DE102005030631B3 - Antenne, insbesondere Kraftfahrzeugantenne - Google Patents

Antenne, insbesondere Kraftfahrzeugantenne Download PDF

Info

Publication number
DE102005030631B3
DE102005030631B3 DE200510030631 DE102005030631A DE102005030631B3 DE 102005030631 B3 DE102005030631 B3 DE 102005030631B3 DE 200510030631 DE200510030631 DE 200510030631 DE 102005030631 A DE102005030631 A DE 102005030631A DE 102005030631 B3 DE102005030631 B3 DE 102005030631B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
antenna
cone
radiator device
discone
antenna according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200510030631
Other languages
English (en)
Inventor
Siegfried Mathiae
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Advanced Antenna GmbH
Original Assignee
Kathrein Werke KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kathrein Werke KG filed Critical Kathrein Werke KG
Priority to DE200510030631 priority Critical patent/DE102005030631B3/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102005030631B3 publication Critical patent/DE102005030631B3/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/30Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H01Q5/364Creating multiple current paths
    • H01Q5/371Branching current paths
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/28Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

Eine verbesserte Dualbandantenne zeichnet sich durch die folgenden Merkmale aus: DOLLAR A - Die Antenne umfasst eine PIFA- oder eine LIFA-Antenne (7) mit einer vorzugsweise planaren oder linearen Strahlereinrichtung (19; 19'; 19''), DOLLAR A - die Antenne umfasst eine Discone- oder Cone-Antenne (5) mit einer vorzugsweise linearen oder planaren Strahlereinrichtung (15; 15'; 15''), DOLLAR A - die PIFA- oder LIFA-Antenne (7) ist mit der Discone- ider Cone-Antenne (5) über eine elektrische Verbindungsleitung (25) elektrisch miteinander verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antenne, insbesondere eine Kraftfahrzeugantenne für den terrestrischen Mobilfunk im GHz-Bereich, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Eine gattungsbildende Antenne ist beispielsweise aus der DE 103 30 087 B3 bekannt geworden. Diese vorbekannte Antenne besteht aus einer Multifunktionsantenne zum Empfang von terrestrisch ausgestrahlten digitalen Satellitensignalen, zum Empfang von terrestrisch ausgestrahlten Radioprogrammen sowie aus einer Antenne für den Mobilfunkbereich oder aus einer Antenne zur Ermittlung der Geoposition.
  • Eine inverted-L-Antenne ist auch aus der Vorveröffentlichung CHEN, H.-D. et al.: Modified inverted-L monopole antenna for 2.4/5 GHz dual-band operations. Electronics Letters, Vol. 39, Nr. 22, 30 Okt. 2003, S. 1567–1568, als bekannt zu entnehmen. Es handelt sich dabei um eine im wesentlichen L-förmige Antenne, die flächig auf der einen Seite eines Substrates als L ausgebildet ist, wobei auf der gegenüberliegenden Seite des Substrates zumindest in Höhe der Speiseleitung, die in einen konusförmigen Abschnitt übergeht, eine leitfähige Schicht als Grund- oder Massefläche vorgesehen ist. Auf der zum Anschluss der Speiseleitung gegenüberliegenden Seite des Konus ist davon quer verlaufend auf der Leiterplatine ein frei endender Leitungsabschnitt gebildet, der einen mäanderförmigen Drahtabschnitt dazwischen aufweist.
  • Es handelt sich hierbei im wesentlichen um eine zweidimensionale Ausbildung einer Antenne auf einem Substrat unter Verwendung einer inverted-L-Antenne ohne Ausbildung eines Kurzschlusses zwischen einer zugehörigen Strahlereinrichtung und einer Massefläche.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von diesem gattungsbildenden Stand der Technik, eine nochmals verbesserte, insbesondere für hohe Frequenzen geeignete Antenne zu schaffen, die insbesondere im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt werden kann. Dabei soll die Antenne vor allem im hohen Frequenzbereich (GHz-Bereich) zum Empfang unterschiedlicher Frequenzbänder geeignet sein, die vorzugsweise durch eine Frequenzlücke voneinander getrennt sind.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Es kann durchaus als überraschend bezeichnet werden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine Antenne für den GHz- Bereich geschaffen werden kann, die in zwei durch eine Frequenzlücke voneinander getrennten Frequenzbereichen arbeitet, und dabei breitbandig ausgelegt ist, obgleich sie vergleichsweise einfach und vor allem sehr kompakt aufgebaut ist. Die Antenne zeichnet sich also durch eine besonders niedrige Bauhöhe aus. Sie eröffnet die Möglichkeit einer hohen Bandbreite für beide Frequenzbereiche bei einer guten Eingangsanpassung. Schließlich zeichnet sich die erfindungsgemäße Antenne auch durch ein rundes Strahlungsdiagramm in der Horizontalebene (vertikale Polarisation) aus.
