DE2746419A1 - ANTENNA CIRCUIT FOR A MOTOR VEHICLE - Google Patents

ANTENNA CIRCUIT FOR A MOTOR VEHICLE

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DE2746419A1 DE19772746419 DE2746419A DE2746419A1 DE 2746419 A1 DE2746419 A1 DE 2746419A1 DE 19772746419 DE19772746419 DE 19772746419 DE 2746419 A DE2746419 A DE 2746419A DE 2746419 A1 DE2746419 A1 DE 2746419A1
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Description

Antennenkreis für ein KraftfahrzeugAntenna circuit for a motor vehicle

Priorität: 9. November 1976 Japan 51-134285Priority: November 9, 1976 Japan 51-134285

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antennenkreis für ein Kraftfahrzeug unter Verwendung der Scheibenheizung, die auch ein Beschlagen verhindern soll, als Antenne.The invention relates to an antenna circuit for a motor vehicle using the window heater that also to prevent fogging, as an antenna.

Die Verwendung einer Heizung am Rückfenster eines Kraftfahrzeugs als Antenne ist bekannt.The use of a heater on the rear window of a motor vehicle as an antenna is known.

Ein bekannter Antennenkreis für ein Kraftfahrzeug wird anhand von Fig. 1 beschrieben. In dieser Figur sind 11 eine Fensterscheibe, 12 eine Heizung, die aus mehreren, parallel angeordneten WiderstandsdrUhten besteht, 13 und 14 Spannungs-Zuführungselektroden, 15 und 16 Zuführungsdrähte, 17 eine Stromversorgung (Batterie), 18 ein Stromversorgungsschalter und 19 eine HF-Drosselspule, die aus Wicklungen 191 und 192 und einem Kern 193 besteht. 20 ist ein Kondensator zum Eliminieren von Rauschen. An der Oberseite der Fensterscheibe 11 ist ein Leiter 21 für eine FM-Antenne vorgesehen, der mit der Heizung 12 über den Abgriffkreis 22 verbunden ist. 23 ist die Antennenzuleitung und 24 ist ein Kondensator zur Kompensation des Antennengewinns. Bei diesem Kreis erfolgt die Energiezufuhr zu der Heizung 12 von der Batterie 17 über den Weg 17-18-192-16-14-12-13-15-191 zur Erde. Dadurch wird Wärme erzeugt und ein auf der Glasfläche gebildeter Eeschlag beseitigt. Die Heizung 12 ist von Erde im Hochfrequenzbereich mittels einer Hochfrequenz-Drosselspule 19 getrennt und wird als Antenne zusammen mit dem Zuführungsdraht 21 verwendet, die ausreichende Empfindlichkeit als AM-Empfangsantenne für den Mittelwellenbereich (MW) oder den Kurzwellenbereich (KW) besitzt. Für FM-Empfang im VHF-Bereich wird der Leiter 21 als Antenne verwendet, die von der Heizung 12 getrennt ist, welche die AM-Antenne über den Abgriffkreis 22 bildet.A known antenna circuit for a motor vehicle is described with reference to FIG. In this figure, 11 is a window pane, 12 a heater, consisting of several, parallel arranged resistance wires, 13 and 14 voltage supply electrodes, 15 and 16 lead wires, 17 one Power supply (battery), 18 a power supply switch and 19 an RF choke coil consisting of windings 191 and 192 and a core 193. 20 is a capacitor for eliminating noise. At the top of the window pane 11, a conductor 21 for an FM antenna is provided, which is connected to the heater 12 via the tap circuit 22 is. 23 is the antenna feed line and 24 is a capacitor to compensate for the antenna gain. With this circle the energy supply to the heater 12 takes place from the battery 17 via the path 17-18-192-16-14-12-13-15-191 to earth. This generates heat and removes any frost that has formed on the glass surface. The heater 12 is from earth separated in the high frequency range by means of a high frequency choke coil 19 and is used as an antenna together with the Feed wire 21 used, which has sufficient sensitivity as an AM receiving antenna for the medium wave range (MW) or the shortwave range (SW). For FM reception in the VHF range, the conductor 21 is used as an antenna, which is separated from the heater 12, which forms the AM antenna via the tap circuit 22.

