DE19726420A1

DE19726420A1 - Fensterantennenstruktur für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19726420A1
Application number: DE1997126420
Authority: DE
Inventors: Ansgar Moeller
Original assignee: Fuba Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Fuba Automotive GmbH and Co KG
Priority date: 1997-06-23
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 1998-12-24

Description

Die Erfindung betrifft eine Fensterantennenstruktur, insbesondere für den Empfang von Hörrundfunk-Signalen im AM-Bereich, mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattungsmerkmalen.

Charakteristisch für die Lösungen des Stands der Technik sind die z. B. in dem europäischen Patent Nr. 0 155 647 beschriebenen Ausführungen von AM-Strahlern oberhalb einer Heizfläche in einer Kfz-Heckscheibe, wobei die Heizfläche ihrerseits zusätzlich für den Rundfunkempfang im FM-Bereich genutzt wird.

Die mit derartigen Leiterstrukturen für den AM-Bereich erzielbare Empfangsqualität hängt stark von den Platzverhältnissen in der Scheibe ab. Das heißt - ein parallel zur metallischen Umrandung der Scheibe (Karosserie oder Heck-Klappe) und parallel zu den Heizleitern verlaufender Leiter, der als AM-Antenne genutzt wird, sollte zu den anderen beiden metallischen Komponenten jeweils einen Abstand von mindestens 50 mm haben, damit nicht zu große Kopplungs verluste auftreten und damit am Anschlußpunkt ein nennenswerter Signalpegel abgreifbar ist. Das heißt des weiteren, daß es möglich ist, den Empfang zu verbessern, wenn mehr als diese 2mal 50 mm, gemessen entlang der Symmetrieachse der Scheibe, zur Verfügung stehen; man kann dann an Stelle des einen separaten Leiters z. B. zwei parallele Antennenleiter innerhalb der freien Fläche anordnen. Als günstig hat sich, bei den unterschiedlichsten Fahrzeug-Typen übereinstimmend, eine Fläche mit einem Maß zwischen dem Scheiben rand und dem nächstliegenden Heizleiter von etwa 300 mm, verbunden mit einer Dreiteilung, erwiesen. Man kann dann zur Karosse und zum Heizfeld jeweils einen Abstand von 100 mcm vorsehen und hat genügend Freiheit für die Konfiguration einer auf die Verhältnisse und die Feldbildung am speziellen Fahrzeug abgestimmten Empfangsstruktur.

Das Problem ist, daß die 300 mm in vielen Fällen nicht zur Verfügung stehen. So ist denn der Antennenentwickler, der über die Kenntnisse und Mittel des bis dato bekannten Stands der Technik verfügt, auf Kompromisse angewiesen.

Solche Kompromisse reichen erfahrungsgemäß vom gänzlichen Verzicht auf die Ausbildung einer besonderen, von der Geraden abweichenden Antennengeometrie bis hin zu phantasievoll zu nennenden Strukturen aus kurzen und längeren parallelen Leiterabschnitten und aus sie verbindenden, orthogonalen Teilen sowie zur Verwendung von Maßnahmen der kapazitiven und der induktiven Kopplung an das Heizfeld, um von dort zusätzliche Signalenergie zu gewinnen.

Aus dem Heizfeld kommen jedoch dabei nicht nur Nutzsignalanteile, sondern man muß u. a. auch die Fahrzeug-eigenen HF-Störungen in Kauf nehmen, die z. B. zusammen mit dem Heizgleichstrom über das Bordnetz transportiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Möglichkeiten zu finden, um Flächen in einer Fahrzeugscheibe, die nicht mit Leiterstrukturen für die Scheibenheizung versehen sind, effektiver für den AMT-Empfang zu nutzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsvarianten und -details.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß von den Endpunkten der abgewinkelten Leiterabschnitte nur ein vergleichs weise geringer Anteil der mit der Antennenstruktur empfangenen Signalenergie als Verlust durch kapazitive oder induktive Kopplung an die metallische Umrandung der Scheibe oder an den nächst liegenden Heizleiter abfließt.