  • Die erfindungsgemäße Lösung besteht im Wesentlichen darin, dass eine sogenannte Cone- oder Discone-Antenne verwendet wird, die mit einer inverted-F-Antenne zu einer einheitlichen kompakten Antenne zusammengebaut ist.
  • Sogenannte Scheiben-Konus-Antennen, also sogenannte Cone-Antennen oder auch sogenannten Discone-Antennen sind grundsätzlich bekannt. Es wird insoweit beispielsweise auf die US 3, 787, 865 , die US 3, 618, 107 , die EP 1 289 058 A2 oder auf die US 4,851,859 oder aber auch die DE 195 06 408 A1 verwiesen. Es handelt sich dabei stets um sogenannte Scheibenkonus-Antennen, die über einer Grundplatte aufgebaut sind. Die Konusspitze endet in einem geringen oder unterschiedlich einstellbaren Abstand zu einer darübersitzenden und in der Regel parallel zur Grundebene oder Grundplatte ausgerichteten Scheibe. Ein üblicherweise verwendeter Koaxialleiter führt durch den räumlich gestalteten Konus hindurch, tritt an der Konusspitze aus, so dass dort der Innenleiter des Koaxialleiters mit der oben liegenden, ebenfalls elektrisch leitfähigen Scheibe verbunden ist, also dort die Scheibe gespeist wird, die das Strahlungselement darstellt. Bei umgekehrter Ausrichtung des Konus mit nach unten zur Grundplatte gerichteter Spitze spricht man dann von einem sogenannten Diskonus oder auch von einem inverted-Konus.
  • Im Gegensatz dazu wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine planare Konus- oder Diskonus-Antenne eingesetzt, die nicht dreidimensional, sondern im Wesentlichen flächig gestaltet ist. Von daher ist oberhalb des Konus in der Regel keine Scheibe oder Platte, sondern lediglich ein leitungsförmiges Strahlerelement vorgesehen.
  • Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung kann als inverted-F-Antenne sowohl eine planare inverted-F-Antenne (PIFA) oder auch eine lineare inverted-F-Antenne (LIFA) verwendet werden. Das bei der PIFA- Antenne und bei der LIFA-Antenne vorgesehene Strahlerelement ist entweder flächenförmig oder leiterförmig (linear) gestaltet. Ferner ist eine elektrische Querverbindung zwischen dem Strahlerelement der Konus-Antenne und dem Strahlerelemente der PIFA- bzw. LIFA-Antenne vorgesehen.
  • Obgleich stets von Konus oder Diskonus gesprochen wird, kann die Konusform in weiten Bereichen unterschiedliche Formen aufweisen. In einer vereinfachten Form ist die Konusform aufgrund der bevorzugten Planargestaltung dreieckförmig. Aber auch trapezförmige oder n-polygonale Gestaltungen sind möglich. Selbst rechteckförmige Gestaltungen können teilsweise zum gewünschten Erfolg führen. Von daher ist unter dem Begriff "Konuskörper" zwar bevorzugt eine konusförmige, d.h. in planarer Betrachtung dreieck- oder trapezförmige Gestaltung gemeint, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Auch n-polygonale Gestaltungen oder Gestaltungen mit kurvigen Außenkonturen sollten unter dem Begriff "Konuskörper" oder "Konus" mit verstanden und vom Schutzbereich bezüglich des gewählten Begriffes mit umfasst sein.
  • Schließlich können in Weiterbildungen der Erfindung die Speiseleitungen unterschiedlich verlegt sein. Sie können in einer bevorzugten Ausführungsform im Wesentlichen senkrecht zur Grundplatte an der Spitze des Konus vorbei zu dem darüber befindlichen, bevorzugt stabförmigen oder leiterförmigen Strahlerelement führen. Aber auch eine Anspeisung von einem seitlichen Anschlusspunkt ist möglich.
  • Ebenso muss die Querverbindung zwischen dem Strahlerelement der PIFA- oder LIFA-Antenne zu dem Strahlerelement der Konus- oder Diskonus-Antenne nicht zwingend in der Mitte zwischen diesen beiden Strahlerelementen angeordnet sein. Die Verbindung kann auch nach außen seitlich versetzt liegen, beispielsweise auch an den äußeren Stirnseiten der beiden Strahlerelemente.
