CN1816940A - 汽车的窗玻璃天线 - Google Patents
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Abstract
用于汽车的天线窗玻璃，它包含有导电涂层(2)，它以表面的方式在窗玻璃(12)的表面上伸展，直到涂层的自由边缘区域，该涂层(2)用作天线元件；还包含有耦合电极(4)，它装备有外部连接，该电极(4)以电容的方式与夹有绝缘层(13)的导电涂层(2)相耦合，耦合电极(4)是由至少一根细金属线组成的。按照本发明，该至少一根的细金属线从窗玻璃(1)的边缘区域开始，通到由涂层(2)覆盖的表面上，然后返回到具有至少一个折的边缘区域，使得该金属线的两个端部(4A，4B)位于窗玻璃(1)的边缘区域。
Description
本发明涉及的是汽车用的天线窗玻璃，它具有权利要求项1序言中的特征。
根据文献DE 198 32 228 C2，我们知道了一种汽车用的天线窗玻璃，它具有这样一些特征：其中的导电涂层(revêtement)被用作天线元件。为了使来源于作为复合窗玻璃的窗玻璃内涂层的天线信号退耦，与该涂层以电容方式耦合了一个耦合电极。这个电极是由多根相互平行且相距一定距离的细金属线组成的，它们通过一个汇流条或类似物电学上连接在单一的一个端部上，而且从这个连接处开始伸展在此涂层上。这样构成电容器的电介质中间层是由复合窗玻璃的至少一个粘合层组成的。
以前的实施例包含有在复合窗玻璃之一上用丝网印刷铺敷上窄的或薄层形式的接触带，与这些实施例相比，耦合电极的这个构造形式提供了很大的优点：在装配好的状态实际上是看不见这个构造形式的。几乎不可避免的是，这些耦合电极事实上是位于所涉及窗玻璃的视野中，这里的窗玻璃，例如，是作为挡风玻璃被安装在具有金属车身的汽车上，因为在这种使用实例中，为了避免天线区域与车身(接地的)的直接耦合，必须整个沿着窗玻璃的边缘，使这个涂层远离或对其切割。因而不可能把该耦合电极设置得非常靠近该窗玻璃的边缘，电极在这里在光学上能被车窗的框架所遮掩。
如果把直径是，例如，10到100μm的金属线放置在复合窗玻璃内部或是其表面上，除非它们放置得相互距离很近，否则按照这样，在正常情况下是不能辨别出它们的。相反，如果它们相互的间隔至少接近其直径的10倍的话，那么只有离玻璃质窗玻璃非常近地来看，才能这样看见它们。使用这种已知的天线窗玻璃，与例如由金属薄层带组成的平面耦合电极相比，在本发明实施例的情况下，已经表明耦合电容对于传输天线信号是足够了。
然而用细金属线做成的耦合电极的实际应用表明，在这些金属线只是在一端连接时，并不总是能得到所要求的传输能力。对于理想的光学镶贴(pla cage)来说，金属线的数目，因而电极的总宽度，是保持尽可能小的。在工业制造方面，不能完全保证建立金属线总体与公共连接电极(天线基部)的电接触。总之，在制造构成窗玻璃的复合体以前和/或以后，没有可靠的测试方法能对耦合电极的工作电容进行测试。如果制造终止了，而且如果尔后发现有不良的耦合，则要报废整块窗玻璃。
可以设想来延长这些金属线，让它们超出两边，到窗玻璃外面，使得因此能够对连续性进行控制。然而这必须单独对每根金属线，或是对它与天线基部的接触进行反复测试，因此由这个变体不能指望消费会有显著的减少。
文献DE 42 37 818 A1描述了一种汽车用的天线窗玻璃，在其表面上设置有丝网印刷的环形无线电信号天线。从窗玻璃边缘区域中制作的平面连接区域开始，这个环路的一段穿进窗玻璃的视野中，直到另一段从其返回的倒转点。其构成天线基部的自由端带有狭缝状间隔地被第一段的平的出发区域环绕着。这个结构形成了严格意义上的天线，它不是为与平面天线结构进行电容耦合而设置的。
