DE2360216A1 - Buegelantenne - Google Patents

Description

PateNTANVALTE Dipl.-IrJο. r ννΕϊί.-κπ

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincks Dipl.-Ing. R A.¥eιckmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820 LAH Ü

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

KATHREIN-WERKE KG

82 Rosenheini 2

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Bügelantenne

Die Erfindung betrifft eine Bügelantenne, insbesondere für Schienen- und Kraftfahrzeuge mit einer leitenden Grundplatte, einem mit der Grundplatte verbundenen und von der Grundplatte aufsteigenden, leitenden kurzen Bügelschenkel und einem von dem kurzen Bügelschenkel seitlich abstehenden, leitenden langen Bügelschenkel.

Derartige Bügelantennen werden beispielsweise im Frequenzband 140 bis 174 MHz eingesetzt und dienen als Sende- und/oder Empfangsantennen vertikal polarisierter Wellen, wenn die Bügelantenne horizontal, z.B. auf dem Dach eines Fahrzeugs, montiert ist.

Bügeiförmige Antennen sind bekannt. So sind aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 516 888 und dem deutschen Gebrauchsmuster 1 953 648 bügeiförmige Antennen für Schienenfahrzeuge zu entnehmen, die unter Ausnutzung der Grundplatte als Rahmenantenne verwendet werden. Die Speisung dieser Rahmenantenne erfolgt

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zwischen dem freien Ende des langen Bügelschenkels und der Grundplatte über ein Kompensationsnetzwerk. Das Kompensationsnetzwerk ist in einer, das freie Ende des langen Bügelschenkels abstützenden Isolatorhaube untergebracht und wird über eine im Inneren der rohrförmigen Bügelschenkel zugeführte Speiseleitung gespeist. Zu Kompensationszwecken ist weiterhin ein zwischen dem langen Bügelschenkel und der Grundplatte angreifender, entlang des langen Bügelschenkels verschiebbarer Kurzschlußschieber vorgesehen. Die bekannte bügeiförmige Antenne muß mit Hilfe mehrerer variabler Kondensatoren des Kompensationsnetzwerks und des Kurz Schluß Schiebers auf die Betriebsfrequenz und den Wellenwiderstand der Speiseleitung abgestimmt v/erden. Die Abstimmung ist kompliziert, da mehrere variable Elemente wechselweise bedient werden müssen. Der konstruktive Aufwand, insbesondere des Kurzschlußschiebers und seiner Kontakte ist erheblich. Da die bekannte bügeiförmige Antenne als Rahmenantenne wirkt, kann ihre Bauhöhe bei vorgegebener Rahmenfläche nicht beliebig verkleinert werden. Eine geringe Bauhöhe wäre aber im Interesse der Verkehrssicherheit bei Anbringung an einem Fahrzeug zu fordern.

Die Erfindung hat deshalb die Aufgabe, eine Bügelantenne geringer Bauhöhe aufzuzeigen.

Die Erfindung löst die Aufgabe ausgehend von der eingangs näher erläuterten Bügelantenne dadurch, daß zum Anschließen der Bügelantenne ein mit dem langen Bügelschenkel im Bereich des kurzen Bügelschenkels verbundener und entlang der Aussenseite des kurzen Bügelschenkels zur Grundplatte geführter Leiter vorgesehen ist. Da vom Prinzip der Rahmenantenne abgegangen wird, können Bügelantennen geschaffen v/erden, die nur wenig über ihre Grundplatte herausragen. Der kurze Bügel-

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schenkel, der lange Bügelschenkel und die Grundplatte sind miteinander leitend verbunden und "bei leitender Montage auf dem Fahrzeug blitz- und hochspannungssicher.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist der Leiter in der Bügelfläche angeordnet. Er.kann im wesentlichen parallel zur Bügelinnensei.te des kurzen Bügelschenkels verlaufen. Vorteilhafterweise hat er Bandform. .

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Bügelantenne liegt in ihrer besonders einfachen Anpaßbarkeit an den. Wellenwiderstand der Speiseleitung. Es genügt, wenn der Abstand des Leiters vom kurzen Bügelschenkel änderbar ist. Durch Justieren des Abstands, gegebenenfalls auch nur in einem Bereich des Leiters, kann die Bügelantenne problemlos an den Wellenwiderstand angepaßt werden. Zur Abstandsänderung kann eine am kurzen Bügelschenkel ansitzende und isoliert am Leiter angreifende Stellschraube vorgesehen sein. Die Stellschraube kann z.B. in der Mitte des elastisch nachgebenden Leiters angreifen. Die Stellschraube kann aus Isoliermaterial bestehen; vorteilhaft ist jedoch eine Lösung, in der sie an einem von Leiter gehaltenen und in eine Öffnung des kurzen Bügelschenkels verdrehungssicher eingreifenden Isolierstück, angreift. Das Isolierstück dient in dieser Lösung zusätzlich als Führung.