  • Schließlich ist auch eine flexible Lösung möglich, bei der die gesamte Antennenanordnung auf einem faltbaren und/oder verformbaren flexiblen Substrat, vorzugsweise auf einer verformbaren flexiblen Leiterplatine ausgebildet ist, deren um 90° versetzt liegende Seitenbereiche durch Biegen im Wesentlichen quer zur Ebene der Strahlerelemente ausgerichtet sind, die auf einer Grundplatte positioniert werden können. Die Kurzschlussverbindung bei der PIFA- bzw. LIFA-Antenne ist dann bevorzugt an einer der Seitenwände der flexiblen Leiterplatine vorgesehen. Entsprechend ist der Konus oder die konusähnliche leiterförmige Fläche an eine um 90° dazu versetzt liegenden Seite vorgesehen.
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den anhand von Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:
  • 1: ein erstes schematisches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antennenanordnung unter Verwendung einer Discone-Antenne und einer PIFA-Antenne;
  • 2: ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei welchem anstelle der PIFA-Antenne eine LIFA-Antenne verwendet ist;
  • 3: ein zu 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit einem asymmetrisch liegenden Einspeisepunkt bezüglich der Discone-Antenne;
  • 4: ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei welchem die elektrische Verbindungsleitung zwischen einer PIFA-Antenne und einer Discone-Antenne außermittig liegt;
  • 5: ein weiteres Ausführungsbeispiel unter Verwendung einer Cone-Antenne anstelle einer Discone-Antenne; und
  • 6: ein weiteres Ausführungsbeispiel unter Verwendung einer flexiblen Leiterplatine mit abwinkelbaren Seitenflächen.
  • Nachfolgend wird auf 1 Bezug genommen, in welcher ein erster grundsätzlicher Aufbau der erfindungsgemäßen Antennenanordnung gezeigt ist.
  • Die erfindungsgemäße Antenne 1 ist auf einer Grund- oder Massefläche 3 aufbauend angeordnet. Sie umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel eine sogenannte Konus-Antenne, die nachfolgend teilweise auch als Discone-Antenne 5 bezeichnet wird. Ferner umfasst die erfindungsgemäße Antenne 1 eine inverted-F-Antenne, im gezeigten Ausführungsbeispiel eine planare inverted-F-Antenne, die kurz als PIFA 7 bezeichnet wird.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist senkrecht auf der Grundfläche 3 stehend ein Dielektrikum 9 verankert, welches beispielsweise in Form eines Substrates oder einer Leiterplatine ausgebildet ist. Auf der einen Flächenseite 9' des Dielektrikums 9 ist eine elektrisch leitfähige Fläche 11 ausgebildet, die in Seitendarstellung nach Art eines Dreieckes gebildet ist. Es handelt sich bei der Betrachtung senkrecht zur Ebene des Substrates 9 quasi um die flächige Projektion eines räumlichen Konus, weshalb trotz der flächigen Gestaltung in Dreieckform von einem Konus 13 gesprochen wird. Es handelt sich bei der Gestaltung um ein gleichschenkliges Dreieck, bezogen auf seine vertikale Mittelachse, die von der unteren Basis 13a der Konuseinrichtung 13 zur oben liegenden Spitze 13b führt.
  • Die untere Basis 13a ist elektrisch galvanisch oder kapazitiv an die elektrisch leitfähige Grundfläche 3 angekop pelt.
  • Oberhalb der Konuseinrichtung 13 ist ein in der gleichen Ebene wie die Konuseinrichtung 13, also auf dem gleichen Substrat 9, eine Strahlereinrichtung 15 vorgesehen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer stabförmigen oder leitungsförmigen, also eher linienförmigen Strahlereinrichtung 15' besteht. Diese elektrisch leitfähige Strahlereinrichtung 15 ist von der Konuseinrichtung 13, insbesondere der Spitze 13b elektrisch galvanisch getrennt, also zumindest in einem geringen Abstand dazu angeordnet.
  • Die Speisung der Strahlereinrichtung 15 erfolgt über eine separate Leitung 17, die im gezeigten Ausführungsbeispiel bevorzugt als Strip-Leitung auf der gegenüberliegenden Seite 9'' der Leiterplatine 9 ausgebildet ist und zu der oben liegenden Strahlereinrichtung 15 führt. In 1 ist die auf der zum Konus 13 rückwärtigen Seite 9'' der Leiterplatine 9 ausgebildete Speiseleitung 17 strichliert eingezeichnet.
  • Quer zur Leiterplatine 9 (im gezeigten Ausführungsbeispiel senkrecht dazu) versetzt liegend ist nunmehr die erwähnte PIFA-Antenne 7 vorgesehen, die aus einer weiteren Strahlereinrichtung 19 besteht, im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer flächigen oder Patchstrahler-Einrichtung 19' gebildet ist.
