DE19825552A1 - Heizfeldantenne auf der Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs als Breitbandantenne für den Längstwellen- bis Dezimeterwellenbereich - Google Patents
Heizfeldantenne auf der Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs als Breitbandantenne für den Längstwellen- bis DezimeterwellenbereichInfo
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Description
Antenne zum Senden und/oder Empfangen in der Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs mit
elektrischer Masse, bestehend aus einem auf der Fensterscheibe angebrachten Heizfeld als
Antennenleiter.
Eine Empfangsantenne dieser Art ist z. B. bekannt aus P 26 50 044. Bei dieser Antenne
dient das Heizfeld als Antenne für den Empfang der LMK- und der UKW-Signale. Ein
besonderes Problem stellt hierbei die Gleichstromzuführung für das Heizfeld dar. Insbe
sondere im LMK-Bereich, in dem das Heizfeld aufgrund der niedrigen Frequenz ein
hochohmiges Antennenelement bildet, ist die Zuführung der großen, für die Heizung des
Feldes notwendigen Gleichströme stets mit einer erheblichen Bedämpfung der Empfangs
signale verbunden. Die Heizströme werden nach der dort angegebenen Erfindung über ei
ne bifilar ausgeführte Drossel zugeführt, wobei diese Drossel dem Antennenelement be
züglich der hochfrequenten Signale parallel geschaltet ist. Hierbei zeigt sich, daß der di
rekte Anschluß des Antennenkreises eines Rundfunkempfangers über einen Abzweigan
schluß an die als Empfangsantenne dienenden Heizelemente nur zu nicht zufriedenstellen
den Empfangseigenschaften führt und eine Optimierung der Empfangseigenschaften auch
nicht ermöglicht. Hinzu kommt, daß es bei niedrigen Frequenzen nicht möglich ist, den
Blindwiderstand dieser Drossel breitbandig für den LMK-Bereich so groß zu gestalten, daß
die Parallelschaltung dieses Elements zur Antenne das Empfangssignal nicht merklich be
einträchtigt. Eine solche Antenne, ausgeführt als Empfangsantenne nach dem Stande der
Technik, ist in Fig. 2a und ihr elektrisches Ersatzschaltbild in Fig. 2b für tiefe Frequenzen
(LMK-Bereich) dargestellt. Das Ersatzschaltbild zeigt die Drossel LD mit ihrem Verlust
leitwert GD, dessen äquivalente Rauschstromquelle parallel geschaltet liegt. Aufgrund der
großen Heizströme in der bifilaren Wicklung können die Induktivität LD und ihre Güte
nicht hinreichend groß gewählt werden, so daß neben der Belastung der Antennenimpe
danz, welche bei tiefen Frequenzen durch die Kapazität CA beschrieben ist, insbesondere
der Rauschstrom iR das Signal-Rauschverhältnis am Ausgang der Verstärkerschaltung
stark verschlechtert. In der modernen Fahrzeugtechnik wird neben dem LMK-Empfang
häufig auch der Empfang des Zeitsenders DF 77, dessen Frequenz bei 70 kHz liegt, gefor
dert. Mit einer Antenne nach dem Stande der Technik ist dies mit vertretbarem Aufwand
zur Gestaltung der bifilaren Drossel nicht möglich. Im UKW- Bereich dagegen, in dem das
Heizfeld ein wesentlich niederohmigeres Antennenelement bildet, kann die Verdrosselung
der Gleichstromzuführung wesentlich einfacher und ohne großen technischen Aufwand
durchgeführt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, bei einer Antenne nach dem Oberbegriff des An
spruchs I den Nachteil der die Antenne belastenden Induktivität mit bifilarer Wicklung zu
vermeiden und die Möglichkeit zu schaffen, die Spannung zur Beheizung der
Fensterscheibe abweichend von der Bordnetzspannung hinreichend groß zu wählen.
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen dargestellt und näher beschrie
ben. Es zeigen:
Fig. 1a Grundprinzip einer Empfangsantenne nach der Erfindung für Auskopplung des
Hochfrequenzsignals an der Sammelschiene des Heizfelds.
b) Elektrisches Ersatzschaltbild, mit Restkapazität CT des Transformators mit Gleich richter und Siebschaltung und mit äquivalenter Eingangskapazität CV des Verstärkers.
b) Elektrisches Ersatzschaltbild, mit Restkapazität CT des Transformators mit Gleich richter und Siebschaltung und mit äquivalenter Eingangskapazität CV des Verstärkers.