Eine weitere, gegebenenfalls auch zusätzlich anwendbare Abstimm-Höglichkeit sieht .vor, daß in den kurzen Bügelschenkel wenigstens ein zum Leiter hin freiliegender und auf den Leiter zu bzw. vom Leiter weg bewegbarer Stellkern aus ferromagnetischem Material oder aus Isoliermaterial oder aus Metall eingelassen ist. Durch den Stellkern können die ■Übertragungseigenschaften des Leiters verändert und die Bügelantenne an den Wellenwiderstand der Speiseleitung angepaßt werden. Der Leiter könnte in diesem Fall auch starr ausgebildet sein.

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Ein weiterer erfindungr-gemäßer Vorteil der erfindungsgemäßen Bügelantenne besteht darin, daß sie mit besonders einfach zu bedienenden Abstimmeinrichtungen zur Abstimmung auf die Betriebsfrequenz versehen werden kann. In einer vorteilhaften Ausiührungsform ist an dem vom kurzen Bügelschenkel abgekehrten Ende des langen Bügelschenkels eine isoliert an der Grundplatte sich abstützende, veränderbare Dachkapazität vorgesehen. Die Ausführungsform zeichnet sich durch besonders große mechanische Stabilität aus. Der lange Bügelschenkel kann über eine Isolierhülse an der Grundplatte abgestützt sein, wobei dann in der Isolierhülse ein in Hülsenrichtung bewegbarer Stellkern angeordnet ist. Der Stellkern kann aus Metall oder aus einem ferrornagne tischein Material oder aus Isolierstoff bestehen und koppelt, entsprechend seiner Stellung in der Isolierhülse,das Ende des langen Bügelschenkels mehr oder weniger stark an die Grundplatte an. Ein besonders weiter, nicht durch die Bauhöhe der Bügelantenne begrenzter Verstellbereich des Stellkerns ist gegeben, wenn die Isolierhülse in Richtung des langen Bügelschenkels angeordnet ist und einerseits eine vom langen Bügelschenkel abstehende■Kröpfung und andererseits ein von der Grundplatte aufragendes Lager durchdringt. Zweckmäßigerweise ist der Stellkern in eine durchgehende Gewindebohrung der Isolierhülse einschraubbar, wobei vor der zum kurzen Bügelschenkel weisenden Öffnung der Gewindebohrung ein Anschlag vorgesehen sein kann.

Besonders befriedigende Ergebnisse sind erzielbar, wenn der kurze Bügelschenkel höchstens 1/10, vorzugsweise 1/30, einer Betriebswellenlänge lang ist und der lange Bügelschenkel höchstens 1/4, vorzugsweise 1/7 , einer Betriebswellenlänge lang ist. Der Abstand des Leiters vom kurzen Bügelschenkel ist vorzugsweise etwa gleich dem 10" -fächer.

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bis 2·10 "-fachen einer Betriebswellenlänge.

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Zum Schutz der Bügelantenne kann eine annähernd quaderförmige oder stromlinienförmige Wetterschutzhaube vorgesehen sein. An mit den Stellkernen fluchtenden Stellen der Wetterschutzhaube können durch Blindstopfen verschließbare Abstimmöffnungen vorgesehen sein.

Im folgenden soll die Erfindung anhand, von Zeichnungen näher erläutert werden und zwar zeigt:

Fig. 1 ein Prinzipbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Bügelantenne;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels, teilweise in Explosionsdarstellung; und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Bügelantenne 1 mit einem kurzen, an einem Ende leitend mit einer Grundplatte 3 verbundenem Bügelschenkel 5, an dessen anderem Ende ein parallel zur Grundplatte 3 verlaufender, langer Bügelschenkel 7 seitlich absteht. Der kurze Bügelschenkel 5 ist höchstens \/ΛO lang, wenn \ die Betriebswellenlänge ist. Der lange Bügelschenkel 7 ist höchstens \/4 lang. Von einem Koppelpunkt 9 am langen 3ügelschenkel 7 im Bereich des kurzen Bügelschenkels führt parallel zum kurzen Bügelschenkel 5 ein elastischer Leiter 11 zu einem Anschluß 13 an der Grundplatte 3. Der Leiter 11 kann auf seiner zum kurzen Bügelschenkel 5 parallelen Ruhelage durch eine Einstellvorrichtung 15 aus-gelenkt und auf den kurzen Bügelschenkel 5 zu (gestrichelte Linie 11A) bzw. von ihm weg bewegt (gestrichelte Linie 11B) v/erden. Durch die Einstellvorrichtung 15 kann damit die Impedanz am Anschluß 13 ve.ändert werden. Zum Einstellen der Betriecs-