本发明从运行安全的观点出发，提出对文献DE 198 32 228 C2所描述的那类天线窗玻璃做进一步地改进。
按照本发明，这个问题是用权利要求项1中的特征来解决的。从属权的利要求项的特征阐明了对这个主题所进行的有益的改进。
如果平行的金属线不是简单地“盲目”终止，而是耦合电极包含有至少一根两端部处于窗玻璃边缘区域中的细金属线的话，那么就已经先验地避免了对导电率的限制，这里的限制是由于金属线或金属线的一个端部与重新组合(regroupement)点没有接触而造成的。使用通常的测试方法，可以简单地控制预制的或是已经安置的耦合电极的连续性。从工业自动化的观点来看，没有必要进行大的把金属线安置在复合的窗玻璃上或在其中的重新组织工作；可以求助于已知耦合电极情况中使用的同样手段。原则上来讲，金属线的端部也可以通到外面，离开构成窗玻璃的复合体，使得也可以在完成的窗玻璃上排除可能出现的接触问题。
也可以设想在装配好的状态中，在相应设备(频道选择器，收音机，电视)的诊断装置方面进行控制，以便利用它们的诊断，就可以同时也来控制天线和相应功能元件的工作电容，特别是耦合电极及其连接的工作电容。
确实，把金属线的这两个端部最好是会集成位置靠近的状态，并因此使得金属线描绘出至少一个简单的环路。然而，这不是绝对必要的。这两个端部都位于由金属线所描述的，至少有两个折的轨迹两边，把这两个端部放置得相互有一个距离，例如每个都在窗玻璃的角落上，这样也在本发明的范围之内。构成此环路的导体部段的数目在这种情况下可以是奇数的，而在外部连接紧密靠近电极环路的情况下，就会是偶数的。
金属线的折叠，至少是单折叠，是必要的，以便给耦合电极一个足以进行电容耦合的虚拟表面(由金属线平行部段的相互间隔所决定)。
按照本发明的耦合电极原则上也可以包含多于一根的金属线，或是多于一个的环路。即便是由于要建立的外部接触数目较小，必须选用一根金属线的解决方案，那么也可以想象提供，例如，两个或更多的单极环路，它们是叠瓦状排列，或是并排地平行放着。
为了建立耦合电极的外部接触，在窗玻璃1的边缘上最好是提供适当的接口件(多路连接器，扁平导线，插拔式连接器)。由于窗玻璃1是装配起来的，于是就建立了与接受设备(收音机，频道选择器，电视等)以及与电压源的连接，下面我们将谈到这个电压源。这样的多极接口件照这样就组成了目前的技术状态(例如见DE-C 195 36131)，因此这里不作更详细的解释。因为它们是所属技术领域的专业人员常用的，所以我们不再提及可能需要的防护措施。
与已知的天线窗玻璃相比较，利用所有这些措施，由已完工窗玻璃耦合电极的接触故障造成的废品率明显地减少了，在把这种窗玻璃装配进汽车里以后，控制功能仍然是可行的。
叠加在天线上的这些薄层形式金属线的数目，因此就是这样所构成电容器的传输能力，按照需要，可能受到耦合电极内多个环路姿态的影响，或是简单地受到采取正弦曲线环路的单折或多折的影响。后面的这种措施能得到大的表面覆盖度，却不损失对连续性进行简单控制的可能性。按照本发明，在必要时，可以由多根上面所述类型的金属线构成一个唯一的电极。
如同已知的耦合电极一样，这个或这些环路可以预先制作在一张有粘性的薄层上，然后把它们与此薄层一起放在天线窗玻璃中刚性玻璃上所希望的位置。这个预装配组合也可以配备有一个用于外部连接的适当接口件，其接触质量可预先检验过。
在分集式天线的装配方面，可以在天线窗玻璃中设置多个符合本发明构造的耦合电极，它们分布在窗玻璃的周边上。多个耦合电极端部的连接(例如在角落上)可以会集在窗玻璃的边缘上，彼此位置靠近，而且朝外与多个极接触，或许与一个公用接口件接触。这能使得在逻辑电路中进行的方式简单化，也能使这种窗玻璃电连接的装配简单化。
