DE2160458A1

DE2160458A1 - Verfahren zur Verbesserung der Empfangsleistung einer mit Antennenleitern versehenen Sichtscheibe für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2160458A1
Application number: DE19712160458
Authority: DE
Inventors: Gerd 5101 Broichweiden; Kunert Heinz Dr. 5000 Köln Sauer
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1970-12-08
Filing date: 1971-12-06
Publication date: 1972-06-22
Also published as: NO131317B; US3766563A; DE2160458B2; SE383447B; NO131317C; ES397732A1; BE776360A; IT951602B; NL7116778A; CA942857A; LU64412A1; DE2160458C3

Description

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Verfahren zur Verbesserung der Empfangsleistung einer mit Antennenleitern versehenen Sichtscheibe für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der EmpfangsIeistung einer auf ihrer Oberfläche oder im Innern mit Antennenleitern versehenen Sichtscheibe für Kraftfahrzeuge. Sie umfaßt ferner Sichtscheiben, die unmittelbar mit entsprechenden Maßnahmen versehen sind.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Empfangsleistung einer Scheibenantenne dadurch zu verbessern, daß man in der Nahe des Scheibenrandes eine umlaufende, an einer Stelle unterbrochene elektrische Ringleitung anordnet, und diese mit einem spannungsfreien Punkt des Fahrzeuges verbindet (OS 1·955·οο^). -.- >i: Λτ-r

Bei diesem Verfahren wird von der bekannten Tatsache Gebrauch gemacht, daß für eine Verbesserung der Empfangsleistung einer Antenne nicht nur die Erhöhung des Nutzsignalpegels, sondern vienigstens in der gleichen Weise die Erniedrigung des Störgeräuschpegels von entscheidender Bedeutung ist.

Der Störgeräuschpegel ist normalerweise bei einer Antennenscheibe

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deshalb höher als bei freistehenden Antennen, weil die Antenrienleiter wenigstens teilweise in verhältnismäßig geringer Entfernung von den Metallteilen dor Soheiberieinfassunp;, d.h. dor Karosserie verlaufen. Innerhalb der Karosserieteile, werden aber von den unterschiedlichsten Quellen Störspannungen und Störströme hervorgerufen, beispielsweise von elektrischen Einrichtungen des Fahrzeuges selbst, wie Zündeinrichtungen, Regler, Relais, Schalter usw., als auch durch Strahlungsenergie von außerhalb des Fahrzeuges. Diese Störenergie koppelt auf induktivem wie auf kapazitivem Wege auf die Antennenleiter über, wobei die parallel zur Scheibeneinfassung verlaufenden Komponenten der in der Karosserie fließenden Störströme entsprechende Ströme in die Antennenleiter durch magnetische Koppelung induzieren, während die senkrecht zur Scheibeneinfassung verlaufenden Komponenten der Störspannungen kapazitiv auf die Antennenleiter überkoppeln.

Es wurde gefunden, und darin besteht das Hauptmerkmal der Erfindung, daß sich die Abschirmwirkung noch weiter erhöhen, und damit der Störgeräuschpegel dadurch noch weiter absenken lassen, daß als Schirmleitung eine in sich geschlossene Ringleitung verwendet wird.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Ausbildung der Schirmleitung beruht darauf, daß nunmehr auch Störenergien, die durch die Erdung nicht beseitigt werden, dadurch unschädlich gemacht werden, daß es zu einem Stromfluß innerhalb der .geschlossenen Ringleitüng kommt. Das durch diesen Stromfluß um die Ringleitung' herum entstehende elektrische Feld wird dabei durch die Materialien im Bereich der Einfassung der Scheibe mehr oder-weniger stark gedämpft, wodurch diese St.örenergien weitgehend vernichtet werden. Dieser Effekt kann unter Umständen sogar so groß sein, daß man auf eine Erdung der Ringleitung durch Verbindung mit einem Punkt des Fahrzeuges verzichten kann.

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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die umlaufende in sich geschlossene Ringleitung in ein Material mit hohem dielektrischen Verlustfaktor eingebettet bzw* zu diesem benachbart angeordnet. Im allgemeinen weisen die für den Einfaßgummi verwendeten Materialien, bzw. im Falle einer Verklebung, der Sichtscheiben mit der Karosserie die verwendeten Kleber, bereits diese Eigenschaften auf. Man muß dann nur dafür sorgen, daß die Schirmleitung innerhalb bzw. in unmittelbarer Nachbarschaft dieser Materialien verlaufen. .

