DE2160458B2 - Auf oder in einer Sichtscheibe angeordnete Antenne, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine auf oder in einer Sichtscheibe angeordnete Antenne, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus Antennenleitern, von denen sich die die UKW-Antenne bildenden Antennenleiter im mittleren Teil der Sichtscheibe im wesentlichen in vertikaler Richtung erstrecken und der die LM K-Antenne bildende Antennenleiter parallel zum Sichscheibenrand zumindestens entlang eines horizontalen Teiles des Scheibenrandes angeordnet ist, wobei beide Antennen über ein einziges Verbindungselement mit dem Empfänger verbunden sind und wobei die die beiden Antennen bildenden zwei Antennenleiter im ι·. Bereich der Sichtscheibe miteinander verbunden sind und die Geometrie des parallel zum Sichtscheibenrand angeordneten Antennenleiters derart gewählt ist, daß die Phasenlage der von beiden Antennenleitern im UKW-Bereich bei der für die Abstimmung gewählten . Frequenz abgegebenen Spannung am Verbindungspunkt weitgehend miteinander übereinstimmen.

Eine solche Antenne ist im Hauptpatent 21 45 968 beschrieben.

Eine nach dem Hauptpatent konstruierte Antenne . vermag noch nicht alle Störstrahlungen auszuschalten, insbesondere nicht die vom Kraftfahrzeug selbst ausgehende Störstrahlung, die besonders stark durch die die Windschutzscheibe einfassenden Teile der Karosserie abstrahlt und damit unmittelbar auf die auf der • Sichtscheibe angeordnete Antenne zur Einwirkung kommt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Antenne nach dem

Hauptpatent so weiter zu bilden, daß die vom Kraftfahrzeug selbst erzeugte Störenergie von der auf

■'» der Sichtscheibe befindlichen Antenne ferngehalten wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe gibt es grundsätzlich zwei unter sich gleichwertige Möglichkeiten.

Die eine Möglichkeit besteht erfindungsgemäß darin, daß zusätzlich zu den Antennenleitern im Bereich der Einfassung der Scheibe ein umlaufender, in sich geschlossener, elektrischer Leiter angeordnet und in einem Material mit hohem dielektrischen Verlustfaktor

eingebettet bzw. in deren unmittelbarer Nachbarschaft angeordnet ist und daß der elektrische Leiter mit einem störspannungsfreien Punkt des Kraftfahrzeuges verbunden ist

Die zweite Lösungsmöglichkeit, die dieser ersten Lösungsmöglichkeit gleichwertig ist, unterscheidet sich von dieser ersten Lösungsmöglichkeil nur dadurch, daß der elektrische Leiter nicht mit einem störspannungsfreien Punkt des Kraftfahrzeuges verbunden ist, sondern mit einem mit solchen Störspannungen behafteten Punkt des Kraftfahrzeuges derart, daß die vom geschlossenen elektrischen Leiter im Bereich der Scheibeneinfassung ausgehenden Störsignale in der Frequenz gleich mit und in der Phasenlage entgegengesetzt zu den von der Karosserie ausgehenden Störsignale sind.

Es ist ohne weiteres erkennbar, daß durch die Anordnung eines umlaufenden, in sich geschlossenen elektrischen Leiters im Bereich der Einfassung der Scheibe eine Abschirmung der auf der Scheibe befindlichen Antenne gewährleistet ist, die jedoch nur dann wirksam ist, wenn die auf diesen Leiter einstrahlende Störenergie an eine geeignete Stelle abgeleitet bzw. vernichtet wird.

Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Antenne sind in den Ansprüchen 2 bis 7 gekennzeichnet

Anhand der Abbildungen wird die Erfindung näher erläutert Von den Abbildungen zeigt

F i g. 1 bis 3 verschiedene Ausführungsformen für die erfindungsgemäße Abschirmung bei Verwendung einer Antennenscheibe aus Verbundsicherheitsglas,

F i g. 4 bis 6 verschiedene Ausführungsformen für die erfindungsgemäße Abschirmung bei Verwendung einer Antennenscheibe aus Einscheibensicherheitsglas,

Fig.7 eine mit einer Abschirmleitung versehene Antennen-Windschutzscheibe in perspektivischer Darstellung,

F i g. 8 eine in einem Fahrzeug eingebaute Antennen-Windschutzscheibe mit Kompensation der im Schirmring auftretenden Störspannungen, und

F i g. 9 ein Ausführungsbeispiel für die Kompensation der Störspannungen in schematischer Darstellung.

In F i g. 1 ist eine Windschutzscheibe 1 aus üblichem Verbundsicherheitsglas dargestellt. Die Windschutzscheibe t 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 4 angeordnet. Diese Antennenleiter4 sind vorzugsweise auf die Glasscheibe aufgedruckte und anschließend eingebrannte Leitstreifen aus einer druckfähigen 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 7. In dem Gummiprofil 2 ist ein endloser Draht 8 aus einem Metall mit guter Leitfähigkeit, wie Kupfer, eingebettet. Dieser Draht 8 stellt die erfindungsgemäße 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 4 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 S statt über den Mantel des Koaxkabels 9 auch Ober eint separate Leitung an einen störspannungsfreien Punkt angeschlossen werden.

Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform ist wiederum eine aus Verbundsicherheitsglas bestehende Windschutzscheibe 10 auf der zum Wageninnem weisenden Oberfläche mit einem oder mehreren Antennenleitern 4 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 10 sitzenden umlaufenden Leitstreifen 18 vorgenommen. Der Leitstreifen 18 besteht aus dem selben Material wie die Antennenleiter 4 und wird im gleichen Arbeitsgang wie diese aufgebracht Es ist ein durchgehender geschlossener Ring am Rande der Windschutzscheibe, und ist etwa so breit wie der von dem Profilgummi 12 überdeckte Randbereich, Es ist somit ebenso wie die in F i g. 1 dargestellte Schirmleitung 8 weitgehend unsichtbar. Lediglich im unteren Teil ist in der Mitte eine kleine Stichleitung 19 nach oben aus dem Bereich des Profilgummis 12 herausgeführt Am Ende dieser Stichleitung sitzt das Anschlußelement 21, das den gleichen Aufbau haben kann wie das Anschlußelement 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 bz.w. 18 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.

F i g. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung bei Verwendung einer Antennenscheibe aus Verbundsicherheitsglas. Bei dieser Ausführungsform sind die Antennenleiter 24 metallische 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 Rundfunkempfängers verbunden.

Die in Fig.4 dargestellte Ausführungsform der Abschirmung entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Jedoch besteht die Windschutzscheibe 31 aus Einscheibensicherheitsglas, d. h. vorgespanntem Glas. Die Antennenleiter 32 sitzen wiederum auf der zum Wageninnern weisenden Oberfläche. Sie sind aufgedruckte Leitstreifen, die im Zuge des Biege- und/oder des Vorspannprozesses in das Gi.-.s eingebrannt wurden. Mit 33 ist das Anschlußelement für die Zuleitung zum Empfänger bezeichnet. Die Windschutzscheibe 31 sitzt in dem umlaufenden Gummiprofil 34, das seinerseits auf dem Karosserieblech 35 befestigt ist. Innerhalb des Gummiprofils 34 ist

der umlaufende Leiter 36 eingebettet. Der Leiter 36 ist mit dem Mantel des Koaxkabels 37 verbunden.

Auch bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform ist eine Windschutzscheibe 38 aus Einscheibem;icherheitsglas in einem Gummiprofil 39 angeordnr.t, das seinerseits an dem Karosserieblech 40 befestigt ist. Die Antennenleiter 41 sind mit der Seele des Koaxkabels 42 verbunden. Entlang dem Rand der Windschutzscheibe 38 ist ein umlaufender Abschirmring 43 auf der Glasoberfläche aufgebracht. Er besteht vorzugsweise ι aus demselben Material wie die Antennenleiter 41, und ist im gleichen Arbeitsgang wie diese aufgebracht und in die Oberfläche eingebrannt. Über eine Stichleitung 44 ist der Abschirmring 43 mit dem Anschlußelement 45 verbunden, das seinerseits an dem Mantel des >, Koaxkabels 42 angeschlossen wird.

Bei der in Fig.6 dargestellten Ausführungsform schließlich wird bei einer Windschutzscheibe 46 aus Einscheibensicherheitsglas mit aufgedruckten Antennenleitern 47 die Abschirmung wiederum durch eine .n unabhängig von der Windschutzscheibe angeordnete Abschirmleitung 48 vorgenommen. Die Abschirmleitung 48 ist innerhalb der Klebemasse 49 angeordnet, mit deren Hilfe die Windschutzscheibe an dem Karosserieblech 50 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 Fig. 7 ist eine Windschutzscheibe 51 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, κ. 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 ausge- ι. setzt ist. Sämtliche Antennenleiter sind mit dem Anschlußelement 54 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 verbundun werden. Eine weitere Verbesserung der Entstörwirkung erzielt man, wenn man den Schirmring mit einem Punkt des Fahrzeuges verbindet, 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 et wa 180° gedreht ist.

Ein Punkt des Fahrzeuges, der die für die Kompensation geeigneten Störspannungen enthält, läßt sich mit geeigneten Hilfsmitteln meist ohne allzu große Schwierigkeiten finden. Falls jedoch die Hauptstörquelle bekannt ist, kann man die Kompensationsspannung an dieser selbst abnehmen. In Fig.8 und 9 ist z.B. die Kompensation der Störspannungen 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 64 verbunden. Falls der Punkt 63 Spannungen der gleichen Größe und Frequenzen, und entgegengesetzter Phasenlage wie die Störspannungen auf der Scheibeneinfassung aufweist, erübrigt sich die Zwischenschaltung eines weiteren elektrischen Gliedes.

In aller Regel sind jedoch die für eine gute Kompensation erforderliche Bedingungen nicht vollständig erfüllt. Es genügt dann, wenn man auf der Störspannungsquelle 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, Reaktanzschaltungen oder aktive Phasenumkehrstufen. Da breitbandige Korrekturglieder mit konstanter Phasendrehung aufwendig sind, kann sich die Anwendung mit ausreichendem Erfolg auf das wesentliche Störfrequenzband beschränken.

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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Auf oder in einer Sichtscheibe angeordnete Antenne, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus Antennenleitern, von denen sich die die UKW-Antenne bildenden Antennenleiter im mittleren Teil der Sichtscheibe im wesentlichen in vertikaler Richtung erstrecken und der die LM IC-Antenne bildende Antennenteil parallel zum Sichtscheibenrand zumindestens entlang eines horizontalen'Teiles des Scheibenrandes angeordnet ist, wobei beide Antennen über ein einziges Verbindungselement mit dem Empfänger verbunden sind und wobei die die beiden Antennen bildenden zwei Antennenleiter im Bereich der Sichtscheibe miteinander verbunden sind und die Geometrie des parallel zum Sichtscheibenrand angeordneten Antennenleitcrs derart gewählt ist, daß die Phasenlage der von beiden Antennenleitern im UKW-Bereich bei deri'ür die Abstimmung gewählten Frequenz abgegebenen Spannung am Verbindungspunkt weitgehend miteinander übereinstimmen, nach Patent 21 4-5 9(58, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Antennenleitern (52, 53) im Bereich der Einfassung der Sichtscheibe (51) ein umlaufender, in sich geschlossener elektrischer Leiter (55) angeordnet und in einem Material mit hohem dielektrischen Verlustfaktor eingebettet bzw. in dessen unmittelbarer Nachbarschaft angeordnet ist und daß der elektrische Leiter (55) mit einem störspannungsfreien Punkt des Kraftfahrzeuges verbunden ist.

2. Auf oder in einer Sichtscheibe angeordnete Antenne, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus Antennenleitern, von denen sich die die UKW-Antenne bildenden Antennenleiter im mittleren Teil der Sichtscheibe im wesentlichen in vertikaler Richtung erstrecken und der die LM IC-Antenne bildende Antennenteil parallel zum Sichtscheibenrand zumindestens entlang eines horizontalen Teiles des Scheibenraudes angeordnet ist, wobei beide Antennen über ein einziges Verbindungselement mit dem Empfänger verbunden sind und wobei die die beiden Antennen bildenden zwei Antenntnleiter im Bereich der Sichtscheibe miteinander verbunden sind und die Geometrie des parallel zum Sichtscheibenrand angeordneten Antennenleiters derart gewählt ist, daß die Phasenlage der von beiden Antennenleitern im UKW-Bereich bei der für die Abstimmung gewählten Frequenz abgegebenen Spannung am Verbindungspunkt weitgehend miteinander übereinstimmen, nach Patent 21 45 9t>8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Antennenleitern (52, 53) im Bereich der Einfassung der Sichtscheibe (51) ein umlaufender, in sich geschlossener elektrischer Leiter (55) angeordnet und daß der elektrische Leiter (55) mit einem mit solchen Störspannungen behafteten Punkt des Kraftfahrzeuges derart verbunden ist, daß die vom geschlossenen elektrischen Leiter (55) im Bereich der Einfassung der Scheibe ausgehenden Störsignale in der Frequenz gleich mit und in der Phasenlage entgegengesetzt zu den von der Karosserie ausgehenden Störsignalen sind.

3. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Leiter (55) mit einem Punkt der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, an dem die gleichen Störspannungsfrequenzen wie im Bereich der Scheibeneinfassung auftreten, jedoch mit einer entgegengesetzten Phasenlage.

4. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Leiter (55) mit einem ebenfalls mit Störspannungen der gleichen Frequenz behafteten Punkt der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, und daß die Phasenlage der Spannung an diesem Punkt durch eine Reaktanz (66), w>e eine Kapazität, eine Induktivität, einen Schwingkreis oder einen Phasenschieber, derart gedreht ist, daß sie zur Phasenlage der Störspannungen im Bereich der Scheibeneinfassung gegensinnig ist.

5. Antenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei bekannter Hauptstörquelle der umlaufende Leiter (55) mit einem Punkt der Hauptstörquelle verbunden ist

6. Antenne nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Leiter (55) unmittelbar auf den Rand der Sichtscheibe (51) aufgebracht ist

7. Antenne nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Leiter (55) in die Glasoberfläche der Sichtscheibe (51) eingebrannt ist