在一个附加的不显著的功能中，如果按照本发明的耦合电极能够，例如，放在汽车窗玻璃(挡风玻璃和/或后窗)的雨刮停留区域，它就容易受到供电电压的影响，此供电电压本身则叠加在信号电压上，而且这个电极能够按照需要充当独立可激活的加热元件。然而在这一类的应用实例中，采取适当的本身已知的措施仍然是可取的，以便使供电电压和HF信号退耦，例如采交连线圈(bobinesinterconnectées)的形式。
原则上讲，本发明不但可以用于复合的玻璃质窗玻璃，而且可以用于整体的汽车窗玻璃，在这种情况下，导电涂层放置在朝向驾驶室的表面上。在这种情况下，涂层最好是由高温分解法铺敷的导电材料组成，例如掺了添加剂的氧化锌。此外，耦合电极的金属线是嵌入在由透明聚合物制作的电介质层之间。朝向导电涂层的这个层最好是由粘合材料组成或者上面有一层胶，借助于它的帮助，耦合电极被粘贴在玻璃质的玻璃上。
但是，本发明首先是应用于复合的或层状的玻璃质窗玻璃上。因此，这里是借助于复合的玻璃质窗玻璃的实施例来对其进行描述的。虽然汽车挡风玻璃的窗玻璃几乎都是由复合玻璃组成的，但是复合玻璃正在日益被使用在背窗和侧窗上，因此本发明的天线窗玻璃基本上不局限于挡风玻璃，而显然是可以用于所有的汽车车窗玻璃。
本发明课题的其他细节和优点可以从实施例的图以及下面对它们的深入描述中得到。
这些简化的示意图是：
图1.本发明天线窗玻璃的一个视图；
图2.按照图1的耦合电极的一个放大视图；
图3.实施本发明耦合电极的变体的一个视图；
图4.天线窗玻璃沿图1(IV-IV线)的一个部分剖视图；以及
图5.图4中变体天线窗玻璃的另一个部分剖视图。
按照图1，天线窗玻璃1在其整个表面上安装有导电涂层2，不过它在区域中的整个轮廓上远离窗玻璃1边缘，或是根本就没有实施。点划线标示出涂层的外边缘，此涂层则均匀地覆盖着窗玻璃1的视野。在外围，在窗玻璃1的整个外周边上，也设置了一个本身已知的不透明边缘衬条3，围绕着窗玻璃1的视野本身。这个边缘衬条3实际上是由不透明涂料，例如待烘干的丝网印刷浆组成的，它覆盖或镶贴着一方面有用常用粘合法对这种窗玻璃的固定，另一方面还有涂层2的边缘。然而为了表达的需要，这里是画得透明了的。
如前所述，这样的天线窗玻璃1是粘贴在车体的一个通常是金属的环形物上，这个车体没有画出来的。涂层可以与其他功能(例如表面的加热和/或红外线的隔离)一起被用作天线，它必须在窗玻璃1外边缘前至少20mm处终止，考虑到表面-电容的比率，使得它不随车体而接地。在后面这种情况中，它不能传导信号电压，或者仅仅是极度微弱的电压。
为了把涂层2与接受装置相连起来，提供了一个由一根细金属线组成的耦合电极4。考虑到金属线小的厚度和拉伸性能之间有利的比率，为了制造这个耦合电极4，最好是使用钨丝。在这个实施例中，电极沿着天线窗玻璃1的一个侧边缘伸展，而且由涂层2作了表面式的覆盖，然而却不与之接触。因此电极在高频和低阻抗的情况下就以电容方式与涂层相连。
耦合电极4最好是位于涂层2被边缘衬条覆盖的区域中。因此观察窗玻璃1看不见电极。作为选择，如果借助于边缘衬条3不能把耦合电极4完全镶贴住，那么可以把构成耦合电极4的金属线在表面上弄黑，使得它事实上是看不见的。
当然，在本发明的一个未画出的变体中，电极可以只是部分地沿着窗玻璃的一个边缘伸展。
天线窗玻璃1本身已知是具有两块玻璃质或塑料质刚性玻璃的复合窗玻璃(参见图4或5)；由玻璃质和塑料质玻璃构成的混合复合体显然也是可能的。涂层2和耦合电极4放置在复合窗玻璃的内部，因此处在两块刚性玻璃之间，不过这两块玻璃却由电介质中间层彼此在电学上分离开来。很显然，原则上可以使用金属线和涂层之间的电耦合，然而却不能确定没有缺陷和安全地来实现。
