DE2336320A1 - Empfangsantenne fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Empfangsantenne fuer kraftfahrzeuge

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DE2336320A1
DE2336320A1 DE19732336320 DE2336320A DE2336320A1 DE 2336320 A1 DE2336320 A1 DE 2336320A1 DE 19732336320 DE19732336320 DE 19732336320 DE 2336320 A DE2336320 A DE 2336320A DE 2336320 A1 DE2336320 A1 DE 2336320A1
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DE19732336320
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Hans Heinrich Prof Dr Meinke
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Meinke hans Heinrich profdr
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Meinke hans Heinrich profdr
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/1271Supports; Mounting means for mounting on windscreens

Description

Mi :C^.i::--
Eraf singäamt'Qiaro.® 'f Sr Kraft fahr gei&ge :■
/' Die Erfindung bpjaiöhfc-sick aiaf eime .RaaäfuBk-Empfahgsantenne ' ■;'■-.,. >' * für Kra£fc£a!krEorage';;Ät''S^ '--ν';1·
-*.· IBereich öor niedrigeren ;Fr@qu.i3Ste©!ni rait LMlt' urid., der Bereich.. \. tier höheren Frorpasnsen raifc yKtjJ ■.■boneichssie't-wird; Es handelt ..'■■■■·.■.. Sich dabei um Glne AntjännisiaanordSs&mg,. -bei der leitende Drähte oder Streifen; *.in ' an sich.'fo©itgmratesrtJsise'auf oder in einer
, "i Glasscheibe ö®s Fahrseugs bsfestigfc sind." ■. .-■'■■.. ·■'■'
" 'Für LMK-Empfang ist es.bekamnt, daß Antennen besonders günstig 1 sind, die aus einem Loiter bestehen, der parallel zum äußeren Metallrahmen in einem nicht sehr großen Abstand verläuft und möglichst lang ist*.-Da,Antennen-solcher Art für den UKW-Empfang nicht optimal'sind, verwendet man vielfach eine zusätzliche * in gleicher fcsis® awf der Glasscheibe angebrachte UKW-Antenns in Form eines Monopols mit Dachkapazität. Wenn
, beide Antennen an den Innenleiter eines gemeinsamen, zum
' Empfänger führenden Kabsls angeschlossen werden, müssen Maßnahmen derart vorgesehen sein, daß die LMK-Antenne durch ihre Impedanz die gleichzeitig angeschlossene UKW-Antnne beim UKW-Empfang nicht ungünstig beeinflußt. In der deutschen OS21o6 und in der OS 2145 968 ist beispielsweise vorgeschlagen worden, in Serie zur LMK-Antenne eine Induktivität einzuschalten,
' mit deren Hilfe die am Kabsleingang wirksam*» Impedanz der LMK-Antenne im Bereich der ϋΚϊί-Frequenzen so beeinflußt wird, daß der ungünstige Einfluß der LMK-Antenne auf den UKW-Empfang vermindert wird. Da der relativ lange Draht der LMK-Antenne bei UKW-Frequenzen eine sehr frequenzabhängige Impedanz und eine sehr frequenzabhängige Stromverteilung besitzt, unter Umständen in diesem Frequenzbereich eine oder mehrere Resonanzen hat, ist die Zusammenschaltung beider Antennen mit passiven frequenzabhängigen Blindwiderständen in dem relativ großen Bereich der UKW-Frequenzen nicht frequenzunabhängigjsowohl hinsichtlich der Impedanz wie auch der Empfangsspannung.
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Erfindungsgemäß liegt daher im übertragungsweg der UKW-Frequenzen zwischen der UKW-Antenne und den beiden Antennen gemeinsamen Kabeleingang ein Trennverstärker mit mindestens einem Transistor,und der Frequenzbereich diese- Verstärkkers ist gleich dem UKU-Frequensbereich. Dies' Verstärker verhindert die Wirkung der Impedanz der LMK-Antenne auf die Impedanz der UKW-Antenne nahezu vollständig. S weit die LMK-Antenne selbst UKW-Frequenzen empfängt, so werden derartige Empfangsspannungen erst am Kabeleingang zugeführt, d.h. an einem Punkt, an dem der von der UKW-Antenne gelieferte Empfang bereits verstärkt ist und nicht mehr nennenswert durch Zusatzspannungen oder Zusatzimpedanzen gestört werden kann.