Fig. 2a Empfangsantenne nach dem Stand der Technik
b) Elektrisches Ersatzschaltbild mit äquivalentem Verlustleitwert der Drossel und ihrer äquivalenten Rauschstromquelle.
b) Elektrisches Ersatzschaltbild mit äquivalentem Verlustleitwert der Drossel und ihrer äquivalenten Rauschstromquelle.
Fig. 3 Empfangsantenne nach der Erfindung mit elektronischem Wechselstrom-Generator
mit Transistoren als Schaltnetzteil, gespeist vom Bordnetz und Transformator mit elektri
schem Schirm und Isolation zwischen Primär- und Sekundärwicklung; Zweiweg-
Gleichrichterschaltung und Siebschaltung 12 und Abschirmgehäuse 18. Das Hochfre
quenzsignal wird über den an Heizleiter angeschlossenen Auskoppelleiter 23 an der Anten
nenanschlußstelle 25 dem Verstärker 32 zugeführt.
Fig. 4 Siebschaltung 12, bestehend aus einer Kette von C-L-Tiefpässen 13.
Fig. 5 Siebschaltung 12 aus einer Kettenschaltung aus seriell geschalteten Parallelreso
nanzeisen 33 und parallel geschalteten Serienresonanzkreisen 34, welche mit ihren Reso
nanzen auf Harmonische der Wechselstromfrequenz fs abgestimmt sind und mit zusätzli
chen C-L-Tiefpässen 13.
Fig. 6 Empfangsantenne mit alternativen Ausführungen für den LMK- bzw. den LMK-
UKW-Empfang. Die mit 32 gekennzeichneten Einheiten enthalten je eine hochohmige
Verstärkerschaltung für den LMK-Empfang und können wie dargestellt, alternativ an das
Heizfeld 3 angekoppelt sind. Einheiten, mit der Kennzeichnung 35, können zusätzlich eine
Verstärkerschaltung für den UKW-Empfang enthalten. Die Drossel 20 entkoppelt die Zu
leitung 19 im UKW-Bereich. Das Autoradio 36 für den LMKU-Empfang ist als Beispiel
über eine Leitung direkt an das Heizfeld angeschlossen. Das Heizfeld selbst ist als leitende
Fläche 28, welche durch eine dünne, begrenzt elektrisch leitfähige Schicht 27 gebildet ist,
dargestellt.
Fig. 7 Mehrantennen-Diversitysystem für den FM- bzw. TV-Bereich mit mehreren HF-
Anschlüssen an ein und derselben begrenzt leitenden Fläche 28 mit HF-Anschlüssen 4 an
diese Fläche über Elektroden 29. Der Heizstrom wird ebenfalls über Leiter der Sekun
därwicklung 19 über Elektroden 29 der zu beheizenden Fläche zugeführt. Der LMK-
Empfang erfolgt über die Einheit 32/35. Die Einheiten 26 kennzeichnen jeweils ein
Mehrantennen-Diversitysystem für UKW- bzw. TV-Empfang.
Fig. 8 Mehrantennen-Diversitysystem für den UKW-Bereich mit zwei geteilten Heizflä
chen, welche über die Drosseln 20 miteinander in Verbindung stehen. Die mit 35 gekenn
zeichneten Einheiten sind Verstärkerschaltungen für den UKW-Empfang; über die mit
32/35 gekennzeichnete Einheit erfolgen der UKW- und der LMK-Empfang.
Fig. 9 Modifizierte hochohmige Verstärkerschaltung 32 für den LMK-Empfang. Der Ein
gangsübertrager 37 ermöglicht die Optimierung des Signal-Rauschverhältnisses.