Der für diese Kopplung wirksame Bereich und der Kopplungseffekt sind im Falle der Geraden, die in einem Winkel zu einer anderen Geraden oder zu einer Flächenkante verläuft und in deren Nähe endet, sehr viel kleiner, als wenn zwei Geraden mit dem gleichen Abstand über eine Strecke parallel zueinander verlaufen.

Das hat zur Folge, daß die abgewinkelten Leiterabschnitte viel näher an die Scheibenumrandung und an die Heizfläche herangeführt werden können und daß dadurch in der freien Scheibenfläche mehr wirksame Antennenstruktur vorgesehen werden kann oder, anders gesagt, die zur Verfügung stehende freie Fläche kann besser genutzt werden und man erzielt ohne zusätzliche Maßnahmen einen höheren Gewinn aus der Leiterstruktur.

Aus dem gleichen Grund ist der Anteil an Störsignalen, die aus den Heizleitern in die abgewinkelten Leiterabschnitte der Antennenstruktur eingekoppelt werden, geringer als bei den Leiteranordnungen des bekannten Stands der Technik.

Bei den Messungen mit erfindungsgemäßen Antennenstrukturen hat sich gezeigt, daß die Empfangsleistung auch noch aus einem anderen Grund höher als bei vergleichbaren Anordnungen des Stands der Technik ist: Die bisher im wesentlichen waagerechten Antennenleiter stellen an sich keine gute Voraussetzung für den Empfang des vertikal polarisierten Felde im AM-Bereich dar. Die Strahlerfunktion ist dort trotzdem vorhanden, weil das AM-Feld in seiner Ausrichtung durch die metallische Karosserie in bestimmtem Maß verzerrt wird und so auch in waagerechte Strukturen innerhalb der Fensteröffnung einkoppeln kann.

Dennoch wird der Empfang durch Antennenleiter, die der Polarisation des AM-Felds zumindest angenähert sind, deutlich verbessert. Solche Antennenleiter sind durch die erfindungsgemäßen abgewinkelten Leiter gegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 ausgeführte und getestete AM-Antennenstruktur in der Heckscheibe eines Pkw,

Fig. 2 Heckscheibe mit oberhalb der Heizfläche angeordneter AM-Struktur,

Fig. 3 Heckscheibe mit AM-Struktur unterhalb der Heizfläche.

Dabei sind

1 Fensterscheibe
2 Scheibenumrandung
3 Heizfeld
4 Sammelleiter
5 Heizleiter
6 AM-Leiterzweig
7 abgewinkelter Leiterabschnitt
8 Anpaß- und Verstärkerschaltung

Die Zeichnungen sprechen für sich. Charakteristisch für die Erfindung sind die abgewinkelten Leiterabschnitte 7, die an die Stelle der bisher üblichen AM-Strukturen aus z. B. mehreren, parallel zu den Heizleitern 5 verlaufenden Antennenleitern treten. Die Leiterabschnitte 7 sind galvanisch mit dem parallel zu den Heizleitern 5 verlaufenden Leiterzweig 6 verbunden.

Der Leiterzweig 6 stellt die Verbindung zu weiterführenden Netzwerken, z. B. zu der Anpaß- und Verstärkerschaltung 8, dar.

Die Konfiguration nach Fig. 1 ist dadurch entstanden, daß tatsächlich im unteren linken Bereich der Scheibe eine größere Fläche frei von Heizleitern 5 war, die sich in der dargestellten günstigen Weise für die Anordnung mehrerer langer abgewinkelter Leiterabschnitte 7 eignet. Der Winkel α beträgt dabei 45°, und die anderen Maße sind:
A = mm
B = 20 mm
C = 100 mm
D = 5 mm.