In der einfachsten Ausführungsform ist diese 2usammenführung durch Fig.1 dargestellt. 1 ist der metallische Rahmen des Fensters, 2 die LMK-Antenne, 3 die UKW-Antenne, 4 der UKW-Verstärker, 5 das gemeinsame ."»usgangskabel, dessen Außenleiter an dem Metallrahmen angeschlossen ist. 6 ist der Anschlußpunkt des Innenleiters, an dem sich LMK-Spannungen und UKW-Spannungen treffen.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Formgebung der UKW-Antenne, die Rauschanpassung am Eingang des UKW-Verstärkers und dxa verbesserung des Übertragungsweges der LMK-Frequenzen.
Da es das Ziel der Erfindung ist, die Beeinflussung der UKW-Antenne durch die U!K-Antenne klein zu halten, ist es zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, auch die feldmäßige Kopplung zwischen den beiden Antennen dadurch klein zu halten, daß der räumliche Abstand beider Antennen auf der Glasscheibe möglichst groß ist, während andererseits der Leiter der LMK-Antenne möglichst lang sein soll, um den LMK-Empfang möglichst gut zu machen. Diese Aufgabenstellung ist bei den bekannten Anordnungen nicht erkennbar und auch nicht durchführbar. Das Vorhandensein eines UKW-Verstärkers nach
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„jäer Erfindung macht es möglich, mit kleineren UKW-Antennen guten Empfang zu erreichen und dadurch zusätzlichen Platz für die LMK-Antenne zu schaffen. In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung erhält daher der UKVJ-Monopol eine Dachkapazität, die eine rechteckförmige Fläche (in Fig.l gestrichelt wnrahmt) auf der Glasscheibe einnimmt, wobei der Mittelpunkt dieses Rechtecks annähernd im Mittelpunkt der von der LMK-Antenne umschlossenen Fläche liegt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Dachkapazität ist ein mäanderförmig innerhalb des Rechtecks verlegter Drahlt (Fig.l). Ein solcher Draht ergibt gu+:e Durchsichtigkeit und gleichzeitig relativ hohe Kapazität, aber auch eine Eigeninduktivität, die die Induktivität des Monopols vorteilhaft unterstützt, weil bei solch kurzen Monopolen die Induktivität im allgemeinen nicht ausreicht, v.n den Monopol im UKW-Bereich in die Nähe seiner Resonanz zu bringen.
Die Impedanz des Monopols wird vorteilhaft durch Wahl einer geeigneter. Dachkapazität mit Eigeninduktivität so gestaltet, daß Rauschanpassung zwischen Monopol und angeschlossenem Verstärker besteht. Ftauschanpassung besteht dann, wenn im UKW-Bereich an den Eingangskleminen das Eingangstransistors des Verstärkers die durch die passive Eingangsschaltung transformierte Antennenimpedanz in der Nähe des für Rauschanpassung zu fordernden optimalen Wertes liegt. Falls Rauschanpassung in einem größeren Frequenzbereich gefordert wird, wird die passive Eingangsschaltung des Verstärkers vorteil- j haft so gewählt, daß die transformierte Antennenimpedanz an ) den Eingangsklemmen des Eingangstransistors in der komplexen \ Impedauzebene in Abhängigkeit von der Frequenz eine Schleife t um den optimalen Wert für Rauschanpassung bildet. Entsprechen- j des findet man für einen direkt mit der Antenne integrier- ]
ten Transistor in der Anmeldung P 1591 3OO.5, dort insbeson- jj dere Fig.12. |
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Λΐη Punkt 6 trifft der UKW-übertrag;<ngsweg mit dem LMK-ünertragungsweg zusammen. Es werden dort die Impedanzen beider Woge parallelgeschaltet, wodurch eine frequenzabhängige Belastung des Kabeleingangs entsteht und beispielsweise die Kabelanpassung beeinträchtigt wird. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind daher !laßnahmen vorgesehen, die gegenseitige Beeinflussung beider Wege zu vermindern. Als erste Maßnahme ist vorgesehen, daß die Ausgangsimpedanz des UKW-Verstärkers :m Bereich der LMK-Frequenzen so hochohmig ist, daß LMK-Weg durch die Ausgangsimpedanz des UKW-Verstärkers im Bereich der LMK-Frequenzen nicht nennenswert belastet wird.