  • An einer Seite ist ein üblicher Kurzschluss 23 vorgesehen, der mit Querausrichtung zum Patchstrahler, im gezeigten Ausführungsbeispiel mit senkrechter Ausrichtung zum Patchstrahler zur elektrisch leitfähigen Grundfläche 3 geführt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dieser Kurzschluss streifenförmig gestaltet.
  • Schließlich ist eine elektrische Verbindung 25 zwischen den beiden Strahlereinrichtungen 15 und 19 vorgesehen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls wieder streifenförmig gebildet ist, also sehr viel schmäler ist als die Länge der Strahlereinrichtung 15 oder der parallel dazu verlaufenden Länge des z.B. nach Art eines Patchstrahlers 19' gebildeten planaren Strahlereinrichtung 19. Die Breite der elektrischen Verbindungsleitung 25 sollte dabei weniger als 40%, insbesondere weniger als 30%, 20% oder sogar weniger als 10% der Länge der ersten und/oder zweiten Strahlereinrichtung 15, 19 betragen. Durch diese elektrische Verbindung 25 wird quasi eine "Einschnürung" zwischen den beiden Strahlern 19 und 15 erzielt, wodurch die Antenne dualbandfähig wird (ansonsten würde sie nur bei einer Frequenz strahlen).
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Verbindungsleitung 25 mittig vorgesehen, also bei Betrachtungsweise senkrecht zur Konusfläche 13 in der durch die Spitze 19b der Konuseinrichtung 13 führenden Antenne.
  • Die PIFA-Antenne kann aus einem gestanzten und geformten Blechteil bestehen. Sie kann ebenso auf einem Substrat unter Ausbildung entsprechender leitender Flächen und Flächenabschnitte ausgebildet sein. Der Kurzschluss könnte dabei als separates Leitungsteil zum einen an der Grundfläche und zum anderen an der Patchstrahlereinrichtung 19' elektrisch galvanisch angeschlossen, beispielsweise angelötet sein.
  • Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, dass die inverted-F- Antenne 7 mit ihrer zugehörigen Strahlereinrichtung 19, 19', 19'' wie aber auch die Antenne 5 mit ihrer zugehörigen Strahlereinrichtung 15, 15' im Abstand zur Grund- oder Massefläche 3 angeordnet ist, vorzugsweise mit Parallelversatz dazu, wobei die Strahlereinrichtung 19, 19' über einen Kurzschluss mit der Massefläche 3 verbunden ist, der in Querausrichtung zur Grund- oder Massefläche 3 und/oder in Querausrichtung zur Strahlereinrichtung 19 verläuft, vorzugsweise zur Strahlereinrichtung 19, 19' und/oder zur Grund- oder Massefläche 3. Ebenso ist die Konuseinrichtung 13 der Antenne 5 quer zur Grund- oder Massefläche 3 und/oder quer zur zugehörigen Strahlereinrichtung 15, 15' ausgerichtet, vorzugsweise senkrecht zur Grund- oder Massefläche 3.
  • Die vorliegende, äußerst einfache und kompakt aufgebaute Antenne ist für den terrestrischen Mobilfunkbereich im GHz-Bereich geeignet, und zwar durch zwei im GHz-Bereich durch eine Frequenzlücke getrennte Frequenzbereiche. Als Strahler für den oberen Teilbereich der Betriebsfrequenz, also für das höhere übertragende Frequenzband dient hauptsächlich die oberhalb der Konuseinrichtung befindliche Strahlereinrichtung 15. Dabei ist die untere Grenzfrequenz dieses höheren übertragenen Frequenzbandes im Wesentlichen durch die maximale Höhe des Konus und die Länge des Strahlerelementes 15 begrenzt. Das Frequenzband für den niedrigen Frequenzbereich wird im Wesentlichen durch die komplette Anordnung vorgegeben.
  • Diese Anordnung gewährt eine hohe Bandbreite für beide zu übertragende Frequenzbänder. Dabei wird eine gute Eingangsanpassung ermöglicht. Insbesondere zeichnet sich die erfindungsgemäße Antenne durch ihre niedrige kompakte Bauweise, vor allem durch ihre sehr niedrige Bauhöhe aus. Schließlich erweist es sich ferner als positiv, dass durch diese Antennenanordnung (für beide Frequenzbereiche) ein rundes Strahlungsdiagramm in der Horizontalebene (vertikale Polarisation) erzielbar ist.
  • Nur der Vollständigkeit halber wird erwähnt, dass anstelle der auf der zur elektrischen Konuseinrichtung 13 gegenüberliegend auf dem Substrat 9 bevorzugt ausgebildeten Speiseleitung 17 (beispielsweise in Form einer entsprechend geätzten oder ausgeätzten Leitung) auch eine Speisung über eine Koaxialleitung möglich ist, die dann ebenfalls bevorzugt auf der zum Konus gegenüberliegenden Seite des Substrates 9 in einer durch den Konus 13 vertikal hindurch verlaufenden Mittelebene zum oben liegenden Strahler 15 verlaufen würde.