Die vorliegende Erfindung verbindet den Vorteil der lediglich geringen kapazitiven Bela
stung der Antenne durch die Einspeisung der Heizleistung mit der Möglichkeit, die Heiz
spannung an die Widerstandsverhältnisse der Heizfläche anzupassen. Insbesondere bei der
Verwendung dünner elektrisch leitfähiger Schichten als Antenne und Heizfläche werden
größere Spannungen zur Beheizung benötigt, als sie vom Bordnetz (12 V) zur Verfügung
stehen. Durch geeignete Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Transformators 7 kann
diese geeignete Spannung, welche bis zu 80 V betragen kann, ohne Einschränkung reali
siert werden. Dem Ersatzschaltbild in Fig. 1b) für die Wirkungsweise der Antenne bei
niedrigen Frequenzen ist zu entnehmen, daß die sich ergebende Anordnung keine untere
Grenzfrequenz besitzt, da die Spannungsteilung zwischen der Kapazität der Heizfläche und
der Verstärkerkapazität, der die Kapazität des Übertragers parallel geschaltet ist, frequen
zunabhängig ist. Im Gegensatz hierzu zeigt das Ersatzschaltbild in Fig. 2b) für eine Anten
ne nach dem Stand der Technik eine Hochpaßstruktur mit der beschriebenen Absenkung
der Signale zu tiefen Frequenzen hin.
In Fig. 1a ist das Grundprinzip einer Empfangsantenne nach der Erfindung für Auskopp
lung des Hochfrequenzsignals an der Sammelschiene des Heizfelds mit Hilfe eines HF-
Anschlusses 4 dargestellt. Dieser Anschluß kann selbstverständlich an jeder anderen Stelle
des Heizfeldes durch Kontaktierung an den Heizleitern 21 wie es beispielsweise in Fig. 3
mit Hilfe des Koppelleiters 23 dargestellt ist oder an den Sammelschienen 22 oder an den
Heizstromzuleitungen 19 erfolgen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, die elektrische
Energie zur Beheizung der Fensterfläche mit Hilfe eines Transformators 7 ohne galvani
sche Kopplung zwischen einem Wechselstromgenerator 6 und dem Heizfeld 3 zuzuführen.
Einzig verbleibende Verkopplung zwischen dem Wechselstromgenerator 6 und dem Heiz
feld 3 ist somit die Wicklungskapazität CT des Transformators 7 zwischen dessen Primär
wicklung 9 und Sekundärwicklung 10. Die Raumkapazität der Gleichrichterschaltung 11
und der Siebschaltung 12 gegenüber dem Abschirmgehäuse 18, welches mit der elektri
schen Masse 2 verbunden ist, addiert sich zu CT und kann in der Regel vernachlässigt wer
den. Optimale Signal-Rauschverhältnisse ergeben sich dann, wenn eine hochohmige Ver
stärkerschaltung für LMK 32 möglichst kapazitätsarm also über eine kurze Leitung an den
HF-Anschluß 4 angeschlossen ist. Fig. 1b zeigt das Ersatzschaltbild der in Fig. 1a darge
stellten Antenne. Die Empfangsleerlaufspannung Eheff ist die Empfangsspannung des Heiz
feldes gegenüber der Fahrzeugkarosserie die sich bei Frequenzen, deren Wellenlänge im
Vergleich zu den Fahrzeugabmessungen groß ist, weitgehend unabhängig von der Anbrin
gung des HF-Anschlusses 4 zwischen diesem und einem Massepunkt 24 ausbildet. CA re
präsentiert die als Antennenkapazität beschriebene Kapazität des Heizfeldes. Die Kapazität
CT und die Kapazität CV bilden zusammen die Lastkapazität des kapazitiv wirkenden Heiz
feldes 3, welche bei kurzer Verbindung zur Antennenanschlußstelle 25 mit dort ange
schlossener hochohmiger Verstärkerschaltung für LMK 32 klein gehalten werden kann im
Vergleich zur Kapazität CA des Heizfeldes 3. Auch bei Unterbringung der hochohmigen
Verstärkerschaltung für LMK 32 in einem über eine Zuleitung zwischen dem HF-Anschluß
4 und dem Massepunkt 24 entfernten Radio, dessen Eingangsschaltung ebenfalls durch ei
ne hochohmige Verstärkerschaltung für LMK 32 realisiert ist, ergibt sich der Vorteil des
frequenzunabhängigen Empfangs auch bei tiefen Frequenzen.
Im Gegensatz hierzu wird bei einer Antenne nach dem Stande der Technik, welche in Fig.