Nach einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird die Sichtscheibe selbst am Rand mit einem umlaufenden Leitstreifen versehen, der an geeigneter Stelle mit einem Anschluß versehen und mit einem spannungsfreien Punkt des Fahrzeuges, vorzugsweise des Empfängergehäuses, verbunden wird. Dieser als Schirmleitung dienende Leitstreifen kann, falls es sich bei den Antennenleitern um aufgedruckte Leitstreifen handelt, aus dem gleichen Material wie diese bestehen und vorzugsweise im gleichen Verfahrensschritt wie die Antennenleiter aufgedruckt werden.

Man kann, wie bei der bereits vorgeschlagenen Lösung, den geschlossenen Schirmring mit einem spannungsfreien Punkt des Fahrzeuges verbinden. Besonders zweckmäßig ist es Jedoch, einen solchen Punkt auf der Karosserie des Fahrzeuges auszusuchen, an dem die gleichen S tors pannungs frequenz en wie im Bereich der Scheibeneinfassung auftreten, jedoch mit einer gegenläufigen Phasenlage. Solche Stellen lassen sich auf der Karosserie mit entsprechenden Hilfsmitteln ohne allzu .großen Aufwand finden, und die Storspannungen werden bei Verbindung des Schirmringes mit einem solchen Punkt besonders gut kompensiert. Ferner ist es auch möglieh, einen anderen störspannungsbehafteten Punkt zu wählen, und die Phasenlage der Spannung an diesem Punkt

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durch eine zwischengeschaltete Reaktanz wie eine Kapazität, eine Induktivität, einen Schwingkreis oder» eine Phasendrehsehaltung so weit zu drehen, daß sie gegenläufig zu der Phasenlage der ' Störspannungen im Bereich der Scheibeneinfassung wird. Falls, die Stärspannungsquelle bekannt ist* kann die Kompensationsspannung an dieser selbst abgenommen werden.

Anhand der Abbildungen wird die Erfindung näher erläutert. Von den Abbildungen zeigen ■

Fig. 1 bis 3 verschiedene Äusführungsformen für die

dungsgemäße Abschirmung bei Verwendung einer Antennenscheibe aus Verbundsicherheitsglas,

Fig. 4 bis 6 verschiedene Ausführungsforrnen für dig erfindungsgemäße Abschirmung bei Verwendung einer Antennenscheibe aus Einscheibensicherheitsglas,

Fig. 7 eine mit einer Abschirmleitung versehene Äntgn-r nen-Windschutzscheibe in perspektivischer Darstellung,

Fig. 8 eine in einem Fahrzeug eingebaute Antennen-Windschutzscheibe mit Kompensation der im Schirmring auftretenden Storspannungen, und

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel für die Kompensation der Storspannungen in schematischer Darstellung.

In Figur 1 ist eine Windschutzscheibe 1 aus üblichem Verbunds.ichei* heitsglas dargestellt, Die Windschutzscheibe 1 ist mit Hilfe des umlaufenden Gummiprofiles 2 an der Karosserie 3 befestigt. Auf der zum Wageninnern weisenden Oberfläche der Verbundglasscheibe sind ein oder mehrere Antennenleiter U angeordnet. Diese Antenner_fleiter Il sind vorzugsweise auf die Glasscheibe aufgedruckte und anschließend eingebrannte Leitstreifen aus einer druekfähigen

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elektrisch leitenden Zusammensetzung. Sie sind mit einem Anschlußelement 5 versehen. Von dem Anschlußelement 5 führt die Zuleitung 6, vorzugsweise als Seele des Koaxkabels 9* zum ■schematisch dargestellten Rundfunkempfänger?· In dem Gummiprofil 2 ist ein endloser Draht 8 aus einem Metall mit guter Leitfähigkeit, wie Kupfer, eingebettet. Dieser Draht 8 stellt die erfin- . dungsgemäße Schirmleitung dar. Er nimmt einen großen Teil des elektromagnetischen und des elektrischen Feldes auf, das durch die Störströme und die Störspannungen innerhalb des Karosseriebleches um dieses herum entsteht, und andernfalls auf die Antennenleiter k überkoppeln würde. Die Schirmleitung 8 ist in der Nähe des Anschlußelementes 5 mit dem Mantel des Koaxkabels 9 verbunden. Der Mantel des Koaxkabels 9 ist am Gehäuse des Rundfunkempfängers 7 angeschlossen. Selbstverständlich kann die Schirmleitung 8 statt über den Mantel des Koaxkabels 9 auch über eine separate Leitung an einen störspannungsfreien Punkt angeschlossen werden.

Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist wiederum eine aus Verbundsicherheitsglas bestehende Windschutzscheibe 1o auf der zum Wageninnern weisenden Oberfläche mit einem oder mehreren Antennenleitern M versehen. Die Windschutzscheibe sitzt ebenfalls in einem umlaufenden Gummiprofil 12.. mit dessen Hilfe sie an der Karosserie 3 befestigt ist. Die Abschirmung wird in diesem Fall durch-einen unmittelbar auf der Windschutzscheibe 1o sitzenden umlaufenden Leitstreifen 18 vorgenommen. Der Leitstreifen 18 besteht aus dem selben Material wie die Antennenleiter k und wird im gleichen Arbeitsgang wie diese aufgebracht. Er ist ein durchgehender geschlossener Ring am'Rande der Windschutzscheibe, und 1st etwa so breit wie dor vom dem Profilgummi 12 überdeckte R-nridberelch. Er ist somit ebenso wie die in Figur 1 dargestellte Sehirmleituns 8 weitgehend unsichtbar. Lediglich irr.

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unteren Teil ist in der Mitte eine kleine Stichle!tung I9 nach oben aus dem Bereich des Profilgummis 12 herausgeführt. Air, Ende dieser Stichleitung sitzt das Ansehlußelement 21, das den gleichen Aufbau haben kann wie das Ansehlußelement 5 für die Antennenleiter. An das Anschlußelement 21 ist wiederum der Mantel des; Koaxkabels 22 angeschlossen, der mit dem Gehäuse des Rundfunkempfängers. 7 verbunden ist. "

Wie bereits erwähnt, werden die durch die.Erdung des Schirmringes 8 bzw. 1.8 gegebenenfalls nicht beseitigten Ströme innerhalb des Schirmringes dadurch mehr oder weniger stark gedämpft, und somit wenigstens teilweise unschädlich gemacht, daß die normalerweise für das Profil 2 bzw. 12 verwendeten Materialien mit einem hohen Verlustfaktor behaftet sind. Falls eine noch höhere. Dämpfung gewünscht wird, können hierfür geeignete Materialien ausgewählt, und gegebenenfalls zwischen die Schirmleitung und die Einfassung zwischengeschaltet werden.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung bei Verwendung einer Antennenscheibe aus Verbundsicherheitsglas. Bei dieser Ausführungsform sind die Antennenleiter 24 metallisehe Drähte, die in die thermoplastische Klebeschicht 25 der Windschutzscheibe eingebettet sind. Die Windschutzscheibe ist mit Hilfe der Klebemasse 26 mit dem Karosserieblech 27 verbunden. Durch die auf der Außenseite vorgesetzte Zierleiste 28 wird die Befestigung der Windschutzscheibe verdeckt. Am Rande der Windschutzscheibe sitzt innerhalb der thermoplastischen Klebeschicht 25 ein umlaufender, in sich geschlossener Leitstreifen 29, beispielsweise eine einige Millimeter breite Metallfolie. Über die Leitung 30 ist der Leitstreifen 29 mit einem störspannungsfreien Punkt am-Gehäuse des Rundfunkemp- ν _; fangers verbunden.

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Die in Figur 4 dargestellte Ausführungsform der Abschirmung entspricht im wesentlichen der AusfUhrungs'form gemäß Figur 1, Jedoch besteht die Windschutzscheibe 3I aus Einscheibensicherheitsglas, d.h. vorgespanntem Glas, Die Antennenleiter j52 sitzen wiederum auf der zum Wageninnern weisenden Oberfläche. Sie sind aufgedruckte Leitstreifen, die im Zuge des Biege- und/ oder des Vorspannprozesses in das Glas eingebrannt wurden» Mit 33 ist das Anschlußelement für die Zuleitung zum Empfänger bezeichnet. Die Windschutzscheibe 31 sitzt in dem umlaufenden Gummiprofil Jb, das seinerseits auf dem Kärosseriebleeh 25 befestigt ist. Innerhalb des Gummiprofils 34lst der umlaufende Leiter 36 eingebettet. Der Leiter 36 ist mit dem Mantel des Koaxkabels 37 verbunden.