  • Anstelle des Substrates 9 kann die als Konus 13 ausgebildete elektrisch leitende Fläche 11 auch aus einem separaten Metallteil gefertigt oder aus einem Metallblech gestanzt sein, so dass auf ein hierfür notwendiges Substrat 9 verzichtet werden kann. Die Dimensionierung und Positionierung des Konus 13 kann in diesem Falle dem Ausführungsbeispiel nach 1 vergleichbar sein. Es müsste lediglich eine davon elektrisch-galvanisch getrennte Speiseleitung beispielsweise am Konus vorbei laufend zur Speisung der oben liegenden Strahlereinrichtung 15 vorgesehen sein.
  • Anhand von 2 ist eine zu 1 entsprechende Antennenanordnung gezeigt, die nunmehr nicht mehr aus einer planaren inverted-F-Antenne, sondern aus einer linearen inverted-F-Antenne besteht, die kurz als LIFA bezeichnet wird. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von jener nach 1 dadurch, das die Strahlereinrichtung 19 nunmehr nicht aus einem Flächen- oder Patchstrahler 19', sondern aus einem eher linien- oder leitungsförmigen Strahler 19'' besteht. In diesem Falle ist auch die Längserstreckung des linienförmigen Strahlerelementes 19'' größer, verglichen mit der Länge des Patchstrahlers 19' bei dem Ausführungsbeispiel nach 1. Auch die elektrische Verbindungsleitung 25 ist in diesem Falle größer dimensioniert. Die anhand von 1 erläuterte Speiseleitung 17 ist zur besseren Übersichtlichkeit in 2 nicht wiedergegeben. Schließlich ist anhand des Ausführungsbeispiels nach 2 aufgezeigt, dass die elektrisch leitfähige Fläche 11 der Discone-Antenne nicht auf einem Substrat ausgebildet ist, sondern dass ohne Verwendung eines derartigen Substrates 9 die elektrisch leitfähige Fläche 11 beispielsweise aus einem elektrischen Metallteil, beispielsweise einem Metallplättchen oder Metall-Stanzteil gebildet sein kann.
  • Anhand von 3 ist in Abweichung zu 1 gezeigt, dass der Anschluss für die Speiseleitung 17 nicht nur bevorzugt im Bereich der Basis 13a der Konuseinrichtung 13, sondern auch zur Seite nach außen hin verlagert sein kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach 3 ist der Einspeisepunkt 27 weit nach außen verlagert, weshalb in diesem gezeigten Ausführungsbeispiel auch die Leiterplatine oder das Substrat 9 entsprechend größer, d.h. länger dimensioniert ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird also die Speiseleitung 17 von dem seitlich liegenden Einspeisepunkt 27 zunächst parallel zur Massefläche 3 auf dem Substrat 9 verlaufend verlegt, bis die Speiseleitung 17 die Mitte der unteren Basis 13a des Konus 13 erreicht, um dann senkrecht nach oben zur Strahlereinrichtung 15 zu verlaufen. In diesem Falle weist auch die auf der anderen Seite 9' der Leiterplatine 9 vorgesehene konusförmige Einrichtung 13 einen entsprechend erweiterten elektrisch leitfähigen Abschnitt 13' auf, der bei Betrachtung senkrecht zur Leiterplatine oder dem Substrat 9 zu der auf der rückwärtigen Seite 9'' des Substrates 9 vorgesehenen Speiseleitung 17 überdeckend angeordnet ist.
  • Anhand von 4 ist gezeigt, dass auch die elektrische Verbindungsleitung 25 nicht in der Mitte zwischen den beiden Strahlereinrichtungen 15 und 19 vorgesehen sein muss, sondern dass diese Verbindungsleitung 25 auch aus der vertikalen Mittelsymmetrieebene nach hinten oder vorne verlegt sein kann. Im Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist diese elektrische Verbindungsleitung 15 am stirnseitigen Ende der Strahlereinrichtung 15 der Discone-Antenne und am stirnseitigen Ende der Strahlereinrichtung 19 vorgesehen, welche in diesem gezeigten Ausführungsbeispiel aus dem Patchstrahler 19' besteht. Diese Verbindungsleitung 25 kann aber auch bei den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen ebenso aus der mittleren Lage nach außen verlegt angeordnet sein. Abweichend von dem Ausführungsbeispiel von 4 können einzelne oder mehrere, gegebenenfalls auch alle Antennenelemente auf einen gemeinsamen geknickten oder zumindest auf zwei getrennten oder mehreren getrennten Leiterplatinenabschnitten, Substraten oder allgemeinen Dielektrikas ausgebildet sein. So kann insbesondere die Antenne 19, der Verbindungsabschnitt 25 und die Antenne 15 auf einem vorzugsweise parallel zur Massefläche 3 verlaufenden Dielektrikum oder allgemein einem Substrat ausgebildet sein. Insbesondere kann der konische Antennenabschnitt 13 ebenfalls auf einem bevorzugt senk recht zur Massefläche 3 verlaufenden Dielektrikum ausgebildet sein, wie dies bereits anhand von 1 erläutert ist. Ebenso kann ein Dielektrikum als Träger auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 für die einzelnen Antennenelemente vorgesehen sein. Dies gilt auch für die weiteren Ausführungsbeispiele gemäß 4 und 5.