2a dargestellt ist, die hochfrequente Entkopplung zwischen der Energiequelle, welche in
der Regel durch das Bordnetz 14 gegeben ist und dem Heizfeld 3 mit Hilfe einer Induktivi
tät bewirkt. Diese ist so ausgeführt, daß der Heizstrom in seiner Hin- und Rückführung das
magnetische Material gegensinnig erregt, so daß sich die daraus resultierenden Magnetfel
der aufheben und das magnetische Material, meist ein Ferritkern 17, von den hohen Strö
men nicht in die magnetische Sättigung geführt ist. Die besondere Problematik dieser
Drossel besteht in ihrem Raumbedarf und in den Verlusten aufgrund der erforderlichen
Drahtlänge zur Erzeugung eines hinreichend großen Induktivitätswerts LD. Besonders stö
rend dabei ist der Empfindlichkeitsverlust, welcher durch den Rauschbeitrag der aufgrund
der begrenzten Güte wirksamen Rauschstromquelle iR des Verlustleitwerts GD im Ersatz
schaltbild Fig. 2b der Antenne in Fig. 2a. Aufgrund der großen Heizströme kann LD in der
Praxis nicht so groß gewählt werden, daß bei Frequenzen im Mittelwellen- und insbeson
dere im Langwellenbereich und darunter dieser Rauschbeitrag hinreichend klein wird. Es
ist offensichtlich, daß selbst bei schmalbandiger Gestaltung einer Antenne nach dem Stan
de der Technik durch Hinzuschalten einer Kapazität derart, daß mit LD eine Resonanz ent
steht, der Rauschbeitrag von GD nicht vermieden werden könnte.
Der Wechselstromgenerator 6 kann erfindungsgemäß grundsätzlich als Lichtmaschine 31
des Fahrzeugs ausgeführt sein. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
wird dieser jedoch als Gleichstrom-Wechselstromumwandler (DC-AC-Wandler) ausge
führt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Zuleitungen
zwischen der Batterie 14 und dem DC-AC-Wandler Gleichstrom führen und die gesamte
Anordnung mit Abschirmgehäuse 18 in der Nähe der Antenne im Fahrzeug untergebracht
werden kann und auch die Heizstromzuleitung 19 vom Abschirmgehäuse 18 zum Heizfeld
3 bis zu den Klemmen 5a, 5b lediglich Gleichströme führt und somit die Anforderungen an
die Bedingungen der elektromagnetischen Verträglichkeit am besten eingehalten werden
können. In Fig. 3 ist ferner ein metallischer mit der Fahrzeugmasse verbundener Schirm 8a
ersichtlich, welcher mit Hilfe der Isolation 8b die Kapazität der Sekundärwicklung 10 des
Transformators 7 zur elektrischen Fahrzeugmasse hinreichend klein gestaltet werden kann.
Bei Einsatz eines elektronischen DC-AC-Wandlers in Form eines Schaltnetzteils 15 mit
Schalttransistoren 16 kann die Frequenz des Generators in weiten Grenzen gewählt werden
und mit Rücksicht auf elektromagnetische Störungen im Empfangsbereich günstig gewählt
werden. Die Wahl der Generatorfrequenz bestimmt den zur Siebung in der Siebschaltung
12 zu betreibenden Aufwand, welcher bei den geforderten Heizleistungen von einigen 100
Watt bis 1 kW bedeutsam ist. Ein Beispiel für die Siebschaltung 12 ist in Fig. 4 durch C-L-
Tiefpässe 13 gegeben. Um Empfangsstörungen durch die vom Generator abgegebenen
Grundschwingungen und Harmonischen besonders zu unterdrücken, ist es wie in Fig. 5
besonders vorteilhaft, in der Siebschaltung 12 Parallelresonanzkreise 33 und Serienreso
nanzkreise 34 zur Gestaltung von Frequenzfallen einzubringen. Die Verwendung eines
Festfrequenzgenerators als Schaltnetzteil 15 ist deshalb diesbezüglich der Lichtmaschine
31 mit ihrer von der Drehzahl abhängigen Frequenz vorzuziehen.