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Die Kapazität der Antenne gesehen vom Antennenanschluß des Empfängers beträgt 200 und einige zehn pF. Da die Antennenkapazität des Radioempfängers im allgemeinen auf 80 pF eingestellt ist, muß die Kapazität der Antenne unter Verwendung der Heizung kompensiert werden. Für diese Zwecke ist der Kondensator 24 vorgesehen.The capacity of the antenna as seen from the antenna connection of the receiver is 200 and a few tens of pF. Since the antenna capacitance of the radio receiver is generally set to 80 pF, the capacitance of the antenna must be compensated for using the heater. The capacitor 24 is provided for this purpose.

Die Kraftfahrzeugantenne hat ausreichende Leistung für Mittelwellen-AM-Empfang und VHF-FM-Empfang, jedoch ergeben sich Probleme beim Empfangen von Langwellensignalen (LW-150 kHz bis 275 kHz).The automobile antenna has sufficient performance for medium-wave AM reception and VHF-FM receiver, but problems arise when receiving long-wave signals (LW-150 kHz to 275 kHz).

Bei dieser Antenne wird die Drosselspule 19 mit hoher Induktivität verwendet, um die Heizung 12 von Erde im Hochfrequenzbereich zu trennen. Als Kern 193 dieser Drosselspule wird ein Kern mit niedrigen Verlusten verwendet, dessen Permeabilität-Frequenz-Kennlinie sich sehr weit in den Hochfrequenzbereich erstreckt, um den Antennengewinn im Mittelwellenbereich zu vergrößern. Dabei ist die Induktivität sehr groß. Es besteht noch ein weiterer Grund, warum der Kern 193 niedrige Verluste haben muß. Im Falle einer Antenne, die als Heizung verwendet wird, muß eine Verbindung zwischen dem an dem Armaturenbrett angebrachten Radioempfänger und der Antenne mit einem langen Koaxialkabel hergestellt werden, was zu einer Verschlechterung des gesamten Antennengewinns führt. Deshalb wird ein Kern mit niedrigen Verlusten im Hinblick auf eine Vergrößerung des Antennengewinns verwendet.In this antenna, the choke coil 19 with high inductance is used to separate the heater 12 from earth in the high frequency range. A core with low losses is used as the core 193 of this choke coil, the permeability-frequency characteristic curve of which extends very far into the high-frequency range in order to increase the antenna gain in the medium-wave range. The inductance is very large. There is another reason why the core 193 must have low losses. In the case of an antenna used as a heater, a connection between the dashboard-mounted radio receiver and the antenna must be made with a long coaxial cable, which leads to a deterioration in the overall antenna gain. Therefore , a low-loss core is used with a view to increasing the antenna gain .

Wenn ein Langwellensignal durch diese Antenne empfangen wird, ergibt sich eine Antennengewinn-Frequenz-Kennlinie, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. Es ergibt sich ein Spitzenwert bei einer Frequenz um die untere Grenze des Langwellenbereichs· Dies rührt von der Resonanz der Kapazität der Antennenzuleitung 23 und der Heizung 12 und der Induktivität der Drosselspule her. Um den Resonanzpunkt in ein Gebiet zu verschieben, wo sich kein Einfluß auf die Antennenkennlinie in» Langwellenbereich ergibt, muß die Induktivität sehr groß gemacht werden. Das führt dazu, daß die Außenabmessungen When a long wave signal is received by this antenna, the antenna gain-frequency characteristic is as shown in FIG . The result is a peak value at a frequency around the lower limit of the long-wave range. This is due to the resonance of the capacitance of the antenna feed line 23 and the heater 12 and the inductance of the choke coil. In order to move the resonance point to an area where there is no influence on the antenna characteristic in the »long wave range, the inductance must be made very large. This leads to the fact that the external dimensions