Es verbleibt dann im Bereich der UKU-Frequenzen eine impedanzmäßige Belastung des Kabeleingangs durch die dort angeschlossene LMK-Antenne and gegebenenfalls die Zufuhr eines zustäzlichen UKW-Empfangs durch die LMK-Antenne, wobei diese Zufuhr ungünstige Phasenlage haben kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß zwischen der LMK-Antenne und dem Kabeleingang eine Schaltung (7 in Fig.2) mit solchem Aufbau liegt, daß sie den LMK-Empfang nicht schwächt und bei UKW-Frequenzen am Kabeleingang 6 eine hochohmige Impedanz der LMK-Antenne erzeugt.
Die einfachste passive Schaltung dieser Art ist eine Serieninduktivifdt , wie sie in Fig.2 innerhalb der Schaltung 7 gezeichnet ist. Diese Serieninduktivität wird so gewählt, daß sie im LMK-ßereich noch keinen schädlichen Blindwiderstand darstellt, wohl aber im Bereich der wesentlich höheren UKW-Frequenzen eine gewisse Sperre ergibt. Die Wirkung der Serieninduktivität läßt sich dadurch erhöhen, daß parallel zu ihr eine Kapazität liegt, die so bemessen ist, daß die Serieninduktivität mit der Kapazität eine Resonanz innerhalb des UKW-bereichs besitzt.
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In einer.«alteren tesÄOTgsfe^ der Erfindung ist die Schaltung zwischen der KSK-Antenne und äem Kabeleingang ein Versfcäekerfür den m-Freqiaensbereich, der im Bereich der UKW-Frequenzem elj», hcctoofaaige Ausgangeinpedanss hat. Ein solcher Verstörter hat den Vorteil der vollständigen Trennung der IHK-Antenne von «ässa übertragungsweg der üKW-Frequenzen^e&flSr den Vorteil te Verstärkung und der Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses.
Die UKW-Antenae ist ebenfalls für den LMK-Empfang geeignet. Es ist bekannt, daß man beim Vorhandensein beider Antennen den Empfang der LHK-Frequenzen. dadurch verbessern kann, da3 man beide Antennen durch eine Schaltung derart verbindet, daB diese Schaltimg (8 in Fig.3) Lf2K-Frequenzen durchläßt, aber UKW-Frequenzen weitgehend spsrrt. Das einfachste Beispiel ist die in Fig.3 gezeichnete Serieninduktivität, der auch eine Kapazität derart paralle!geschaltet werden kann, daß Induktivität md Kapazität eine Resonanz im UKW-Bereich erzeugen·
Die in Serie liegendem SchaltemgsES 7 und 8 verbinden Eingang und Ausgang des OKlf-Verstärksrs, und es besteht dann die Gefahr der Selbsterregung dieses Verstärkers. Diese Selbsterregung «Ird< dadnrcäi beseitigt, .daß zwischen der LMK-Antenne und. dem Außsnleiter ß®s iyasgffifögskssbsls eine Serienresonanzschaltung 9 wofffoaadtera istF, deren Kurzschlußresonanz im Be-. reich ;d©r UKif-Fr©«iii®!rasem liegt· . ' , ,
Eine Serienindukti-^itat: S ergibt keine ideale Entkopplung der LMK-Antenne' vcsa Eimgasag des um~7-Verstärkers' bei Frequenzen df».s UKW-Bereichs, «eil kein' uim®mdliclj grofer Blindwiderstand geschaffen werden k«flmn. Ei»s vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, die auch bei kleiner Induktivität 8 eine sehr gute Entkopplung ergibt, ist daher die Schaltung der Fig.4. Der Eingang des UKU-VerstSrkers ist transformatorisch über die Induktivität IO an die Induktivität 8 angekoppelt und die
