不同的分集用天线信号(21)，第一个和第二个阻抗电路(6)的阻抗值的调节组合如下：

组合号    第一个电路    第二个电路

1         约50Ω电感    高阻

2         高阻          高阻

3         高阻          低阻

4         低阻          低阻

21．如权利要求20所述的的分集式天线，其特征在于，用于构成一个调幅/调频-分集式天线(即调频分集+调幅天线)，在导电面(1)的上部存在一个接收调幅广播信号的调幅天线导线(35)，并且在连接电路(4)中有一个调幅放大器(36)短接到调幅天线导线(35)上。

22．如权利要求1至21中任一项所述的分集式天线，其特征在于，另外在两个长边沿导线(12)的至少一个上和导电面(1)长边的中心三分之一处构成另一个阻抗连接点(8)及与其相邻的汽车接地点(11)，其上连接一个电可控阻抗电路(6)。

23．如权利要求1至22中任一项所述的分集式接收天线，其特征在于，为构成汽车接地点(11)及汽车接地连接点(2)，沿着车窗玻璃的边沿至少在这些连接点的范围内涂覆足够长度和宽度的一个条状导体(38)，其与汽车车体的窗边框之间形成足够大的电容量，这样得到与汽车地线(3)的电容连接。

24．如权利要求1至23中任一项所述的分集式天线，其特征在于，引导控制信号(23)到电可控阻抗电路(6)的控制线(34)由印刷在玻璃上的导线或复线构成。

25．如权利要求1至24中任一项所述的分集式天线，其特征在于，电子开关(24)由具有两个切换状态的开关二极管构成，并且切换装置(29)被包含在连接电路(4)中，它如此构成：控制信号(23)适合于直接开通和关断开关二极管。

26．如权利要求1至24中任一项所述的分集式天线，其特征在于，存在用于产生以携带数字地址的信号为形式的控制信号(23)的码发生器(41)，并且地址信号含有调整所有电可控阻抗电路(6)的信息，它们一起经导电面(1)被引入，而且在电可控阻抗电路(6)中存在相应解码电路(40)，它用以产生调整电子开关(24)所需的信号。

27．如权利要求1至26中任一项所述的分集式天线，其特征在于，供电线(44)被印刷在窗玻璃(39)上，并且电子开关(24)的截止和导通状态所需的供电通过供电线(44)接入电可控阻抗电路(6)。

28．如权利要求27所述的分集式天线，其特征在于，为避免供电线(44)的迁移效应，交流供电电压(47)被引入，它具有相对产生上述效应而言可忽略的时间平均值，交流供电电压(47)由逆变器(45)产生，并且用于得到电子开关(24)的截止和导通状态所需的直流供电电压(48)，在可控阻抗电路(6)中有一个整流器(46)，并且逆变器(45)优选安装在连接电路(4)中。

29．如权利要求1至28中任一项所述的分集式天线，其特征在于，为在阻抗连接点(8)和汽车接地点(11)之间接入借助于高频导线(51)产生的有效阻抗(50)，在高频导线另一端连接电可控阻抗电路(6)的阻抗Z，并且高频导线(51)优选走在窗玻璃(39)的边沿上。

30．如权利要求29所述的分集式天线，其特征在于，高频导线(51)由窗玻璃(39)上印刷的导线(52)构成，平行于汽车地线(3)走线，并且包含汇流条(14)和低阻耦合导线(12a)间的隔直流电路(42)和作为阻抗Z的元件在电可控阻抗电路中。

Images