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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugantenne, die derart
in ein Fahrzeug eingebaut ist, dass Funksignale nach außerhalb
des Fahrzeugs gesendet und von außerhalb des Fahrzeugs
empfangen werden können. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung eine Fahrzeugantenne, die ein Antennenelement beinhaltet,
das in der Nähe einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs
angebracht ist.
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Es
sind Glasantennen entwickelt worden, welche in Fahrzeuge eingebaut
sind, um Funksignale zu senden und zu empfangen. Das Antennenelement usw.
von jeder Glasantenne ist in der Nähe der Windschutzscheibe
eines Fahrzeugs angebracht, um so gering wie möglich durch
den Rahmen und andere metallische Teile des Fahrzeugs beeinflusst
zu werden.
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Wenn
das Antennenelement der Glasantenne in der Nähe einer Seitenscheibe
des Fahrzeugs, das heißt einer Türscheibe, welche
vertikal gleitet, angebracht ist, ändern sich die Signalsende-
und -empfangscharakteristiken des Antennenelements mit der vertikalen
Position der Scheibe. Als Ergebnis kann kein stabiles Empfangen
durch die Antenne durchgeführt werden. Wenn das Antennenelement der
Glasantenne in der Nähe der Heckscheibe des Fahrzeugs angebracht
ist, in welcher sich ein Erwärmungsdraht zum Auftauen ausdehnt,
wird der Erwärmungsdraht elektromagnetisch mit dem Antennenelement
gekoppelt. Als Ergebnis werden die Signalsende- und -empfangscharakteristiken
des Elements unzureichend.
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Die
JP 2006-314071A schlägt
vor, die Dachverkleidung eines Fahrzeugs zwangsweise als einen Reflektor
für ein Antennenelement einer Glasantenne in einem Fahrzeug
zu verwenden, so dass das Element eine Richtcharakteristik in der
Vorwärtsrichtung aufweisen kann. Die Funksignale, die von
der Rückseite des Fahrzeugs durch das Fahrzeug zu der Glasantenne
gehen, werden durch metallische Teile reflektiert und gestreut,
welche einen Fahrzeugrahmen und dergleichen des Fahrzeugs ausbilden.
In diesem Fall wird es schwierig, Ausbreitungspfade beim Demodulieren
der reflektierten und gestreuten Signale abzugleichen. Als Ergebnis
kann das Antennenelement der Glasantenne keine hohe Empfangscharakteristik
aufweisen. Deshalb ist es erforderlich, so wenig reflektierte und
gestreute Funksignale wie möglich zu empfangen.
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Da
die Funktionen von Fahrzeugen verbessert werden, müssen
die Antennenelemente von Glasantennen eine vergrößerte
Genauigkeit einer Richtcharakteristik aufweisen.
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Zum
Beispiel ist es, damit ein Fahrzeug auf einer Straße Funksignale
direkt zu einem Fahrzeug auf dieser oder einer anderen Straße
senden und von diesem direkt empfangen kann, bevorzugt, dass die Fahrzeugantenne
eine Richtcharakteristik in einer horizontalen Richtung aufweist.
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17 zeigt
eine herkömmliche Glasantenne, in welcher ein Antennenelement 1 in
einer Windschutzscheibe 11 eines Fahrzeugs angebracht ist. Das
Antennenelement 1 befindet sich vor und unter einer Dachverkleidung 12,
welche als ein Reflektor für das Element 1 wirkt.
Demgemäß neigt sich die Richtcharakteristik des
Antennenelements 1 in einer Richtung E1 nach unten, in
welcher sich die Windschutzscheibe 11 mit einem Winkel Φ mit
einer horizontalen Ebene 21 neigt.
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugantenne
zu schaffen, welche einen Einfluss einer Dachverkleidung eines Fahrzeugs
auf ein Antennenelement der Antenne verringert.
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Diese
Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 und 15 angegebenen Maßnahmen
gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand
der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Fahrzeugantenne ein erstes
Antennenelement und ein zweites Antennenelement. Das erste Antennenelement
wirkt als ein Strahler, welcher Signale in einem im Voraus eingestellten
Frequenzband sendet und empfängt. Das zweite Antennenelement wirkt
als ein Reflektor für das erste Antennenelement. Das erste
Antennenelement befindet sich auf einer Windschutzscheibe eines
Fahrzeugs. Das zweite Antennenelement befindet sich hinter dem ersten
Antennenelement und außer Kontakt mit der Windschutzscheibe.
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Wie
es in 14A gezeigt ist, in welcher
das erste Antennenelement und das zweite Antennenelement mit Bezugszeichen 1 bzw. 2 bezeichnet
sind, grenzt die Windschutzscheibe 11 an ein vorderes Ende 12r einer
metallischen Dachverkleidung 12 des Fahrzeugs an. Das Verkleidungsende 12r wirkt
als ein Reflektor für das erste Element 1 auf
der Windschutzscheibe 11. Der Reflektor macht die Richtcharakteristik
des ersten Antennenelements 1 nach vorne und unten (Richtung
R1).
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Das
zweite Antennenelement 2, welches als ein Reflektor für
das erste Antennenelement 1 wirkt, ist weiter innerhalb
von dem ersten Antennenelement 1 in der Längsrichtung
des Fahrzeugs und unter der Dachverkleidung 12 angeordnet.
Dies lässt zu, dass die Richtcharakteristik des ersten
Antennenelements 1 nach außen und mehr aufwärts
(Richtung E0) als die Richtung (R1) geht, in welcher mindestens
das Verkleidungsende 12r wirkt. Der kombinierte Einfluss des
Verkleidungsendes 12r und des zweiten Antennenelements 12 macht
das erste Antennenelement 1 in einer Richtung E gerichtet,
das heißt es weist eine Richtcharakteristik in der Richtung
E auf. Diese Richtung E kann außerhalb der Richtung (E1)
sein, in welcher lediglich das Verkleidungsende 12r wirkt.
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Demgemäß ist
es möglich, den Einfluss der Dachverkleidung 12 auf
das erste Antennenelement 1 zu verringern.
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Wie
es in 14B gezeigt ist, kann das zweite
Antennenelement 2 auf einer horizontalen Ebene 22 liegen.
Es ist bevorzugt, dass die Richtung von dem zweiten Antennenelement 2 zu
dem ersten Antennenelement 1 einen Erhebungswinkel θ mit
der zweiten horizontalen Ebene 22 macht.
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In
diesem Fall befindet sich das zweite Antennenelement 2 unter
dem ersten Antennenelement 1, so dass die Richtcharakteristik
des ersten Antennenelements 1 bezüglich der horizontalen
Ebene 21 nach vorne und oben (Richtung E0) sein kann. Dies ermöglicht
es weiterhin, weiter den Einfluss der Dachverkleidung 12 auf
das erste Antennenelement 1 zu verringern.
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Das
erste Antennenelement 1 kann auf einer horizontalen Ebene 21 liegen,
mit welcher die Windschutzscheibe einen Neigungswinkel Φ macht.