In Fig. 6 ist eine Empfangsantenne für den LMK- bzw. den LMK-UKW-Empfang darge
stellt. Das Heizfeld 3 ist als eine leitende Fläche 28 dargestellt, welches an den Sammel
schienen 22 bzw. an einer an der Berandung 30 der leitenden Fläche 28 befindlichen und
mit dieser galvanisch in Verbindung stehenden Elektrode 29 mehrere HF-Anschlüsse 4
besitzt. An diese HF-Anschlüsse 4 sind Komponenten mit hochohmigen Verstärkerschal
tungen für LMK 32 und Verstärkerschaltungen 35 für UKW-Empfang bzw. TV-Empfang,
deren Eingangsimpedanz im LMK-Frequenzbereich kapazitiv hochohmig ist. Die Figur
zeigt, welche Variationsmöglichkeiten grundsätzlich hinsichtlich der Komponenten 32/35
und ihrer Anbringung an die leitende Fläche 28 bestehen. Als weitere Alternative ist in Fig.
6 der Anschluß eines entfernt angebrachten Autoradios 36 angedeutet. Zur Zuführung des
Heizgleichstroms zu den Sammelschienen 22 in Fig. 6 sind Drosseln 20 eingebracht, wel
che die Zuleitungen 19 impedanzmäßig von den Sammelschienen 22 im höherfrequenten
UKW-Bereich entkoppeln. In Fig. 6 ist als weitere Alternative für die Unterbringung der
hochohmigen Verstärkerschaltung für LMK 32 das Innere des Abschirmgehäuses 18 ge
zeigt. Anstelle des dargestellten Beispiels einer dünnen elektrisch leitfähigen Schicht 27
kann gleichwertig ein gedrucktes Heizfeld, wie in Fig. 1 und 3 dargestellt, verwendet wer
den und anstelle der Elektrode 29 ein Koppelleiter 23 verwendet werden.
Im Falle der Anwendung eines oder mehrerer Mehrantennen-Diversitysysteme 26, wie in
Fig. 7 z. B. für TV- und UKW-Empfang dargestellt, würde lediglich eine der dargestellten
Komponenten eine hochohmige Verstärkerschaltung für LMK 32 enthalten, die übrigen
Komponenten bestehen lediglich aus einer Verstärkerschaltung 35 für den UKW-Empfang
bzw. den TV-Empfang. In einer zu Fig. 7 analogen Weise ist ein Antennen-
Diversitysystem in Fig. 8 dargestellt, wobei mehrere Heizfelder 3 aus gedruckten Leitern
gebildet sind. Für Frequenzen des LMK-Bereichs sind diese Heizfelder 3 durch Drosseln
20 für den UKW-Bereich miteinander verbunden, so daß die Summe der Heizflächen 3 als
Empfangsantenne für den LMK-Bereich wirkt.
Zur Erzielung einer besonders hohen Rauschempfindlichkeit im LMK-Bereich ist die Ver
wendung eines Eingangsübertragers 37 in der hochohmigen Verstärkerschaltung für LMK
32 möglich. Dieser Übertrager kann im Gegensatz zum Transformator 7 geometrisch sehr
klein, mit hoher Güte und mit sehr großen Induktivitätswerten realisiert werden, so daß
auch der Empfang niedriger Frequenzen durch die Hauptinduktivität nicht beeinträchtigt
wird.
1
Fensterscheibe
2
elektrischer Masse
3
Heizfeld
4
HF-Anschluß
5
Heizungsanschlüsse
6
Wechselstromgenerator
7
Transformator
8
a metallischer Schirm
8
b Isolation
9
Primärwicklung
10
Sekundärwicklung
11
Gleichrichterschaltung
12
Siebschaltung
13
C-L-Tiefpaß
14
Bordnetz
15
Schaltnetzteil
16
Schalttransistoren
17
Ferritkern
18
Abschirmgehäuse
19
Leiter der Sekundärwicklung
20
Drosseln
21
Heizleiter
22
Sammelschiene
23
Koppelleiter
24
Massepunkt
25
Antennenanschlußstelle
26
Mehrantennen-Diversitysystem
27
dünne elektrisch leitfähige Schicht
28
leitende Fläche
29
Elektrode
30
Berandung
31
Lichtmaschine
32
hochohmige Verstärkerschaltung für LMK
33
Parallelresonanzkreis
34
Serienresonanzkreis
35
Verstärkerschaltung für UKW-Empfang bzw. TV-Empfang
36
Autoradio
37
Eingangsübertrager
Claims (22)
1. Antenne zum Senden und/oder Empfangen in der Fensterscheibe (1) eines Kraftfahr
zeugs mit elektrischer Masse (2), bestehend aus einem auf der Fensterscheibe (1) ange
brachten Heizfeld (3) als Antennenleiter,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Heizfeld (3) einen HF-Anschluß (4) zur Ein- bzw. Auskopplung hochfrequenter Signa
le und Heizungsanschlüsse (5) zur Zuführung der Heizleistung besitzt und ein von der
elektrischen Masse (2) hochfrequent nicht isolierter Wechselstromgenerator (6) zur Erzeu
gung der Heizleistung als Wechselstromleistung und ein Transformator (7) vorhanden sind
und die Heizleistung der Primärwicklung (9) des Transformators (7) zugeführt ist und an
der Sekundärwicklung (10) des Transformators (7) entnommen und dem Heizfeld (3) über
die Heizungsanschlüsse (5) zugeführt ist und die Primärwicklung (9) und die Sekundär
wicklung (10) des Transformators (7) hochfrequent hochohmig voneinander isoliert sind,
so daß die Antenne durch die Heizungsanschlüsse auch bei tiefsten Frequenzen nicht nie
derohmig belastet ist.