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frequenz ist zwischem dem freien Ende 17 des langen Bügelschenkels 7 und der Grundplatte 3 eine, etwa nach Art eines Tr-immerkondensators einstellbare Dachkapazität 19 vorgesehen. Die Dachkapazität 19 dient gleichzeitig zur mechanischen Abstützung des freien Endes 17.

Im folgenden sollen Einzelheiten des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Zur Fig. 1 funktionsgleiche Teile sind hierbei mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. Der Leiter 11 hat Bandform und verläuft im wesentlichen parallel zu einer dachförmig eingesenkten Bügelinnenseite 21 des kurzen Bügelschenkels Der Leiter 11 greift in der Bügelebene mit seinen beiden Enden jeweils parallel zum langen Bügelschenkel 7 bzw. zur Grundplatte 3 vor die Bügelinnenseite 21 und ist am Koppelpunkt 9 mit einer Schraube 23 und einem zwischengelegten Abstandsring 25 leitend befestigt.Am anderen Ende stützt sich der Leiter 11 isoliert an einer mit Hilfe einer Schraube an der Grundplatte 3 befestigten Isolierbuchse 29 ab. Dieses Ende des Leiters 11 ist mit einem durch eine Öffnung 31 in der Grundplatte 3 tretenden Innenleiter 33 eines Koaxialanschlusses 35 verbunden, dessen Aussenleiter 37 mit Schrauben 39 an der Grundplatte 3 befestigt ist. Die Kontaktstelle zwischen dem Innenleiter 33 und dem Leiter 11 ist mit 41 bezeichnet.

Zur Änderung des Abstands zwischen dem Leiter 11 und der Bügelinnenseite 21 ist eine mit beiden sich gegenüberliegenden Stirnflächen 41, 43 ihres Kopfes 45 an zwei Stirnflächen 47, 49 einer ringförmigen Ausnehmung 51 ansitzende Stellschraube 53 vorgesehen. Die Schraube greift in ein Innengewinde eines in einer Öffnung 55 geführten und mit einer Schraube 57 am Leiter 11 befestigtigen Isolierstücks 59. Da die Stellschraube 53 mit beiden Stirnflächen 41 und 43 ihres Kopfes 45 ansitzt, kann sie auf das Isolierstück 59

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sowohl Zug- als auch Druckkräfte ausüben., Um ein Verdrehen des Isolierstücks 59 zu verhindern veist es, wie auch die Öffnung 55, viereckigen Querschnitt auf. Da das Isolierstück 59'länger ist als die Öffnung 55 tief ist, werden Kurzschlüsse zwischen dem Leiter 11 und der BUgelinnenseite 21 vermieden. Um die Stellschraube 53 einlegen zu können, ist die ringförmige Ausnehmung 51 und die Öffnung"55 in Längsrichtung zu einer Äussenseite des kurzen Bügelschenkels 5 hin aufgebrochen und mit einer Platte 61 wieder verschlossen.

Das freie Ende 17 des langen Bügelschenkels 7 weist eine in Richtung der Grundplatte 3 abstehende Kröpfung 63 auf, während die Grundplatte mit einem zum langen Bügelschenkel 7 aufragenden Lager 65 versehen ist. Die Kröpfung 63 und das Lager 65 sind in Längsrichtung des langen Bügelschenkels 7 fluchtend durchbohrt und umschließen eine Isolierhülse Die Isolierhülse 67 weist eine durchgehende Gewindebohrung auf, in die ein mit einem Gewinde versehener Stellkern 71 geschraubt ist. Zur Begrenzung des maximalen Schraubwegs des Stellkerns 71 ist der lange Bügelschenkel 7 mit einem vor die bügelinnere Öffnung der Gewindebohrung 69 ragenden Anschlag 73 versehen. Die Kröpfung 63, das Lager 65, die Isolierhülse 67 und der aus Metall bestehende Stellkern 71 bilden insgesamt die Dachkapazität 19, die durch Einschrauben des Stellkerns 71 verändert werden kann. Die Isolierhülse hat. ausserdem eine Stützfunktion für das freie Ende 17.

