DE19513263A1 - Antennenanordnung auf einem Fenster mit hoher Wärmetransmissionsdämpfung - Google Patents
Antennenanordnung auf einem Fenster mit hoher WärmetransmissionsdämpfungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fensterscheibenantennenanordnung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 Solche Antennen finden vielfach Verwendung auf der Fensterscheibe eines
Kraftfahrzeugs, die von einem metallischen Rahmen umgeben ist.
Antennen dieser Art sind bekannt aus DEP 33 15 458, DEP 34 10 415 und DEP 44 06 240.
Bei allen Antennen dieser Art werden die Antennenleiter als drahtförmige Leiter ausge
bildet, welche entweder auf das Einscheiben-Sicherheitsglas aufgedruckt sind oder als
Drahtstrukturen zwischen die Glasscheiben einer Verbundsicherheitsscheibe eingebracht
sind.
Ein Nachteil solcher Antennen-Fensterscheiben ist die Wärmestrahlung, die in das Innere
des Fahrzeugs gelangt und dieses aufheizt. Aus diesem Grund wurden in der Vergangenheit
transmissionsmindernde Beschichtungen entwickelt, welche ein- oder mehrschichtig
aufgebaut sein können. Eine derartige Beschichtung ist insbesondere bei hoher Trans
missionsdämpfung häufig elektrisch sehr niederohmig und der Oberflächenwiderstand
beträgt oft nur einige Ohm. Antennenleiter, welche auf eine derart beschichtete Glasscheibe
aufgebracht sind, werden durch die galvanische Verbindung oder bei kapazitiver hoch
frequenter Verkopplung mit dieser leitenden Schicht in ihrer Funktion durch Abschirmung
und Verstimmung stark beeinträchtigt.
In der Deutschen Offenlegungsschrift DE 37 21 934 A1 wird eine Kraftfahrzeug-
Glasfenster-Antenne mit einer transparenten leitfähigen Schicht vorgeschlagen. Hierbei ist
das Hauptelement der Antenne durch den transparenten und elektrisch leitfähigen Film
selbst gebildet und am Fensterglas flächig aufgebracht. Der gravierende Nachteil dieser
Technik ist die Einschränkung, die sich bei der Gestaltung der Antennenleiter durch die
dünne und damit aufgrund der Kanteneffekte stark verlustbehaftete Schicht insbesondere
auch bei Frequenzen im UHF-Bereich ergibt. Es lassen sich deshalb ausschließlich
flächenhafte Antennenleiter einfachster Strukturen gestalten, welche im Interesse der
Entkopplung voneinander große Abstände (50 mm) zwischen den Antennenflächen und den
ihnen benachbarten Flächen benötigen. Feiner gestaltete leistungsfähige Antennenstruk
turen, wie sie z. B. im UHF-Bereich und darüber notwendig werden, können in dieser
Technik nicht realisiert werden.
Aus diesem Grund werden nach dem Stande der Technik die Antennenleiter meist als
drahtförmig gedruckte oder durch Drähte gebildete, oft komplexe Leiterstrukturen
realisiert. Die flächige Aufbringung einer die Wärmestrahlungstransmission dämpfende
elektrisch leitende Schicht beeinträchtigt dann die Antennenfunktion. Dies trifft
insbesondere dann zu, wenn die leitende Schicht niederohmig ist.
In der Europäischen Offenlegungsschrift 0 358 090 wird deshalb vorgeschlagen, diese
leitende Beschichtung hinreichend hochohmig zu gestalten, um die Funktion der Antennen
auf der Fensterscheibe nicht zu stark zu beeinträchtigen. Aus diesem Grund wird hierfür ein
Oberflächenwiderstand von 20 kOhm gefordert. Schichten von derartiger Hochohmigkeit
besitzen jedoch eine vergleichsweise niedrige Transmissionsdämpfung für die
Wärmestrahlung.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, bei niederohmiger, die Wärmestrahlungstrans
mission dämpfende elektrisch leitender Beschichtung, diese derart zu gestalten, daß die
Funktion der Antennen auf der Fensterscheibe möglichst wenig beeinträchtigt wird und
bezüglich der Wärmestrahlungstransmission ein möglichst hoher Flächenabdeckungsgrad
erreicht wird.
