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Fahrz eugantenne Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugantenne mit einem
auf die Betriebswellenlänge abstimmbaren Antennenstab, der durch einen Antennenfuß
am Fahrzeug zu befestigen ist.
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Aus der US-Patentschrift 3 624 662 ist eine Fahrzeugantenne mit einer
stufenweise einstellbaren Abstimmung bekannt. Diese Fahrzeugantenne ist bei einer
Länge von 1/4 bis 5/8 der Betriebswellenlänge im Bereich von 450 bis 470 tEz in
Stufen zu 5 NHz durch Versetzen einer Schraube im Antennenfuß abstimmbar. Ein Nachteil
dieser bekannten Fahrzeugantenne ist, daß der Antennenstab zum Abstimmen abgenommen
werden muß.
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Die Erfindung hat nun die Aufgabe, die Fahrzeugantenne auf die Betriebswellenlänge
abstimmbar zu machen, ohne sie zum Abstimmen vom Antennefuß abnehmen zu müssen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist zur Abstimmung der Fahrzeugantenne auf
die Betriebswellenlänge wenigstens eine als induktive oder kapazitive Belastung
wirkende Abstimmhülse auf dem Antennenstab verschiebbar angeordnet. Durch Verschieben
der Abstimmhülsen
entlang des Antennenstabes lassen sich der KapazitEitsbelag
bzw. der Tnduktivitätsbelag verändern und die Fahrzeug antenne kann bei nicht-abgenommenerfl
Antennenstab genau abgestimmt werden.
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Eine bekannte Ausführungsform,bei der sich die Erfindung vorteilhaft
verwenden läßt, weist einen Antennenstab auf, der aus zwei Stabteilen besteht, die
durch ein Phasenumlcehrglied miteinander verbunden sind. In dieser bekannten Ausführungsform
sind die Stabteile gleich lang und haben eine ungefähre Länge von 1/2 bis 5/8 der
Betriebswellenlänge. Die Fahrzeugantenne ist im allgemeinen nur in einem schmalbandigen
Frequenzband (z.B. 450 - 470 1"tHz) benutzbar und nicht abstimmbar. Die Fahrzeugantenne
läßt sich abstimmen, wenn entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform vorgesehen
ist, daß der Antennenstab aus zwei Stabteilen besteht, die durch ein Phasenurnkehrglied
miteinander verbunden sind, und daß auf einem oder beiden Stabteilen je eine Abstirninhülse
vorgesehen ist. Auf diese Weise läßt sich ein Antennengewinn von 4 bis 5 dB gegenüber
einer ;llt-Stabantenne erzielen, wenn A die Betriebswellenlänge ist. Die Abstrahlungsverhältnisse
einer derartigen Fahrzeugantenne lassen sich sehr genau einstellen.
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Eine Feinabstimmung auf die Betriebswellenlänge kann sowohl am unteren
Ende des unteren Stabteils als auch des oberen Stabteils vorgenommen werden. Die
Länge der Stabteile ist vorzugsweise gleich 3/8 bis 5/8 der Betriebswellenlänge.
Die.
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in dieser Ausführungsform vorgesehene Phasenumkehrspule trägt bei
herkömnlichem Aufbau zu einer bedeutenden Gewichtsvergrößerung der Fahrzeugantenne
bei, was zu ungünstigem Eigenschwingungsverhalten während der Fahrtführt. Dieser
Nachteil wird vermieden, wenn das Phasenumkehrglied in geschäumtem Kunststoff eingebettet
ist. Die Poren des geschäumten Kunststoffs
bedingen niedrige Verluste
und eine kleine Dielektrizitätskonstante.. Ist der geschäumte Kunststoff an der
Oberfläche zu einer glatten Oberflächenhaut verdichtet, so kann keine Feuchtigkeit
in die Einschäumung eindringen und die elektrischen Eigenschaften der Phasenumkehrspule
ändern.
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Entsprechend der Impedanztransformation, die durch die Abstimmhülse
hervorgerufen werden soll, ist diese aus Metall oder Dielektrikum oder einem magnetischen
Werkstoff geSertigt. Geeignete magnetische Werkstoffe sind Ferrit oder Carbonyleisen.