耦合电极4的两个自由端4A和4B通到外面，超过窗玻璃1的外边缘。
在表示图1的一个变体(未画出)中，本发明的天线窗玻璃也可以装备有多个耦合电极，它们，例如，可以沿着第二侧边缘和/或沿着上部和/或下部纵向边缘伸展，还可以延伸进入视野之内和/或进入角落中。在这种构型中，每个耦合电极都可以，取决于接收的情况，发送一个不同的输出信号给分集式天线装置。
图2表示了放大了的耦合电极4。可以看到，它是由单根连续的金属线组成的，不过它构成一个一次折叠的环路。因此金属线从离端部最远的颠倒(Inversion)点开始，向后折叠，直到其端部附近，金属线的这些部段彼此平行地伸展，分开的间隔比金属线的厚度要大得多。因此，耦合电极4在其端部4A和4B之间包含有金属线的四个相互平行的部段，它们在倒转点附近在其端部重新相遇。可以通过这两个端部4A和4B通以测试电流，这个测试电流能在后来简单地控制电的连续性。
然而关键问题与其说是本身具有高稳定性的耦合电极的金属线不如说是与之相连的连接线。正如已经知道的，钨不很适合于软焊，因此使得耦合电极与外面有一定程度接触不良的风险。在图2中，用向左侧的箭头，指出在端部4A，与放大器(未画出)的连接，而在端部4B(接地)的上游，向这个环路中引入一个匹配电阻器5。这个电阻器能根据需要对耦合电极4基部的阻抗，或者甚至是整个天线组合的阻抗进行调整。接口件6只是用一个圆圈作了标示，这里也可以提供耦合电极4的细金属线向外部连接的转换。还用点划线表示了一个片状衬底7，它可以用来对耦合电极4进行预装，也可能是对接口件6进行预装。这个片状衬底包含有耦合电极细金属线的一个支座或是一个中间支座，使得耦合电极在天线窗玻璃1上的安置简化了。
因此，接触区域直接处在天线窗玻璃1的边缘，可以位于构成窗玻璃的复合体外面。这些接触最后是由焊接、夹紧和/或导电胶粘接建立的，可以在后来的一次用测试电流的操作中来控制，这个测试电流前面已经提到过，与已知的耦合电极不同，由于这样的结果，就有可能在窗玻璃复合体的外面进行修理。视情况而定，甚至可以替换匹配电阻器5或是(在不同的实施例中)重新调节它。
构成耦合电极4的细金属线的长度决定了耦合电容器的电容，这个长度可以根据尽可能减少衰减的观点来决定尺寸。它至少应该大约是5cm，最好是从10到30cm。同样，金属线平行部段的数目对于耦合电容来说是重要的；增加金属线的折叠也能提高有用天线信号的强度。
图3表示了耦合电极4的一个变体，其中两个端部4A和4B通到窗玻璃1边缘上两个空间分开的点，处在窗玻璃表面的外面。为了简化，只是表示了天线窗玻璃1的主要部分，没有表示出涂层和边缘衬条来。容易看出，这里耦合电极4做得是具有奇数(五个)的金属线部段，继续金属线有四个折叠。如果，例如，汽车制造厂预先确定电连接线的位置不是相互靠近的话，如图1所示，或是如果涉及的是把，例如，安装在角落处的不同耦合电极的多个天线基部重新会合的话，那么由本发明所设置的这种变体可能是有好处的。
图4表示了图1中窗玻璃1的靠近其侧边缘处的一个部分剖面图。这里看了到窗玻璃1包含有两块刚性玻璃11和12，它们用粘合层13相互连接在一起，以便构成层状或是通常复合的窗玻璃。窗玻璃(在其装配起来的状态)的外表面位于顶部。还看到涂层2和不透明边缘衬条3，它们由粘合层13电绝缘地相互分离开来。涂层2终止在窗玻璃1的边缘前面，正像在图1中已经表明的那样。构成电极4的细金属线放置在边缘衬条3上，因此从外面看不见。金属线4由也构成电容器电介质的粘合层13与涂层2分离开来。在窗玻璃1的成品状态中，耦合电极4的金属线实际上是集成在粘合层13中，而此粘合层可以是例如聚乙烯醇缩丁醛的热塑层。