Diese Aufgabe wird bei Antennen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch das
Kennzeichen dieses Anspruchs gelöst.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Diese
zeigen:
Fig. 1 Eine drahtförmige flächenhaft ausgestaltete Antenne für den LMK-Empfang auf der
Fensterscheibe eines Fahrzeugs mit durch schmale horizontale Streifen 6 getrennten nieder
ohmig beschichteten Teilflächen 12 zur hochfrequenzmäßigen Entkopplung der Antenne
vom Fensterrahmen 2 und einer niederohmig leitenden Schicht 5 im unteren Bereich des
Lichttransmissionsbereichs der Fensteröffnung 14.
Fig. 2 LMK-Antenne, wie in Fig. 1, in der Rückfensterscheibe eines Autos mit
hochfrequenzmäßig geerdeten Heizleitern 9.
Fig. 3 Eine durch gedruckte Leiter 3 flächenhaft ausgestaltete Antenne für den LMK-Empfang
und mit flächenhaft ausgestalteten Heizfeldantennen für den UKW-Empfang mit
durch schmale und vertikale Streifen 6 getrennte elektrisch niederohmig beschichtete
Teilflächen 12 zur hochfrequenzmäßigen Entkopplung der Antennen untereinander.
Fig. 4 LMKU-Antenne als drahtförmiger Antennenleiter 3 auf oder über einer durch
schmale zweidimensional verlaufende Streifen 6 getrennte elektrisch niederohmig leitende
Teilflächen 12 zur hochfrequenzmäßigen Entkopplung der einzelnen Drahtabschnitte
voneinander.
Fig. 5 Autofensterscheibenantennenanordnung mit einer Vielzahl von Antennen mit im
gesamten Lichttransmissionsbereich der Fensteröffnung 14 elektrisch leitenden quadra
tischen Teilflächen 12 von z. B. etwa je 10 mm Kantenlänge und einer Streifenbreite b von
0,2 mm bei einer Dicke s der leitenden Schicht von von s = 50 µm.
Fig. 6 Beispiele für die Anordnung der in elektrisch leitende Teilflächen 12 unterteilten
elektrisch leitenden Schicht 5 und der Antennenleiter 3:
- a) auf derselben Fläche eines Einscheibenglases
- b) die in Teilflächen 12 unterteilten elektrisch leitende Schicht 5 auf der lichtdurchläs sigen Folie 4 im Verbundglas und die Antennenleiter 3 auf einer äußeren Glasfläche 1b.
- c) wie b) jedoch die Antennenleiter 3 auf einer inneren Glasfläche 1a.
Fig. 7 Einfluß der Breite b eines nichtleitenden Streifens 6 zwischen zwei Teilflächen 12
der Schichtdicken s auf die Kapazität zwischen den Teilflächen 12 als Funktion von b/s.
Fig. 8 Hochfrequenzmäßige kapazitive Verbindung zwischen den Außenseiten der Fen
sterscheibe durch die zweidimensional strukturierte elektrisch leitende Schicht hindurch.
Fig. 1 zeigt eine Antennenanordnung nach der Erfindung, welche aus einer Drahtstruktur 3,
wie sie aus der DEP 34 10 415 bekannt ist, besteht und im niederfrequenten LMK-Bereich in
Verbindung mit der Fensteröffnung 14 üblicher Automobile gute Empfangseigenschaften
aufweist.
Um diese Antenne in ihrem physikalischen Wirken durch die die Wärmestrahlung dämpfen
de elektrisch leitende Schicht 5 im LMK-Frequenzbereich nicht zu beeinträchtigen, wird die
aufgrund der Wärmetransmissionsminderung erforderliche niederohmige Beschichtung in
Teilflächen 12 aufgeteilt, welche mit Hilfe von schmalen nichtleitenden Streifen 6 von
einander getrennt angeordnet sind derart, daß nach wie vor praktisch die gesamte Fläche der
Fensteröffnung 14 mit der elektrisch leitenden Schicht 5 überdeckt ist und bezüglich der
Wärmestrahlungstransmission ein möglichst hoher Flächenabdeckungsgrad erreicht wird.
In den Bereichen, in denen die schmalen nichtleitenden Streiten b vorhanden sind, wird die
ursprünglich durchgehend elektrisch leitende Schicht 5 damit zur strukturierten elektrisch
leitenden Schicht 10, wie dies in Fig. 1 oberhalb und unterhalb der LMK-Antennenleiter 3
durch die unter 45 Grad schraffierten Flächen gekennzeichnet ist. In der Lupendarstellung
in Fig. 1 ist ein Ausschnitt der strukturierten elektrisch leitenden Schicht 10 vergrößert
dargestellt. Die elektrisch leitenden Teilflächen 12 füllen dann im Beispiel der Fig. 1
streifenförmig den Bereich zwischen den Streifen 6 aus und besitzen die Querabmessung d.
