DE1919088A1

DE1919088A1 - Funktechnische Einrichtung

Info

Publication number: DE1919088A1
Application number: DE19691919088
Authority: DE
Inventors: Hill Fred Paul; Race Richard Thomas
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1968-04-16
Filing date: 1969-04-15
Publication date: 1970-10-22
Also published as: US3571716A; ES366057A1; GB1199136A; FR2006312A1

Description

DIPL-ING. LEO FLEUCHAUS

β München 71,15.April 1969

MelchlorttraBe 42 M.ln Zeichen:

Motorola, Inc. 9401 West Grand Avenue Franklin Park, Illinois Y..St. A.

Funktechnische Einrichtung

Die Erfindung "betrifft eine funktechnische Einrichtung mit einer Vielzahl von .Stufen und einer von den Stufen entfernt angebrachten und auf eine bestimmte Frequenz abstimmbaren Antenne.

Es ist eine bekannte Tatsache, dass die Antennen bei funktechnischen Einrichtungen für Fahrzeuge mit einem verhältnismässig schlechten Wirkungsgrad arbeiten. Der hauptsächliche Grund,,dafür ist in der im Vergleich zu der Wellenlänge der zu .üb er tragenden Frequenzen kurzen Antennenlänge zu sehen. Aus diesem Grund wird auch bei einer gegebenen Feldstärke ein minimales Signal induziert. Dieses verhältnismässig kleine, in der Antenne erzeugte Signal erfährt eine v/eitere Dämpfung durch den Spannungsteiler, der aus der Antenne und dem Verbindungskabel zu den angeschlossenen Stufen gebildet v/ird. Die extrem niedere Kapazität der Antenne in der

Fa/wi Grössenordnung

009843/105 8

BAD ORIGINAL

· M39P-253

Grossenordnung von etwa 20 pF erfährt einen Nebenschluss durch die verhältnismässig grosse Kapazität des Antennenkabels, die näherungsweise bei I50 pF-liegen kann. Dieser Nebenschluss bewirkt eine starke Dämpfung des Signals.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Antenne elektronisch ab- - zustimmen, indem ein spannungsveränderlicher Kondensator zur" ganzen Antenne parallel geschaltet v/ird. Obwohl dies eine elektronische Änderung der Antennengrösse für ein gegebenes Eingangssignal zulässt und die Antenne damit wie ein leistungsfähiger Spannungsgenerator wirkt, v/ird damit nicht das Problem der hohen Kapazität des Verbindungskabels beseitigt, die als Nebenschluss zur kleinen Kapazität der Antenne wirkt und eine zusätzliche Signaldämpfung verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antennensystem mit hohem Antennengewinn für eine funktechnische Einrichtung ' zu schaffen, wobei das Signal mit verhältnismässig geringer Dämpfung zu entfernt angebrachten Stufen der Einrichtung"übertragen wird.

Ausgehend von der eingangs erv/ähnten funktechnischen Einrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an den Fusspunkt der Antenne ein Hssonanzschwingkreis angeschlossen ist, der spannungsabhängig veränderbare Reaktanz- ' elemente umfasst, dass eine veränderbare Vorspannung von einem Vorspannungsstromkreis an das Reaktanzelement zur Abstimmung des Hesonanzschwingkreises anlegbar ist, und dass die Nutzsignale der bestimmten Frequenz über einen zweiten Schalt- ' " kreis zwischen der Antenne und der Vielzahl der Stufen übertragbar sind.

Bei einer nach den Merkmalen der Erfindung aufgebauten funktechnischen Einrichtung, bei der das Antennensystem eines Fahrzeuges mit den entfernt untergebrachten Empfängerstufen "

- 2 - verbunden

009843/1058

BAD ORIGINAL

M39P-253

verbunden ist, liegt am Antennenfusspunkt ein Transformator, dessen Primärwicklung elektrisch mit der Antenne verbunden ist. Parallel zur Primärwicklung ist ein spannungsabhängig veränderlicher Kondensator vorgesehen, der zusammen mit der Primärwicklung einen Resonänzschwingkreis bildet. Die Sekundärwicklung des Transformators ist über ein Koaxialkabel mit dem entfernt untergebrachten Empfänger verbunden. Ein im Empfänger vorgesehenes Potentiometer liefert eine veränderliche Gleichspannung über das Koaxialkabel an den spannungsabhängig veränderlichen Kondensator, wodurch der Hesonanzschwingkreis innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches abstimmbar ist. Das Signal mit der durch die Abstimmung des Schwingkreises festgelegten Frequenz wird über die Sekundärwicklung des Transformators und ein Koaxialkabel zu den Empfängerstufen übertragen. Durch die Anordnung des Hesonanzschwingkreises am Fusspunkt der Antenne liegt die Kapazität des Koaxialkabels parallel zu der kleinen Impedanz der Sekundärwicklung des Transformators ^ wodurch die vom Antennensystem empfangenen Signale nur eine vernachlässigbare Dämpfung erfahren.

Bei einer anderen Aüsführungsform der Erfindung wird auch die erste HF Stufe des Empfängers zusammen mit dem Resonanzschwingkreis am Fusspunkt der Antenne angeordnet. Bei dieser Anordnung wird dann ein verstärktes Signal über die Signalleitung tu den entfernt angeordneten Stufen des Empfängers übertragen*

Ein© beispielsweise Ausfühfuhgsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt* Es zeigen:

Fig. 1 eine funktechnische Einrichtung gemass der Erfindung als BlOckdiagraffitt;

das Seka!t&iagramm des Antennensystems, das an einen im Biöckdiaigramm dargestellten Empfänger angeschlossen ist j

BAD OBlQiMAL

M39P-253

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, "bei der die erste HF Stufe des Empfängers mit dem Antennensystem zusammengeschaltet ist.

In Fig. 1 ist ein herkömmliches Antennensystem für Kraftfahrzeuge mit einer Antenne 10 dargestellt, die ungefähr eine Länge in der Grössenordnung von I50 cm. besitzt. Am. Fusspunkt der Antenne 10 ist ein Gehäuse 12 angeordnet, in dem die elektronischen Bauteile des Antennensystems untergebracht sind. Das /antennensystem im Gehäuse 12 ist über ein Koaxialkabel 14 mit dem Empfänger 16 verbunden, der im Kraftfahrzeug- an einer entfernt gelegenen Stelle angeordnet ist.

Gemäss Fig. 2 ist am Fusspunkt der Antenne 10 innerhalb des Gehäuses 12 ein Transformator 18 angeschlossen, der eine Primärwicklung 20 und eine Sekundärwicklung 22 besitzt. Die Primärwicklung 20 liegt am Fusspunkt der Antenne 10. Ebenfalls mit dem 'Fusspunkt 10 ist ein Trennkondensator 24 verbunden, der in Serie mit einem Reaktanzelement 26 in Form eines spannungsabhängig veränderlichen Kondensators verbunden ist. Der Kondensator 24 und das Reaktanzelement 26 liegen parallel zur Primärwicklung 20 und bilden einen Resonanzschwingkreis, der auf die Frequenzen des Empfangsbereiches abstimmbar ist.

Der spannungsabhängig veränderliche Kondensator besieht aus einer Halbleiteranordnung mit einem PN Übergang, dessen Kapazität proportional mit der Gleichstromvorspannung veränderbar ist. - ■-■■-.

Das Signal mit der-eingestellten Frequenz wird über die niederimpedante Sekundäri-zicklung 22 des Transformators 18 und eine Leitung, z.B. in Form eines Koaxialkabels 28, zum Empfänger übertragen, der im Kraftfahrzeug in einer nicht festgelegten

- 4 - Entfernung

Q09843M05 8

BAD ORiQWAL

M39P-253

Entfernung von der Antenne angeordnet ist. Der Empfänger umfasst einen HF Verstärker 30, der die von der Antenne 10 empfangenen Signale verstärkt. Diese Signale werden in einem Umformer, der einen Oszillator 32 und eine Mischstufe 34 umfasst, der Oszillatorfrequenz überlagert. Die sich ergebenden ZF Signale werden in einem ZF Verstärker 36 verstärkt und in einer Detektorstufe 38 demoduliert. Mit den von der Detektorstufe 38 gelieferten Signalen wird über einen NF Verstärker 40 ein Lautsprecher 42 angesteuert. Die mit 44 bezeichnete Leitungsführung stellt die automatische Verstärkungsregelung für den HF Verstärker 30, die Mischstufe 34 und den ZF Verstärker 36 dar, die in herkömmlicher Weise durch ein Abtasten der verstärkten Signale in der Detektorstufe die Verstärkung regelt.

Ebenso wie in dem Antennensystem können auch in den verschiedenen Stufen des Empfängers spannungsabhängig veränderliche Kondensatoren zur Abstimmung der Schaltkreise verwendet werden, xtfobei dies insbesondere für den Oszillator 32 zutreffen kann. Diese spannungsabhängig veränderlichen Kondensatoren als Abstimmelemente sind gegenüber den, herkömmlichen mechanischen Abstimmelementen von besonderem Vorteil, da sie billiger, kleiner und zuverlässiger sind. Ein Potentiometer 50, das sowohl im Empfänger als auch an einer anderen Stelle innerhalb des Kraftfahrzeuges angeordnet sein kann, liefert eine Gleichstromspannung für die Abstimmung der spannungsabhängig veränderlichen Kondensatoren des Empfängers. Ferner wird die Gleichstromspannung über einen Widerstand 52 und das Koaxialkabel 28 sowie die Sekundärwicklung 22 des Transformators 18 und ein Widerstand 5^ aß. den spannungsabhängig veränderlichen Kondensator.26 angelegt. Damit wird vom Potentiometer 50 nicht nur der Empfänger, 'sondern auch·gleichzeitig das.. Antennensystem auf die gewünschte HF Frequenz abgestimmt.

- 5 - Die

009843/1058

BAD O

M39P-253

Die Anordnung des Antennen-Resonanzschviingkreises an dem Fusspunkt der Antenne liefert besonders befriedigende Ergebnisse bezüglich der verstärkten Signale, die der HF Verstärker 30 von der Antenne 10 erhält. Durch die Anordnung des Transformators 18 an der Basis der Antenne.10 und die gleichzeitige Abstimmung des Antennen-Sesonanzsehwingkreises mit Hilfe des spannungsabhängig veränderlichen Kondensators 26 wird die verhältnlsmässig grosse Kapazität des Koaxialkabels 28 parallel zur niedrigen Impedanz der Sekundärwicklung 22 des Transformators gelegt, wodurch sich eine vernachlässigbare Signal-, dämpfung zwischen der Antenne 10 und dem HP Verstärker 30 ergibt. Auf Grund dieser Schaltung kann die Gleichstromvorspannung für den spannungsabhängig veränderlichen Kondensator 26 und das HF Signal der Sekundärv/ickl-ung 22 des Transformators 18 für den Hl Verstärker 30 gleichzeitig über das Koaxialkabel 28 übertragen werden, wodurch die Verwendung eines einzigen Kabels wie bisher für Autoradioanlagen ver*;endet v/erden kann.

In Fig. 3 ist eine v/eitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei die der Fig. 2 entsprechenden Stufeii mit;, .gleichen Bezugszeichen versehen sind. Ein TransformgLtqr^.öO.^.,. ist wie bei der Aus führungs form gemäss, Fig. 2 in eijiem. ße-_o.. _f häuse 12 angeordnet und besitzt eine Primärwicklung ,62., ;di.e,,,.. elektrisch an den Fusspunkt der Antenne 64 angeschlossen, „ist, Ein Festkondensator 66 liegt in Serie zu. einem .spajinun^s^br:. hängig veränderlichen Kondensator 67» die zusammen parallel zur Primärwicklung 62 des Transformators 60 geschaltet sind. Der dadurch gebildete Antennen-Resonanzschwingkreis ist mit Hilfe des Kondensators 67 abstimmbar. Ferner ist im Antennensystem ein HF Verstärker 68 angeordnet, der ebenfalls im Gehäuse 12 am Fusspunkt der Antenne 64- untergebracht ist. Der HF Verstärker besteht aus. einem Transistor 70, dessen Emitter

- 6 - 73

■.■-■.■■■:.:*■ -■ '-Mi

009843/1058

BAD ORIGINAL

M39P-253

73 an einen Widerstand 72 angeschlossen ist. Der Kollektor 74- steht über eine Leitung 80 mit der entfernt angeordneten Mis-Cher stufe 34- in Verbindung.

Bei dieser Ausfuhrungsform der Erfindung wird die Gleichstomvorspannung vom Potentiometer 50 über eine Leitung 75 an den spannungsabhängig veränderlichen Kondensator 67 angelegt. Das HF Signal vom Antennen-Resonanzschwingkreis wird über die Sekundärwicklung 78 des Transformators 60 an den Transistor 70 des HF Verstärkers 68 angelegt. Das verstärkte HF Signal wird über die Leitung 80 dem entfernt angeordneten Verstärker zugeführt, wo durch Überlagerung eine Zwischenfrequenz erzeugt wird, die nach einer Verstärkung und einer Demodulation das NF Signal für den Lautsprecher 42 liefert. Durch die Leitungsführung 44 v<ird eine automatische Verstärkungsregelung für den Empfänger geschaffen, die über die Leitung 82 auch an dem im Gehäuse 12 am Fusspunkt der Antenne befindlichen Widerstand 85 -und damit am Transistor 70 wirksam ist und für eine konstante Verstärkung des HF Verstärkers 68 sorgt.

Da das empfangene HF Signal an dem Basispunkt der Antenne 64 verstärkt wird, hat die Kapazität der Leitung 80,mit v/elcher das Signal vom HF Verstärker 68 zum entfernt angeordneten Empfänger übertragen wird, auf das verstärkte Signal nur geringfügigen Einfluss. Die Signaldämpfung durch die Leitung ist daher vernachlässigbar.

- 7 - Patentansprüche

0098 43/105 8

Claims

DlPL-ING. LEO FLEUCHAUS

β München 71,15. April 1969

Melc*ilor»tr<B· 42

M.lnZ.lchtn: M39P-253

Patentansprüche

Funktechnische Einrichtung mit einer Vielzahl von Stufen und einer von den Stufen entfernt angebrachten und auf eine bestimmte Frequenz abstimmt) ar en Antenne, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fusspunkt der Antenne (10) ein Resonanzschwingkreis (20, 26;. 62, 67) angeschlossen ist, der spannungsabhängig veränderbare Reaktanzelemente (26; 67) umfasst, dass eine veränderbare Vorspannung von einem VorspannungsStromkreis (50, 52 j 28, 22, 54·; 50, 75) an das Reaktanzelement zur Abstimmung des Resonanzschwingkreises anlegbar ist, und dass die Nutzsignale der bestimmten Frequenz über einen zweiten Schaltkreis (28; 80) zwischen der Antenne und der Vielzahl der Stufen (30, 34, 36, 38, 40; 34, 36., 38, A-O) übertragbar sind. . .
2. Funktechnischfe Einrichtung nach Anspruch I₁ dadurch g e k e η η ζ e i c h η e fc, dass der Resonainzschwingkreis einen Transformator (18; 60) umfasst., der paraTl-el zu einem spannungsabhängig veränderlichen (26; 67) geschaltet is%.

M39P-255
3. Funktechnische"Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennz e ichnet, dass der spannungsabhängig veränderliche Kondensator parallel zur Primärwicklung (20; 62) des Transformators liegt, und dass ein verhältnismässig langes "Übertragungskabel (28) mit einer nennenswerten Reaktanz parallel zur Sekundärwicklung (22) des Transformators geschaltet ist, so dass die niedrige Impedanz der Sekundärwicklung eine starke Verringerung der Dämpfung für das über das Übertragungskabel übertragene Signal bewirkt.

4-. Funktechnische Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungskabel ein Koaxialkabel (28) ist.

5· Funktechnische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eingangsseitige HF Verstärkerstufe des Empfängers beim Antennensystem zusammen mit dem Resonanzschwingkreis (67, 62) am Fusspunkt der Antenne (64) angeordnet ist.

- 9 009843/105« ^ξ

ORIGINAL INSPECTED

Leerseite