DE102006028128A1 - Radio antenna arrangement for vehicle i.e. passenger car, has discrete components embedded in conductive structures in plate for influencing antenna parameters, where structures are formed as emitters and passive adaptation measures - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft das Prinzip der Stabantenne für den Rundfunkempfang in Fahrzeugen. Derartige Antennen können – bei Ausführung als Mehrbereichsantennen – neben dem Rundfunkempfang auch für den Mobilfunk eingesetzt werden, d.h. zusätzlich für den Funkbetrieb im 900- und im 1800-MHz-Bereich.The The invention relates to the principle of the rod antenna for radio reception in vehicles. Such antennas can - when running as Multirange antennas - next to the radio reception also for be used in mobile communications, i. additionally for radio operation in the 900 and in the 1800 MHz range.
Die übliche Stabantenne für Pkw besteht aus einem dünnen Glasfiberstab, auf den ein Draht aufgewendelt ist, und der mit einem Kunststoff-Überzug als Witterungsschutz versehen ist. Der Stab sitzt auf einem biegsamen Schaft mit einer Schraubenfeder, die ebenfalls mit Kunststoff umhüllt ist.The usual rod antenna for cars consists of a thin one Fiberglass rod on which a wire is wound, and the one with a Plastic coating as Weather protection is provided. The wand sits on a bendable Shaft with a coil spring, which is also covered with plastic.
Der Bereich mit der Schraubenfeder ist Teil des Strahlers. Das ganze ist als „Kurzstab"-Antenne konzipiert und im Speisepunkt an eine Anpaß- und Verstärkungsschaltung angeschlossen. Eine Gesamtlänge des Stabs im Bereich von 400 mm ist üblich. Das ist aus physikalischer Sicht das Minimum – will man für die Frequenzbereiche UKW (FM) und KW, MW und KW (AM) gleichermaßen einen ausreichenden Empfangspegel und Signal-zu-Rausch-Abstand gewährleisten.Of the Area with the coil spring is part of the spotlight. The whole is designed as a "short rod" antenna and in the feed point to a fitting and amplification circuit connected. A total length of the rod in the range of 400 mm is common. That's physical View the minimum - wants one for one the frequency ranges FM (FM) and KW, MW and KW (AM) equally one ensure adequate reception level and signal-to-noise ratio.
In letzter Zeit werden Kurzstab-Antennen angeboten, bei denen der Glasfiberbereich mit der Wendel noch weiter verkürzt ist. Das ist eine Modeerscheinung. Eine Strahlerlänge von 200 mm wird als „schick" angesehen. Tatsächlich ist damit ein Empfang möglich. Man muß aber in Kauf nehmen, dass der Empfangspegel niedriger ist. Die Empfangsqualität insgesamt ist vermindert, und manche schwach einfallende Sender sind nicht mehr zu hören. Die Physik lässt sich nicht betrügen.In Recently, short-rod antennas are offered, in which the glass fiber range shortened even further with the helix is. This is a fad. An emitter length of 200 mm is considered "chic." Actually so that a reception possible. But you have to accept that the reception level is lower. The reception quality overall is diminished, and some weakly incident transmitters are not to hear more. The physics leaves do not cheat.
Bei dem hier beschriebenen Strahler, der aus einem Biegeschaft mit Schraubenfeder und dem Glasfiberschaft mit Drahtwendel besteht, gibt es aber ein grundsätzliches Problem: Die Schraubenfeder wird mit zwei kleinen Metall-Formteilen versehen, die die elektrische Verbindung zu einer Verstärker-seitigen Schraubhülse auf der einen Seite und zur Drahtwendel auf der anderen Seite herstellen. Über die Schraubhülse wird der Stab auch mechanisch fixiert.at the spotlight described here, which consists of a bending line with a coil spring and the glass fiber shaft is made with wire helix, but there is one fundamental Problem: The coil spring comes with two small metal moldings provided the electrical connection to an amplifier-side threaded on one side and the wire helix on the other side. About the screw is the rod also fixed mechanically.
Dieser Aufbau bewirkt ungünstige Anpassungsverhältnisse im Speisepunkt, die sich mit stabseitigen passiven Maßnahmen nicht beeinflussen (verbessern) lassen. Dies gilt umso mehr bei Rundfunk-Stabantennen, bei denen HF-mäßig selektierte Bereiche des Strahlers, vor allem in Höhe Schraubenfeder und kurz darüber, als Antennen für Mobilfunk-Frequenzen mitgenutzt werden. Zur Verbesserung der Anschlußverhältnisse sind für jeden einzelnen Strahler bestimmte Schaltungsmaßnahmen erforderlich.This Construction causes unfavorable matching ratios in the feeding point, dealing with rod-side passive measures do not influence (improve). This applies even more Radio rod antennas in which RF-selected areas of the Strahlers, especially in height Coil spring and briefly above it, as antennas for Cellular frequencies are shared. To improve the connection conditions are for every single spotlight requires certain circuit measures.