2. Antenne nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
an die Sekundärwicklung (10) des Transformators (7) eine Gleichrichterschaltung (11) mit
Siebschaltung (12) angeschlossen ist, welche hochfrequenzmäßig gegenüber der elektri
schen Masse (2) isoliert ist, und die Heizleistung den Heizungsanschlüssen (5) als Gleich
stromleistung zugeführt ist (Fig. 1).
3. Antenne zum Empfangen nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Gleichrichterschaltung (11) zur Erzeugung möglichst kleiner Harmonischer der Wech
selstromfrequenz (fs) als Zweiweggleichrichterschaltung ausgebildet ist und die Siebschal
tung (12) aus einer Kettenschaltung aus C-L-Tiefpässen (13) besteht (Fig. 4).
4. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Primärwicklung (9) des Transformators (7) an die Lichtmaschine (31) angeschlossen ist
und diese Wechselstromleistung abgibt.
5. Antenne zum Empfangen nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Wechselstromgenerator (6) vorhanden ist, welcher an das Bordnetz (14) angeschlossen
ist und hochfrequenzmäßig mit der elektrischen Masse (2) verbunden ist und die Heizlei
stung als Wechselstromleistung über die an den Wechselstromgenerator (6) angeschlossene
Primärwicklung (9) dem Transformator (7) zugeführt ist (Fig. 2).
6. Antenne zum Empfangen nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Wechselstromgenerator (6) als Festfrequenzgenerator ausgeführt ist und die Siebschal
tung (12) zur Erzeugung möglichst kleiner Harmonischer in den Rundfunkbereichen aus
einer Kettenschaltung aus seriell geschalteten Parallelresonanzkreisen (33) und parallel ge
schalteten Serienresonanzkreisen (34) besteht, welche mit ihren Resonanzen auf Harmoni
sche der Wechselstromfrequenz (fs) abgestimmt sind und ggfs. zusätzlich C-L-Tiefpässen
(13) nach Anspruch 3 enthält (Fig. 5).
7. Antenne zum Empfangen nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Wechselstromgenerator (6) als Schaltnetzteil (15) mit Schalttransistoren (16) mit ho
hem Wirkungsgrad und fest eingestellter Schaltfrequenz (fs) der erzeugten rechteckförmi
gen Ausgangsspannung ausgeführt ist und die Schaltfrequenz (fs) derart gewählt ist, daß
die mit der größten Intensität zu erwartenden Spektrallinien nicht in zu empfangende
Rundfunkbereiche fallen.
8. Antenne zum Empfangen für den LMK-Empfang nach Anspruch 1 bis 7
dadurch gekennzeichnet, daß
der Transformator (7) einen Ferritkern (17) besitzt und die Schaftfrequenz (fs) so gewählt
ist, daß möglichst wenig Energie von Harmonsichen der Schaltfrequenz in die Rundfunk
bänder des Langwellen-, Mittelwellen- und Kurzwellenbands fällt.
9. Antenne zum Empfangen nach Anspruch 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Transformator (7), die Gleichrichterschaltung (11) und ggfs. der Wechselstromgenera
tor (6) in einem mit der elektrischen Masse (2) verbundenen Abschirmgehäuse (18) unter
gebracht sind und daß zur Vermeidung der kapazitven Belastung der Antenne die Leiter
(19) der Sekundärwicklung (10) kapazitätsarm aus dem Abschirmgehäuse (18) herausge
führt sind und mit den Heizungsanschlüssen (5) verbunden sind (Fig. 3, 6, 7).
10. Antenne zum Empfangen für den LMKU- und VHF/UHF-Bereich nach Anspruch 1
bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur hochfrequenten Entkopplung des Heizfelds (3) von der Sekundärwicklung (10) des
Transformators (7) und den Zuleitungen zum Transformator (7) für Frequenzen oberhalb
des Kurzwellenbereichs zwischen die Heizungsanschlüsse und die Zuleitungen zur Sekun
därwicklung (10) des Transformators (7) Drosseln (20) geschaltet sind, welche in ihrer
Größe derart bemessen sind, daß sie im LMK-Frequenzbereich unwirksam sind, im UKW-
Frequenzbereich und darüber jedoch hinreichend hochohmig sind (Fig. 6, 7, 8).
11. Antenne nach Anspruch 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Heizfeld (3) aus einer Anzahl von meist horizontalen, an ihren Enden jeweils durch
eine Sammelschiene (22) verbundenen Heizleitern (21) besteht und zwei Heizungsan
schlüsse (5a, 5b) aufweist und der HF-Anschluß (4) zur Ein- bzw. Auskopplung hochfre
quenter Signale am Ende eines mit einem oder mehreren Heizleitern (21) oder einer Sam
melschiene (22) hochfrequent leitend in Verbindung stehenden Koppelleiters (23) gebildet
ist und zusammen mit einem Massepunkt (24) auf der elektrischen Masse (2) die Anten
nenanschlußstelle (25) bildet (Fig. 2a).
12. Antenne zum Empfangen nach Anspruch 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Bildung eines Mehrantennen-Diversitysystems (26) im FM- bzw. im TV-
Frequenzbereich mehrere HF-Anschlüsse für die Auskopplung hochfrequenter Signale in
diesen Frequenzbereichen am Ende jeweils eines mit einem oder mehreren Heizleitern (21)
oder einer Sammelschiene (22) hochfrequent leitend in Verbindung stehenden Koppellei
ters (23) gebildet sind und zusammen mit einem Massepunkt (24) auf der elektrischen
Masse (2) die Antennenanschlußstelle (25) bildet und an einem der genannten oder einem
gesondert gebildeten HF-Anschluß (4) Signale im LMK-Frequenzbereich ausgekoppelt
sind (Fig. 8).
13. Antenne nach Anspruch 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Heizfeld (3) durch eine für Licht transparente, jedoch wärmetransmissionsmindernde,
und in einem Bereich der Fensterscheibe (1) flächig aufgebrachte elektrisch leitfähige
Schicht (27) mit Anschlüssen (5) zur Beheizung gebildet ist und die derart gebildete
leitende Fläche (28) an dem Fensterglas befestigt ist und der HF-Anschluß (4) zur Ein-
bzw. Auskopplung hochfrequenter Signale am Ende eines mit dem flächigen Heizfeld (3)
hochfrequent leitend in Verbindung stehenden Koppelleiters (23) gebildet ist und zusam
men mit einem Massepunkt (24) auf der elektrischen Masse (2) die Antennenanschlußstelle
(25) bildet (Fig. 6).
14. Antenne nach Anspruch 13 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
daß die auf der Fensterscheibe (1) aufgebrachte leitende Fläche (28) durch eine begrenzt
leitfähige Schicht (27) mit nicht vernachlässigbarem Oberflächenwiderstand gebildet ist
und zur Zuführung des Heizstroms jeweils eine im wesentlichen flächenhaft ausgestaltete
Elektrode (29) aus hoch leitfähigem Material zum Anschluß an diese Schicht (27) gebildet
ist (Fig. 6).
15. Antenne nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausgangswechselspannung des Wechselstromgenerators (6) und das Übersetzungsver
hältnis ü des Transformators (7) derart aufeinander abgestimmt sind, daß die am Ausgang
der Gleichrichterschaltung (11) verfügbare Gleichspannung zur Beheizung der
Fensterscheibe (1) hinreichend groß ist im Hinblick auf die Hochohmigkeit der begrenzt
leitfähigen Schicht (27) und die geforderte Heizleistung.
16. Antenne nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
der HF-Anschluß (4) entweder durch Anschluß an die Elektroden (29) zur Zuführung des
Heizstroms gebildet ist, oder eine zusätzliche Elektrode (29) gebildet ist, welche mit der
begrenzt leitenden Fläche (28) hochfrequent verlustarm verbunden ist und die Elektrode
(29) derart gestaltet ist, daß die Länge des mit der begrenzt leitfähigen Fläche (28)
verbundenen Elektrodenrands mindestens so groß gewählt ist, daß der durch die begrenzt
leitfähige Fläche (28) im Bereich dieser Berandung gebildete Verlustbeitrag hinreichend
klein ist. (Fig. 7)
17. Antenne zum Empfangen nach Anspruch 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Bildung eines Mehrantennen-Diversitysystems (26) im FM- bzw. im TV-
Frequenzbereich mehrere HF-Anschlüsse mit ein und derselben begrenzt leitfähigen Fläche
(28) mehrere voneinander getrennte und am Umfang des leitenden Fensterrahmens
verteilte Elektroden (29), von denen mindestens zwei mit Heizungsanschlüssen (5)
versehen sind, vorhanden sind und mehrere Antennenanschlußstellen (25) für Signale bei
Frequenzen oberhalb des LMK-Frequenzbereichs und mindestens eine
Antennenanschlußstelle (25) mit LMK-Signalen gebildet sind (Fig. 7).
18. Antenne zum Empfangen nach Anspruch 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Bildung eines Mehrantennen-Diversitysystems (26) im FM- bzw. im TV-
Frequenzbereich mehrere voneinander galvanisch getrennte Heizfelder (3) mit jeweils zwei
Heizungsanschlüssen (5) vorhanden sind und zur Entkopplung für Frequenzen oberhalb
des LMK-Frequenzbereichs Drosseln (20) in den Heizzuleitungen wirksam sind und der
Heizstrom für die einzelnen Teilflächen (28) entweder von einer Sekundärwicklung (10)
des Transformators (7) durch Parallelschaltung oder von getrennten Sekundärwicklungen
(10) eines Transformators (7) oder von mehreren Sekundärwicklungen (10) getrennter
Transformatoren (7) geliefert ist (Fig. 8).
19. Antenne nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Koppelleiter (23) ganz oder teilweise durch eine der Zuleitungen zur Sekundärwick
lung (10) gebildet ist (Fig. 6).
20. Antenne zum Empfangen nach Anspruch 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß an den HF-Anschluß (4) für den LMK-Empfang auf an sich bekannte Weise eine
rauscharme und eingangsseitig hochohmige Verstärkerschaltung (32) angeschlossen ist.
21. Antenne nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß der eingangsseitig hochohmigen Verstärkerschaltung (32) ein Eingangsübertrager (37)
vorgeschaltet ist, dessen Eingangsinduktivität und deren Güte so groß und das Überset
zungsverhältnis des Übertragers derart gewählt sind, daß sich unter Einbeziehung der
Transistorkapazität Cv im niedrigen Frequenzbereich ein optimales Signal-
Rauschverhältnis einstellt (Fig. 9).
22. Antenne nach Anspruch 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verkleinerung der Kapazität zwischen den Wicklungen (9, 10) die Primärwicklung
(9) des Transformators (7) auf an sich bekannte Weise mit einem mit der elektrischen Mas
se (2) verbundenen metallischen Schirm (8a) umgeben ist und zwischen diesem Schirm
(8a) und der Sekundärwicklung (10) eine Isolation (8b) aus einem Material mit kleiner re
lativer Dielektrizitätskonstante eingebracht ist (Fig. 1b).
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
DE19825552A DE19825552A1 (de) | 1998-01-14 | 1998-06-08 | Heizfeldantenne auf der Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs als Breitbandantenne für den Längstwellen- bis Dezimeterwellenbereich |
US09/231,555 US6130645A (en) | 1998-01-14 | 1999-01-14 | Combination wide band antenna and heating element on a window of a vehicle |
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DE (1) | DE19825552A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1998-12-02 EP EP98122918A patent/EP0930667A3/de not_active Withdrawn
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Also Published As
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EP0930667A2 (de) | 1999-07-21 |
EP0930667A3 (de) | 2001-06-27 |
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