Auch bei der in Figur 5 dargestellten AusfUhrungsform ist ein«? Windschutzscheibe 38 aus Einscheibensicherheitsglas in einem Gummiprofil 39 angeordnet, das seinerseits an dem KarosseirLeblech 40 befestigt ist. Die Antennenleiter 41 sind mit der Seele des Koaxkabels 42 verbunden. Entlang dem Rand der Windschutzscheibe 38 ist ein umlaufender Abschirmring hj> auf der Glasoberfläche aufgebracht. Er besteht vorzugsweise aus demselben Material wie die Antennenleiter <M, und ist im gleichen Arbeitsgang wie diese aufgebracht und in die Oberfläche eingebrannt. Über eine Stichleitung HH ist der Abschirmring Hj> mit dem Anschlußelement 45 verbunden, das seinerseits an dem Mantel des Koaxkabels 42 angeschlossen wird.

Bei der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform schließlich wird bei einer Windschutzscheibe 46 aus Einscheibensicherheits-' glas mit aufgedruckten Antennenleitern 47 die Abschirmung wiederum durch eine unabhängig von der Windschutzscheibe angeordnete Abschirmleitung 48 vorgenommen. Die Abschirmleitung -48

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ist innerhalb der Klebemasse H9 angeordnet, mit deren Hilfe die Windschutzscheibe ari dem Karosserieblech 5o befestigt ist. Der Anschluß der Antennenleiter und der Abschirmleitung erfolgt wie bei den voraufgehenden Ausführungsbeispielen»

Selbstverständlich sind neben den dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen weitere Abwandlungen und Kombinationen möglich, bei denen ebenfalls von dem Grundgedanken der Abschirmung Gebrauch gemacht wird.

In Figur 7 ist eine Windschutzscheibe 5I in perspektivischer Darstellung wiedergegeben, die mit Antennenleitern und einer Abschirmleitung versehen ist. Die Antennenleiter sind aufgedruckte Leitstreifen, die auf der dem Wageninnern zugewandten Oberfläche sitzen. Sie bestehen aus dem T-förmigen Mittelleiter 52 und dem rahmenförmigen Teil 53· Der rahmenförmige Teil 53 verläuft parallel zum Rand der Windschutzscheibe, und zwar im Abstand von größenordnungsmäßig einigen Zentimetern. Gerade dieser rahmenförmige Teil 53 der Antennenleiter ist es, der wegen seiner verhältnismäßig geringen Entfernung zu den Metallteilen der Karosserie den Störfeldern besonders.ausgesetzt ist. Sämtliche Antennenleiter sind mit dem Anschlußelement 5^ verbunden. Entlang dem Rand der Windschutzscheibe ist ein mehrere Millimeter breiter Streifen 55 aus demselben Material wie die Antennenleiter aufgebracht. Dieser Streifen 55 bildet einen geschlossenen Ring. Die Stichleitung 56 verbindet den Streifen 55 mit dem Anschlußelement 57.

Wie weiter oben erwähnt, kann der Schirmring mit einem spannungsfreien Punkt des Fahrzeuges verbunden werden. Eine weitere Verbesserung der Entstörwirkung erzielt man, wenn man den Schirmring mit einem Punkt des Fahrzeuges verbindet,

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der ebenfalls eine Spannung mit den gleichen Frequenzanteilen wie die Störspannung auf der Scheibeneinfassung aufweist, jedoch mit einer Phasenlage,, die gegenüber derjenigen auf der Scheibeneinfassung um etwa 18O° gedreht ist.

Ein Punkt des Fahrzeuges, der die für die Kompensation geeigneten Storspannungen enthält, läßt sich mit geeigneten Hilfsmitteln meist ohne allzu große Schwierigkeiten finden. Falls jedoch die Hauptstorquelle bekannt ist, kann man die Kompensationsspannung an dieser selbst abnehmen. In Figur 8 und 9 ist z.B. die Kompensation der Storspannungen durch Verbindung mit der Störspannungsquelle selbst dargestellt. Der auf der Windschutzscheibe 60 sitzende Schirmring 61 wird mittels der Leitung 62 mit einem Punkt 63 auf dem Motorblock 6h verbunden. Falls der Punkt 63 Spannungen der gleichen Größe und Frequenzen, und entgegengesetzter Phasenlage wie die Störspannungen auf der Scheibeneirifassung aufweist, erübrigt sich die Zwischenschaltung eines weiteren elektrischen Gliedes.

In aller Regel sind jedoch die für eine gute Kompensation, erforderlichen Bedingungen nicht vollständig erfüllt. Es genügt dann, wenn man auf der StorspannungsquelIe oder in deren Nähe einen Punkt auswählt, der die gleichen Frequenzanteile wie die Störspannung auf der Scheibeneinfassung enthält. Die übrigen Bedingungen, nämlich entsprechende Spannungshöhe und entgegengesetzte' Phasenlage, lassen sich durch die Zwischenschaltung eines elektrischen Gliedes 66 erreichen. Dieses elektrische Glied 66 enthält für die Phasenkorrektur phasendrehende Glieder wie Reaktanzen, Reaktanzsehaltungen oder aktive Phasenumkehrstufen. Da breitbandige Korrekturglieder mit konstanter Phasendrehung aufwendig sind, kann sich die Anwendung mit ausreichendem Erfolg auf das wesentliche Störfrequenzband be-

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- 1o schränken.

Das elektrische Glied 66 .umfaßt in aller Regel eine Induktivität, eine Kapazität und/oder einen ohmschen Spannungsteiler als Koppelungsglied. Dieses Koppelungsglied dient einerseits dazu,-die Kompensationsspannung auf die erforderliche Höhe zu beschränken, kann jedoch andererseits gleichzeitig zur Phasenkorrektur mitbenutzt werden.

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Claims

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Patentansprüche

erfahren zur Verbesserung der Empfangsleistung einer auf ihrer Oberfläche oder im Innern mit Antennenleitern versehenen Sichtscheibe für Kraftfahrzeuge, durch Verwendung eines im Bereich der Einfassung der Sichtscheibe angeordneten elektrischen Leiters, der mit einem Punkt des Fahrzeuges verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrischer Leiter im Bereich der Seheibeneinfassung ein umlaufender in sich geschlossener Hing verwendet wird,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende in sich geschlossene Ringleiter in ein Material mit hohem dielektrischen Verlustfaktor, insbesondere in das die Seheibe am Rand umgebende Profilgummi bzw. in die die Scheibe mit der Karosserie verbindende Klebeschicht eingebettet bzw.. in deren unmittelbarer Nachbarschaft angeordnet wird.

^. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende in sich geschlossene Ringleiter unmittelbar auf den Rand der Sichtscheibe selbst aufgebracht wird.

Ii, Autosichtscheibe, insbesondere Windschutzscheibe, mit auf einer ihrer Oberflächen oder im Innern angeordneten, als Antenne dienenden elektrischen Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß . die Sichtscheibe am Rand einen umlaufenden in sich geschlossenen Streifen aus einer in die Glasoberfläche eingebrannten elektrisch leitenden Zusammensetzung aufweist.

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5· Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als in sich geschlossener Ring ausgebildete Leiter mit einem Punkt der Fahrzeugkarosserie verbunden wird, an dem die gleichen Störspannungsfrequenzen wie im Bereich der Scheibeneinfassung auftreten, jedoch mit einer entgegengerichteten Phasenlage.

" 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als in sich geschlossener Ring ausgebildete Leiter mit einem ebenfalls mit Storspannungen der gleichen Frequenzen behafteten Punkt auf der Fahrzeugkarosserie verbunden, und die Phasenlage der Spannung an diesem Punkt durch eine Reaktanz wie eine Kapazität, Induktivität, einen Schwingkreis oder eine Phasendrehs chaltung, so weit gedreht wird, daß sie gegenläufig zur Phasenlage der Störspannungen im Bereich der Scheibeneinfassung wird.

7· Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei bekannter Hauptstörquelle der als in sich geschlossener Ring ausgebildete Leiter mit einem Punkt an der Hauptstörquelle selbst verbunden wird.

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