All dies schlägt sich notwendigerweise in relativ hohen Entwicklungs- und Fertigungskosten nieder.Alles this beats necessarily in relatively high development and production costs low.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stabgebilde zu konzipieren, das sich durch eine hohe Variabilität in puncto Design wie auch frequenzmäßig, durch einen hohen Wirkungsgrad für alle Betriebsfrequenzen sowie durch gute Beeinflussbarkeit der Anschlußparameter auszeichnet und kostengünstig zu realisieren ist.Of the Invention is based on the task of designing a bar structure characterized by high variability in terms of design as well in frequency, by a high efficiency for all operating frequencies as well as good influenceability of the connection parameters distinguishes and inexpensive to realize.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Haupt- und der Nebenansprüche angegebenen Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsdetails und -beispiele.These Task is according to the invention with the specified in the characterizing part of the main and the secondary claims Characteristics solved. The dependent claims contain preferred execution details and examples.
Die Erfindung begründet ein neuartiges Stabkonzept. Der Antennenaufbau wird auf ein einziges, homogenes Element aus dielektrischem Material mit der Funktion des Trägers differenzierter leitender Strukturen reduziert. Auf dem Substrat können separate Strahler für die unterschiedlichen Frequenzen realisiert werden. Das heißt, es steht nicht mehr nur ein einziger durchgehender Leiter zur Verfügung, der im Speisepunkt mit der Schraubenfeder beginnt und sich, über das verbindende Formteil, in der Drahtwendel fortsetzt und auf dem z.B. mit Hilfe von zwischengeschalteten Schwingkreisen einzelne Strahler „abgelängt" werden. Gemäß der Erfindung existieren mehrere Strahler mit eigener Leiterstruktur separat nebeneinander. Jeder Strahler ist mit einem eigenen Speisepunkt versehen oder verläuft separat bis zu dem gemeinsamen Speisepunkt.The Invention justified a novel rod concept. The antenna structure is based on a single, homogeneous element made of dielectric material with the function of carrier differentiated conductive structures reduced. On the substrate can be separate Spotlight for the different frequencies are realized. That means it stands no longer just a single end-to-end ladder available in the feed point starts with the coil spring and, over that connecting molding, continues in the wire coil and on the e.g. individual radiators are "cut to length" with the aid of intermediate oscillating circuits several spotlights with their own ladder structure separately next to each other. Each spotlight is provided with its own feed point or runs separately until to the common feeding point.
Ein wesentliches Merkmal ist die Breitendifferenzierung der Strahler. Es wurde gefunden, dass zwischen dem schmalen Leitungsabschnitt eines (ersten) Strahlers für eine niedrigere Frequenz, der im Bereich eines (zweiten) Strahlers für die nächsthöhere realisierte Frequenz parallel zu diesem geführt wird, und diesem zweiten Strahler sehr effektive parasitäre Wirkbeziehungen bestehen. Dadurch ist auch der schmale Leitungsabschnitt – wie der weiterführende breite Abschnitt – für den niedrigeren Frequenzbereich voll als Strahler wirksam.One an essential feature is the width differentiation of the spotlights. It was found that between the narrow line section a (first) radiator for a lower frequency in the range of a (second) radiator for the next higher realized Frequency is conducted in parallel to this and this second radiator very effective parasitic interactions consist. This is also the narrow line section - like the further wide section - for the lower one Frequency range fully effective as a spotlight.
Auf Grund des parasitären Effekts sind beide Abschnitte zusammen als „dicke" Antenne wirksam, mit dem Vorteil einer möglichen Längenreduzierung ohne Pegelverlust. So kann durch Nutzung des Erfindungsprinzips die Kurzstab-Antenne, die gemäß dem Stand der Technik – und gemäß den Gesetzen der Physik – jene genannten 400 mm nicht unterschreiten sollte – tatsächlich ohne Verluste auf ein Längenmaß in Richtung der 200 mm reduziert werden.On Reason of the parasitic Effects are both sections together effective as a "thick" antenna, with the advantage of a potential Length reduction without Loss in level. Thus, by using the invention principle, the short-rod antenna, the according to the state the technology - and according to the laws of physics - those 400 mm should not fall below - in fact without losses on one Length measure in the direction the 200 mm can be reduced.