Es ist bevorzugt, dass der Erhebungswinkel θ nicht größer als
der Neigungswinkel Φ ist.
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Wie
es in 15 gezeigt ist, wird es angenommen,
dass der Einfluss, der von dem Verkleidungsende 12r als
ein Reflektor auf die Richtcharakteristik des ersten Antennenelements 1 ausgeübt wird,
den Einfluss abgleicht, der von dem zweiten Antennenelement 2 als
ein Reflektor auf die Richtcharakteristik ausgeübt wird.
Unter dieser Annahme kann, wenn der Erhebungswinkel θ den
Windschutzscheiben-Neigungswinkel Φ abgleicht, die Richtung E
horizontal parallel zu den horizontalen Ebenen 21 und 22 gemacht
werden. Daher macht der kombinierte Einfluss des Verkleidungsendes 12r und
des zweiten Antennenelements 2 das erste Antennenelement 1 in
der Richtung E gerichtet.
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Der
Einfluss, der von dem zweiten Antennenelement 2 ausgeübt
wird, kann größer als der Einfluss sein, der von
dem Verkleidungsende 12r ausgeübt wird. In diesem
Fall ist es durch Machen des Erhebungswinkels gleich oder kleiner
als dem Windschutzscheiben-Neigungswinkel (durch Kleinhalten des
Richtcharakteristik-Aufwärtswinkels) möglich, die
Richtung E horizontal zu machen.
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Dies
ermöglicht es, den Einfluss der Dachverkleidung 12 auf
das erste Antennenelement 1 geeigneter zu verringern. Der
Winkel zwischen der horizontalen Ebene 21 und der Richtung
von dem Verkleidungsende 12r zu dem ersten Antennenelement 1 wird
als nahezu gleich dem Windschutzscheiben-Neigungswinkel erachtet.
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Genauer
gesagt kann sich das erste Antennenelement 1 an einem ersten
Abstand und einem zweiten Abstand von dem Verkleidungsende 12r bzw.
dem zweiten Antennenelement 2 befinden. Die ersten und
zweiten Abstände können derart festgelegt sein,
dass der Vorwärts-Verstärkungsfaktor des ersten
Antennenelements 1, welcher bezüglich des Fahrzeugs
nach vorne ist, gleich oder größer als der Absolut-Verstärkungsfaktor
dieses Elements 1 ist.
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Es
ist bevorzugt, dass die zwei Antennenelemente 1 und 2 lineare
Leiter sind, die sich parallel zu dem Verkleidungsende 12r ausdehnen.
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In
diesem Fall weist jedes der zwei Antennenelemente 1 und 2 eine
einfache Struktur und eine einfache positionelle Beziehung zu der
anderen auf. Dies macht es einfach, Änderungen in der Richtcharakteristik
des ersten Antennenelements 1 zu schätzen, für
welche das Verkleidungsende 12r und das zweite Antennenelement 2 als
Reflektoren wirken. Demgemäß kann die Position,
an der das zweite Antennenelement 2 angebracht sein sollte,
genau für eine erwünschte Richtcharakteristik
des ersten Antennenelements 1 bestimmt werden.
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Es
ist bevorzugt, dass das erste Antennenelement 1 eine Halbwellen-Dipolantenne
ist. Eine Halbwellen-Dipolantenne ist eine Richtantenne, die eine
Länge aufweist, die die eine Hälfte der Wellenlänge
eines Signals ist, welches von dem ersten Antennenelement 1 gesendet
und empfangen werden kann. Die Länge einer Halbwellen-Dipolantenne kann
mit der Umgebung geändert werden, in welcher die Antenne
eingebaut ist.
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Die
Halbwellen-Dipolantenne als das erste Antennenelement 1 ist
in eine Richtung gerichtet, die senkrecht zu der Längs-
oder Breitenrichtung des Fahrzeugs ist, das heißt sie weist
eine Richtcharakteristik in einer Längsrichtung des Fahrzeugs
auf. Dies macht die Richtcharakteristik des ersten Antennenelements 1 der
Fahrzeugantenne mehr nach vorne gerichtet.
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Es
ist bevorzugt, dass das zweite Antennenelement 2 mit einem
Element einer veränderlichen Kapazität zum Verändern
des Vorwärts-Verstärkungssfaktors des ersten Antennenelementes 1 angebracht
ist.
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Durch
Steuern der Kapazität (Impedanz) des Elements einer veränderlichen
Kapazität, die in dem zweiten Antennenelement 1 angebracht
ist, ist es möglich, den Einfluss, der von dem zweiten
Antennenelement 2 als ein Reflektor für das erste
Antennenelement 1 auf die Richtcharakteristik des ersten Antennenelements
ausgeübt wird, zu ändern. Dies ermöglicht
es, das erste Antennenelement 1 derart einzustellen, dass
seine Richtcharakteristik nach vorne davon abhängt, wo
sich das zweite Antennenelement 2 befindet.
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Die
ersten und zweiten Antennenelemente 1 und 2 können
auf entweder einer Platte oder getrennten Teilen angebracht sein.
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Wenn
die ersten und zweiten Antennenelemente 1 und 2 auf
einer Platte angebracht sind, ist es möglich, die Fahrzeugantenne
einfacher durch Anbringen der Platte in dem Fahrzeug einzubauen. Wenn
die zwei Antennenelemente 1 und 2 auf getrennten
Teilen angebracht sind, gibt es einen Raum zwischen den Elementen 1 und 2.
Dies ermöglicht es, den Raum zu verringern, an dem die
Fahrzeugantenne eingebaut ist. Dies ermöglicht es ebenso,
den Freiheitsgrad zu erhöhen, mit welchem die ersten und
zweiten Elemente 1 und 2 angebracht sind.
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Das
zweite Antennenelement 2 kann auf der Rückseite
eines Rückspiegels des Fahrzeugs angebracht sein, während
das erste Antennenelement 1 auf einem flexiblen Film ausgebildet
sein kann.
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Wenn
das zweite Antennenelement 2 auf der Rückseite
des Rückspiegels angebracht ist, ist dieses Element außerhalb
der Sicht des Fahrers. Wenn das erste Antennenelement 1 auf
einem flexiblen Film ausgebildet ist, welcher auf der gekrümmten Windschutzscheibe
haften kann, ist es möglich, den Raum weiter zu verringern,
an dem dieses Element angebracht ist. Es ist bevorzugt, dass der
flexible Film transparent ist und dass das erste Antennenelement
ein Metalldraht ist.
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Wenn
der flexible Film transparent ist und auf der Windschutzscheibe
haftet, versperrt der Film wenig von der Sicht des Fahrers. Wenn
das erste Antennenelement ein Metalldraht ist, muss er nicht in
einem Herstellungsverfahren auf einem Film gedruckt und getrocknet
werden. Dies macht es einfach, das erste Antennenelement herzustellen.