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Die Abstiminhülsen weisen zweckmäßig eine Klemmvorrichtung auf, die
sie gegenVerschieben am Antennenstab sichert. Eine bei der Abstimmung gefundene
optimale Einstellung der Abstimmhülsen bleibt damit auch während der Fahrt ernalten.
Denkbare konstruktive Mittel wären z.B. Klemmfedern, Stellringe oder ein Sicherungslack.
In einer vorteilhaften Ausführung der Klemmvorrichtung weist die Abstinmhülse an
wenigstens einer Stirnfläche ein Konusinnengewinde auf,. in das eine in einer zentrischen
Mittelbohrung den Antennenstab aufnehmende Klemmschraube geschraubt ist, deren Konusaußengewinde
mit axial verlaufenden Klemmschlitzen versehen ist. In dieser husführungsform verteilt
sich der Klemmdruck der Klemmschraube gleichmäßig auf den gesamten Umfang des Antennenstabes.
Die Klemmvorrichtung eignet sich insbesondere dann zum Klemmen einer Abstimmhülse
aus sprödem magnetischem Werkstoff, wenn sie eine Konusmutter mit einem Konusinnengewinde
und eine Konusschraube, deren Konusaußengewinde mit axial verlaufenden Klemmschlitzen
versehen ist, aufweist, und wenn die jeweils durch die Abstimmhülse gesteckte Konusmutter
und Konusschraube in einer zentrischen IiIittelbòhrung den Antennenstab aufnehmen.
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Diese Ausführungsfoni bat den Vorteil, auf den spröden m2gnetischen
Werkstoff keine Druck- oder Zugkräfte auszuüben.
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Die Fahrzeugantenne ist mit einem zur leitenden Verbindung des Antennenstabes
mit einem Koaxialanschlußkabel ausgebildeten Antennenfuß versehen. Es ist wünschenswert,
den Antennenstab vom Antennenfuß abnehmen zu können. Bei bekannten Ausführungsformen
ist dies nur unter Schwierigkeiten möglich, da der aufgesetzte Antennenstab elektrisch
gut leitend mit dem Koaxialanschlußkabel verbunden sein muß.
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Eine Weiterbildung der Erfindung hat deshalb die Aufgabe, den Antennenfuß
so auszubilden, daß der Antennenstab rasch und sehr einfach vom Fahrzeug abgenommen
werden kann. Eine Lösung dieser die Erfindung weiterbildenden Aufgabe besteht darin,
daß der Antennenfuß ein den Antennenstab haltendes Fuß stück aufweist, das durch
einen Bajonettverschluß lösbar mit einem am Fahrzeug angebrachten Fußbefestigungsteil
verbunden ist.
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Ein solcher Antennenfuß hat jedoch auch selbständige Bedeutung. Das
Fußstück kann von Hand gegebenenfalls unter Verwendung eines Schlüssels oder Spezialwerkzeugs
vom Fußbefestigungsteil durch eine Drehung abgenommen werden.
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In einer Ausführungsform weist das Fuß stück einen mit drei Aussparungen
versehenen Befestigungskragen und das Fußbefestigungsteil drei durch die Aussparungen
steckbare Profilnasen auf, die bei einer nachfolgenden Drehung des Fußstücks um
die Achse des Befestigungskragens um diesen herumgreifen und das Fußstück am Fußbefestigungsteil
befestigen. Diese Ausführungsform hält das Fuß stück bei mechanischer Belastung
des Antennenstabes spielfrei fest.
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Ist das Fluß stück als Uberrurf ausgebildet und ist der Befestigungskragen
im Inneren des überwurf angeordnet, so lassen sich gegen Witterungseinflüsse besonders
gut geschützte Ausführungsformen erzielen. Der Antennenfuß ist sehr leicht
von
außen am Fahrzeug zu montieren, wenn das Fußbefestigungsteil eine zur Isolierung
einer zentrischen Befestigungsschraube durch eine Karosserie des Fahrzeugs hindurchreichende
Isolierbuchse und ein mit einem Gewinde versehenes unteres Isolierteil aufweist.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Kopf der Befestigungsschraube
bei aufgesetztem und verriegeltem Fußstück in leitendem Kontakt mit dem Antennenstab
oder dessen der Befestigung dienenden Fortsetzung steht. Der leitende Kontakt zum
Koaxialanschlußkabel läßt sich auf einfache Weise herstellen, wenn die Befestigungsschraube
in eine mit einem Innenleiter des Koaxialanschlußkabels verbundene leitende Gewindebuchse
geschraubt ist.
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In einer anderen Ausführungsform sind die Gewindebuchse und/ oder
eine zum Anschluß eines Außenleiters des Koaxialanschlußkabels an die Karosserie
vorgesehene Zackenscheibe in das untere Isolierteil eingegossen. Diese Ausführungsform
gewährleistet einen besonders korrosionssicheren Kontakt zwischen dem Außenleiter
des Koaxialanschlußkabels und der Karosserie bzw. dem Innenleiter und der Befestigungsschraube,
insbesondere dann, wenn auch das Koaxialanschlußkabel in das untere Isolierteil
eingegossen ist.
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Ist der Antennenstab mit einem biegsamen Zwischenstück und/oder einer
Anpaßspule am Fußstück befestigt, so kann die Fahrzeugantenne bis zu einem praktisch
nutzbaren Verstellwinkel von.
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200 an verschiedene Formen der Karosserie des Fahrzeugs antepaßt werden.
Um den Antennenstab nach dem Abnehmen in der gleichen Lage wieder aufzusetzen, sind
die Aussparungen am Befestigungskragen des Fuß stücks vorzugsweise unsymmetrisch
verteilt.
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Die Erfindung soll im folgenden anhand der Figuren näher erläutert
werden. Es stellen dar: Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht der Fahrzeugantenne,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Phasenumkehrspule, Fig. 3 eine Ausfuhrungsform
einer Abstiminhülse mit im Schnitt gezeichneten Klemmvorrichtungen, Fig. 4 eine
andere Ausführungsform der Abstimmhülse zur.Antennenabstimmung durch Änderung des
Induktivitätsbelages, Fig. 5a eine Untersicht eines ttberwurfes am Antennenfuß der
Fahrzeugantenne, Fig. 5b eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht des Uberwurfs,
Fig. 6a eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines eingebauten Fußbefestigungsteils
und Fig. 6b eine Draufsicht auf den Fußbefestigungsteil.
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In Fig. .1 ist eine Fahrzeugantenne 1 mit einem in eine Fahrzeugkarosserie
11 eingesetzten Antennenfuß 2 dargestellt.
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Die Fahrzeugantenne 1 ist in ein unteres Stabteil 5 und ein oberes
Stabteil 7 aufgeteilt. Das untere Stabteil 5 und das obere Stabteil 7 sind durch
eine Phasenumkehrspule 6 mit einander verbunden. Das untere Stabteil 5 ist über
eine Anpaßspule
4 mit einem Biegeteil 3 an einem überwurf 31 des
Antennenfußes 2 befestigt. Das freie Antennenende 10 weist eine Verdickung auf.
Auf das untere Stabteil 5 und das obere Stabteil 7 sind jeweils eine Abstimmhülse
8 bzw. 9 aufgeschoben.
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Dies ermöglicht ein exaktes Abstimmen des unteren und des oberen Stabteils
5 bzw. 7 auf die Betriebsfrequenz. Die Verwendung zweie; Abstimmhülsen 8 und 9 gestattet
optimale Abstimmung des unteren und des oberen Stabteils 5 bzw. 7. Bei geringeren
Anforderungen an die Fahrzeugantenne genügt auch eine Abstimmung durch die Abstimmhülse
8 am unteren Stabteil 5.
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Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Phasenumkehrspule 6.
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Das obere Ende des unteren Stabteils ist über-eine mechanisch stabile
Bifilarspule 1"6 mit dem unteren Ende des oberen Stabteils 7 starr verbunden. Als
Verbindung sind in Fig. 2 Einlötstellen 18 dargestellt. Die Bifilarspule 16 ist
von einer Einschäumung 15 umgeben, wobei die Enden des unteren und oberen Stabteils
5 und 7 ein Randelaufweisen, das eine gute mechanische Verbindung zur Einschäumung
15 herstellt. Die Poren der Einschäumung 15 verringern die Verluste und erniedrigen
die Dielektrizitätskonstante. Der vorzugsweise verwendete Hartschaum, z.B. Polyurethanhartschaum,
ist an seiner Oberfläche zu einer harten glatten Außenhaut 19 verdichtet. Damit
kann keine Feuchtigkeit in die Einschäumung 15 eindringen und die elektrischen Eigenschaften
der Phasenumkehrspule 6 ändern.
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Eine Abstimmhülse, wie sie als untere Abstimmhülse 8 oder als obere
Abstimmhülse 9 verwendet wird, ist in Fig. 3 dargestellt. Ein aus Kunststoffbzw.
Dielektrikum oder Metall bestehender Abstimmkörper 21 ist zentrisch so durchbohrt,
daß er auf dem unteren bzw. oberen Stabteil 5, 7 verschoben
werden
kann. Er ist an seinen Stirnseiten beidseitig mit einem KonusgelJinde 23 versehen,
in das Klemmschrauben 22 eingedreht sind. Das Konusgewinde der Klemmschrauben 22
weist I'lemmschlitze 24 auf und drückt beim Einschrauben der Klemmschrauben 22 in
das Konusgewinde 23 auf das untere bzw. das obere Stabteil 5, 7 und befestigt den
Abstimmkörper 21.
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Beim Verschieben der Abstimmhülsen 8 bzw. 9 am unteren bzw.
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oberen Stabteil 5 bzw. 7 ändert sich im Fall eines Abstimmkörpers
aus Kunststoff die kapazitive Belegung des Stabteils oder aber im Fall eines Abstimmkörpers
aus Metall die Selbstinduktionsbelegung. Hierdurch ist eine genaue Abstimmung des
Stabteils auf die ge~nschte Frequenz möglich.
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Ebenfalls eine Änderung der Selbstinduktionsbelegung des unteren bzw.
oberen Stabteils 8, 9 ermöglicht eine in Fig. 4 dargestellte andere Ausführungsform
der Abstimmhülse 8 bzw. 9.
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Hier besteht der Abstimmkörper 21 aus einem magnetischen Werkstoff,
z.B. Ferrit oder Carbonyleisen. Der Abstimmkörper 21 ist ein rohrförmiges Ferritteil,
in dessen Bohrung 26 eine Konusschraube 27 und eine Konusmutter 28 gesteckt sind.
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Die Konusschraube und die Konusmutter 28 sind aus Kunststoff gefertigt
und nehmen in einer zentrischen Bohrung das untere bzw. obere Stabteil 5 bzw. 7
auf. In das Konusgewinde 23 der Konusschraube 27 sind wiederum Klemmschlitze 24
eingearbeitet, die beim Zusammenschrauben der Konusschraube 27 und der Konusmutter
28 nach innen gedrückt werden und die Abstimmhülse damit befestigen. Die Konusschraube
27 und die Konusmutter 28 weisen zu diesem Zweck Schlüssellöcher 29 zum Ansetzen
geeigneter Stiftschlüssel auf.
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In anderen Ausführungsformen können die Abstimmhülsen 8 bzw.
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9 durch Klernrnfeern, Stellringe oder Sicherungslack befestigt werden.
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Der Antennenfuß 2 dient als mechanische und elektrische Trennverbindung.
Er weist ein an der Fahrzeugkarosserie 11 angebrachtes Fußbefestigungsteil 48 auf,
das den Uberwurf 31 mittels eines Bajonettverschlusses hält. Im ÜberYurf 31 ist
der Biegeteil 3 der Fahrzeugantenne 1 durch einen Preßsitz 34 befestigt. Im Inneren
des in den Fig. 5a und 5b dargestellten Überwurfs 31 ist ein Befestigungskragen
32 ange~ordnet, der mit drei Aussparungen 49 versehen ist. Drei in ihrer Form an
die Aussparungen 49 angepaßte Profilnasen 38 greifen bei aufgesetztem Uberwur 31
um den Befestigungskragen 32 herum und halten damit den UberwurS 31. Da der Befestigungskragen
32 in Umfangsrichtung schrägstehende Abschnitte aufweist, werden die Profilnasen
38 bei Drehung des Uberwurfs 31 fest gegen eine als Hemmung wirkende elastische
Scheibe 33 gedruckt. Die elastische Scheibe 33 ermöglicht einen erschütterungsfresten
Sitz der Fahrzeugantenne 1 im Antennenfuß 2. Der Überwurf 31 und damit die Fahrzeugantenne
1 wird durch eine einfache Drehung um 600 freigegeben und kann, beisDielsweise beim
Waschen des Fahrzeugs, abgenommen werden.
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Der Aufbau des Fußbefestigungseils 48 ist aus der Seitenansicht der
Fig. 6a und der Draufsicht der Fig. 6b erkennbar.
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Das Fußbefestigungsteil 48 weist eine Isolierbuchse 36 auf, die mit
einem unteren Isolierteil 39 durch einen einschraubbaren Kontaktbolzen 37 verschraubt
ist. Die Isolierbuchse 36 isoliert einerseits den Kontaktbolzen 37 von der Fahrzeugkarosserie
11 und greift andererseits, vor Witterungseinflüssen schützend, um den Überwurf
31 teilweise herum.
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Die Profilnasen 38 sind am Kopf des Kontaktbolzens 37 angebracht.
Die Ausbildung des Fußbefestigungsteils48 ermöglicht einerseits eine sichere elektrisch
leitende Verbindung eines Innenleiters 45 eines Koaxialanschlußkabels 43 mit der
Fahrzeugantenne 1 und zum anderen einen korrosionssicheren Kontakt eines Außenleiters
44 des Koaxialanschlußkabels 43 mit der Fahrzeugkarosserie 11. Zu diesem Zweck ist
das untere Isolierteil 39 als Kunststofformteil ausgebildet, in das eine mit dem
Innenleiter 45 etwa durch Pressung oder Lötung verbundene Gewindebuchse 40 eingespritzt
ist. Eine über einen Außenleiteranschluß 42 mit dem Außenleiter 44 des Koaxialanschlußkabels
43 verlöteteoderverpreßte Zackenscheibe 41 ist zusammen mit dem Koaxialanschlußkabel
43 bis auf ihre herausragenden Zacken 46 ebenfalls in das untere Isolierteil 39
eingespritzt. Durch den einen Kreuzschlitz 47 aufweisenden Kontaktbolzen 37 kann
dann das untere Isolierteil 39 mit Hilfe eines Kreuzschlitzschraubendrehers gegen
die Fahrzeugkarosserie 11 gezogen werden. Die Zacken 46 dringen in die Oberfläche
der Fahrzeugkarosserie 11 ? ein und stellen einen sicheren Massekontakt her. Der
Innenleiter 45 des Koaxlalanschlußkabels 43 ist nach Aufstecken und Festziehen des
ttberwurfs 31 Uber die Gewindebuchse 40, den Kontaktbolzen37 und dessen Profilnasen
38, sowie den Befestigungskragen 32 des aus Metall gefertigten t!berwurfs31 mit
dem unteren und oberen Stabteil 5 und 6 der Fahrzeugantenne 1 elektrisch verbunden.
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Verläuft die Fahrzeugkarosserie 11 am Anbringungsort des AntennenfuBes
2 nicht waagrecht, so kann die Fahrzeugantenne am hier vorgesehenen weichen Biegeteil
3 senkrecht gestellt werden. Um sicherzustellen, daß die Fahrzeugantenne
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nach dem Abnehmen vom Antennenfuß 2 wieder im richtigen Winkei aufgesetzt wird,
sind mechanische Kennzeichen, beispielsweise Farbkennzeichen, auf der Isolierbuchse
36 und dem Überwurf 31 vorgesehen. In einor anderen Ausführungsform sind die Profilnasen
38 und die Aussparungen 49 unsymmetrisch angeordnet. Damit kann die Fahrzeugantenne
1 nur mehr in der gewünschten Stellung aufgesetzt und festgedreht werden