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der Drosselspule sehr groß werden, was in der Praxis unerwünscht ist. Wenn eine Spitze in der Antennengewinn-Kennlinie vorhanden ist, erhält die Kennlinie, wie in Fig. 3 gezeigt ist, zwei Höcker, wenn der Abstimmpunkt des Abstimmkreises nahe dieser Spitze während des Signalempfangs kommt. Dadurch wird die Fähigkeit des Radioempfängers, Störungen zu vermeiden, verschlechtert.the choke coil become very large, which is undesirable in practice. If there is a peak in the antenna gain curve is present, the characteristic curve, as shown in FIG. 3, has two bumps when the tuning point of the tuning circle comes close to this peak during signal reception. This will reduce the ability of the radio receiver to interfere to avoid deteriorating.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Antennenkreis für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, der einen ausreichenden Empfang von Langwellensignalen wie auch von Mittelwellen- und Kurzwellensignalen sicherstellt, ohne die Abmessungen der HP-Drosselspule zu vergrößern.The object of the invention is to create an antenna circuit for a motor vehicle that has a sufficient Ensures reception of long-wave signals as well as medium-wave and short-wave signals, without the dimensions to enlarge the HP choke coil.

Der Antennenkreis für ein Kraftfahrzeug nach der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß zwei paarweise angeordnete Wicklungen der HF-Drosselspule gemeinsam um einen ersten Kern, der zu geringen Verlusten im Langwellenbereich führt, und um einen zweiten Kern, der zu großen Verlusten im Langwellenbereich führt, gewickelt sind.The antenna circuit for a motor vehicle according to the invention is essentially characterized in that two pairs arranged windings of the HF choke coil together around a first core, which leads to low losses in the long-wave range leads, and are wound around a second core, which leads to large losses in the long-wave range.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sindThe invention is described by way of example with reference to the drawing in which

Pig. 1 eine Darstellung einer bekannten Ausführungsform eines Antennenkreises eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Scheibenheizung als Antenne verwendet wird,Pig. 1 shows an illustration of a known embodiment of an antenna circuit of a motor vehicle in which a window heater is used as an antenna,

Fig. 2 und 3 Diagramme der Antennengewinn-Frequenz-Kennlinie der in Fig. 1 gezeigten Antenne,FIGS. 2 and 3 are diagrams of the antenna gain-frequency characteristic curve of the antenna shown in FIG. 1,

Fig. 4 eine Darstellung einer Ausführungsform des Antennenkreises für ein Kraftfahrzeug nach der Erfindung,4 shows an illustration of an embodiment of the antenna circuit for a motor vehicle according to the invention,

Pig. 5 bis 7 Diagramme der Permeabilität-Frequenz-Kennlinie des in dem Antennenkreis nach der Erfindung verwendeten Kerns, Pig. 5 to 7 diagrams of the permeability-frequency characteristic of the core used in the antenna circuit according to the invention,

Fig. 8 ein Diagramm der Antennengewinn-Frequenz-Kennlinie des Antennenkreises nach der Erfindung im Langwellenbereich und Fig. 8 is a diagram of the antenna gain-frequency characteristic of the antenna circuit according to the invention in the long wave range and

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Fig. 9 eine scheiaatische Darstellung einer Abänderung der HF-Drosselspule, die bei der Erfindung angewendet wird.Fig. 9 is a schematic representation of a modification of the RF choke coil used in the invention.

Gemäß Fig. 4 enthält der Antennenkreis für ein Kraftfahrzeug nach der Erfindung die Heizung 12, die Batterie 17 und die HF-Drosselspule 31 wie im Falle der Fig. 1, wobei die HF-Drosselspule eine verbesserte Ausgestaltung hat. Der übrige Teil des Antennenkreises entspricht dem in Fig. 1 und wird deshalb nicht besonders beschrieben. Die HF-Drosselspule in ihrer erfindungsgemäßen Ausbildung besteht aus zwei paarweise angeordneten Kernen 311 und 312 mit unterschiedlicher Leistung, die in der in der Figur gezeigten Weise gestapelt sind, und aus zwei paarweise angeordneten Spulen 313 und 314. Der erste Kern 31I ist von derselben Art wie der in Fig. 1 gezeigte Kern 193 und hat geringe Verluste im Langwellenbereich. Fig. 5 zeigt die Frequenzkennlinie der Permeabilität/U1 des Verlustes ax" des Kerns 311·According to FIG. 4, the antenna circuit for a motor vehicle according to the invention contains the heater 12, the battery 17 and the HF choke coil 31 as in the case of FIG. 1, the HF choke coil having an improved design. The remaining part of the antenna circuit corresponds to that in FIG. 1 and is therefore not specifically described. The RF choke coil in its configuration according to the invention consists of two cores 311 and 312 arranged in pairs with different powers, which are stacked in the manner shown in the figure, and of two coils 313 and 314 arranged in pairs. The first core 31I is of the same type like the core 193 shown in FIG. 1 and has low losses in the long-wave range. Fig. 5 shows the frequency characteristic of the permeability / U 1 of the loss ax "of the core 311 ·