Dem kommt weiterhin zugute, dass der Leiterverlauf der Strahler nicht wie bei dem Stabaufbau des Stands der Technik durch Inhomogenitäten gestört wird, wie sie dort durch die beschriebenen kleinen Formteile sowie durch die Materialunterschiede zwischen der Schraubenfeder und der Drahtwendel gegeben sind.This is further beneficial that the conductor course of the radiator not as in the rod construction of the prior art is disturbed by inhomogeneities, as given there by the small moldings described as well as by the material differences between the coil spring and the wire helix.
Durch den homogenen Aufbau der Strahler sind die antennenseitigen Impedanzverhältnisse im Speisepunkt für jeden einzelnen Strahler einfacher zu beherrschen.By the homogeneous structure of the radiators are the antenna-side impedance ratios in the feeding point for to master every single spotlight easier.
Des weiteren können bei erfindungsgemäßen Antennen in Gestalt von leitenden Strukturen auf der schmalen Platine gleichzeitig mit den Strahlerstrukturen passive Bauelemente zur Anpassung realisiert werden. Sie werden kostengünstig ebenfalls als Strukturen auf der Platine ausgeführt.Of others can in antennas according to the invention in the form of conductive structures on the narrow board simultaneously realized with the radiator structures passive components for adaptation become. They become inexpensive also executed as structures on the board.
Die vorteilhaften Möglichkeiten der Gestaltung unterschiedlichster Leiterstrukturen auf dielektrischem Trägermaterial sind bekannt und werden hier voll genutzt. Dazu trägt auch bei, dass mit dem (konsequenten) Schritt zu dem neuen Antennen-Design gewissermaßen neue Freiheitsgrade für diese Strukturen geschaffen wurden. Die damit verbundenen Kostenvorteile liegen auf der Hand.The advantageous possibilities the design of different conductor structures on dielectric support material are known and are fully used here. Contributes to that too in that with the (consistent) step to the new antenna design to some extent new Degrees of freedom for these structures were created. The associated cost advantages are obvious.
Es ist weiter darauf zu verweisen, dass das „klingenartige" Design auch aerodynamische Vorteile hat: Die Windgeräusche, die der herkömmliche Stab im Fahrbetrieb erzeugt und denen man dort mit der bekannten hässlichen „Raupenwendel" beizukommen versucht, sind bei der „Klinge" von vornherein unbekannt.It is further to point out that the "sound-like" design also aerodynamic Advantages: The wind noise, the conventional Staff generated in the driving and which one there with the well-known ugly "caterpillar coil" tries to are unknown at the "blade" from the beginning.
Last but not least sei betont, dass sich das erfindungsgemäße Wirkprinzip mit den wesentlichen Vorteilen auch bei Glasfiberstäben mit Drahtwendel realisieren lässt. Auch hier können mindestens zwei durchgängig separate Strahler mit jeweils eigner Anbindung an einen eigenen Speisepunkt am Ende des Stabs – oder an einen gemeinsamen Speisepunkt – ausgebildet werden. Der erfindungsgemäße Glasfiberstab mit den mehreren Strahlern hat die gleichen Vorteile hinsichtlich der einfacheren Anpassungsverhältnisse und der Kosten, wie sie mit den leitenden Strukturen auf Platinenmaterial erzielt werden.load But not least, it should be emphasized that the active principle according to the invention with the main advantages also with glass fiber rods with Wire coil can be realized. Again, you can at least two throughout separate emitters, each with its own connection to its own Feeding point at the end of the staff - or to a common feed point - be formed. The glass fiber rod according to the invention with the multiple spotlights has the same advantages in terms the simpler adaptation conditions and the cost, as with the conductive structures on circuit board material be achieved.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The Invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen in schematischer DarstellungIn the associated Drawing show in a schematic representation
Antennenstruktur und AnpassungsspuleAntenna structure and matching coil
- a) mit drei separaten Speisepunkten
- b) mit einem gemeinsamen Speisepunkt
- a) with three separate feed points
- b) with a common feed point
- a) Leiterdraht des Strahlers für die niedrigere Frequenz peripher zur Drahtwendel des Strahlers für die höhere Frequenz
- b) Leiterdraht axial innerhalb der Drahtwendel geführt
- a) Conductor wire of the radiator for the lower frequency peripheral to the wire helix of the radiator for the higher frequency
- b) Conductor wire guided axially within the wire helix
Dabei sind:there are:
- 11
- Platine aus dielektrischem Trägermateialcircuit board made of dielectric carrier material
- 1.11.1
- Einkerbung zur Halterungnotch for mounting
- 1.21.2