Durch die geringe Breite b der nichtleitenden Streifen 6 ist der unbedeckt bleibende Bereich
hinsichtlich der Wärmedämmung unerheblich. Wichtig für die unveränderte Funktion der
Antenne durch Einbringung der elektrisch leitenden Schicht 5 bereichsweise in Form der
strukturierten elektrisch leitenden Schicht 10 ist die Vermeidung von Dimensionen der
Teilflächen 12, welche die Ausbildung von elektrischen Resonanzen bei den Betriebs
frequenzen der Antenne 3 oder der Antennen 3 vermeiden. Die derart gebildete strukturierte
elektrisch leitende Schicht 10 ist somit für die Betriebsfrequenzen der Antenne hochfrequent
transparent, läßt jedoch die Wärmestrahlung nur entsprechend gedämpft hindurch.
Resonanzen auf den Teilflächen 12 können sicher dadurch vermieden werden, daß keine
ihrer Abmessungen größer ist als Lambda/10. Bei einer LMK-Antenne. deren kleinste Be
triebswellenlänge ca. 50 m beträgt, sind alle Abmessungen klein im Vergleich zu
Lambda/10.
Dennoch müssen die Teilflächen 12 in unmittelbarer Nachbarschaft der Antennenleiter 3 in
vertikaler Richtung hinreichend kleine Abmessungen besitzen, so daß zwischen jedem Punkt
auf einem der drahtförmigen Antennenleiter 3 und dem metallischen Rahmen 2 sowie der
im unteren Bereich des Lichttransmissionsbereichs der Fensteröffnung 14 befindlichen
zusammenhängend elektrisch niederohmig leitenden Schicht 5 (gepunktete Fläche) eine
Vielzahl, jedoch mindestens drei nichtleitende Streifen 6 vorzugsweise etwa äquidistant
voneinander gebildet sind, wodurch sich die strukturierte elektrisch leitende Teilfläche 10
ausbildet, mit dem Ziel, daß die kapazitive Verkopplung zwischen den Antennenleitern 3
und dem metallischen Rahmen 2 sowie der zusammenhängend niederohmig leitenden
Schicht 5 ausreichend klein ist.
Die Wärmeschutzschicht endet im Bereich des Schwarzdrucks 8, so daß die Antennen
funktion nicht durch Kontakt mit der gegebenenfalls hochfrequenzbedämpfenden
Kleberraupe 7, die die Fensterscheibe mit dem Fahrzeug verbindet, beeinträchtigt ist.
In Fig. 2 ist die gleiche LMK-Antenne wie in Fig. 1, jedoch in der Rückfensterscheibe
eines Autos, über hochfrequenzmäßig geerdeten Heizleitern 9 angeordnet. Eine LMK-Antenne
wie in Fig. 1 und in Fig. 2 wirkt als flächige Antenne, so daß die niederohmig
leitende Schicht 5 zwischen den beiden äußeren Leitern 3 wahlweise als zusammenhängend
oder als Teilflächen 12 mit dazwischenliegenden nichtleitenden Streifen 6 ausgeführt
werden kann. Wesentlich ist es also, die elektrisch leitende Schicht 5, also die Wärme
schutzschicht, in der Umgebung der flächenhaft gestalteten Antenne durch nichtleitende
Streifen 6 in der beschriebenen Weise aufzutrennen, wodurch sich wieder die strukturierte
elektrisch leitende Schicht 10 ergibt. Diese hebt die Verkopplung zwischen den Antennen
leitern 3 der LMK-Antenne und dem Rahmen 2 und ebenfalls den Heizleitern 9, die in
diesem Beispiel andere Leiterteile 13 auf der Fahrzeugscheibe bilden, weitgehend auf.
Fig. 3 zeigt eine Weiterentwicklung der Erfindung für höhere Frequenzen, bei denen die
Fahrzeugabmessungen nicht klein sind im Vergleich zur Wellenlänge. Hier wird eine
erfindungsgemäße Fensterscheibenantennenanordnung mit einer oben angeordneten Antenne
für den LMK-Empfang und darunter zwei Antennen für den UKW-Empfang, welche aus
den Heizfeldern abgeleitet sind, betrachtet. Alle der dargestellten Antennen können
wahlweise flächenhaft ausgestaltet sein. Die einfach schraffierten Bereiche kennzeichnen
wieder die in diesem Beispiel durch schmale horizontale und vertikale Streifen 6 getrennten
elektrisch niederohmig beschichteten Teilflächen 12 zur hochfrequenzmäßigen Entkopplung
der Antennen untereinander. In diesem Beispiel ist also eine zweidimensional strukturierte
elektrisch leitende Schicht 10 in Form einer Gitterstruktur aus schmalen elektrisch nicht
leitenden Streifen 6 für die erfindungsgemaße Antennenanordnung verwendet.