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/induktivität IO durch eine parallele Kapazität 11 bei einer Frequenz des UKW-Bereichs auf Resonanz abgestimmt. Kin solcher Transformator mit sekundärseitiger Resonanz kann schon L1 kleinen Induktivitäten und loser Kopplung eine Signalübertragung im UKW-Bereich, d.h. in der Umgebung sexner Re onnanz. und dabei auch die für Rauschanpassung erforderlic ien impedanzen erreichen. Die lose Kopplung und die kleine Pr ^induktivität ergeben dann bei den niedrigeren Frequenzen de~ LMK-Bereichs eine ausgezeichnete Entkopplung des Eingangs des UKVi-Verstärkers von der gesamten Λntennenstruktur.
tn Fig 1 bis 4 ist der Außenleiter des Ausgangskateis und rJU des UKW-Ver.tarkars nit dem ,3tallrahmen
rJlUangskle^ de
des Fensters leitend verbunden. In manchen Fällen haben solche leitendenVerbind--»*»-!« konstruktiven Gründen e M Elgeninduktivität solcher GrOB., da» sie zwar fur die JUen eine sehr niederohmige Verbindung dar ^' üKVI-Frequenzen scaon einen so großen Blx-
Tlnen ,leinen «*»«— t«lt.t. OieJ^«^ ßauart seln,
R in Kondensator übliche
Tlnen ,leinen « J^^ ßauart seln,
riB„reso„anzkreises Ra^n ein Kondensator übliche
^ =4m draht- odar bandförmiger Leitweg It, aber auch ein draht oa. „etal Irahmens an-
FV,.5 auf die Gla^chexoe in der tot» Er2eugang der
-Γ^ΞΓ^ΓΓ^«" an, ist Serienresonanz erforderxicne . . .. .tät die eine* Uei-
,eiter U b.t auch eine «^^'^ der ,.,te,
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dieser Frequenz zwischen dem Anschluß 13 und dem Metallrahmen eine niederohmige Resonanz. Liegt diese Resonanzfrequenz in der Mitte des UKW-Bereichs, so kann man die betreffende Eingangsklemme des ÜKW-Verstärkers direkt, d.h. ohne eine zusätzliche Induktivität 14, an den Punkt 13 anschließen, wodurch dieser Anschluß im UKW-Bereich niederohmig mit dem Metallrahmen verbunden ist.
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Claims (1)

  1. Patent - Ansprüche
    1. Empfangsantenne eines Kraftfahrzeugs für 2 Rundfunkfrequenzbereiche, LMK-üereich und UKW-Bereich, bei der
    für jeden Frequenzbereich je eine aus leitenden Drähten oder Streifen bestehende, auf oder in einer Glasscheibe des Fahrzeugs befestigte Antenne vorgesehen ist und die Empfangsspannungen beider Antennen dem gleichen, zum
    Empfänger führenden Kabel zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Übertragungsweg der UKW-Frequenzen zwischen der UKVJ-Antenne and dem den beiden Frequenzbereichen gemeinsamen Kabsleingang ein Trennverstärker
    liegt und der Frequenzbereich üieses Verstärkers gleich dem UKW-Frequenzbereich ist.
    2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dachkapazität der UKW-Antenne eine rechteckförmige Fläche ausfüllt,deren Hittelpunkt annähernd im Mittelpunkt der von der LMK-Antenne umschlossenen Fläche liegt.