  • Anhand von 5 ist eine Abweichung vor allem zu 1 gezeigt, bei der die Konuseinrichtung 13 nach Art einer Cone-Antenne mit umgekehrter Ausrichtung vorgesehen ist, also mit ihrer dreieckförmigen Spitze oder ihrer in 5 eher trapezförmigen Spitze 13b, die nach unten zur Grundfläche 3 weist. In diesem Falle ist die Konuseinrichtung 13 mit ihrer oben liegenden Basis 13a elektrischgalvanisch oder kapazitiv an der zu dieser Antenne gehörenden Strahlereinrichtung 15 angebunden. Die kürzere Trapezfläche oder die Spitze 13b der Konuseinrichtung 13 endet dabei zumindest in geringem Abstand oberhalb der Grund- oder Massefläche 3, ist also von dieser elektrischgalvanisch getrennt. In 5 ist dabei wiederum die hinter der konischen Grundfläche 3 verlegte und mit der konischen Grundfläche 3 elektrisch-galvanisch getrennte Speiseleitung 17 gezeigt, die bis zu der zugehörigen Strahlereinrichtung 15 führt und mit dieser elektrisch verbunden ist.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird anstelle einer linien-, draht- oder stabförmigen Strahlereinrichtung 15 bzw. 15' ein eher flächiges Strahlerelement 15'' gebildet, welches, falls die Gesamthöhe der konusförmigen Einrichtung 13 nicht ausreicht, durch Abwinklung und Verlängerung eines entsprechenden Konusabschnittes entsteht, um eine Abstrahlung im oberen Frequenzband zu gewährleisten. Da durch ergibt sich beispielsweise ein eher rechteckförmiges Strahlerelement 15'', welches also flächen- oder patchförmig ist.
  • Auch bei diesem Ausführungsbeispiel könnten beide flächigen Strahlerelemente 15 und 19 auch auf einer gemeinsamen, bevorzugt parallel zur Grundfläche 1 verlaufenden Leiterplatine oder allgemein auf einem entsprechenden Substrat angeordnet und/oder ausgebildet sein. Die Konuseinrichtung 13 könnte wiederum ebenfalls auf einer Seite einer senkrecht dazu stehenden Leiterplatine vorgesehen sein. Möglich sind auch hier entsprechende Teile oder nur Abschnitte davon aus Stanzteilen herzustellen, die gegebenenfalls freitragend angeordnet sind.
  • In den bisher erläuterten Ausführungsbeispielen liegen die Strahlereinrichtungen 15, 15', 15'' sowie die Strahlereinrichtung 19 als auch die elektrische Verbindung 25 zwischen beiden in einer gleichen Ebene, d.h. insbesondere einer gleichen parallel zur Grund- oder Massefläche 3 verlaufenden Ebene. Unter Umständen können die Strahlereinrichtungen 15 und 19 aber auch auf unterschiedlichem Höhenniveau liegen, also in unterschiedlichem Abstand zur Massefläche 3.
  • Anhand von 6 ist lediglich gezeigt, dass Teile der Antenne oder im Wesentlichen alle Antennenteile, einschließlich der Strahlereinrichtung 15, 17, der elektrischen Verbindungseinrichtung 25, des Kurzschlusses 23 wie aber auch der Konuseinrichtung 13 als entsprechend elektrisch leitfähige Flächen-, Streifen- und Linienabschnitte ausgebildet sein können, und zwar auf einer flexiblen Leiterplatteneinrichtung. Die Leiterplatine kann in abge wickelter Position so geformt sein, dass sich durch Biegen oder Kanten längs der Linien 31 eine Kubusform ergibt, bei der die Strahlerabschnitte 15, 19 einschließlich der elektrischen Verbindung 25 in einer oben liegenden gemeinsamen Ebene ausgebildet sind, wobei bei einem der so gebildeten Seitenteile 33 dann der Kurzschluss 23 zur Grundfläche und an einem um 90° dazu versetzt liegenden Seitenteil 35 die elektrisch leitfähige Fläche 11 des sogenannten Konus 13 ausgebildet ist. Auch auf dem vorderen Seitenteil 35 könnte innen liegend, also auf der Rückseite der so gebildeten flexiblen Leiterplatine, die Speiseleitung vorgesehen sein.
  • Aus den erläuterten Ausführungsbeispielen geht hervor, dass die beiden Strahlerelemente 15 und 19 bevorzugt parallel zur Grund- oder Massefläche 3 angeordnet sind. Aber auch in gewissen Winkelbereichen kann eine nicht parallele Ausrichtung unter Umständen noch ausreichend sein. Schließlich sind die Strahlerelemente bevorzugt in einer Höhenebene, d.h. im gleichen Abstand gegenüber der Massenebene angeordnet, und zwar einschließlich der Verbindungsleitung 25. Aber auch hier können gewisse Höhenabweichungen durchaus vorgesehen sein, ohne dass die gewünschten Effekte verändert werden.