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Die
Fahrzeugantenne kann weiterhin, wie es in 16B gezeigt
ist, ein drittes Antennenelement 7 beinhalten, welches
ein linearer Leiter ist, der länger als das erste Antennenelement 1 ist.
Das dritte Antennenelement 7 kann auf der Windschutzscheibe angebracht
sein und sich in der Nähe des Verkleidungsendes 12r und
außerhalb eines Kontakts mit der Dachverkleidung 12 befinden.
Das dritte Antennenelement 7 kann zu dem ersten Antennenelement 1 parallel
sein.
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Im
Allgemeinen fließt unter Bezugnahme auf 16A, wenn ein Strom Ii in eine Richtung durch das
erste Antennenelement 1 fließt, ein Induktionsstrom
Ir in der entgegengesetzten Richtung durch das Verkleidungsende 12r.
Dies macht das Verkleidungsende 12r induktiv und als einen
Reflektor für das erste Antennenelement 1 wirkend.
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Wie
es in 16B gezeigt ist, ist das dritte Antennenelement 7,
welches ein linearer Leiter ist, der länger als das erste
Antennenelement 1 ist, auf der Windschutzscheibe 12 angebracht
und befindet sich in der Nähe des Verkleidungsendes 12r und
außerhalb eines Kontakts mit der Dachverkleidung 12. Wenn
ein Strom I1 in eine Richtung durch das erste Antennenelement fließt,
fließt ein Induktionsstrom 13 in der entgegengesetzten
Richtung durch das dritte Antennenelement 7. Unterdessen
fließt ein Induktionsstrom Ir in der Dachverkleidung 12.
Die Induktionsströme 13 und Ir löschen
einander aus, so dass das Verkleidungsende 12r davon abgehalten
wird, als ein Reflektor zu wirken. Dies hält die Dachverkleidung 12 davon
ab, die Richtcharakteristik des ersten Antennenelements 1 nach
unten zu machen.
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Wenn
die Fahrzeugantenne ein derartiges drittes Antennenelement 7 beinhaltet,
kann das zweite Antennenelement 2 weggelassen werden.
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Dies
begrenzt den Einfluss der Dachverkleidung 12, was die Antennencharakteristik
realisiert, welche eine Richtantenne ursprünglich aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1 eine
Draufsicht einer Fahrzeugantenne gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Schnittansicht der Fahrzeugantenne, die die Antenne als in ein Fahrzeug
eingebaut zeigt;
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3A Messzustände
für eine Simulation, in welcher ein Abstand zwischen einem
Antennenelement einer Fahrzeugantenne und einem vorderen Ende einer
Dachverkleidung des Fahrzeugs und ein Abstand zwischen dem Antennenelement
und einem Reflexionselement der Antenne bestimmt werden;
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3B ein
Richtcharakteristikmuster, das eine Richtcharakteristik des Antennenelements
unter den Messzuständen darstellt, die in 3A gezeigt sind;
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4A und 4B Graphen
von Simulationsergebnissen von Antennen-Verstärkungsfaktoren in
einer Richtung A in 3A bzw. ein VSWR, welche sich
mit dem Abstand zwischen dem Antennenelement und dem vorderen Ende
der Dachverkleidung ändern;
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5A erste
Messzustände (θ = 45°) für eine
Simulation, welche einen Einfluss einer kombinierten Funktion des
Reflektionselements und des vorderen Endes der Dachverkleidung zeigt;
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5B ein
Richtcharakteristikmuster, das die Richtcharakteristik des ersten
Antennenelements unter den ersten Messzuständen darstellt;
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6 eine
Schnittansicht einer Fahrzeugantenne gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
die die Antenne als in ein Fahrzeug eingebaut zeigt;
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7A zweite
Messzustände (θ = 0°) für eine
Simulation, welche den Einfluss der kombinierten Funktion des Reflexionselements
der Fahrzeugantenne gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel und
dem vorderen Ende der Dachverkleidung des Fahrzeugs zeigt;
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7B ein
Richtcharakteristikmuster, das die Richtcharakteristik des Antennenelements
der Fahrzeugantenne gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
unter den zweiten Messzuständen darstellt;
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8 eine
Draufsicht einer Fahrzeugantenne gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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9A Messzustände
für eine Simulation, in welcher eine Diodenkapazität
der Fahrzeugantenne gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung bestimmt wird;
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9B einen
Antennen-Verstärkungsfaktor in der Richtung A in 9A,
welcher sich mit der Diodenkapazität unter den Messzuständen
in 9A verändert;
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10A einen dritten Messzustand (θ = 45°) für
eine Simulation, welche den Einfluss einer kombinierten Funktion
des Steuerelements der Fahrzeugantenne gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
und dem vorderen Ende der Dachverkleidung eines Fahrzeugs zeigt;
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10B ein Richtcharakteristikmuster, das die Richtcharakteristik
des Antennenelements der Fahrzeugantenne gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
unter den dritten Messzustände darstellt;
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11 eine
perspektivische Ansicht einer Fahrzeugantenne gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
die die Antenne als in ein Fahrzeug eingebaut zeigt;
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12 ein
Richtcharakteristikmuster, das die Richtcharakteristik des Antennenelements
der Fahrzeugantenne gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter vierten Messzuständen
(θ = 0°) für eine Simulation darstellt, welche
den Einfluss einer kombinierten Funktion eines Induktionselements
und eines Reflexionselements dieser Antenne und des vorderen Endes
der Dachverkleidung des Fahrzeugs zeigt;
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13A und 13B schematische
Ansichten, die ein Antennenelement und ein Reflexionselement zeigen,
welche auf getrennten Teilen angebracht sind;
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14A und 14B schematischen
Ansichten, die den Einfluss der kombinierten Funktion eines zweiten
Antennenelements und dem vorderen Ende der Dachverkleidung eines
Fahrzeugs bezüglich der Richtcharakteristik eines ersten
Antennenelements zeigen;
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15 eine
schematische Ansicht, die den Einfluss der kombinierten Funktion
eines zweiten Antennenelements und des vorderen Endes der Dachverkleidung
eines Fahrzeugs bezüglich der Richtcharakteristik eines
ersten Antennenelements zeigt;
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16A und 16B schematische
Ansichten, die das Prinzip zeigen, auf welchem ein drittes Antennenelement
die Funktion des vorderen Endes der Dachverkleidung eines Fahrzeugs
als ein Reflektor einschränkt; und
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17 eine
schematische Ansicht, die den Einfluss des vorderen Endes der Dachverkleidung
eines Fahrzeugs, welches als ein Reflektor wirkt, bezüglich
der Richtcharakteristik einer herkömmlichen Fahrzeugantenne
zeigt.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Es
wird zuerst auf 1 verwiesen. Eine Fahrzeugantenne 10 beinhaltet
ein Antennenelement 1, welches Signale einer im Voraus
eingestellten Frequenz (Wellenlänge λ) senden
und empfangen kann, und ein Reflexionselement 2 als einen
Reflektor. Die Elemente 1 und 2 sind als ein streifenförmiges
Leitermuster auf einer rechteckigen Antennenplatte 4 ausgebildet,
die aus einem mit Glas gefüllten Epoxydharz oder einem
anderen Isolationsmaterial besteht.
