DE112010002606T5

DE112010002606T5 - nopolantenne, Antennenaufbau und Fahrzeug

Info

Publication number: DE112010002606T5
Application number: DE112010002606T
Authority: DE
Inventors: Fabien Ferrero
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2012-08-23
Also published as: FR2944650B1; DE112010002606T8; US20120026047A1; JPWO2010119746A1; FR2944650A1; WO2010119746A1

Abstract

Eine Monopolantenne (14A) hat ein Ultrabreitband und ist aufgebaut zum Empfangen/Senden von mindestens einem Frequenzmodulationssignal in einem FM-Band, das ein vorbestimmtes Frequenzband ist, wobei der Reflexionskoeffizient (S11) kleiner als —6 dB ist. Wenn die Monopolantenne (14A) eine Ultrabreitbandtypantenne ist, kann die Monopolantenne (14A) verwendet werden für verschiedene Zwecke, beispielsweise zellulare Telefone, Wi-Fi, TV; DAB (Digital Audio Broadcast) oder dergleichen. Ebenso bereitgestellt ist eine Antennenaufbau, der ein Bauteil enthält, das aus einem Kunststoffmaterial für ein Fahrzeug gebildet ist, und wobei die Monopolantenne (14A) an dem Bauteil aus Kunststoffmaterial angebracht ist. Der Antennenaufbau muss nur mindestens eine Monopolantenne enthalten und kann zwei oder drei Monopolantennen (14A) enthalten. Ferner wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das mindestens eine oben beschriebene Monopolantenne (14A) oder den oben beschriebenen Antennenaufbau enthält.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Antennen.
Die vorliegende Erfindung betrifft speziell Antennen im automobilen Bereich.
Technischer Hintergrund
Antennen für Automobile, die Funkantennen bzw. Radioantennen genannt werden, sind bekannt. Obwohl die Effizienz dieses Antennentyps gut ist (70% oder mehr), ist deren Erscheinungsbild vergleichsweise schlecht. Darüber hinaus ist diese Antenne sehr anfällig für vorsätzliche Beschädigung, kann Rauschen erzeugen, wenn mit hoher Geschwindigkeit bzw. Drehzahl gefahren wird, und arbeitet nur bei einer begrenzten Bandbreite innerhalb des Bereichs von 87 bis 108 MHz, die der Radiofrequenz entspricht, gut.
Mittlerweile enthält das elektromagnetische Spektrum eine Mehrzahl von Frequenzbändern, die verschiedenen Anwendungen zugeordnet sind. In Europa beispielsweise ist das Band von 88 bis 108 MHz dem Radio zugeordnet, während das Band von 470 bis 862 MHz dem Fernsehen zugeordnet ist.
In Zukunft wird es möglich sein, viele Anwendungen (beispielsweise TV, Wi-Fi und Mobiltelefone) innerhalb eines Autos zu verwenden. Obwohl eine Radioantenne, wie die in der Patentliteratur 1 beschriebene, eine gute Performance in einem Frequenzbereich aufweist, der auf das FM-Band beschränkt ist, leidet ihre Performance in anderen Frequenzbändern, und folglich ist ihre Performance unzureichend als Antenne für andere Anwendungen innerhalb eines Automobils.
Stand der Technik-Dokumente

Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung KOKAI Veröffentlichungsnummer H4-260883

Offenbarung der Erfindung
Problem, das durch die Erfindung zu lösen ist Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antenne zu schaffen, die viele Anwendungen innerhalb eines Fahrzeugs verwendbar macht.
Mittel zum Lösen des Problems
Zu diesem Zweck hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt eine Monopolantenne zu schaffen, die ein Ultrabreitband aufweist und konfiguriert ist, um in der Lage zu sein, mindestens ein frequenzmoduliertes Signal in einem FM-Band zu empfangen und/oder zu senden, das ein vorbestimmtes Frequenzband ist, bei dem der Reflexionskoeffizient kleiner als –6 dB ist.
Eine Ultrabreitbandantenne ist als eine Antenne definiert, die ein Band aufweist, dessen Bandbreite größer ist als ein minimaler Wert von Werten gleich 20% der Mittenfrequenz des Bandes oder größer als 500 MHz.
Um die Antennenperformance zu messen, wird ein Parameter verwendet, der S11 genannt wird. Der Parameter S11 gibt einen Reflexionskoeffizienten der Antenne an. In dem Fall, bei dem S11 = 0 dB ist, wird die gesamte Leistung von der Antenne reflektiert und keine Leistung wird von der Antenne ausgestrahlt. In dem Fall, bei dem S11 = –10 dB ist, wird 90% der Leistung von der Antenne ausgestrahlt und 10% der Leistung wird reflektiert. Aus diesem Grund, um die Antennenperformance in einem gegebenen Frequenzband zu verbessern, ist es wünschenswert, den algebraischen Wert des Parameters S11 so weit wie möglich zu reduzieren und dessen Absolutwert so weit wie möglich zu erhöhen. Folglich hat eine Antenne mit einem Parameter von S11 = –40 dB für eine gegebene Frequenz eine bessere Performance als eine Antenne mit S11 = –10 dB bei der gleichen Frequenz. In dem Fall, bei dem die Antenne einen Parameter S11 aufweist, der gering kleiner ist als ein Performanceschwellenwert in einem gegebenen Frequenzbereich oder gleich diesem Performanceschwellenwert ist, wird die Performance für den gegebenen Frequenzbereich als gut angesehen. In diesem Fall hat der Parameter S11 ein Frequenzband, das dem Frequenzbereich entspricht. Typischerweise beträgt der Performanceschwellenwert –6 dB.
In dem Fall, bei dem eine Monopolantenne von einem Ultrabreitbandtyp ist, ist es möglich, die Antenne für verschiedene Anwendungen zu verwenden, wie beispielsweise für Mobiltelefone, Wi-Fi, TV oder DAB (Digital Audio Broadcasting). Da Antennen auch eine gute Performance in dem FM-Band haben, können sie auch für ein Autoradio verwendet werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel enthält eine Monopolantenne ein FM-Band-Vorbestimmungsmittel, um die Resonanzfrequenz des FM-Bandes und/oder die Bandbreite des FM-Bandes im Voraus zu bestimmen.
Ein derartiges Vorbestimmungsmittel ermöglicht das Einstellen der Resonanzfrequenz und/oder der Bandbreite des FM-Bandes, wenn die Monopolantenne hergestellt wird. Dieses Vorbestimmungsmittel kann eine Antenne an verschiedene geografische Zonen, in denen die Antenne zu verwenden ist, anpassen. Da in der Praxis das FM-Band etwas schmäler sein kann in Abhängigkeit von der geografischen Zone, ist es möglich, die Antennenperformance in einem vergleichsweise schmalen FM-Band zu priorisieren, oder alternativ die Antennenperformance zu priorisieren, die, obwohl sie nicht besonders gut ist, ausreichend ist in einem vergleichsweise breiten FM-Band, in Abhängigkeit von derartigen geografischen Zonen.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel enthält eine Monopolantenne ein FM-Band-Einstellungsmittel, um die Resonanzfrequenz des FM-Bandes und/oder die Bandbreite des FM-Bandes einzustellen.
Ein derartiges Einstellungsmittel ermöglicht ausschließlich die Kommerzialisierung eines Antennentyps, bei dem der Benutzer einer Monopolantenne die Resonanzfrequenz und die FM-Bandbreite modifizieren kann. Das Einstellungsmittel ermöglicht die Verwendung einer Antenne in verschiedenen geografischen Zonen mit verschiedenen FM-Bändern.
Gemäß beliebigen Charakteristiken einer Monopolantenne kann eine Monopolantenne ein Aussendungsmittel enthalten, das einen leitfähigen Träger aufweist, der vorzugsweise planar ist.
Der leitfähige Träger ist durch einen äußeren Rand begrenzt, und die Monopolantenne enthält
eine Öffnung, die in dem leitfähigen Träger bereitgestellt ist und durch einen Resonanzinnenrand begrenzt ist, und
ein Loch, das in dem leitfähigen Träger bereitgestellt ist und von einem Rand begrenzt ist, der den Resonanzinnenrand der Öffnung mit dem äußeren Rand des leitfähigen Trägers verbindet.
Der Resonanzinnenrand hat einen Resonanzeingrenzung bzw. Resonanzperimeter. Ein Strom, der in eine Monopolantenne fließt, verwendet diesen Rand. Durch entsprechendes Auswählen eines Perimeterwerts und folglicherweise eines Aufbaus des Resonanzrandes kann eine Antennenperformance in dem FM-Band verbessert werden. Dieser Rand kann typischerweise kreisförmig, polygonal oder elliptisch sein.
Die Öffnung und das Loch ermöglichen das Erlangen von Sendecharakteristiken und/oder Empfangscharakteristiken, die ähnlich denjenigen einer Faltantenne sind, während eine Monopolantenne mit einem planaren Träger beibehalten wird.
Das Vorbestimmungsmittel oder das Einstellungsmittel in der FM-Bandbreite enthält einen Kondensator, der zwei gegenüberliegende Teile des Rands des Lochs verbindet.
Der Kondensator kann die Resonanzeingrenzung der Monopolantenne erweitern und folglich die Performance in dem FM-Band verbessern.
Die Monopolantenne enthält entsprechend ein Monopolantennenverbindungsmittel, das mit einem Versorgungsanschluss bereitgestellt ist, der mit dem Rand des Lochs verbunden ist.
Eine gewünschte vorbestimmte Antennenimpedanz wird in Abhängigkeit von der Position des Verbindungsmittels erhalten. Vorzugsweise ist diese Impedanz fast gleich der Impedanz eines Koaxialkabels, oder mit anderen Worten gleich 50 Ω.
In einem Ausführungsbeispiel sind die äußeren Abmessungen des Trägers vorzugsweise größer als 0,1 m², oder noch vorzugsweiser größer als 0,15 m² oder noch vorzugsweise größer als 0,18 m².
Die äußeren Abmessungen entsprechen dem Produkt der maximalen vertikalen Abmessungen des Trägers.
In einem anderen Ausführungsbeispiel sind die äußeren Abmessungen des Trägers vorzugsweise kleiner als 0,06 m², noch vorzugsweiser kleiner als 0,04 m² und noch vorzugsweiser kleiner als 0,03 m².
Speziell gibt es Fälle, bei denen es wünschenswert ist, eine Monopolantenne mit einer vergleichsweise kompakten Größe zu verwenden, aufgrund der äußeren Abmessung oder des Erscheinungsbilds. Gemäß einer Monopolantenne gemäß der vorliegenden Erfindung wird es möglich, eine Monopolantenne mit einem Ultrabreitband, einer guten Performance in dem FM-Band und darüber hinaus mit vergleichsweise kompakter Bauweise zu verwenden.
Darüber hinaus, da die Monopolantenne kompakt ist, kann eine Mehrzahl von Monopolantennen verwendet werden. Derartige mehrere Antennen verbessern die Richtungsdiversität und die Raumdiversität der kombinierten Antenne, die als Ergebnis erhalten werden, verglichen mit einer einzelnen Antenne. Mit derartigen Verbesserungen der Diversität kann die Monopolantennenperformance verbessert werden.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antennenaufbau bereitzustellen, der ein Bauteil enthält, das aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist, für ein Fahrzeug, und eine Monopolantenne, die an dem aus dem Kunststoffmaterial gebildeten Bauteil angebracht ist. Der Antennenaufbau kann mindestens mit einer Monopolantenne bereitgestellt werden und kann auch mit zwei oder drei Monopolantennen bereitgestellt werden.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug bereitzustellen, das mindestens eine obige Monopolantenne oder einen obigen Antennenaufbau bzw. Antennenanordnung enthält.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann erlangt werden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung, die hier beispielhaft und nicht einschränkend ist, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
1 zeigt ein Diagramm, das ein Fahrzeug verdeutlicht, das eine Antenne gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel enthält.
2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, die den Spoiler des Fahrzeugs in 1 verdeutlicht.
3 zeigt ein Diagramm, das einen Träger für die Antenne in 1 verdeutlicht.
4 zeigt ein Diagramm, das ein Fahrzeug verdeutlicht, das eine Mehrzahl von Antennen enthält, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
5 zeigt ein Diagramm, das eine der Antennen in 4 verdeutlicht.
6 zeigt eine vergrößerte Ansicht, die die Zone VI in 5 verdeutlicht.
7 zeigt ein Diagramm ähnlich zu 5 bezüglich einer Antenne gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
8 zeigt ein Diagramm ähnlich zu 6 bezüglich einer Antenne gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
9 zeigt einen Graphen, der eine Änderung in Performanceparametern gemäß der Frequenz für verschiedene Typen von Antennen verdeutlicht.
10 zeigt einen Graphen, der eine Änderung der Performanceparameter gemäß der Frequenz für verschieden Typen von Antennen verdeutlicht.
11 zeigt einen Graphen, der eine Änderung in Performanceparametern gemäß der Frequenz für verschiedene Typen von Antennen verdeutlicht.
12 zeigt einen Graphen, der eine Änderung in Performanceparametern gemäß einer Frequenz für verschiedene Typen von Antennen verdeutlicht.
Beste Ausführungsform der Erfindung
In verschiedenen dieser Zeichnungen sind die orthogonalen Koordinaten X, Y und Z entsprechend der herkömmlichen Querrichtung, Längsrichtung und vertikalen Richtung eines Fahrzeugs gezeigt.
In 1 ist das Bezugszeichen 10 vergeben, um das Automobil als Ganzes zu kennzeichnen. Das Automobil enthält ein Teil 12, das aus einem Kunststoffmaterial besteht, beispielsweise verstärktes Polypropylen, und enthält eine Antenne 14A. In diesem Fall ist das Teil 12 ein Spoiler oder eine Heckflosse. Die Antenne 14A ist an dem Teil 12 angebracht, beispielsweise angeklebt, und ist unterhalb einer oder einer Mehrzahl von Abdeckungsschichten versteckt. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist das Teil 12 die Oberfläche des Hecks oder der vorderen Stoßstange, des Dachs oder der Haube des Automobils.
In 2 sind die Antenne 14A und ein Metallteil 16 des Automobils 10 verdeutlicht. Die Antenne 14A enthält ein Verbindungsmittel 18, das mit einem Versorgungsanschluss 20 bereitgestellt ist, bestehend aus einem Koaxialkabel 21, das durch einen Mantel 22 geschützt ist. Der Mantel 22 ist an dem Metallteil 16 befestigt, während ein Ende des Koaxialkabels 21 an der Antenne 14A befestigt ist.
Bezug nehmend auf 3 ist die Antenne 14A eine Ultrabreitbandmonopolantenne. Darüber hinaus ist die Antenne 14A derart aufgebaut, dass ein frequenzmoduliertes Signal in dem vorbestimmten Frequenzband, das das FM-Band ist, empfangen und/oder gesendet werden kann. Die Antenne 14A hat einen Reflexionskoeffizienten von weniger als –6 dB in einem vorbestimmten Frequenzband.
Die Antenne 14A enthält ein Aussendungsmittel 26, das mit einem leitfähigen Träger 28 bereitgestellt ist, der aus einem leitfähigen Material besteht, wie beispielsweise Kupfer. Der Träger 28 hat eine planare Oberfläche, die nahezu parallel zu der XY-Ebene ist, und hat die Form eines Klebeblatts. Der Träger 28 ist durch einen äußeren Rand 30 begrenzt und hat eine lange und schmale Gesamtform, vorzugsweise bildet er eine elliptische Spindelform. Der äußere Rand 30 hat zwei bogenförmige Bereiche 30A und 30B. Der Träger 28 erstreckt sich entlang der X-Richtung. Der Träger 28 ist um die zentrale Symmetrieebene P symmetrisch parallel zu der YZ-Ebene.
Der Versorgungsanschluss 20 ist an dem Träger 28 befestigt, um eine Impedanz von fast gleich 50 Ω zu erlangen.
Der Träger 28 ist hier 109 cm lang und 17 cm breit. Folglich sind dessen äußere Abmessungen größer als 0,1 m², zusätzlich größer als 0,15 m², und noch genauer größer als 0,18 m², nämlich 0,1853 m².
Die 4 bis 6 zeigen eine oder eine Mehrzahl von Antennen 14B gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Bauteilen sind gleiche Bezugszeichen gegeben, wie denjenigen, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
4 zeigt ein Automobil 10, das drei Antennen 14B enthält. Die Antennen 14B sind in einer Reihe entlang der Querrichtung X angeordnet.
Wie in den 5 und 6 gezeigt ist der Träger 28 nahezu eine Halbellipse und ist um die zentrale Symmetrieebene P symmetrisch parallel zu der YZ-Ebene. Die Antenne 14B ist auf dem Träger 28 bereitgestellt und enthält eine Öffnung 32, die durch einen Resonanzinnenrand 34 begrenzt ist. Mittlerweile enthält die Antenne 14B ein Loch 36 (Lücke), das in dem Träger 28 bereitgestellt ist. Das Loch 36 ist durch einen Rand 38 begrenzt, der den Resonanzinnenrand 34 und den äußeren Rand 30 verbindet. In diesem Fall ist die Öffnung 32 nahezu kreisförmig.
Der äußere Rand 30 hat einen Teil 30A, der nahezu parallel zu der X-Richtung ist, und zwei bogenförmige Teile 30B. Mit anderen Worten, der äußere Rand 30 des Trägers 28 ist mit einem geraden Teil 30A bereitgestellt, der sich in der X-Richtung (Breitenrichtung) des Fahrzeugs erstreckt, und mit einem gebogenen Teil (bestehend aus zwei bogenförmigen Teilen 30B, 30B), der konfiguriert sind zum Verbinden eines Endes des geraden Teils 30A mit dem anderen Ende. Darüber hinaus ist das Loch 36 (Lücke) in der Mitte des gebogenen Teils bereitgestellt. Ebenso ist die Öffnung 32 an einer Position angeordnet, die in Richtung des gebogenen Teils des äußeren Rands 30 versetzt ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Antenne 14B in ein Rechteck einbeschrieben, das Abmessungen von 36 cm × 15 cm aufweist. Aus diesem Grund sind die äußeren Abmessungen des Trägers 28 kleiner als 0,06 m², nämlich 0,0525 m².
Die Antenne 14B enthält ein Vorbestimmungsmittel 40 für das FM-Band. Das Vorbestimmungsmittel 40 enthält einerseits ein Vorbestimmungsmittel 42 für eine Resonanzfrequenz F₀ in dem FM-Band und enthält andererseits ein Vorbestimmungsmittel 44 für eine Bandbreite Δ in dem FM-Band. In diesem Fall arbeiten die Vorbestimmungsmittel 42 und 44 wechselseitig, und enthalten einen Kondensator 46, der zwei gegenüberliegende Teile 38A und 38B auf dem Rand 38 des Lochs 36 verbindet. Der Versorgungsanschluss 20 ist mit dem Rand 38 verbunden, der das Loch 36 begrenzt, um so eine Impedanz von nahezu gleich 50 Ω zu erlangen.
In einem modifizierten Ausführungsbeispiel enthält die Antenne 14B ein Einstellungsmittel für die Frequenz F₀ bzw. die Bandbreite Δ. Mit diesen Mitteln ist der Benutzer der Antenne 14B in der Lage, die Kapazität des Kondensators 46 zu ändern.
Die 7 und 8 verdeutlichen eine Antenne 14C gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Ähnliche Bezugszeichen sind den Bauteilen gegeben, die ähnlich zu denjenigen in den bis hierher gezeigten Zeichnungen sind.
In diesem Ausführungsbeispiel hat der Träger 28 die Form eines Viertels einer ganzen Ellipse. Die Antenne 14C ist in ein Rechteck einbeschrieben, das die Abmessungen von 19 cm × 15 cm aufweist. Aus diesem Grund sind die äußeren Abmessungen des Trägers 28 kleiner als 0,04 m² und zusätzlich kleiner als 0,03 m², nämlich 0,0285 m². Da eine Antenne 14C gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kompakt ist, kann sie in dem Rückspiegel eines Fahrzeugs versteckt sein.
Der äußere Rand 30 enthält zwei gerade Teile 30A und einen bogenförmigen Teil 30B. Mit anderen Worten, der äußere Rand 30 des Trägers 28 ist mit einem ersten geraden Teil 30C bereitgestellt, einem zweiten geraden Teil 30D, das mit dem ersten geraden Teil 30C verbunden ist und sich in einer Richtung senkrecht zu dem linearen Teil 30C erstreckt, und einem bogenförmigen Teil 30B, der konfiguriert ist, um die Enden des ersten geraden Teils 30C und des zweiten linearen Teils 30D, die nicht miteinander verbunden sind, zu verbinden. Zusätzlich wird ein Loch (Lücke) 36 an dem Teil bereitgestellt, wo der gerade Teil 30C und der bogenförmige Teil 30B sich nahe der Kurzachse des Trägers 28 kreuzen. Das Loch 36 ist durch die Ränder 38A und 38B begrenzt, die den Resonanzinnenrand 34 und die äußeren Ränder 30C und 30B verbinden.
9 zeigt eine Änderung des S11-Parameters gemäß der Frequenz (logarithmischer Maßstab) für eine Antenne 14A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (Kurve A, dicke durchgezogene Linie), für eine Antenne 14B gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (Kurve B, dicke gestrichelte Linie) und für eine Ultrabreitbandantenne gemäß dem Stand der Technik (Kurve D, normale Linie).
Der Parameter S11 für eine Antenne gemäß dem Stand der Technik ist von 50 MHz bis 170 MHz nahezu Null, und ab 180 MHz kleiner als –6 dB. Aus diesem Grund hat eine Antenne gemäß dem Stand der Technik eine gute Performance in dem Hochfrequenzband über 180 MHz. Das FM-Frequenzband ist jedoch nicht in diesem Band enthalten.
Der Parameter S11 für die Antenne 14A ist kleiner als –6 dB ab 80 MHz und hat das FM-Band mit einer Resonanzfrequenz f_0,A bei fast 110 MHz. Aus diesem Grund hat die Antenne 14A eine gute Performance in dem Frequenzband von 80 MHz bis 3 GHz. Folglich hat die Antenne 14A ein Ultrabreitband und deckt speziell das FM-Band ab.
Der Parameter S11 der Antenne 14B ist kleiner als –6 dB in einem ersten Bereich von ungeführ 88 MHz bis 110 MHz und nachfolgend in einem zweiten Bereich von ungefähr 170 MHz bis 3 GHz. Der Parameter S11 hat das FM-Band mit einer Resonanzfrequenz F_0,B bei fast 100 MHz in dem ersten Bereich. Folglich hat die Antenne 14B ein Ultrabreitband und deckt speziell das FM-Frequenzband ab.
Der Parameter S11 der Antennen 14A und 14B ist kleiner als –6 dB in einem Frequenzbereich von 190 MHz bis 3 GHz.
10 zeigt eine Änderung des Parameters S11 für eine Antenne 14B des Typs in dem zweiten Ausführungsbeispiel (Kurve B, dicke durchgezogene Linie), für eine Antenne 14B des Typs in dem zweiten Ausführungsbeispiel ohne eine Öffnung 32 (Kurve E, normal gestrichelte Linie) und für eine Antenne 14B des Typs in dem zweiten Ausführungsbeispiel weder mit Öffnung 32 noch Loch 36 (Kurve F, normale Linie).
Die äußeren Abmessungen des Trägers 28 für die Antennen 14B, deren Parameter S11 in 10 gezeigt sind, sind kleiner als 0,06 m².
In dem Fall von keiner Öffnung 32 und keinem Loch 36 kann das FM-Frequenzband nicht abgedeckt werden. In dem Fall von keinem Loch 36 kann ähnlich die FM-Frequenzbandabdeckung unzureichend sein, trotz Vorhandenseins einer Öffnung 32. Wenn die äußeren Abmessungen einen gegebenen Wert aufweisen, in diesem Fall kleiner als 0,06 m², sind folglich das Vorhandensein der Öffnung 32 und eines Lochs 36 notwendig, damit die Antenne 14B in einem vorbestimmten FM-Frequenzband eine hohe Performance aufweist. Der Parameter S11 der Antennen 14B, die in 10 gezeigt sind, hat ein Band mit einer Resonanzfrequenz F_0.B nahezu gleich 95 MHz.
11 zeigt eine Änderung des Antennenparameters S11 bezüglich verschiedener Werte für die Kapazität C des Kondensators 46.
Jede Antenne hat einen Parameter S11, der ein Band in einem FM-Frequenzbereich von ungefähr 70 MHz bis 100 MHz aufweist. Jedes Band in diesem Bereich hat eine Resonanzfrequenz F₀, die dem Wert für die Kapazität C des Kondensators entspricht. Die Resonanzfrequenz F₀ reduziert sich, wenn der Wert der Kapazität C zunimmt. In dem Fall von Kapazitäten 4·10^–12 F, 7·10^–12 F, 1·10^–11 F und 1,3·10^–11 F sind die Frequenzen F_0,1, F_0,2, F_0,3 und F_0,4 nahezu gleich 105 MHz, 98 MHz, 89 MHz bzw. 79 MHz. Folglich kann der Kondensator 46 im Voraus die Frequenz F₀ des Bandes, das die FM-Bandfrequenzen abdeckt, bestimmen und/oder einstellen.
Darüber hinaus nimmt die Bandbreite Δ ab, wenn der Wert der Kapazität C zunimmt. Aus diesem Grund kann der Kondensator 46 die Bandbreite F₀ des Bands, das die FM-Bandfrequenzen abdeckt, im Voraus bestimmen und/oder einstellen.
Ein Ändern der Kapazität C des Kondensators 46 bewirkt wenig bis keine Änderung in den Resonanzfrequenzen der anderen Bänder, die Frequenzbereiche größer als 150 MHz abdecken.
12 zeigt eine Änderung des Parameters S11 für eine Antenne 14B gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (Kurve B, dicke durchgezogene Linie) und für eine Antenne 14C gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel (Kurve C, normale Linie).
Ähnlich wie in den 9 und 10 gezeigt, ist der Parameter S11 der Antenne 14B kleiner als –6 dB in einem ersten Frequenzbereich von ungefähr 88 MHz bis 110 MHz, und nachfolgend in einem zweiten Frequenzband von ungefähr 170 MHz bis 3 GHz. Folglich hat die Antenne 14B ein Ultrabreitband, das speziell das FM-Frequenzband abdeckt, und hat in diesem Band eine gute Performance.
Die äußeren Abmessungen des Trägers 28 für die Antenne 14C sind kleiner als 0,03 m². Der Parameter S11 der Antenne 14C ist kleiner als –6 dB in einem ersten Frequenzbereich von 87 MHz bis 110 MHz, nachfolgend in einem zweiten Frequenzbereich von ungefähr 170 MHz bis 360 MHz und darüber hinaus in einem dritten Frequenzbereich von ungefähr 560 MHz bis 3 GHz. Folglich hat die Antenne 14C ein Ultrabreitband, das speziell das FM-Frequenzband abdeckt, und hat in diesem Band eine gute Performance.

Das elektromagnetische Spektrum enthält eine Mehrzahl von Frequenzbändern, die verschiedenen Anwendungen zugewiesen sind. Diese zugewiesenen Frequenzbänder variieren signifikant mit der geografischen Zone. Als ein Beispiel sind in der Tabelle 1 die Frequenzbänder angegeben, die für FM-Radio, DAB (Digital Audio Broadcasting), TV; In-Bord-Fahrzeugkommunikation, Wi-Fi und Mobiltelefonen in Europa, den USA und Japan verwendet werden. Tabelle 1

Anwendung	Europa (MHz)	USA (MHz)	Japan (MHz)
FM-Radio	88~188	88~406	70~90
DAB	174~437	88~406	470~770
TV	175~862	175~806	170~770
In-Bord-Fahrzeugkommunikation	5900	5900	700
Wi-Fi	2400~5800	2400~5800	2400~5800
Mobiltelefone	900~4800	700~2170	810~2170

Jede der Antennen 14A, 14B und 14C kann in verschiedenen geografischen Zonen in Abhängigkeit von der Anwendung verwendet werden, die verfügbar gemacht werden soll. Mit dem Frequenz F₀- und dem Bandbreite Δ-Vorbestimmungsmitteln 42 und 44 kann das FM-Frequenzband an die geografische Zone anpassen werden.

Die folgende Tabelle 2 (Antenne eines Typs gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel) und Tabelle 3 (Antenne eines Typs gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel) geben die äußeren Abmessungen an, den Wert für die Kapazität C, und Bereiche, wo der Parameter S11 gleich oder kleiner als –6 dB ist, oder mit anderen Worten, Bereiche, wo die Antennenperformance gut ist, für die jeweiligen geografischen Zonen von Europa, USA und Japan. Tabelle 2

	Europa	USA	Japan
Äußere Abmessungen (m²)	0,0525	0,0525	0,0525
Kapazität (pF)	60	60	87
Ultrabreitbandbereich, wo S11 < –6 dB ist	170 MHz~6 GHz	170 MHz~6 GHz	170 MHz~6 GHz
FM-Bandbreite, wo S11 < –6 dB ist	85 MHz~110 MHz	85 MHz~110 MHz	69 MHz~90 MHz

Tabelle 3

	Europa	USA	Japan
Äußere Abmessungen (m²)	0,0285	0,0285	0,0285
Kapazität (pF)	7,5	7,5	11
Ultrabreitbandbereich, wo S11 < –6 dB ist	170 MHz~360 MHz 560 MHz~6 GHz	170 MHz~360 MHz 560 MHz~6 GHz	170 MHz~360 MHz 560 MHz~6 GHz
FM-Bandbreite, wo S11 < –6 dB ist	87 MHz~108 MHz	87 MHz~108 MHz	73 MHz~88 MHz

Die vorliegende Erfindung basiert auf der französischen Patentanmeldung Nr. 0952472 , deren Beschreibung, Ansprüche und Zeichnungen in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hiermit aufgenommen sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 4-260883 [0006]
FR 0952472 [0079]

Claims

Eine Monopolantenne, die ein Ultrabreitband aufweist und konfiguriert ist zum Empfangen und/oder Senden von mindestens einem frequenzmodulierten Signal in einem FM-Band, das ein vorbestimmtes Frequenzband ist, wo der Reflexionskoeffizient S11 kleiner als –6 dB ist.
Monopolantenne nach Anspruch 1, bei der das Ultrabreitband eine Bandbreite hat größer als ein minimaler Wert von Werten gleich 20% der Mittenfrequenz des Bands oder größer als 500 MHz.
Monopolantenne nach Anspruch 1 oder 2, enthaltend ein FM-Band-Vorbestimmungsmittel, das in der Lage ist, die Resonanzfrequenz des FM-Bands und/oder die Bandbreite des FM-Bands im Voraus zu bestimmen.
Monopolantenne nach Anspruch 1 oder 2, enthaltend ein FM-Band-Einstellungsmittel, das in der Lage ist zum Einstellen der Resonanzfrequenz des FM-Bandes und/oder der Bandbreite des FM-Bandes.
Monopolantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, enthaltend ein Ausstrahlungsmittel mit einem Planaren leitfähigen Träger.
Monopolantenne nach Anspruch 5, wobei der leitfähige Träger durch einen äußeren Rand begrenzt ist, und die Monopolantenne eine Öffnung enthält, die in dem leitfähigen Träger bereitgestellt ist und durch einen Resonanzinnenrand begrenzt ist, und ein Loch, das in dem leitfähigen Träger bereitgestellt ist und durch einen Rand begrenzt ist, der den Resonanzinnenrand der Öffnung mit dem äußeren Rand des leitfähigen Trägers verbindet.
Monopolantenne nach Anspruch 6, bei der das Vorbestimmungsmittel oder das Einstellungsmittel einen Kondensator enthält, der zwei gegenüberliegende Teile des Randes des Lochs verbindet.
Monopolantenne nach Anspruch 6 oder 7, enthaltend ein Monopolantennenverbindungsmittel, das mit einem Versorgungsanschluss bereitgestellt ist, der mit dem Rand des Lochs verbunden ist.
Monopolantenne nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der äußere Abmessungen des Trägers größer als 0,1 m² sind.
Monopolantenne nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der die äußeren Abmessungen des Trägers kleiner als 0,06 m² sind.
Antennenaufbau mit einem Bauteil, das aus einem Kunststoffmaterial für ein Fahrzeug gebildet ist, und mit einer Monopolantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die an dem Bauteil, das aus dem Kunststoffmaterial gebildet ist, angebracht ist.
Fahrzeug mit mindestens einer Monopolantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder einem Antennenaufbau nach Anspruch 11.