    3. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rechteckförmige Dachkapazität durch einen mäanderförmig innerhalb des Rechtecks verlegten Draht erzeugt wird.
    4. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz der UKW-Antenne und die passive Eingangsschaltung des UKW-Verstärkers so gewählt ist, daß die durch die passive Eingangsschaltung transformierte, an den Eingangsklemmen des Eingangstransistors erscheinende Antennenimpedanz in der Mähe des für Rauschanpassung erforderlichen Wertes liegt.
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    η ι daduJh gekennzeichnet, daß die
    5. Antenne nach Anspruch 1, dadurc g ^ Ausgangsimpedanz des UKW-Verstarkers im g der LMK-Frequenzen hochohmig ist.
    v. * Hidurch gekennzeichnet, daß zwi-
    6. Antenne nach Anspruch 5, ^^J ^ eine Scnaltung sehen der LMK-Antenne und dem Kabeleinga g
    liegt, die den „*«, ^,,^^I^
    Frequenzen am Kabeleingang eine hochohmig
    LMK-Antenne erzeugt.
    ,. Antenne nach An-pruC 6. dadurch
    tischen der LMK-Antenne und dem
    .chaltung aus einer SerienimMctlvitat
    „h 7 dadurch gekennzeichnet, daß parallel
    8. Antenne nach Anspruch 7, aadjrcn g»
    zur induktivität eine Kapazität von solcher GroAe l«gt. daß die induktivltnt und die Kapazität zus^en eine Resonanz im UKW-Bereich erzeugen.
    9. Antenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung .wischen der LMK-Antenne und dem Kabeleingang ein Verstärker für den LHÄ-Eereich ist, der im Bereicn der üKW-Prequen«en eine hcciioiimige Ausgangs impedanz hat.
    10. Antenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der UKW-Antenne und der LMK-Antenne eine Passive Schaltang liegt, die LMK-Frequenzen weitgehend durcnlaßt und UKW-Frequenzen weitgehend sperrt.
    11. Antenne nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der UKW-Antenne und der LMK-Antenne liegende Schaltung eine Serieninduktivität ist.
    12. Antenne nach Anspruch U, dadurch gekennzc chnet, daß der Serieninduktivität eine Kapazität derart r irallelgeschaltet ist, daß eine Resonanz im Bereich der JKW-Frequenzen entsteht.
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    13*. Antenne nach Ansprach 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der LMK-Antenne und dem Außenleiter des Ausgangskabels eine Serienresonanzschaltung vorhanden ist, deren Kurzschlußresonanz im Bereich der UKW-Frequenzen liegt.
    14. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die UKW-Antenne und die LMK-Antenne durch die Primärspule eines Transformators verbunden sind, wobei die Primärapule bei den LMK-Frequenzen einen kleinen Blindwiderstand hat und der Sekundärspule des Transformators eine Kapazität derart parallelgeschaltet ist, daß Sekundärspule und Kapazität eine Resonanz im UKW-Bereich besitzen, und der Eingang des UKVJ-Verstärkers an die Sekundärspule angeschlossen ist.
    15. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangsklerame des UKW-Verstärkers mit dem Metallrahmen des Fensters durch einen Serienresonanzkreis, dessen Resonanzfrequenz im Bereich der UKW-Frequenzen liegt, verbunden ist.
    16. Antenne nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Serienresonanzkreises durch einen auf, oder in der Glasscheibe liegenden, draht- oder bandförmigen Leiter gebildet wird, der in der Nähe des Metallrahmens parallel zum Metallrahmen verläuft, und die Induktivität des Serienresonanzkreises an diesen Leiter angeschlossen ist.
    17. Antenne nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des kapazitätsbildenden Drahtes eine Viertelwellenlänge bei der mittleren Frequenz des UKW-Bereichs ist und die eine Eingangsklemme des UKW-Verstärkers an das eine Ende dieses Drahtes angeschlossen ist.
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    Lo e rs © i te
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