Die zweidimensionale Gitterstruktur gewährt dabei die Durchlässigkeit dieser Bereiche für
Radiowellen und die hochfrequenzmäßige Entkopplung der Antennen untereinander infolge
der ausreichenden Hochohmigkeit der resukierenden Oberflächenimpedanz, welche sich
auch bei sehr kleinen Breiten b der Streifen 6 ergibt. Soll das Antennenverhalten im wesent
lichen weitgehend ausschließlich durch die drahtförmig ausgeführten Antennenleiter 3 be
stimmt werden und die Wärmedämmung nur wenig Einfluß auf das Antennenverhalten er
halten, dann ist es in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zweckmäßig, auch die
gepunktet gekennzeichneten Flächen in Fig. 3 mit der zweidimensional strukturierten elek
trisch leitenden Schicht zu versehen, also durch schmale horizontale und vertikale Streifen 6
getrennte niederohmig beschichtete Teilflächen 12 auch z. B. im Bereich der Heizleiter 9 zu
verwenden. Dieses Vorgehen ist sinngemäß bis an die Ränder des Fensterrahmens 2
fortzusetzen, sofern die Wärmedämmung aufgrund des dort häufig aufgebrachten ebenfalls
wärmedämmenden Schwarzdrucks 8 nicht gänzlich entfallen kann.
Wesentlich ist hierbei und bei allen folgenden Ausführungen auch über die höchsten
betrachteten Frequenzen hinaus, daß die Zunahme der Kapazität zwischen den einzelnen
Teilflächen mit kleiner werdendem Abstand voneinander relativ klein ist, d. h. mit
kleiner werdender Streifenbreite b steigt die Kapazität zwischen den Teilflächen 12 nur
wenig an. Dies ist beispielhaft für zwei koplanare Leiterflächen der Dimension d mit
Abstand b voneinander in Fig. 7 dargestellt.
Der Einfluß der Breite b eines nichtleitenden Streifens 6 zwischen zwei Teilflächen 12
der Schichtdicken s auf die Kapazität zwischen den Teilflächen 12 als Funktion von b/s
variiert dabei um nicht mehr als den Faktor 2.5, wenn ein Verhältnis b/s von 2 nicht
unterschritten wird. Hierdurch ist es möglich, aufgrund der Kleinheit der üblichen
Schichtdicke von s < 100 µm selbst bei einer Dimension d der Teilflächen von nur
einigen Millimetern ein großes Verhältnis d/b von z. B. 10 zu realisieren, womit ein
Abdeckungsgrad bezüglich der Wärmedämmung von mehr als 90% realisiert wird. Die
Kleinheit der Streifenbreite b ist in der Praxis weniger durch die Divergenz der Kapazität
als durch die Sicherheit hinsichtlich der Vermeidung von Kontaktbrücken bei der Her
stellung begrenzt; Werte von b/s = 2 lassen sich sicher realisieren.
Nachteilig an den bekannten, zusammenhängend leitenden Schichten in der Nachbarschaft
von Antennen ist der Sachverhalt, daß diese Schichten insbesondere bei kleinem Ober
flächenwirkwiderstand R große eingekoppelte Ströme führen, welche Verluste mit sich
bringen und die Schichten eine abschirmende Wirkung besitzen. Der Vorteil der Erfindung
besteht darin, daß die zweidimensionale erfindungsgemäße Rasterstruktur im Gegensatz zu
den bekannten zusammenhängend leitenden Schichten einen flächigen kapazitiven Blind
widerstand bildet, welcher praktisch verlustfrei ist. Dieser bewirkt bei hinreichender Hoch
ohmigkeit im Vergleich zum Wellenwiderstand des freien Raumes (E/H = Zo = 377 Ohm)
auf die nachbarschaftlich angeordneten Antennen lediglich eine in der Frequenz leicht
verstimmende Wirkung, welche in die Auslegung der Antennen auf einfache Weise mit
einbezogen werden kann.