Bei diesem wie bei auch den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 3 ist zu erkennen, daß die zur Verfügung stehende Fläche zwischen der Scheibenumrandung 2 und dem nächstliegenden der Heizleiter 5 besser genutzt wird, als wenn man versucht, dort etwa waagerechte Leiter mit einem Abstand nach beiden Seiten von jeweils möglichst mindestens 50 mm anzuordnen.

Welche der hier als Auswahl dargestellten Varianten der Zuordnung der abgewinkelten Leiterabschnitte 7 zum Leiterzweig 6 oder der weiteren denkbaren, unter das Prinzip der Erfindung fallenden Varianten man im konkreten Fall wählt, hängt von den Spezifika des jeweiligen Fahrzeugs ab, vor allem von der Position und der Größe der von Heizleitern freien Fläche. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die erfindungsgemäßen Antennenstrukturen auch in Scheiben angeordnet werden können, in denen sich keine Heizflächen befinden, wie feststehende Seitenscheiben von Kombi oder Caravan.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung - die bessere Nutzung der Scheibenfläche und die bessere Anpassung an die vertikale Polarisation des AM-Felds - kommen hier genau so zum Tragen wie im Falle einer Heckscheibe.

Claims

1. Fensterantennenstruktur für den AM-Empfang, die in einer mit einem Heizfeld versehenen Scheibe eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei

- das Heizfeld aus einer Anzahl im wesentlichen waagerechter Leiterbahnen besteht, die an den Seiten mit Sammelleitern verbunden sind, über die die Heizstromversorgung und der Masseanschluß erfolgen, und
- die AM-Struktur separat innerhalb einer Fläche in der Scheibe angeordnet ist, die nicht vom Heizfeld bedeckt ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- die AM-Struktur besteht aus einem Leiterzweig (6), der parallel zu den Heizleitern (5) in der Nähe der vorzugsweise metallischen Scheibenumrandung (2) verläuft, sowie aus mehreren Leiterabschnitten (7), die in einem Winkel α von mindestens 30°, vorzugsweise größer 45°, gegen die Heizleiter (5) und gegen die Scheibenumrandung (2) verlaufen und mit dem Leiterzweig (6) elektrisch verbunden sind,
- der parallel zu den Heizleitern (5) verlaufende Leiterzweig (6) ist mit einem Anschluß zu Weiterführungen Netzwerken (8) versehen, und sein Abstand (A) zu einer metallischen Scheiben umrandung (2) beträgt mindestens etwa 50 mm,
- der Abstand (C) zwischen jeweils zwei der abgewinkelten Leiterabschnitte (7) beträgt mindestens 50 mm, vorzugsweise 70 bis 100 mm, und die Abstände (D) und (E) zwischen dem Endpunkt eines abgewinkelten Leiterabschnitts (7) und der dem Endpunkt benachbarten leitenden Komponente (2, 5) betragen mindestens 5 mm.

2. Fensterantennenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die AM-Struktur (6, 7) oberhalb des Heizfelds (3) angeordnet ist.

3. Fensterantennenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die AM-Struktur (6, 7) unterhalb des Heizfelds (3) angeordnet ist.

4. Fensterantennenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die AM-Struktur (6, 7) innerhalb einer von anderen Leiterstrukturen freien Fläche in der Scheibe (1) angeordnet ist, deren Höhe mindestens 100 mm, vorzugsweise mindestens 150 mm und deren Breite mindestens gleich dem zweifachen ihrer Höhe ist.

5. Fensterantennenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelten Leiterabschnitte (7) vom Leiterzweig (6) in Richtung Scheibenumrandung (2) verlaufen.

6. Fensterantennenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelten Leiterabschnitte (7) vom Leiterzweig (6) n Richtung Heizfeld (3) verlaufen.

7. Fensterantennenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelten Leiterabschnitte (7) vom Leiterzweig (6) ausgehend nach beiden Richtungen verlaufen.