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Die
Antennenplatte 4 verringert die Wellenlänge λ mit
einer Rate K. Das Antennenelement 1 ist ein linearer Leiter,
der eine Länge L1 von 0,5 kλ aufweist. Das Antennenelement 1 dehnt
sich in eine Richtung a aus, in welcher sich lange zwei Seiten der Antennenplatte 4 ausdehnen.
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Das
Antennenelement 1 ist eine bekannte λ/2-Dipolantenne,
die einen Einspeisepunkt in ihrer Mitte aufweist. Wenn ein Hochfrequenzstrom
I1 in den Einspeisepunkt zugeführt ist, strahlt das Antennenelement 1 eine
gleichförmige elektromagnetische Welle senkrecht zu ihm
ab.
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Das
Reflexionselement 2 ist ein linearer Leiter, der eine Länge
L2 aufweist, die länger als die Länge L1 des Antennenelements 1 ist.
Das Reflexionselement 2 dehnt sich parallel zu dem Antennenelement 1 aus
und befindet sich in einem Abstand d2 von diesem in einer Richtung β,
in welcher sich zwei kurze Seiten der Antennenplatte 4 ausdehnen.
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Der
Abstand d2 ist derart festgelegt, dass das Reflexionselement 2 induktiv
ist, wodurch dieses als ein Reflektor wirkt. Daher weist die Antenne 10 eine
Richtcharakteristik in einer Richtung von dem Reflexionselement 2 zu
dem Element 1 auf.
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Diese
Antenne 10 ist in ein Fahrzeug eingebaut, wie es in 2 gezeigt
ist, welche die Mitte des Antennenelements 1 usw. geschnitten
zeigt, wie es auf einer Seite des Fahrzeugs gesehen wird.
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Die
Mittellinie des Fahrzeugs dehnt sich in eine horizontale Richtung
X aus, welches die Längsrichtung des Fahrzeugs und senkrecht
zu einer horizontalen Richtung Y ist, welches die Seitenrichtung des
Fahrzeugs ist. Die Richtungen X und Y sind senkrecht zu einer vertikalen
Richtung Z. Die vorderen und hinteren Abstände bezüglich
des Fahrzeugs sind als positiv bzw. negativ definiert. Die Aufwärts- und
Abwärtsabstände sind als positiv bzw. negativ definiert.
Die Elemente 1 und 2 liegen auf einer ersten horizontalen
Ebene 21 bzw. einer zweiten horizontalen Ebene 22.
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Das
Antennenelement 1, welches auf der Antennenplatte 4 ausgebildet
ist, ist in Kontakt mit der Innenseite einer Windschutzscheibe (zum
Beispiel einer vorderen Windschutzscheibe) 11 des Fahrzeugs
und dehnt sich in der horizontalen Richtung Y aus. Ein Ende (zum
Beispiel ein vorderes Ende) 12r einer Dachverkleidung 12 grenzt
an die Oberseite der Windschutzscheibe 11 an. Das Antennenelement 1 befindet
sich in einem Abstand dr entlang der Windschutzscheibe 11 von
der Dachverkleidung 12r. Das Antennenelement 1 ist
parallel zu dem Verkleidungsende 12r, da sich das Verkleidungsende 12r in
der horizontalen Richtung Y ausdehnt.
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Der
Abstand dr ist derart festgelegt, dass das Verkleidungsende induktiv
ist. Genauer gesagt ist der Abstand dr derart festgelegt, dass das
Verkleidungsende 12r als ein Reflektor wirkt, was dazu
führt, dass das Antennenelement 1 eine Richtcharakteristik
in einer Richtung von dem Verkleidungsende 12r zu dem Element 1 aufweist.
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Der
Winkel θ zwischen der Antennenplatte 4 und jeder
der horizontalen Ebenen 21 und 22 gleicht den
Winkel Φ ab, in welchem die Windschutzscheibe 11 bezüglich
der ersten horizontalen Ebene 21 geneigt ist.
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Der
Abstand dr (d2) kann von dem Antennen-Verstärkungsfaktor
in der Richtung von dem Verkleidungsende 12r zu dem Antennenelement 1 (der Richtung
von dem Reflexionselement 2 zu dem Antennenelement 1)
und einem Spannungs-Stehwellenverhältnis (VSWR) abhängen.
Der Abstand dr kann durch Simulation bestimmt werden, wie es in den 3A, 3B, 4A und 4B gezeigt
ist.
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Wie
es in 3A gezeigt ist, wird ein Abschnitt
der Dachverkleidung 12, welcher für das Antennenelement 1 wirkt,
als eine rechtwinklige Metallplatte M1 erachtet. Das Antennenelement 1 und
die Metallplatte M1 dehnen sich parallel zueinander aus und liegen
auf einer Ebene. Das Antennenelement 1 befindet sich an
dem Abstand dr von dem Ende der Metallplatte M1. Die Dicke der Metallpatte
M1 ist gleich der Dicke (oder dem Durchmesser) des Antennenelements 1.
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Das
Antennenelement 1 ist von der Metallplatte M1 in eine Richtung
A senkrecht zu der Richtung B beabstandet, in welche sich das Antennenelement 1 und
die Metallplatte M1 ausdehnen. Es wird angenommen, dass das Antennenelement 1 und
die Metallplatte M1 in einer Umgebung liegen, in der Funksignale
einer Frequenz Fs gleichmäßig in die Richtung
A oder C gehen, welche senkrecht zu den Richtungen A und B ist.
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Die
Frequenz Fs ist auf 750 Mhz (λ = 400 mm) festgelegt. Die
Länge L1 des Antennenelements 1 ist auf 200 mm
(λ/2) festgelegt. Die Länge Lhs und die Breite
Lvs der Metallplatte M1 sind auf 600 mm (3 λ/2) bzw. 400
mm (λ) festgelegt.
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3B zeigt
ein Richtcharakteristikmuster S1, das die Richtcharakteristik des
Antennenelements 1 unter den Messzuständen in 3A darstellt,
unter welchen die Metallplatte M1 als ein Reflektor für
dieses Element wirkt. Der Abstand dr ist 100 mm (λ/4).
Das Richtcharakteristikmuster S1 stellt die Verstärkungsfaktoren
(dBi) des Antennenelements 1 für Simulationswinkel
mit der Richtung A auf der AC-Ebene dar, an der sich die Mitte dieses
Elements befindet.
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Gemäß dem
Richtcharakteristikmuster S1 werden, wie es in 3b gezeigt
ist, höhere Verstärkungsfaktoren in der Richtung
A von der Metallplatte M1 zu dem Antennenelement 12 erfasst.
In diesem Fall wirkt die Metallplatte M1 als ein Reflektor für
das Antennenelement 1.
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Die 4A und 4B zeigen
die Simulationsergebnisse des Antennen-Verstärkungsfaktors GA
in der Richtung A bzw. das VSWR, welche sich mit dem Abstand dr
unter den Messzuständen ändern, die in 3A gezeigt
sind.
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Wie
es in 4A gezeigt ist, ist der Verstärkungsfaktor
GA in der Richtung A größer als 2,14 dBi, welches
der Absolut-Verstärkungsfaktor einer λ/2-Dipolantenne
ist, wenn der Abstand dr kleiner als 120 mm (0,3 λ) ist.
Demgemäß wird, wenn der Abstand dr kürzer
als 0,3 λ ist, das Verkleidungsende 12r induktiv.
Als Ergebnis wirkt das Verkleidungsende 12r als ein Reflektor
und wird eine Richtcharakteristik in der Richtung vorgesehen, welche
von dem Verkleidungsende 12r zu dem Element 1 ist.
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Wie
es in 4B gezeigt ist, ist das VSWR 2 oder
weniger, wenn der Abstand dr 20 mm (0,05 λ) oder länger
ist. Im Allgemeinen ist ein VSWR von 2 oder weniger ein derartiger
Referenzwert, dass eine Antenne, die ein VSWR von 2 oder weniger
aufweist, als einen hohen elektrischen Leistungswirkungsgrad aufweisend
erachtet wird. Deshalb wird, wenn der Abstand dr 0,05 λ oder
länger ist, die Leistung, die dem Antennenelement 1 zugeführt
wird, wirkungsvoll abgestrahlt.
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Demgemäß zeigen
die Simulationsergebnisse, dass, wenn der Abstand dr 0,05 λ oder
länger, aber kürzer als 0,3 λ ist, das
Antennenelement 1 einen hohen elektrischen Leistungswirkungsgrad
aufweist, und das Verkleidungsende 12r wirkt als ein Reflektor,
was dazu führt, dass das Antennenelement 1 eine
Richtcharakteristik in der Richtung A aufweist, welche von dem Verkleidungsende 12r zu
dem Antennenelement 1 ist.
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Auch
dann, wenn sich die Messzustände von denjenigen unterscheiden,
die in 3A gezeigt sind, nähern
sich die Simulationsergebnisse den vorhergehenden Ergebnissen für
den Abstand (d = 0,3 λ), an welchen der Verstärkungsfaktor
GA in der Richtung A 2,14 dBi ist, und den Abstand (d = 0,05 λ), an
welchem das VSWR 2 oder weniger ist. Deshalb sollte der
Abstand d2 0,05 λ oder länger, aber kürzer als
0,3 λ sein.
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Die 5A und 5B zeigen
Ergebnisse einer Simulation, in welcher der Einfluss auf die Richtcharakteristik
der Fahrzeugantenne 10, die in ein Fahrzeug eingebaut ist,
bestimmt worden ist. Genauer gesagt sind in der Simulation der Einfluss
der kombinierten Funktion des Verkleidungsendes 12r und
des Reflexionselements 2 bezüglich der Richtcharakteristik
des Antennenelements 1 bestimmt worden.
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Wie
es in 5A gezeigt ist, wird ein Abschnitt
der Dachverkleidung 12, welcher für das Antennenelement 1 wirkt,
als eine rechtwinklige Metallplatte M2 erachtet, die sich parallel
zu diesem Element ausdehnt. Es wird angenommen, dass die Elemente 1 und 2 und
die Metallplatte M2 in einer Umgebung liegen, in der Funksignale
einer Frequenz F gleichmäßig von einer Richtung
X oder Z durchgehen.
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Die
Frequenz F ist auf 740 mHz (λ = 400 mm) festgelegt. Die
Länge L1 des Antennenelements ist auf λ/2 festgelegt.
Die Länge Lh in der Seitenrichtung eines Fahrzeugs und
die Breite Lv der Metallplatte M2 in der Längsrichtung
sind auf 1000 mm (ungefähr 5 λ/2) bzw. 300 mm
(ungefähr 3 λ/4) festgelegt. Die Länge
L2 des Reflexionselements 2 ist auf 0,52 λ festgelegt.
Die Abstände d2 und dr sind auf λ/4 festgelegt.
Die Winkel θ und Φ sind auf 45° festgelegt.
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5B zeigt
ein Richtcharakteristikmuster S2, das die Richtcharakteristik des
Antennenelements 1 unter den Messzuständen in 5A darstellt,
unter welchen das Reflexionselement 2 als ein Reflektor
für dieses Element 1 wirkt. Das Richtcharakteristikmuster
S2 stellt Verstärkungsfaktoren GX des Antennenelements 1 für
Winkel mit der positiven Richtung X auf der XZ-Ebene dar, auf der
sich die Mitte dieses Elements befindet.
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Gemäß dem
Richtcharakteristikmuster S2 (durchgezogene Linie), wie es in 5B gezeigt
ist, werden höhere Verstärkungsfaktoren in der
positiven Richtung X erfasst, welche bezüglich des Fahrzeugs nach
außen (zum Beispiel nach vorne) ist. In diesem Fall wirken
die Metallplatte M2 (Verkleidungsende 12r) und das Reflexionselement 2 als
Reflektoren für das Antennenelement 1.
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Die
Antennen-Richtcharakteristik des Richtcharakteristikmusters S2 (durchgezogene
Linie) ist verglichen mit dem Richtcharakteristikmuster (gestrichelte
Linie), welches ausgebildet wird, wenn Parameter (L2, d2, θ),
die sich auf das Reflexionselement 2 beziehen, weggelassen
sind, das heißt, wenn kein Reflexionselement 2 vorgesehen
ist, in der Richtung X verschoben.
-
Wie
es zuvor beschrieben worden ist, befindet sich das Antennenelement 1 in
dem Abstand dr von dem Verkleidungsende 12r. Das Refelxionselement 2,
welches länger als das Antennenelement 1 ist,
befindet sich in dem Abstand d2 von dem Element 1 in der
Rückwärtsrichtung, das heißt in der Richtung zu
Insassensitzen in dem Fahrzeug. Als Ergebnis werden die Funktionen
des Verkleidungsendes 12r und des Reflexionselements 2 als
Reflektoren für das Antennenelement 1 kombiniert
(synthetisiert). Die kombinierten Funktionen führen dazu,
dass die Richtcharakteristik des Antennenelements 1 in
der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs größer
ist.
-
Das
Reflexionselement 2 befindet sich unter der ersten horizontalen
Ebene 21, an der das Antennenelement 1 auf der
Windschutzscheibe 11 angebracht ist. Als Ergebnis ist die
Richtung der Reflexionsfunktion des Reflexionselements 2 für
das Antennenelement 1 verglichen mit der Richtung der Reflexionsfunktion
des Verkleidungsendes 12r für das Element 1 nach
oben, das heißt die Abwärtsrichtung, in welcher
die Windschutzscheibe 11 geneigt ist. Dies verringert zuverlässig
den Einfluss der Dachverkleidung 12 auf das Antennenelement 1.
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Das
Reflexionselement 2 ist derart angeordnet, dass der Winkel θ den
Winkel Φ abgleicht. Als Ergebnis ist die Richtung der kombinierten
Funktion der Dachverkleidung 12r und des Reflexionselements 2 parallel
zu der ersten horizontalen Ebene 21, wenn der Einfluss,
der durch das Verkleidungsende 12r als ein Reflektor auf
die Richtcharakteristik des Antennenelements 1 ausgeübt
wird, den Einfluss abgleicht, der durch das Reflexionselement 2 als
ein Reflektor auf die Richtcharakteristik ausgeübt wird.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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In
einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
unterscheidet sich, wie es in 6 gezeigt
ist, eine Fahrzeugantenne 10 von der Antenne gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung lediglich
darin, dass der Winkel θ 0° ist, das heißt,
die Antenne 10 befindet sich in der horizontalen Ebene 10.
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Die 7A und 7B zeigen
die Ergebnisse einer Simulation, in welcher der Einfluss auf die Richtcharakteristik
der Fahrzeugantenne 10, die in ein Fahrzeug eingebaut ist,
bestimmt worden ist. Genauer gesagt ist in der Simulation der Einfluss
der kombinierten Funktion des Verkleidungsendes 12r und
des Reflexionselements 2 auf die Richtcharakteristik des
Antennenelements 1 bestimmt worden.
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Wie
es in 7A gezeigt ist, sind die Messzustände
die gleichen wie diejenigen für die Antennenrichtcharakteristik-Simulation
für das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung (5A) ausgenommen für
den Winkel θ von 0° in diesem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
es in 7B gezeigt ist, ist die Antennenrichtcharakteristik
des Richtcharakteristikmusters S3 (durchgezogene Linie) verglichen
mit dem Richtcharakteristikmuster (strichpunktierte Linie), die ausgebildet
wird, wenn die Parameter (L2, d2, θ), die sich auf das
Reflexionselement 2 beziehen, weggelassen sind, das heißt,
wenn dieses Element nicht vorgesehen ist, in der Richtung X verschoben.
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Die
Antennenrichtcharakteristik des Richtcharakteristikmusters S3 (durchgezogene
Linie) ist gut in der Richtung Z auf der Seite der Richtung X verglichen
mit dem Richtcharakteristikmuster S2 (gestrichelte Linie) in dem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abgeglichen,
wenn der Winkel θ gleich dem Winkel Φ ist (θ = Φ =
45°).
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Genauer
gesagt ist die Länge des Reflexionselements 2 derart,
dass dieses Element als ein Reflektor für das Antennenelement 1 stärker
als das Verkleidungsende 12r wirkt. Demgemäß würde, wenn
der Winkel θ gleich dem Winkel Φ ist (θ = Φ = 45°), die
Richtcharakteristik des Antennenelements 1 auf der Seite
der positiven Richtung X wie in dem Fall mit dem Richtcharakteristikmuster
S2 (gestrichelte Linie) aufwärts sein.
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Die
Antennenrichtcharakteristik des Richtcharakteristikmusters S3 (durchgezogene
Linie) ist jedoch in der Richtung Z auf der Seite der Richtung X
gut abgeglichen, da das Reflexionselement 2 derart angeordnet
ist, dass der Winkel θ 0° ist.
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Wie
es zuvor beschrieben worden ist, ist die Länge des Reflexionselements 2 derart,
dass dieses Element als ein Reflektor für das Antennenelement 1 stärker
als das Verkleidungsende 12r dient. Das Reflexionselement 2 befindet
sich in der positiven Richtung X (θ = 0°).
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Als
ein Ergebnis kann die Richtung der kombinierten Funktion des Verkleidungsendes 12r und des
Reflexionselements 2 paralleler zu der ersten horizontalen
Ebene 21 durch derartiges Positionieren dieses Elements
sein, dass der Winkel θ gleich oder kleiner als der Winkel Φ ist,
wenn die Stärke, die durch das Reflexionselement 2 als
ein Reflektor auf die Richtcharakteristik des Antennenelements 1 ausgeübt
wird, größer als die Stärke ist, die
durch das Verkleidungsende 12r als ein Reflektor auf die Richtcharakteristik
ausgeübt wird.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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In
einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
unterscheidet sich, wie es in 8 gezeigt
ist, eine Fahrzeugantenne 10 von der Antenne gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darin,
dass das zweite Antennenelement 2 als ein Steuerelement
einer variablen Impedanz anstelle des Reflexionselements aufgebaut
ist.
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Das
Steuerelement 2 ist in Reihe zu einer Varaktordiode 6 geschaltet,
welche eine bekannte Diode einer veränderlichen Kapazität
ist. Die Kapazität Cd der Varaktordiode 6 ändert
sich, wenn eine Sperr-Steuerspannung von einer Vorspannungsschaltung
(nicht gezeigt) oder einer anderen externen Vorrichtung an die Diode
angelegt wird.
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Die 9A und 9B zeigen
Beispiele der Diodenkapazität Cd, die in einer Simulation
bestimmt wird.
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Wie
es in 9A gezeigt ist, die die Messzustände
darstellt, dehnen sich das Steuerelement 2 und das Antennenelement 1 parallel
zueinander auf einer Ebene aus. Das Steuerelement 2 befindet
sich in einem Abstand d2 von dem Antennenelement 1.
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Das
Antennenelement 1 ist von dem Steuerelement 2 in
einer Richtung A1 senkrecht zu der Richtung B1 beabstandet, in welcher
sich die Elemente 1 und 5 ausdehnen. Es wird angenommen, dass
die Elemente 1 und 5 in einer Umgebung liegen, in
der Funksignale einer Frequenz F gleichmäßig von einer
Richtung A1 oder einer Richtung C1 durchgehen, welche senkrecht
zu den Richtungen A1 und B1 ist.
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Die
Frequenz Fs ist auf 740 Mhz (λ = 400 mm) festgelegt. Die
Länge L1 des Antennenelements 1 ist auf λ/2
festgelegt. Die Länge L5 des Steuerelements 2 ist
auf 0,52 λ festgelegt. Der Abstand d2 ist auf λ/4
festgelegt.
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9B zeigt
die Simulationsergebnisse des Antennenverstärkungsfaktors
GA1 in de Richtung A1, welche sich mit der Diodenkapazität
Cd unter den Messzuständen in 9A ändert.
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Wie
es in 9B gezeigt ist, ist der Verstärkungsfaktor
GA1 höher als der Absolut-Verstärkungsfaktor einer λ/2-Dipolantenne,
welche 2,14 dBi ist, wenn die Diodenkapazität Cd höher
als 1,4 pF ist. Der Verstärkungsfaktor GA1 ist niedriger
als der Absolut-Verstärkungsfaktor, wenn die Kapazität
Cd niedriger als 1,4 pF ist.