Eine Grobabschätzung ergibt für eine quadratische Rasterstruktur der leitenden Teilflächen
mit einer Kantenlänge von 10 mm bei b = 0,1 mm bei der Frequenz 1 GHz einen Ober
flächenblindwiderstand X von ca. 500 Ohm und ist bei niedrigeren Frequenzen ent
sprechend hochohmiger. In der Umgebung von Antennen im Frequenzbereich bis 2 GHz ist
deshalb eine feinere Rasterung mit etwa d = 5 mm vorzuziehen. Deshalb kann die gesamte
Antennenanordnung durch eine derartige Rasterstruktur abgedeckt werden, ohne die
dahinterliegenden Antennen abzuschirmen oder zu bedämpfen. Die hierbei für die Funktion
der Antennen zulässigen kleinen Breiten b der nichtleitenden Streifen lassen sowohl die
praktisch vollkommene Abschirmung der im Vergleich zu den Abmessungen der
Teilflächen 12 kurzwelligen Wärmestrahlung zu als auch die ästhetische Beeinträchtigung
der Fensterscheibe durch breite Streifen 6 zu vermeiden.
Die Herstellung solcher strukturierter Schichten kann auf an sich bekannte Weise durch
Aufbringen der zunächst homogenen Schicht, z. B. mit Hilfe eines üblichen Kathoden
zerstäubungsverfahren, erfolgen und die Einbringung der nichtleitenden Streifen 6 kann
mit Hilfe eines lichtempfindlichen Lacks und der üblichen Fotoätztechnik, oder mit
Laserverfahren bzw. Ionenstrahlätzung erfolgen.
Fig. 4 zeigt eine drahtförmige Antenne 3, wie sie vorteilhaft für dem LMKU-Bereich, z. B.
in Fahrzeugfrontscheiben, verwendet wird. Eine derartige Antenne ist bekannt aus der DEP
33 15 458. Um die Antenne in ihrer Wirkungsweise durch die Maßnahmen zur Wärme
dämmung nicht zu stark zu beeinflussen, ist es notwendig, die pro Langeneinheit des Drahts
wirksame Induktivität bzw. Kapazität um wesentlich weniger als eine Größenordnung zu
verändern. Ferner ist es notwendig, die einzelnen Leiterabschnitte z. B. des horizontal
verlaufenden Leiterteils und die des vertikal verlaufenden Leiterteils durch die wärme
dämmende Schicht nicht unzulässig zu verkoppeln. Dies wird erfindungsgemäß durch
schmale zweidimensional verlaufende Streifen, welche z. B. wieder horizontal und vertikal
orientiert sein können, erreicht. Dies ergibt wiederum eine zweidimensional strukturierte
elektrisch leitende Schicht 10.
Dies ergibt wiederum eine Gitterstruktur, wie sie in Fig. 4 durch die einfach schraffierte
Fläche gekennzeichnet ist. Auch hier ist es wieder notwendig, die Breite b der nichtleiten
den Streifen 6 im Verhältnis zur Breite d der leitenden Teilflächen 12 möglichst klein zu
gestalten. Mit größer werdender Anzahl der Unterteilungen sinkt der Einfluß der wärme
dämmenden Maßnahme auf die Antennenfunktion. Hierbei ist es nur in zweiter Linie
wesentlich, ob der Antennenleiter 3 mit den leitenden Teilflächen 12 im galvanischen
Kontakt steht, oder lediglich kapazitiv mit diesen Teilflächen 12 verkoppelt ist.
Durch die Unterteilung der leitenden Schicht 5 in Teilflächen 12 wird die Abschirm
wirkung, welche eine einheitlich zusammenhängende Schicht besäße, aufgehoben, so daß
bei Ausbildung der nichtleitenden Streifen 6 lediglich ein elektrischer Verstimmungseffekt
der Antenne bewirkt wird, welche bei hinreichend großer Anzahl der Streifen 6 durch
geringfügige Änderung der Abmessungen des Antennenleiters 3 oder durch Anpaß
maßnahmen im Antennenanschlußpunkt 18 erreicht werden kann.
Bei modernen Fahrzeugen werden häufig komplexe Antennensysteme mit Antennendiversity
für UKW und Fernsehen, welche eine Vielzahl von Antennen beinhalten, meist auch für
beheizbare Heckfensterscheiben eingesetzt. Fig. 5 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform
eines solchen Antennensystems auf der Rückfensterscheibe eines Fahrzeugs, wie sie aus der
DEP 44 06 240 bekannt ist. Hierbei stellen die Klemmen 18 Endpunkte der Antennenleiter 3
als Anschlußpunkte für die UKW- und TV-Antennen dar. 17 kennzeichnet der Montage
bereich einer Funkantenne 15, die in der Fenstermitte oben montiert ist.
In diesem Fall ist es in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zweck
mäßig, den gesamten Lichttransmissionsbereich mit zweidimensional strukturierter
elektrisch leitender Schicht 10 auszubilden. Bei hinreichend kleinen Abmessungen d für
eine quadratisch ausgeführte Struktur ist auch der Einfluß dieser Struktur auf das Verhalten
der bis 900 MHz arbeitenden TV-Antennen hinreichend klein. Versuche mit Abmessungen
d = 10 mm und b = 0.2 mm haben dies bestätigt.
In Fig. 6 sind einige Beispiele für die Anordnung der die Wärmetransmission dämpfenden
elektrisch leitenden Schicht 5 und ihre spezielle erfindungsgemäße Ausführungsform als
strukturierte elektrisch leitende Schicht 10 und die Antennenleiter 3 dargestellt. Fig. 6a
zeigt die gemeinsame Aufbringung auf einer Seite eines Einscheibenglases. In diesem Fall
stehen die leitenden Teilflächen mit den Antennenleitern in galvanischem Kontakt.
Vorteilhafter ist es, wie in Fig. 6c dargestellt, die elektrisch leitende Schicht 5 bzw. die
strukturierte elektrisch leitende Schicht 10 und die Antennenleiter 3 nicht auf derselben
Fläche, sondern auf einander gegenüberliegenden Flächen anzuordnen, welche z. B. durch
die dünne lichtdurchlässige Kunststoff-Folie 4 im Verbundglas getrennt sind. Dadurch wird
die sehr enge galvanische Verkopplung der Antennenleiter 3 mit den Teilflächen 12 durch
eine weniger wirksame kapazitive Kopplung ersetzt und der Verstimmungseffekt wird
dadurch reduziert.
Diese Reduzierung wird bei einer Anordnung nach Fig. 6b durch den größeren Abstand
weiter vergrößert, wenn die elektrisch leitende Schicht 5 oder die strukturierte elektrisch
leitende Schicht 10 und die Antennenleiter 3 auf unterschiedlichen Seiten einer Glasscheibe
angebracht sind.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus dem Sachverhalt, daß die
so gebildete strukturierte wärmedämmende Schicht 10 in ihrer Lage zu den Antennenleitern
keine bestimmte Position einnehmen muß. Dies gilt insbesondere bei hinreichend kleinen
Abmessungen d der leitenden Teilflächen 12. Daraus ergibt sich die Möglichkeit der
besonders einfachen Herstellung bei der Serienfertigung von Antennen-Fensterscheiben.
Wird z. B. die für die Verbundglasfertigung vorgesehene Kunststoff-Folie 4 mit einer
Rasterstruktur gemäß den Fig. 4 und 5 links aufgebracht, und werden die Antennenleiter
3 wie in Fig. 6b und c auf das Fensterglas aufgedruckt, so kann die Kunststoff-Folie 4 bei
der Herstellung des Verbundglases zwischen die Scheiben ohne Beachtung der Position des
Rasters in Bezug auf die Antennenleiter 3 eingelegt werden. Die Exemplarstreuungen der
Antenneneigenschaften, welche sich bei der Serienfertigung durch unterschiedliche Lagen
des Rasters zu den Antennenleitern 3 ergeben, sind aufgrund der Feinheit des Rasters
tolerierbar.
Versuche mit einer Breite d = 5 mm für quadratische leitende Teilbereiche mit einer Breite
b = 0,1 mm für die nichtleitenden Streifen haben dies für eine Fensterantennenanlage mit
Antennen für den Frequenzbereich 100 kHz bis zu 2 GHz bestätigt. Diese Technik besitzt
den Vorteil, daß sie ungeachtet der Art der aufzubringenden Antennen angewandt werden
kann. Z.B. kann auch die aus anderen Gründen notwendige zusammenhängend leitende
Fläche 11 in Fig. 5 als gedruckte leitende Fläche auf das Fensterglas auf der Seite der
Antennenleiter aufgedruckt sein, wo sie z. B. als elektrisches Gegengewicht und als geerdete
Abschirmfläche gegen in das Fahrzeuginnere eindringende Funkfelder wirken kann. Eine
kapazitive Durchführung eines hochfrequenten Funksignals aus dem Inneren des Fahrzeugs
heraus zu einer auf der Fensterscheibe außen angebrachten Funkantenne 15 für deren
Anschlußstelle 18 durch die so strukturierte wärmedämmende Schicht hindurch, ist mit der
in Fig. 8 dargestellten Anordnung ebenso möglich. Hierzu sind auf den Außenseiten der
Verbundglasscheibe zwei einander gegenüberliegende leitende Flächen 17 aufgebracht, an
welche auf der einen Seite die Antenne und auf der anderen Seite z. B. eine
Hochfrequenzleitung 16 angeschlossen ist.