Über der Bügelantenne Zf, kann, wie in Fig. 2 in Explpsionsdarstellung gezeigt ist, eine Wetterschutzhaube 73 aus Isoliermaterial angeordnet sein. Die Wetterschutzhaube 73 kann mit Hilfe von Schrauben 75 an Gewindebohrungen 77 befestigt werden. Sie deckt die Bügelantenne feuchtigkeitssicher zur Grundplatte 3 bzw. zum Fahrzeugkörper ab. An ihren Kanten kann sie mit Dichträndern versehen sein.

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In einer anderen, hier nicht näher dargestellten Ausführungsform, ist die Stellschraube 53 und das Isolierstück 59 durch einen in einer Gewindebohrung angeordneten, als Gevindeschraube ausgebildeten Stellkern ersetzt. Der Stellkern kann aus ferromagnetischem Material oder aus Isoliermaterial bestehen; er kann aber auch in einer gegebenenfalls vom kurzen Bügelschenkel isolierten Ausführungsform aus Metall bestehen.

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Claims (14)

1./ Bügelantenne, insbesondere für Schienen- und Kraftfahr^v zeuge, mit einer leitenden Grundplatte, einem mit der Grundplatte verbundenen und von der Grundplatte "aufsteigenden, leitenden kurzen Bügelschenkel und einem von dem kurzen Bügelschenkel seitlich abstehenden, leitenden langen Bügelschenkel, dadurch gekennzeichnet , daß zum Anschließen der Bügelantenne (1) ein mit dem langen Bügelschenkel (7) im Bereich des kurzen Bügelschenkels (5) verbundener und entlang der Aussenseite des kurzen Bügelschenkels {5) zur Grundplatte (3) geführter Leiter (11) vorgesehen ist.

2. Bügelantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Leiter (11) in einer durch den kurzen Bügelschenkel (5) und durch den langen Bügelschenkel (7) verlaufenden Bügelebene angeordnet ist.

3. Bügelantenne nach einem der Ansprüche. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (11) im wesentlichen parallel zur Bügelinnenseite (21) des kurzen Bügelschenkels (5) verläuft.

4. Bügelantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Leiter (11) bandförmig ist.

5. Bügelanantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Leiters (11) vom kurzen Bügelschenkel (5) änderbar ist.

6. Bügelantenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstandsänderung eine am kurzen Bügelschenkel (5) an zwei in Schraubenrichtung sich gegenüber liegenden

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Flächen (47, 49) ansitzende und isoliert am Leiter (11) angreifende Stellschraube (53) vorgesehen ist.

7. Bügelantenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (53) an einem vom Leiter (11) gehaltenen und in eine öffung (55) des kurzen Bügelschenkels (5) verdrehungssicher eingreifenden Isolierstück (59) angreift.

8. Bügelantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in den kurzen Bügelschenkel (5) wenigstens ein zum Leiter (11) hin freiliegender und auf den Leiter (11) zu bzw. vom Leiter (11) weg bewegbarer Stellkern aus ferromagnetischem Material oder aus Isoliermaterial oder aus Metall eingelassen ist.

9. Bügelantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß an dem vom kurzen Bügelschenkel (5) abgekehrten Ende (17) des langen Bügelschenkels (7) eine isoliert an der Grundplatte (3) sich abstützende, veränderbare Dachkapazität (19J 63, 65, 67, 71) vorgesehen ist.

10. Bügelantenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der lange. Bügelschenkel (7) über eine Isolierhülse (67) an der Grundplatte (3) abgestützt ist und daß in der Isolierhülse (67) ein in Hülsenrichtung bewegbarer Stellkern (71) vorgesehen ist.

11. Bügelantenne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülse (67) in Richtung des langen Bügelschenkels (7) angeordnet ist und einerseits eine vom langen Bügelschenkel (7) abstehende Kröpfung (63) und andererseits ein von der Grundplatte (3) aufragendes La~sr (65) durchdringt.

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12. Bügelantenne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet", daß der Stellkern (71) in einer durchgehenden Gewindebohrung (69) der Isolierhülse (67) angeordnet ist und daß vor der zum kurzen Bügelschenkel (5) weisenden Öffnung der Gewindebohrung (69) ein Anschlag (73) vorgesehen ist.

13. Bügelantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet , daß der kurze Bügelschenkel (5) höchstens 1/10, vorzugsweise 1/j50 einer Betriebswellenlänge lang ist und daß der lange Bügelschenkel (7) höchstens 1/4, vorzugsweise 1/7 , einer Betriebswellenlänge lang ist.

14.Bügelantenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand des Leiters (11) vom kurzen Bügelschenkel (5) etwa gleich dem

ist.

dem 10 -fachen bis 2 »10 -fachen einer Betriebswellenlänge

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