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Genauer
gesagt ist, wenn die Diodenkapazität Cd höher
als 1,4 pF ist, das Steuerelement 2 induktiv und wirkt
als ein Reflektor, was dazu führt, dass das Antennenelement 1 weg
von dem Steuerelement 2 zu diesem Element (in der positiven
Richtung A1) gerichtet ist. Wenn die Kapazität Cd niedriger
als 1,4 pF ist, ist das Steuerelement 2 kapazitiv und wirkt
als ein Wellenrichter, was dazu führt, dass das Antennenelement 1 weg
von diesem Element zu dem Steuerelement 2 (in der negativen
Richtung A1) gerichtet ist.
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Diese
Simulationsergebnisse zeigen, dass die Änderung der Diodenkapazität
Cd die Stärke der Funktion des Steuerelements 2 für
das Antennenelement 1 einstellt.
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Die 10A und 10B zeigen
die Ergebnisse einer Simulation, in welcher der Einfluss auf die Richtcharakteristik
der Fahrzeugantenne 10, die in ein Fahrzeug eingebaut ist,
bestimmt worden ist. Genauer gesagt ist in der Simulation der Einfluss
der kombinierten Funktion des Verkleidungsendes 12r und
des Steuerelements 2 auf die Richtcharakteristik des Antennenelements 1 bestimmt
worden.
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Wie
es in 10A gezeigt ist, sind die Messzustände
gleich zu denjenigen für die Antennenrichtcharakteristik-Simulation
für das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung (5A) ausgenommen, dass das Reflexionselement 2 durch das
Steuerelement 2 ersetzt ist. Die Diodenkapazität Cd
ist 5 pF.
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10B zeigt das Richtcharakteristikmuster S4, das
die Richtcharakteristik des Antennenelements 1 unter den
Messzuständen in 10A darstellt,
unter welchen das Steuerelement 2 als ein Reflektor für
das Element 1 wirkt.
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Wie
es in 10B gezeigt ist, ist die Antennenrichtcharakteristik
des Richtcharakteristikmusters S4 (durchgezogene Linie) verglichen
mit dem Abstrahlungsmuster (strichpunktierte Linie), das ausgebildet
wird, wenn die Parameter (L5, d2, θ), die sich auf das
Steuerelement 2 beziehen, weggelassen sind, das heißt,
wenn dieses Element weggelassen ist, in der positiven Richtung X
verschoben.
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Die
Antennenrichtcharakteristik des Richtcharakteristikmusters S4 (durchgezogene
Linie) ist auf der Seite der positiven Richtung X verglichen mit
dem Richtcharakteristikmuster S2 (gestrichelte Linie) in dem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in der Richtung
Z gut abgeglichen, in der das Reflexionselement 2 vorgesehen
ist (θ = Φ = 45°).
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Genauer
gesagt ist die Länge des Reflexionselements 2 derart,
dass dieses Element als ein Reflektor für das Antennenelement
stärker als das Verkleidungsende 12r wirkt. Demgemäß wird,
wenn der Winkel θ gleich Φ ist (θ = Φ =
45°), die Richtcharakteristik des Antennenelements 1 auf
der Seite der positiven Richtung X wie in dem Fall mit dem Richtcharakteristikmuster
S2 (gestrichelte Linie) aufwärts.
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Die Änderung
der Kapazität Cd der Varaktordiode 6 stellt die
Impedanz des Steuerelements 2 ein. Dies beschränkt
die Antennenrichtcharakteristik des Richtcharakteristikmusters S4
(durchgezogene Linie) auf der Seite der positiven Richtung X aufwärts
zu sein. Als Ergebnis ist die Richtcharakteristik des Antennenelements 1 in
der Richtung Z auf der Seite der Richtung X gut abgeglichen.
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Wie
es in 10B gezeigt ist, ist das Richtcharakteristikmuster
(zweistrichpunktierte Linie), das ausgebildet wird, wenn die Diodenkapazität Cd
auf 1 pF festgelegt ist, in der negativen Richtung X verschoben,
da das Steuerelement 2 als ein Richter wirkt.
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Wie
es zuvor beschrieben worden ist, ändert sich die Impedanz
des Steuerelements 2 mit der Kapazität Cd der
Varaktordiode 6. Das Steuerelement 2 ist derart
angeordnet, dass der Winkel θ den Winkel Φ abgleicht,
das heißt die Richtung weg von dem Steuerelement 2 zu
dem Antennenelement 1 auf der Seite der positiven Richtung
X ist aufwärts, wenn die Stärke, die von dem Steuerelement 2 als
ein Reflektor auf die Richtcharakteristik des Antennenelements 1 ausgeübt
wird, größer als die Stärke ist, die
durch das Verkleidungsende 12r als ein Reflektor auf die Richtcharakteristik
ausgeübt wird.
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Als
Ergebnis kann, wenn die Stärke, die von dem Steuerelement 2 ausgeübt
wird, größer als die Stärke ist, die
von dem Verkleidungsende 12r ausgeübt wird, die
Richtung der kombinierten Funktion des Verkleidungsendes 12r und
des Reflexionselements 2 durch Einstellen der Impedanz
dieses Elements gemäß dem Raum, an dem die Fahrzeugantenne 10 eingebaut
ist, paralleler zu der ersten horizontalen Ebene sein.
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Viertes Ausführungsbeispiel
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In
einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
unterscheidet sich, wie es in 11 gezeigt
ist, eine Fahrzeugantenne 10 von der Antenne gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
lediglich durch Beinhalten eines Induktionselements 7,
welches die Stärke einschränkt, die durch das
vordere Ende 12r der Dachverkleidung 12 eines
Fahrzeugs als ein Reflektor auf die Richtcharakteristik des Antennenelements 1 ausgeübt
wird.
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Das
Induktionselement 7 ist ein linearer Leiter, welcher auf
der Windschutzscheibe 11 des Fahrzeugs angebracht ist.
Das Induktionselement 7 befindet sich in der Nähe
des Verkleidungsendes 12r und außerhalb eines
Kontakts mit der Dachverkleidung 12.
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Das
Induktionselement 7 weist eine Länge L7 auf, die
länger als die Länge L1 des Antennenelements 1 ist.
Das Induktionselement 7 dehnt sich in der Richtung Y (parallel
zu dem Antennenelement 1, dem Reflexionselement 2 und
dem Verkleidungsende 12r) aus und befindet sich in einem
Abstand d7 von dem Verkleidungsende 12r in der Richtung,
in welcher sich die Windschutzscheibe 11 neigt.
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Die
Ergebnisse einer Simulation, in welcher der Einfluss auf die Richtcharakteristik
der Fahrzeugantenne 10, die in ein Fahrzeug eingebaut ist,
bestimmt worden ist, sind in 12 gezeigt.
Genauer gesagt ist in der Simulation der Einfluss der kombinierten
Funktion des Verkleidungsendes 12r, des Reflexionselements 2 und
des Induktionselements 7 auf die Richtcharakteristik des
Antennenelements 1 bestimmt worden.
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Die
Messzustände für diese Simulation sind gleich
den Zuständen für die Antennenrichtcharakteristik-Simulation
für das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung (7A) ausgenommen dessen, dass
die Länge L7 des Induktionselements 7 λ ist,
dass der Abstand d7 5 mm (ungefähr 0,0125 λ) ist
und dass der Abstand dr 0,28 λ ist.
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Wie
es in 12 gezeigt ist, ist die Antennenrichtcharakteristik
des Richtcharakteristikmusters 85 (durchgezogene Linie),
die mit dem Induktionselement 7 erzeugt wird, verglichen
mit dem Richtcharakteristikmuster (gestrichelte Linie), das ausgebildet wird,
wenn die Parameter (L7 und d7), die sich auf dieses Element beziehen,
weggelassen sind, das heißt wenn dieses Element weggelassen
ist, in der Richtung X verschoben.
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Wie
es zuvor beschrieben worden ist, ist das Induktionselement 7 ein
linearer Leiter, der eine Länge L7 aufweist, die länger
als die Länge L1 des Antennenelements 2 ist. Das
Induktionselement 7 ist auf der Windschutzscheibe 11 angebracht
und außerhalb eines Kontakts mit der Dachverkleidung 12 und parallel
zu dem Antennenelement 1 und dem Verkleidungsende 12r.
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Wenn
ein Strom Ii in einer Richtung durch das Antennenelement 1 fließt,
fließt ein Induktionsstrom 17 in der entgegengesetzten
Richtung durch das Induktionselement 7. Unterdessen fließt
ein Induktionsstrom Ir in der Dachverkleidung 12. Die Induktionsströme 17 und
Ir löschen einander aus, so dass beschränkt wird,
dass das Verkleidungsende 12r als ein Reflektor arbeitet.
Dies führt dazu, dass die Richtcharakteristik des Antennenelements 1 ein bisschen
mehr in der Seite der X-Richtung, das heißt der Fahrzeugvorderseite,
verschoben wird.
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Andere Ausführungsbeispiele
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vier hier zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann
in verschiedenen Formen realisiert werden, ohne den Umfang der Erfindung
zu verlassen.
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In
jedem der Ausführungsbeispiele sind das Antennenelement 1 und
das Reflexionselement 2 auf der Antennenplatte 4 ausgebildet.
Alternativ können, wie es in 13A und 13B gezeigt ist, die Elemente 1 und 2 auf
getrennten Teilen angebracht sein. Das Antennenelement 1 kann
auf einem flexiblen transparenten Film 8 ausgebildet sein,
der auf der Windschutzscheibe 11 angebracht ist. Das Reflexionselement 2 kann
von einem Teil 13a auf der Rückseite eines Rückspiegels 13 in
dem Fahrzeug gehalten werden. In diesem Fall gibt es keine Notwendigkeit,
die Rate K zu berücksichtigen, in welcher die Antennenplatte 4 die
Wellenlänge λ verringert und die Länge
L1 des Antennenelements 1 kann λ/2 sein.
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Wie
es aus 13A deutlich ist, ist das Reflexionselement 2 auf
der Rückseite des Rückspiegels 13 außerhalb
der Sicht des Fahrers. Es gibt einen Raum zwischen dem Antennenelement 1 und dem
Reflexionselement 2. Dies ermöglicht es, den Raum
zu verringern, in dem die Fahrzeugantenne 10 eingebaut
ist. Dies ermöglicht es ebenso, den Freiheitsgrad zu erhöhen,
mit welchem die Elemente 1 und 2 angebracht sind.
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Wenn
das Reflexionselement 2 derart angeordnet ist, dass der
Winkel θ gleich dem Winkel Φ ist, wie es in 13B gezeigt ist, weist dieses Element Effekte
auf, die ähnlich zu denjenigen sind, die in dem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzielt
werden.
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In
jedem der Ausführungsbeispiele ist das Reflexionselement 2 derart
angeordnet, dass der Winkel θ gleich dem Winkel Φ ist
oder 0° ist. Es ist wichtig, dass das Reflexionselement 2 in
dem Abstand b2 von dem Antennenelement 1 in einer Richtung
weg von der Windschutzscheibe 11 zu Insassensitzen in dem
Fahrzeug und außerhalb eines Kontakts mit der Windschutzscheibe 11 in
dem Fahrzeug angeordnet ist.
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In
diesem Fall ist die Richtung, in welcher das Antennenelement 2 für
die Antennenrichtcharakteristik wirkt, relativ zu der Richtung,
in welcher das Verkleidungsende 12r für die Richtcharakteristik wirkt,
aufwärts. Dies verringert den Einfluss der Dachverkleidung 12 auf
das Antennenelement 1.
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Der
Winkel θ kann derart festgelegt sein, dass die Richtcharakteristik
des Antennenelements 1 in einem geeigneten Winkel mit einer
Horizontalrichtung abwärts ist. Dies ermöglicht
es, zwangsweise die Funksignale (reflektierten Wellen) zu empfangen, die
von einer vorderen Motorhaube des Fahrzeugs reflektiert werden.
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Wenn
das Induktionselement 7 angebracht ist, können
das Reflexionselement 2 und das Steuerelement 2 weggelassen
werden. Dies beschränkt den Einfluss der Dachverkleidung 12,
was die Antennencharakteristik realisiert, welche eine Richtantenne
ursprünglich aufweist.
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Die
Richtantenne ist nicht auf eine Dipolantenne beschränkt,
sondern kann eine Yagi-Antenne (wie zum Beispiel eine Einpol-Yagi-Antenne),
eine Array-Antenne, eine Mikrostreifenantenne, eine umgekehrte F-Antenne,
eine umgekehrte L-Antenne, eine Patch-Antenne oder eine andere Antenne,
sein.
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Die
Antenne 10 kann auf anderen Scheiben, wie zum Beispiel
einer Heckscheibe anstatt der vorderen Windschutzscheibe, angebracht
sein.
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Eine
zuvor beschriebene erfindungsgemäße Fahrzeugantenne
beinhaltet ein Antennenelement und ein Reflexionselement. Das Antennenelement
ist auf einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs angebracht und befindet
sich in einem Abstand von einem Dachverkleidungsende des Fahrzeugs.
Das Reflexionselement befindet sich in einem Abstand hinter dem
Antennenelement bezüglich des Fahrzeugs. Diese Anordnung
kombiniert die Funktionen des Verkleidungsendes und des Reflexionselements
als Reflektoren für das Antennenelement. Die kombinierten Funktionen
führen dazu, dass die Richtcharakteristik des Antennenelements
bezüglich des Fahrzeugs mehr nach vorne und horizontaler
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2006-314071
A [0004]