Claims (12)
1. Fensterscheibenantennenanordnung mit auf oder in der Fen
sterscheibe (1) angebrachten Antennenleiter (3) bzw. Anten
nenleitern (3) bzw. Antennenleiterstrukturen (3) bzw. Anten
nenleiterstrukturen (3) für eine Vielzahl von Antennen für
verschiedene Funkdienste,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich im Lichttransmissionsbereich der Fensteröffnung (14)
über das Glas eine die Wärmestrahlungstransmission dämpfende
elektrisch leitende Schicht (5) mit einer hierfür notwendi
gen Schichtdicke (s) erstreckt und diese die Wärmestrah
lungstransmission dämpfende Schicht (5) in eine ausreichend
große Zahl elektrisch leitender Teilflächen (12) unterteilt
ist und diese Teilflächen (12) durch schmale elektrisch
nichtleitende Streifen (6) der Breite (b) voneinander
getrennt sind und die Breite (b) mindestens 2 Schichtdicken
(s) beträgt und die elektrisch leitenden Teilflächen (12)
zumindest in der Umgebung einer Antenne in allen ihren
Abmessungen in deren Betriebsfrequenzbereich elektrisch so
klein sind, so daß durch die Mehrfach-Reihenschaltung der
kleinen Kapazitäten zwischen den Teilflächen (12) die durch
Einbringung dieser leitenden Teilflächen (12) schädliche
hochfrequenzmäßige Verkopplung zwischen den Antennenleiter
teilen (3) und anderen Leiterteilen (13) in deren Umgebung
hinreichend klein gestaltet ist und die Breite (b) der
Streifen so klein gewählt ist, daß ein möglichst großer
Flächenabdeckungsgrad bezüglich der Wärmestrahlungs
transmission erreicht ist.
2. Fensterscheibenantennenanordnung nach Anspruch 1 insbe
sondere für die Verwendung in einem Fahrzeug mit einer
Fensterscheibe (1), die von einem metallischen Rahmen (2)
umgeben ist, mit drahtförmigen gedruckten oder durch Drähte
gebildeten Antennenleitern (3),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abmessungen der elektrisch leitenden Teilflächen (12)
derart gestaltet sind, daß zwischen jedem im Lichttransmis
sionsbereich der Fensteröffnung (14) befindlichen Punkt
eines drahtförmigem Antennenleiters (3) einer Antenne und
dem metallischen Rahmen (2) und ggfs. jedem anderen nicht
dieser Antenne angehörenden in der Fensteröffnung befindli
chen Leiterteil (13) eine Vielzahl, jedoch mindestens drei
nichtleitende Streifen (6) vorzugsweise etwa äquidistant
voneinander gebildet sind mit dem Ziel, daß die kapazitive
Verkopplung zwischen dem Antennenleiter (3) und dem metalli
schen Rahmen (2) bzw. ggfs. zwischen diesem Antennenleiter
(3) und jedem nicht dieser Antenne angehörenden in der Fen
steröffnung (14) befindlichen Leiterteil (13) klein ist.
3. Fensterscheibenantennenanordnung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
vorzugsweise geradlinig berandete elektrisch leitende Teil
flächen (12), welche in der Nachbarschaft zu einem Antennen
leiter (3) stehen bzw. mit einem Antennenleiter galvanisch
in Verbindung stehen, vorhanden sind, deren größte Abmessung
kleiner ist als Lambda/10 der minimalen Betriebswellenlänge
dieses Antennenleiters, so daß resonanzartige Überhöhungen
von Strömen auf jeder leitenden Teilfläche (12) sicher
ausgeschlossen sind.
4. Fensterscheibenantennenanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die größte Abmessung der elektrisch leitenden Teilflächen
(12) so klein gewählt ist, daß sowohl der Induktivitätsbelag
als auch der Kapazitätsbelag des Antennenleiters (3) bzw.
der Antennenleiter (3) um wesentlich weniger als eine
Größenordnung durch die benachbarten elektrisch leitenden
Teilflächen (12) verändert ist und die Antenne nach dem
gleichen Wirkungsprinzip gestaltet ist wie bei Fehlen der
die Wärmestrahlungstransmission dämpfenden elektrisch
leitenden Schicht (5).