Wie sich aus der Figur ergibt, erstreckt sich die Permeabilität /U1 des Kerns 311 flach bis in den Mittelwellenbereich und der Verlust /u" erhöht sich allmählich im Mittelwellenbereich, was zu einer Spitze bei 1,5 MHz führt. Deshalb hat die Antenne, die gleichzeitig als Heizung verwendet werden kann, einen ausreichenden Antennengewinn für den Mittelwellenbereich. Der Kern 311 ergibt jedoch einen sehr geringen Verlust im Langwellenbereich und deshalb ergibt sich eine hohe Resonanz Q aufgrund der Kapazität der Heizung und der Induktivität der Drosselspule im Langwellenbereich. Als Ergebnis ergibt sich eine Spitze in der Antennengewinn-Kennlinie.As can be seen from the figure, the permeability / U 1 of the core 311 extends flatly into the medium wave range and the loss / u "gradually increases in the medium wave range, resulting in a peak at 1.5 MHz. Therefore, the antenna, which can be used as a heater at the same time, has a sufficient antenna gain for the medium wave range. However, the core 311 gives very little loss in the long wave range, and therefore a high resonance Q due to the capacity of the heater and the inductance of the choke coil in the long wave range there is a peak in the antenna gain characteristic.

Der zweite Kern 312 führt zu großem Verlust im Langwellenbereich. Fig. 6 zeigt die Kennlinien der Permeabilität ,u1 und des Verluste λχ" dieser Spule in Abhängigkeit von der Frequenz.The second core 312 leads to a large loss in the long wave range. Fig. 6 shows the characteristics of the permeability, u 1 and the loss λχ "of this coil as a function of the frequency.

Wie sich aus der Figur ergibt, hat der Kern 312 eine sehr große Permeabilität bei niedrigen Frequenzen. Diese Permeabilität nimmt im Langwellen-Bereich oder Mittelwellenbereich As can be seen from the figure, the core 312 has a very high permeability at low frequencies. This permeability increases in the long wave range or medium wave range

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ab und der Verlust ,u" zeigt eine Spitze bei einer Frequenz von 100 kHz oder einer etwas niedrigeren Frequenz.ab and the loss, u "shows a peak at one frequency of 100 kHz or a slightly lower frequency.

Wenn der erste Kern 311 und der zweite Kern 312 kombiniert werden, werden die gesamte Permeabilität /u1 und der Verlust ,u" so verbessert, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Die Permeabilität -Frequenz-Kennlinie erstreckt sich nämlich bis zu 1 MHz und mehr, obwohl die Permeabilität abnimmt. Gleichzeitig kann ein Verlust/U" bei einem bestimmten Wert im Langwellenbereich erhalten werden. Dadurch kann eine fast flache Kennlinie des Antennengewinns vom Langwellenbereich bis zum Mittelwellenbereich erhalten werden, wie Fig. 8 zeigt. Dies ist gleichwirkend mit einer Mastantenne, wie sie üblicherweise als Kraftfahrzeugantenne verwendet wird. Somit hat bei dem Antennenkreis für ein Kraftfahrzeug nach der Erfindung die Heizung eine ausreichende Empfindlichkeit als Empfangsantenne für den Langwellenbereich und den Mittelwellenbereich.When the first core 311 and the second core 312 are combined, the total permeability / u 1 and the loss, u "are improved as shown in FIG. 7. Namely, the permeability-frequency characteristic extends up to 1 MHz and more, although the permeability decreases. At the same time, a loss / U "can be obtained at a certain value in the long wave region. As a result, an almost flat characteristic of the antenna gain from the long wave range to the medium wave range can be obtained, as FIG. 8 shows. This has the same effect as a mast antenna, as is commonly used as a motor vehicle antenna. Thus, in the antenna circuit for a motor vehicle according to the invention, the heater has sufficient sensitivity as a receiving antenna for the long wave range and the medium wave range.

Gemäß Fig. 4 ist der Antennenkreis nach der Erfindung mit einem Rauschfilter 34- versehen, das aus einem Kondensator und einer Drosselspule 33 zwischen der Wicklung 314 der HF-Drosselspule 3"1 und der Batterie 17 besteht. Dieses Filter verhindert, daß von dem Kraftfahrzeug erzeugtes Rauschen auf die Antenne gegeben wird, wobei das Rauschen üblicherweise dem Stromversorgungsweg auf der Batterieseite überlagert wird. Dieses Rauschen ist insbesondere wesentlich, wenn das Kraftfahrzeug einen Synchrongenerator verwendet. Das von dem Synchrongenerator erzeugte Rauschen streut mit seinen Harmonischen bis in den Langwellenbereich und deshalb muß dieses Rauschen ausreichend eliminiert werden.According to FIG. 4, the antenna circuit according to the invention is provided with a noise filter 34, which consists of a capacitor and a choke coil 33 between the winding 314 of the HF choke coil 3 " 1 and the battery 17. This filter prevents the motor vehicle The noise generated is given to the antenna, the noise usually being superimposed on the power supply path on the battery side. This noise is particularly important when the motor vehicle uses a synchronous generator. The noise generated by the synchronous generator spreads with its harmonics into the long wave range and therefore must this noise can be sufficiently eliminated.

Der zum Eliminieren des Rauschens vorgesehene Kondensator ergibt jedoch nicht eine ausreichende Eliminierung des Rauschens im Langwellenbereich. Da Gleichstrom durch die Drosselspule 33 fließt, ist es empfehlenswert, einen Kern mit einer sehr guten Gleichstrom-Überlagerungskennlinie zu However, the capacitor provided for eliminating the noise does not provide sufficient elimination of the noise in the long wave region. Since direct current flows through the choke coil 33, it is recommended to use a core with a very good direct current superposition characteristic

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verwenden. Als Material des ersten und des zweiten Kerns J11 und 312 für die HF-Drosselspule 31 wird Ferrit oder Siliziumstahl verwendet.use. As the material of the first and second core J11 and 312 for the RF choke coil 31, ferrite or silicon steel is used.

Fig. 9 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der HF-Drosselspule, die bei dem Kreis nach der Erfindung angewendet wird, wobei die beiden Kerne 311 und 312 getrennt sind und die Wicklungen 313a, 313b und 314a, 314b einzeln aufgebracht sind, wodurch paarweise eingeordnete, in Reihe geschaltete Drosselspulen erhalten werden. Die Windungrjzahlen der Wicklungen 313a» 313b und 314a, 314b sind gleich den gesamten Windungszahlen 313 und 314 gemäß Fig. 4. Bei dieser Ausführungsform ist die erforderliche Fläche größer als die bei der Ausführungsform nach Fig. 4.Fig. 9 shows a modified embodiment of the RF choke coil, which is applied to the circuit according to the invention, the two cores 311 and 312 being separated and the Windings 313a, 313b and 314a, 314b applied individually are, which means that they are arranged in pairs and connected in series Choke coils can be obtained. The number of turns of the windings 313a »313b and 314a, 314b are equal to the whole Number of turns 313 and 314 according to FIG. 4. In this embodiment, the required area is larger than that in the Embodiment according to FIG. 4.

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Claims (1)

REINLÄNDER & BERNHARDT 27464REINLÄNDER & BERNHARDT 27464 PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS Orthstraße 12 D-8000 München 60 6/310 Orthstrasse 12 D-8000 Munich 60 6/310 FUJl1LSII ThN LIMITEDFUJl 1 LSII ThN LIMITED 2-28, Goshodori 1-chome, Hyogo-ku, Kobe, Japan2-28, Goshodori 1-chome, Hyogo-ku, Kobe, Japan TOYOTA JIDOSiIA KOGYO KABUSHIKI KAISIIATOYOTA JIDOSiIA KOGYO KABUSHIKI KAISIIA 1, Toyota-cho, Toyota-shi Aichi-ken, Japan1, Toyota-cho, Toyota-shi Aichi-ken, Japan TOHOKU M£TAL INDUSTRIES, LTD.TOHOKU M £ TAL INDUSTRIES, LTD. 7-1, Koriyama 6-chome, Sendai, Miyagi-ken, Japan7-1, