DE202006016379U1

DE202006016379U1 - Antenna arrangement e.g. for windscreen of motor vehicle, has array formed by heating conductor structure and into filament of heating surface core coil with bifilar or quasi bifilar coil is merged

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Publication number: DE202006016379U1
Application number: DE200620016379
Authority: DE
Original assignee: Fuba Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2016-10-21

Abstract

The antenna array is formed by a heating conductor structure. Into the filament of the heating surface (3) a core coil (4) with a bifilar or quasi bifilar coil is merged, with current flowing through and serves for the separation for HF-moderate of the heating surface (3) of an electrical system of a vehicle. Arranged between the heating surface and the metallic edge (1) of a window opening in the body are emitters and an antenna structure (5) which is not flowed through by the heating direct current and which runs parallel to a side of the heating surface.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung für den Hörrundfunk-Empfang in einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs mit einer durch eine Heizleiterstruktur gebildeten Heizfläche. Das ist in aller Regel die Heckscheibe, es gibt aber zunehmend auch Fahrzeuge mit beheizten Frontscheiben.The The invention relates to an antenna arrangement for the audio broadcast reception in one Windshield of a motor vehicle with a through a Heizleiterstruktur formed heating surface. This is usually the rear window, but there are also increasingly Vehicles with heated windscreens.

Es ist bekannt, in der Heckscheibe eines Fahrzeugs oberhalb oder unterhalb der Heizfläche Leiterbahnen anzuordnen, die nicht vom Heizstrom durchflossen werden, und diese ,separaten' Leiterbahnen als Antennen, u.a. für den Hör-Rundfunkempfang, zu nutzen.It is known in the rear window of a vehicle above or below the heating surface conductor tracks to be arranged, which are not traversed by the heating current, and this 'separate' tracks as antennas, i.a. For the listening radio reception, to use.

Zur Erzielung von ausreichendem Signalpegel ist ein quasi flächiger Aufbau (z.B. zwei oder drei parallele Leiterbahnen am gemeinsamen Speisepunkt) erforderlich.to Achieving sufficient signal level is a quasi-flat construction (e.g., two or three parallel tracks at the common feed point) required.

Dieses Prinzip kann unter bestimmten Voraussetzungen auch bei entsprechend ausgerüsteten Frontscheiben angewendet werden. Die Anordnung ermöglicht z.B. vorteilhaft den Empfang in den Frequenzen des FM-Bereichs, wird aber auch für den AM-Empfang genutzt.This Principle can under certain conditions also at accordingly equipped windscreens be applied. The arrangement allows e.g. advantageous the Reception in the FM area frequencies, but also for AM reception used.

Speziell bei den AM-Frequenzen tritt dabei das Problem auf, daß die Antennenstruktur weder zu dicht an der metallenen Umrandung der Scheibe (Karosserierand) noch zu nahe an den benachbarten äußeren Leiterbahnen des Heizfelds angeordnet werden darf. Ein freier Raum mit einem Abstand von etwa 15 cm zwischen Heizfeld und Karosserierand und eine mittige Anordnung der Antennenstruktur wird nach aller Erfahrung als optimal betrachtet.specially At the AM frequencies the problem arises that the antenna structure neither too close to the metal border of the disc (body edge) still too close to the adjacent outer conductor tracks of the heating field may be arranged. A free space with a distance of about 15 cm between heating field and body edge and a central arrangement The antenna structure is considered optimal in all experience.

Ein möglichst großer Abstand zwischen der Antenne und dem Heizfeld soll zum einen verhindern, daß die bordeigenen HF-Störungen, die mit dem Gleichstrom in die Heizleiter gelangen, in den AM-Signalweg eingekoppelt werden. Ein großer Anteil der von der Bordelektronik erzeugten und mit dem Gleichstrom-Bordnetz übertragenen Störungen fällt in den Frequenzen des Hör-Rundfunks, beginnend mit 150 kHz im AM-Bereich bis zu rund 100 MHz im FM-Bereich (und den Frequenzen des terrestrischen Fernsehens), an.One preferably greater Distance between the antenna and the heating field to prevent on the one hand, the onboard RF interference, which get into the heating conductors with the direct current, into the AM signal path be coupled. A large Share of generated by the on-board electronics and transmitted to the DC electrical system disorders falls in the frequencies of the Hör-Rundfunk, starting with 150 kHz in the AM range up to around 100 MHz in the FM range (and terrestrial television frequencies).

Zum anderen können bei zu geringem Abstand zur Heizfläche Signalpegel-Verluste entstehen, indem Signalenergie durch kapazitive Kopplung über die Heizfläche abfließt und damit für den Empfang verloren geht. Das letzte gilt auch für einen zu geringen Abstand zwischen der Antenne und dem Karosserierand.To the others can If the distance to the heating surface is too short, signal level losses occur by: Signal energy flows through capacitive coupling via the heating surface and thus for the Reception is lost. The last one is also valid for too small a distance between the antenna and the body edge.

Der Platz, der, wie hier beschrieben, für die einwandfreie Funktion einer separaten Antennenstruktur in einer Kfz-Scheibe mit Heizfläche gegeben sein muß, ist heute nicht bei jedem Fahrzeugtyp gewährleistet. Im Gegenteil- aus Gründen des Fahrzeug-Designs wird gegenwärtig z.B. die Heckscheibe vielfach steiler und, betrachtet man das Höhenmaß des Scheibenrechtecks, immer schmaler ausgebildet.Of the Place, as described here, for proper function be given a separate antenna structure in a car window with heating surface must, is not guaranteed with every vehicle type today. On the contrary establish of the vehicle design becomes current e.g. the rear window often steeper and, looking at the height of the disk rectangle, always narrower.

Der Stand der Technik kennt auch Lösungen für den Empfang der Hörrundfunk-Frequenzen, bei denen die Heizfläche selbst als Antenne mitgenutzt wird. Dabei wird zum einen die Heizfläche HF-mäßig unter Verwendung von auf die Hörfunk-Frequenzen abgestimmten Sperrkreisen vom Gleichstrom-Bordnetz getrennt. Zum anderen wird mit geeigneten Filterschaltungen die Einkopplung der bordeigenen HF-Störungen in die Leiterbahn-Struktur verhindert.Of the The prior art also knows solutions for the reception the auditory radio frequencies, where the heating surface itself is used as an antenna. On the one hand, the heating surface becomes HF-moderately Use of tuned to the radio frequencies Locking circuits separated from the DC electrical system. The other is with suitable filter circuits, the coupling of the on-board RF interference in prevents the track structure.

Bezüglich der FM-Frequenzen ist der dafür erforderliche Schaltungsaufwand relativ gering. Dagegen sind für den Bereich der niedrigeren AM-Frequenzen Spulen mit vergleichsweise sehr hoher Induktivität erforderlich. Man verwendet – unter gleichzeitiger Berücksichtigung auch der hohen Heizströme – recht große Kernspulen mit großer Drahtdicke, die bifilar bzw. mit bifilarem Effekt gewickelt sind.Regarding the FM frequencies is the one required Circuit complexity relatively low. By contrast, for the area of lower AM frequencies require coils with comparatively very high inductance. One uses - under simultaneous consideration also the high heating currents - right size Core coils with big ones Wire thickness, which are wound bifilar or with bifilar effect.

Nun wird der Antennenentwickler bei Vorgabe immer wieder neuer Fahrzeuge mit vielfach neuartigen konstruktiven und materialmäßigen Komponenten, die mit effektiven Antennen auszurüsten sind, immer wieder vor neue Aufgaben gestellt. So ist es für ihn von Bedeutung, auch immer wieder neue Mittel und Wege zur Gewährleistung einer einwandfreien Antennenfunktion zu finden bzw. bekannte Lösungsansätze mit neuen Varianten zu optimieren.Now is the antenna developer at default time and again new vehicles with many new design and material components, which are equipped with effective antennas, again and again new tasks. So it matters to him, always new ways and means to ensure a flawless Antenna function to find or known solution approaches with new variants optimize.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nutzung einer separaten, nicht vom Heizgleichstrom durchflossenen Leiterstruktur als Antenne auch bei Scheiben zu ermöglichen, bei denen auf Grund eines ungünstigen Größenverhältnisses von Scheibe und Heizfläche nach den Regeln des Stands der Technik nicht mehr ausreichend Platz für zusätzliche Leiterbahnen existiert.Of the Invention is based on the object of using a separate, not from the heating direct current flowed through conductor structure as an antenna also to allow for slices where due to an unfavorable size ratio from disc and heating surface not enough space according to the rules of the state of the art for additional Tracks exists.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsdetails und -varianten.These Task is with the specified in the characterizing part of the main claim Characteristics solved. The dependent claims contain preferred execution details and variants.

Die Erfindung erweitert in vorteilhafter Weise den Anwendungsbereich einer bewährten Antennenkonfiguration am Fahrzeug und damit die Möglichkeiten des Antennenentwicklers.The Invention advantageously extends the scope a proven Antenna configuration on the vehicle and thus the possibilities of the antenna developer.

Die Bedeutung des Prinzips ist in dem Gedanken begründet, auf einfachen Weise wirkungsvoll einen bestimmten Funktionsbereich am Fahrzeug HF-mäßig zu „neutralisieren". Die Heizfläche in der Scheibe wird durch die Spulenanordnung für den Bereich der AM-Frequenzen hochohmig. Dadurch kann Signalenergie, die über die separate Leiterstruktur empfangen wird, nicht durch Kopplungseffekte über die Heizfläche gegen Masse abfließen, was bezüglich des AM-Empfangs einen Pegelverlust bedeuten würde.The meaning of the principle is based on the idea of effectively "neutralizing" a certain functional area on the vehicle in a simple manner in a HF manner Disk becomes high impedance through the coil arrangement for the range of AM frequencies. As a result, signal energy which is received via the separate conductor structure can not flow away from the surface through coupling effects via the heating surface, which would mean a level loss with respect to the AM reception.

Es ist mit der Erfindung möglich, auch in einem Randbereich der Scheibe von weniger als 15 cm „Höhe" oberhalb oder unterhalb einer Heizfläche eine separate Leiterstruktur anzuordnen, und sie ist als vollwertige Antenne für den AM-Bereich nutzbar. Die separate Leiterstruktur kann mit sehr geringem Abstand zur Heizfläche angeordnet werden. Man kann z.B. den Abstand zwischen der Heizfläche und der separaten Leiterstruktur gleich dem Abstand der einzelnen waagerechten Leiterbahnen der Heizfläche untereinander wählen und erhält damit auch einen optisch vorteilhaften Eindruck. Der Abstand zum Karosserierand sollte, wenn möglich, größer als der zur Heizfläche gewählt werden. Dem kommt entgegen, dass man gemäß der Erfindung – z.B. bei sehr beengten Platzverhältnissen – auf den flächigen Charakter der separaten Leiterstruktur verzichten kann. Bei einem erfindungsgemäß geringen Abstand zur Heizfläche ist ein zufriedenstellender Empfangspegel auch mit einer einzigen separaten Leiterbahn als AM-Strahler möglich.It is possible with the invention also in an edge area of the disk of less than 15 cm "height" above or below a heating surface to arrange a separate ladder structure, and it is considered to be fully fledged Antenna for usable in the AM area. The separate conductor structure can with very small distance to the heating surface to be ordered. One can e.g. the distance between the heating surface and the separate conductor structure equal to the distance of the individual horizontal Tracks of the heating surface with each other choose and receives thus also a visually advantageous impression. The distance to Bodywork should, if possible, greater than to the heating surface chosen become. This is contrary to the fact that according to the invention - e.g. at very cramped space - on the flat Character of the separate conductor structure can do without. At a low according to the invention Distance to the heating surface is a satisfactory reception level even with a single separate trace as AM spotlight possible.

In beiden Fällen – bei quasi-flächiger wie auch bei ,linearer' Ausbildung – kommt der Empfangsfunktion zugute, dass in die Antenne zusätzlich, auf kapazitivem Wege, AM-Signalenergie aus der Heizfläche einkoppelt. Mit erfindungsgemäßen Anordnungen werden regelmäßig 2 dB mehr Antennengewinn gemessen als mit einer separaten flächigen Leiterstruktur mit einer Ausbildung und mit Platzverhältnissen nach dem Stand der Technik,In both cases - in quasi-flat as well in 'linear' training - comes the reception function that in addition to the antenna, on capacitive path, AM signal energy from the heating surface couples. With arrangements according to the invention be regularly 2 dB measured more antenna gain than with a separate planar conductor structure with a training and with space according to the state of Technology,

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der beigefügten Zeichnung zeigen in schematischer DarstellungThe Invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments. In the attached Drawing show in a schematic representation

1. Kfz-Scheibe mit Heizfläche und einer Antenne in Gestalt einer separaten Antennenstruktur sowie mit einer erfindungsgemäßen Spulenanordnung im Gleichstrom-Anschluß der Heizfläche 1 , Vehicle windscreen with heating surface and an antenna in the form of a separate antenna structure and with a coil arrangement according to the invention in the DC connection of the heating surface

2. Erfindungsgemäße Antennenanordnung mit einer ,linearen' separaten Antennenstruktur oberhalb der Heizfläche 2 , Antenna arrangement according to the invention with a 'linear' separate antenna structure above the heating surface

3. Erfindungsgemäße Spulenanordnung 3 , Inventive coil arrangement

In den Zeichnungen ist 1 die metallische Umrandung der Fensteröffnung (Karosserie), 2 die Scheibe, 3 die Heizfläche, hier bestehend aus seitlichen Sammelleitern und waagerechten Heizleitern, 4 die Kernspule, 5 die Antennenstruktur und 5.1 deren Speisepunkt.In the drawings is 1 the metallic border of the window opening (body), 2 the disc, 3 the heating surface, here consisting of lateral busbars and horizontal heating conductors, 4 the core coil, 5 the antenna structure and 5.1 their feeding point.

1 zeigt die Ausführung mit einer flächigen Antennenstruktur 5, für die dort zwischen dem obersten Heizleiter und der Umrandung der Scheibe 2 ausreichend Platz vorhanden ist. Um es nochmals zu betonen: Der Platz für die flächige Antennenstruktur kann geringer sein, als das Maß, das man bisher für notwendig bzw. für optimal gehalten hat. Und – die flächige Antennenstruktur 5 kann sehr nahe an den obersten Heizleiter herangeführt werden. 1 shows the embodiment with a planar antenna structure 5 , for which there between the uppermost heating conductor and the border of the disk 2 there is enough space. To emphasize again: The space for the planar antenna structure may be less than the measure that was previously thought to be necessary or optimal. And - the planar antenna structure 5 can be brought very close to the top heating conductor.

In 2 wird eine einzige Leiterbahn als Antenne 5 genutzt. Der Abstand zum obersten Heizleiter kann auch hier z.B. gleich dem Abstand zwischen zwei waagerechten Heizleitern der Heizfläche 3 gewählt werden.In 2 becomes a single trace as an antenna 5 used. The distance to the top heating conductor can also be equal to the distance between two horizontal heating conductors of the heating surface 3 to get voted.

Bei beiden Ausführungen treten HF-mäßig parasitäre Effekte zwischen Antennenstruktur 5 und Heizfläche 3 auf, die zu dem erwähnten höheren Signalpegel des AM-Empfangs führen. Andererseits werden durch die erfindungsgemäße Spulenanordnung bordeigene HF-Störungen von der Heizfläche und der Antennenstruktur ferngehalten.In both embodiments, HF-moderately parasitic effects occur between the antenna structure 5 and heating surface 3 which lead to the mentioned higher signal level of the AM reception. On the other hand, on-board RF interference is kept away from the heating surface and the antenna structure by the coil arrangement according to the invention.

3 zeigt Beispiele für die zur Anwendung kommende Spulenanordnung 4. Durch Einfügen der bifilar gewickelten Kernspule Tr1 in die Spannungsversorgung wird die Heizfläche 3 für den AM-Bereich hochohmig. Die bordeigenen Störungen, die über das Gleichstromnetz des Fahrzeugs laufen, werden mit den Kondensatoren C1 und C2 unterdrückt. 3 shows examples of the applied coil arrangement 4 , By inserting the bifilar wound core coil Tr1 into the power supply becomes the heating surface 3 high impedance for the AM range. The on-board disturbances that run through the vehicle's DC network are suppressed with the capacitors C1 and C2.

Die Variante a wird gewählt, wenn für die Masseanbindung eine längere Zuleitung erforderlich ist. Wenn die Masseanbindung auf kurzem Wege möglich ist, kann auf den Kondensator C2 verzichtet werden (Variante b).The Variant a is chosen if for the ground connection a longer one Supply line is required. If the ground connection is possible in a short way, can be dispensed with the capacitor C2 (variant b).

Claims

Antenna arrangement for radio reception in a windshield of a motor vehicle with a heating surface formed by a heating conductor structure, characterized by the following features: - In the heating current connection of the heating surface ( 3 ) is a nuclear coil ( 4 ) with a bifilar or quasi-bifilar winding, which is traversed by the heating direct current and as a choke for HF-moderate separation of the heating surface ( 3 ) from the electrical system of the vehicle, - in the area between the heating surface ( 3 ) and the metallic border ( 1 ) of the window opening in the body is as fed emitter at least one antenna structure ( 5 ) arranged for the Hörrundfunk reception, which is not traversed by the heating direct current and parallel to one side of the Heating surface ( 3 ) runs.

Antenna arrangement according to Claim 1, characterized by a) the spacing of the antenna structure ( 5 ) to the adjacent edge of the heating surface ( 3 ) and b) the distance of the antenna structure ( 5 ) to the adjacent metallic border ( 1 ) of the window opening as essential influencing variables ("working means" of the antenna developer) for the optimization of the reception properties taking into account the vehicle design, such as the dimensions of the pane ( 2 ) and the dimensions and location of the heating surface ( 3 ), wherein the distance of the antenna structure ( 5 ) to the adjacent edge conductor of the heating surface ( 3 ) can be small compared to the distance of the antenna structure ( 5 ) to the adjacent border ( 1 ) of the window opening.

Antenna arrangement according to Claim 1, characterized in that, when an antenna structure is arranged ( 5 ) having a length approximately equal to the corresponding length dimension of the heating surface ( 3 ), as a further state variable for influencing the reception properties a small shortening or lengthening of the antenna structure ( 5 ) in relation to the corresponding length dimension of the heating surface ( 3 ) serves.