5. Fensterscheibenantennenanordnung nach Anspruch 1 bis 4
mit einer Vielzahl von Antennen,
dadurch gekennzeichnet, daß
im gesamten Lichttransmissionsbereich der Fensteröffnung
(14) elektrisch leitende quadratische, rechteckförmige oder
rautenförmige Teilflächen (12) mit einer maximalen Abmessung
von ca. 15 mm oder weniger und einer Schichtdicke (s) von
weniger als 100 µm gebildet sind, welche durch die
elektrisch nichtleitenden Streifen (6) von weniger als
0,5 mm jeweils voneinander getrennt sind.
6. Fensterscheibenantennenanordnung nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Bereich einer Antenne, in welchem durch eine Vielzahl
von Antennenleitern (3) eine kapazitiv flächig wirkende An
tennenstruktur nachgebildet ist, zur Unterstützung der flä
chenhaft kapazitiven Wirkung eine zusammenhängend leitende,
die Wärmestrahlungstransmission dämpfende elektrisch
leitende Schicht (5) gebildet ist.
7. Fensterscheibenantennenanordnung auf einem Einscheiben
glas oder Mehrscheiben-Verbundglas nach Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die in elektrisch leitende Teilflächen (12) unterteilte, die
Wärmestrahlungstransmission dämpfende elektrisch leitende
Schicht (5) und die Antennenleiter (3) bzw. die Antennen auf
derselben Fläche der Glasscheibe (1) bzw. ggfs. der transpa
renten eingelegten Folie (4) aufgebracht sind.
8. Fensterscheibenantennenanordnung auf einem Einscheiben
glas oder Mehrscheiben-Verbundglas nach Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die in elektrisch leitende Teilflächen (12) unterteilte, die
Wärmestrahlungstransmission dämpfende elektrisch leitende
Schicht (5) und die Antennenleiter (3) bzw. die Antennen auf
jeweils einander gegenüberliegenden Flächen einer
Glasscheibe (1) oder ggfs. verschiedener Glasscheiben
(1a, 1b) oder ggfs. einer Glasscheibe (1) und einer
transparenten Folie (4) einer Verbundglasscheibe aufgebracht
sind.
9. Fensterscheibenantennenanordnung auf Mehrscheiben-Ver
bundglas mit zwischen der Folie und dem Glas befindlichen
Antennenleiterdrähte nach Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die in elektrisch leitende Teilflächen (12) unterteilte, die
Wärmestrahlungstransmission dämpfende elektrisch leitende
Schicht (5) und die Antennenleiterdrähte (3) auf jeweils
einander gegenüberliegenden Flächen einer lichtdurchlässigen
Folie (4) oder ggfs. verschiedener Folien (4) des Verbundes
oder auf derselben Fläche einer Folie (4) angeordnet sind.
10. Fensterscheibenantennenanordnung auf Mehrscheiben-Ver
bundglas mit auf dem Glas aufgebrachten Antennenleitern oder
zwischen der transparenten Folie und dem Glas befindlichen
Antennenleiterdrähten nach Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zweidimensional in Teilflächen mit kleinen Breiten (b) der
nichtleitenden Streifen (6) unterteilte, die Wärmestrahlungs
transmission dämpfende elektrisch leitende Schicht (5) auf die
transparente Folie (4) aufgebracht ist und bei der Herstellung
des Glas-Folienverbunds ohne Berücksichtigung der Zuordnung zu
den Antennenleitern (3) eingebracht ist.
11. Fensterscheibenantennenanordnung mit einer auf der ersten
Außenseite der Fensterscheibe angebrachten Antenne nach An
spruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Herstellung einer kapazitiven hochfrequenzmäßigen Ver
bindung zwischen der ersten und der zweiten Außenseite der
Fensterscheibe durch die zweidimensional in Teilflächen unter
teilte elektrisch leitende Schicht (5) hindurch zwei einander
gegenüberliegende leitende Flächen (17) gebildet sind, an wel
che auf der ersten Außenseite die Antenne und auf der zweiten
Außenseite der zu verbindende Antennenanschluß (18) ange
schlossen ist.
12. Fensterscheibenantennenanordnung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Antenne, welche eine ausschließlich flächenhaft kapazi
tive Wirkung besitzt in einem Bereich durch eine zusammenhän
gend leitende, die Wärmestrahlungstransmission dämpfende elek
trisch leitende Schicht (5) mit Antennenanschluß (18) an diese
Schicht (5) gebildet ist und die elektrisch leitende Schicht
(5) außerhalb dieses Bereichs in voneinander getrennte lei
tende Teilflächen (12) unterteilt ist.
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