图5表示了图4的一个变体，按照这个图5，唯一的不同在于：构成电极4的细金属线并不是完全处在边缘衬条3上，而是至少部分地处在窗玻璃1的由边缘衬条3围绕的视野中。
在本发明中，不言而喻，电极4也可以完全设置在天线窗玻璃的视场中。
Claims (16)
1.用于汽车的天线窗玻璃(1)，包含有：
-导电涂层(2)，它以表面的方式在窗玻璃(12)的表面上伸展，直到涂层的自由边缘区域，该涂层(2)用作天线元件，
-耦合电极(4)，它装备有外部连接，该电极(4)以电容的方式与夹有绝缘层(13)的导电涂层(2)相耦合，耦合电极(4)至少由一根细金属线组成，
其特征在于：窗玻璃(1)的边缘区域的该至少细金属线部分，通到由涂层(2)覆盖的表面上，然后返回到具有至少一个折的边缘区域，使得该金属线的两个端部(4A，4B)位于窗玻璃(1)的边缘区域。
2.按照权利要求项1所述的天线窗玻璃(1)，其特征在于：构成一个环路的耦合电极(4)的金属线从离金属线端部(4A，4B)最远的颠倒点开始，折叠直到靠近金属线的端部，金属线的这些部分彼此平行地伸展，其间隔比金属线的厚度大得多。
3.按照权利要求项1或2中的一项所述的天线窗玻璃(1)，其特征在于：耦合电极(4)的两个金属线端部(4A，4B)位置紧邻地放置。
4.按照权利要求项1或2中的一项所述的天线窗玻璃(1)，其特征在于：耦合电极(4)的两个金属线端部(4A，4B)相互有间隔地放置。
5.按照权利要求项1或2中的一项所述的天线窗玻璃(1)，其特征在于：耦合电极(4)的两个金属线端部(4A，4B)靠近两个不同拐角地放置。
6.按照前面权利要求项中的一项所述的天线窗玻璃(1)，其特征在于：耦合电极(4)的一个金属线端部(4A)与下游的接收和/或发送装置相连接，而另一个端部(4B)是自由的，或是以一个匹配电阻器(5)终止。
7.按照前面权利要求项中的一项所述的天线窗玻璃，其特征在于：多个耦合电极相互有间隔地设置。
8.按照权利要求项7所述的天线窗玻璃，其特征在于：多个耦合电极的金属线端部位置紧邻地设置。
9.按照前面权利要求项中的一项所述的天线窗玻璃(1)，其特征在于：其边缘区域由不透明边缘衬条(3)覆盖着，该边缘衬条至少部分地覆盖着耦合电极(4)。
10.按照前面权利要求项中的一项所述的天线窗玻璃(1)，其特征在于：耦合电极(4)的外部连接是借助于一个构成接口件(6)的连接元件而建立的，这个连接件在窗玻璃的边缘区域中与耦合电极(4)的金属线端部(4A，4B)相连接。
11.按照前面权利要求项中的一项所述的天线窗玻璃(1)，其耦合电极(4)是一个预制在支座(7)上的部件，具有一粘合层，用于通过粘结把金属线固定在天线窗玻璃(1)上。
12.按照权利要求项11所述的天线窗玻璃，其特征在于：这个预制的部件包含有接口件(6)，用于建立耦合电极(4)的外部连接。
13.按照前面权利要求项中的一项所述的天线窗玻璃，其特征在于：导电涂层(2)和耦合电极(4)放置在构成窗玻璃(1)的复合体(11，12，13)的内部，由它出发，耦合电极(4)的端部(4A，4B)和/或与它们相连的接口件(6)通到外面。
14.按照前面权利要求项中的一项所述的天线窗玻璃，其特征在于：耦合电极可以与叠加在天线信号电压上的供电电压相连，可以按要求用作电加热元件。
15.按照前面权利要求项中的一项所述的天线窗玻璃，其特征在于：该至少一根的耦合电极(4)的细金属线的直径在10和100μm之间。
16.按照权利要求项7或8中的一项所述的天线窗玻璃在分集式天线装置方面的运用。
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