Claims (18)

  1. Antenne, insbesondere Kraftfahrzeugantenne, mit folgenden Merkmalen – die Antenne umfasst eine PIFA- oder eine LIFA-Antenne (7) mit einer planaren oder linearen Strahlereinrichtung (19; 19', 19''), – die Antenne umfasst eine Discone- oder Cone-Antenne (5) mit einer linearen oder planaren Strahlereinrichtung (15; 15', 15''), – die PIFA- oder LIFA-Antenne (7) ist mit der Discone- oder Cone-Antenne (5) über eine elektrische Verbindungsleitung (25) elektrisch verbunden, – die lineare Strahlereinrichtung (19; 19'; 19'') der PIFA- oder der LIFA-Antenne (7) sowie die Strahlereinrichtung (15; 15'; 15'') der Discone- oder Cone-Antenne (5) sind im Abstand zu einer Grund- oder Massefläche (3) angeordnet, – die Strahlereinrichtung (19; 19'; 19'') ist mit der Grund- oder Massefläche (3) über einen Kurzschluss (23) verbunden, – die Discone- oder Cone-Antenne (5) umfasst eine elektrisch leitfähige Fläche (11), die nach Art eines flächigen Konus (13) oder zumindest näherungsweise nach Art eines Dreiecks oder Trapez gebildet ist, und – wobei die leitfähige Fläche (11) quer zur Grund- oder Massefläche (3) ausgerichtet ist.
  2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindungsleitung (25) etwa auf einer vertikalen Mittelsymmetrieebene liegt, die durch die gesamte Antennenanordnung verläuft.
  3. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindungsleitung (25) zu einer durch die Gesamtantennenanordnung verlaufenden vertikalen Mittelsymmetrieebene nach außen versetzt liegt.
  4. Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindungsleitung (25) die seitlich liegenden Enden der PIFA- oder LIFA-Antenne (7) mit der Strahlereinrichtung (15) der Discone- oder Cone-Antenne (5) verbindet.
  5. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindungsleitung (25) eine Breite aufweist, die weniger als 40%, insbesondere weniger als 30%, weniger als 20% oder sogar weniger als 10% der Länge der ersten und/oder zweiten Strahlereinrichtung (15, 19) aufweist.
  6. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlereinrichtung (19; 19', 19'') der PIFA- oder LIFA-Antenne (7) in einer gleichen Ebene wie die Strahlereinrichtung (15; 15', 15'') der Discone- oder Cone-Antenne (5) liegt.
  7. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Fläche (11) der Discone- oder Cone-Antenne (5) senkrecht zur Massefläche (3) ausgerichtet ist.
  8. Antenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus (13) mit seiner Spitze oder Schmalseite zur Strahlereinrichtung (15) weist.
  9. Antenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus (13) mit seiner Spitze oder Schmalseite von der Strahlereinrichtung (15) weg weist, vorzugsweise senkrecht in Richtung einer unterhalb der Strahlereinrichtungen befindlichen Grund- oder Massefläche (3).
  10. Antenne nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus (13) mit seiner Spitze oder seiner Schmalseite (13b) unter Bildung einer Discone-Antenne (5) in Richtung Strahlereinrichtung (15) weist, von der er elektrisch-galvanisch getrennt ist, wobei der Konus (13) an seiner Basis (13a) mit der Grund- oder Massefläche (3) elektrisch-galvanisch verbunden oder kapazitiv angekoppelt ist.
  11. Antenne nach einem der Ansprüche 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus (13) unter Bildung einer Cone-Antenne (5) mit seiner Spitze oder Schmalseite (13b) in Richtung Grund- oder Massefläche (3) ausgerichtet und davon elektrisch-galvanisch getrennt ist und vorzugsweise seine Basis (13a) unter Bildung der Strahlereinrichtung (15, 15'') abgewinkelt und verlängert ist, vorzugsweise zumindest näherungsweise parallel zur Massefläche (3).
  12. Antenne nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Konus (13) eine Speiseleitung (17) vorgesehen ist.
  13. Antenne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus (13) auf einer Leiterplatine (9) als elektrisch leitfähige Fläche (11) ausgebildet ist, wobei auf der gegenüberliegenden Seite auf dieser Leiterplatine (9) die Speiseleitung (17) ausgebildet ist.
  14. Antenne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus (13) als Metallplättchen gebildet ist, und dass dazu elektrisch-galvanisch getrennt und vorzugsweise parallel dazu verlaufend die Speiseleitung (17) sowie Strahlereinrichtung (15) vorgesehen ist.
  15. Antenne nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Speisepunkt (27) für die Speiseleitung (17) zumindest im Wesentlichen in einer vertikalen Symmetrieebene liegt, die durch die Mitte des Konus (13) verläuft.
  16. Antenne nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Speisepunkt (27) asymmetrisch zur vertikalen Mittelsymmetrieebene durch den Konus (13) nach außen versetzt liegend vorgesehen ist.
  17. Antenne nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei asymmetrisch verlegter Speiseleitung (17) bei senkrechter Betrachtung auf die elektrisch leitfähige Fläche (11) des Konus (13) der Konus mit einem elektrisch leitfähigen Flächenansatz seitlich verlängert ist, der bei senkrechter Betrachtung sich mit dem asymmetrisch verlaufenden Teil der Speiseleitung (17) überlappt.
  18. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlereinrichtungen (15, 19), die elektrische Verbindungsleitung (25), die elektrisch leitfähige Fläche (11) des Konus (13) und ein zur PIFA- oder LIFA-Antenne (7) gehörender Kurzschluss (23) als elektrisch leitfähige Flächen auf einer bieg- und/oder faltbaren Leiterplatinenanordnung ausgebildet sind, deren Seitenabschnitte unter Bildung einer boxen- oder kubusähnlichen Form biegbar sind.
DE200510030631 2005-06-30 2005-06-30 Antenne, insbesondere Kraftfahrzeugantenne Expired - Fee Related DE102005030631B3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510030631 DE102005030631B3 (de) 2005-06-30 2005-06-30 Antenne, insbesondere Kraftfahrzeugantenne