- Einkerbung als Sollbruchstellenotch as a predetermined breaking point
- 22
- leitende Struktur als Strahler für Rundfunkfrequenzensenior Structure as a radiator for Broadcasting frequencies
- 2.12.1
- Leiterabschnittconductor section
- 33
- Strahler für Mobilfunk im 900-MHz-Bereichspotlight for mobile in the 900 MHz range
- 3.13.1
- Leiterabschnittconductor section
- 44
- Strahler für Mobilfunk im 1800-MHz-Bereichspotlight for mobile in the 1800 MHz range
- 55
- Speisepunktfeedpoint
- 66
- GlasfiberstabFiberglass rod
- 77
- Strahler für Rundfunkempfangspotlight for radio reception
- 7.17.1
- Leiterabschnittconductor section
- 88th
- Stababschnitt ohne DrahtwendelStaff section without wire helix
- 99
- Strahler für Mobilfunkspotlight for mobile
- 1010
- Speisepunktfeedpoint
- 1111
- folienartiges Substratfilm-like substratum
- 1212
- Strahler für Mobilfunk im 900-MHz-Bereichspotlight for mobile in the 900 MHz range
- 12.112.1
- Leiterabschnittconductor section
- 1313
- Strahler für Mobilfunk im 1800-MHz-Bereichspotlight for mobile in the 1800 MHz range
- 1414
- passives Bauelement (Spule) für Anpassungpassive Component (coil) for Adaptation
- 1515
- Umhüllungwrapping
Wenn man von einer Breite der Platine von z.B. etwa 20 mm ausgeht, so kann man die hier gezeigte Ausführung schon als „dicke" Antenne bezeichnen. Man kann den damit möglichen Vorteil der Verkürzung des geometrischen Längenmaßes ausnutzen. Mit diesem Design ist eine Verkürzung in Richtung des „Traummaßes" 200 mm – ohne nennbare Pegeleinbuße – denkbar.Assuming a width of the board of, for example, about 20 mm, one can already refer to the embodiment shown here as a "thick" antenna Exploitation of the geometric length measure. With this design, a reduction in the direction of the "dream measure" 200 mm - without nameable loss of volume - conceivable.
Wie
angegeben, bestehen zwischen dem schmalen Abschnitt
Jede
der Antennen verläuft
als separates Strahlergebilde bis zum eigenen oder bis zu dem gemeinsamen
Speisepunkt
Hier wird auch deutlich, dass die Anordnung sich extrem kostengünstig realisieren lässt.Here It is also clear that the arrangement is extremely cost-effective leaves.
Man
hat eine schmale, längliche
Platine mit Metallauftrag. Sie kann mit einem Überzug versehen und farblich
gestaltet sein. Das Teil wird in eine entsprechende Aufnahme eines
Antennensockels eingeklinkt und dort über die Einkerbung
Mit
Die
Beispiele in
Allen als Ausführungsbeispiele gezeigten Antennenanordnungen gemeinsam ist die Separierung der Antennen für die unterschiedlichen Frequenzen bis zum Speisepunkt. So lassen sich durch differenzierte Dimensionierung jedes Strahlerverlaufs und dem Strahler zugeordnete passive Maßnahmen einzeln die Parameter, die die Betriebsparameter bestimmen, beeinflussen und optimieren.all as exemplary embodiments common antenna arrangement is the separation of the Antennas for the different frequencies to the feed point. Let it be through differentiated dimensioning of each radiator profile and the radiator associated passive measures individually the parameters, which determine, influence and optimize the operating parameters.
Die
Ausführungen
mit der klingenartigen Platine
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200610028128 DE102006028128A1 (en) | 2006-08-12 | 2006-08-12 | Radio antenna arrangement for vehicle i.e. passenger car, has discrete components embedded in conductive structures in plate for influencing antenna parameters, where structures are formed as emitters and passive adaptation measures |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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DE102006028128A1 true DE102006028128A1 (en) | 2008-02-21 |
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Family Applications (1)
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DE200610028128 Withdrawn DE102006028128A1 (en) | 2006-08-12 | 2006-08-12 | Radio antenna arrangement for vehicle i.e. passenger car, has discrete components embedded in conductive structures in plate for influencing antenna parameters, where structures are formed as emitters and passive adaptation measures |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
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- 2006-08-12 DE DE200610028128 patent/DE102006028128A1/en not_active Withdrawn
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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R016 | Response to examination communication | ||
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Owner name: DELPHI TECHNOLOGIES, INC., TROY, US Free format text: FORMER OWNER: DELPHI DELCO ELECTRONICS EUROPE GMBH, 42119 WUPPERTAL, DE Effective date: 20111006 Owner name: DELPHI TECHNOLOGIES, INC., US Free format text: FORMER OWNER: DELPHI DELCO ELECTRONICS EUROPE GMBH, 42119 WUPPERTAL, DE Effective date: 20111006 |
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