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510030631 DE102005030631B3 (de) 2005-06-30 2005-06-30 Antenne, insbesondere Kraftfahrzeugantenne

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005030631B3 true DE102005030631B3 (de) 2007-01-04

Family

ID=37545291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200510030631 Expired - Fee Related DE102005030631B3 (de) 2005-06-30 2005-06-30 Antenne, insbesondere Kraftfahrzeugantenne

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005030631B3 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2302732A1 (de) * 2009-09-18 2011-03-30 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Mehrfrequenzantenne
DE102015216243A1 (de) * 2015-08-25 2017-03-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Antennenanordnung mit richtstruktur
US9673536B2 (en) 2015-02-05 2017-06-06 Laird Technologies, Inc. Omnidirectional antennas, antenna systems and methods of making omnidirectional antennas
US10270162B2 (en) 2016-09-23 2019-04-23 Laird Technologies, Inc. Omnidirectional antennas, antenna systems, and methods of making omnidirectional antennas

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3618107A (en) * 1970-03-09 1971-11-02 Itt Broadband discone antenna having auxiliary cone
US3787865A (en) * 1972-05-23 1974-01-22 Namac Rese Labor Inc Discone antenna
US4851859A (en) * 1988-05-06 1989-07-25 Purdue Research Foundation Tunable discone antenna
DE19506408A1 (de) * 1994-02-24 1995-08-31 British Aerospace Vorrichtung zur Detektion und Messung elektromagnetischer Felder
EP1289058A2 (de) * 2001-08-01 2003-03-05 Lucent Technologies Inc. Discone-Antenne
DE10330087B3 (de) * 2003-07-03 2005-01-20 Kathrein-Werke Kg Multifunktionsantenne

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3618107A (en) * 1970-03-09 1971-11-02 Itt Broadband discone antenna having auxiliary cone
US3787865A (en) * 1972-05-23 1974-01-22 Namac Rese Labor Inc Discone antenna
US4851859A (en) * 1988-05-06 1989-07-25 Purdue Research Foundation Tunable discone antenna
DE19506408A1 (de) * 1994-02-24 1995-08-31 British Aerospace Vorrichtung zur Detektion und Messung elektromagnetischer Felder
EP1289058A2 (de) * 2001-08-01 2003-03-05 Lucent Technologies Inc. Discone-Antenne
DE10330087B3 (de) * 2003-07-03 2005-01-20 Kathrein-Werke Kg Multifunktionsantenne

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEN, H.-D. et al.: Modified inverted-L monopole antenna for 2.4/5 GHz dual-band operations. Elec- tronics Letters, Vol. 39, Nr. 22, 30. Okt. 2003, S. 1567-1568 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2302732A1 (de) * 2009-09-18 2011-03-30 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Mehrfrequenzantenne
US9673536B2 (en) 2015-02-05 2017-06-06 Laird Technologies, Inc. Omnidirectional antennas, antenna systems and methods of making omnidirectional antennas
DE102015216243A1 (de) * 2015-08-25 2017-03-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Antennenanordnung mit richtstruktur
DE102015216243B4 (de) * 2015-08-25 2017-06-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Antennenanordnung mit richtstruktur
US10270162B2 (en) 2016-09-23 2019-04-23 Laird Technologies, Inc. Omnidirectional antennas, antenna systems, and methods of making omnidirectional antennas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2664025B1 (de) Multiband-empfangsantenne für den kombinierten empfang von satellitensignalen und terrestrisch ausgestrahlten rundfunksignalen
EP3635814B1 (de) Dual-polarisierter kreuzdipol und antennenanordnung mit zwei solchen dual-polarisierten kreuzdipolen
DE112015000885B4 (de) Gemeinschaftsantennenvorrichtung
EP3440738B1 (de) Antennenvorrichtung
DE10064129B4 (de) Antenne, insbesondere Mobilfunkantenne
DE60035003T2 (de) Dualpolarisierte gedruckte Antenne und entsprechende Gruppenantenne
DE102007055323B4 (de) Finnenförmiges Multiband Antennenmodul für Fahrzeuge
DE102005060648B4 (de) Antennenvorrichtung mit für Ultrabreitband-Kommunikation geeigneten Strahlungseigenschaften
DE60314888T2 (de) Antennenstrukturen und deren verwendung in drahtlosen kommunikationsgeräten
EP2256864B1 (de) Antenne für zirkulare Polarisation mit einer leitenden Grundfläche
EP1346434B1 (de) Patch-antenne für den betrieb in mindestens zwei frequenzbereichen
DE60017674T2 (de) Faltdipolantenne
DE10304911B4 (de) Kombinationsantennenanordnung für mehrere Funkdienste für Fahrzeuge
DE102008007258A1 (de) Mehrband-Antenne sowie mobiles Kommunikationsendgerät, welches diese aufweist
EP1024552A2 (de) Antenne für funkbetriebene Kommunikationsendgeräte
EP2784874B1 (de) Breitband-Monopolantenne für zwei durch eine Frequenzlücke getrennte Frequenzbänder im Dezimeterwellenbereich für Fahrzeuge
EP3178129B1 (de) Mehrstruktur-breitband-monopolantenne für zwei durch eine frequenzlücke getrennte frequenzbänder im dezimeterwellenbereich für fahrzeuge
DE102005015561A1 (de) Interne Breitbandantenne
DE10150149A1 (de) Antennenmodul
EP3306742A1 (de) Mobilfunk-antenne
DE102010004470B4 (de) Antennenstruktur für ein Fahrzeug
DE102012217113B4 (de) Antennenstruktur einer zirkularpolarisierten Antenne für ein Fahrzeug
EP1323207A1 (de) Mobiltelefon mit mehrbandantenne
DE102007055327B4 (de) Externes mehrbandiges Funkantennenmodul
DE102005030631B3 (de) Antenne, insbesondere Kraftfahrzeugantenne

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative

Representative=s name: FLACH BAUER STAHL PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: KATHREIN SE, DE

Free format text: FORMER OWNER: KATHREIN-WERKE KG, 83022 ROSENHEIM, DE

Owner name: KATHREIN AUTOMOTIVE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: KATHREIN-WERKE KG, 83022 ROSENHEIM, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: FLACH BAUER STAHL PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: KATHREIN AUTOMOTIVE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: KATHREIN SE, 83022 ROSENHEIM, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: FLACH BAUER STAHL PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee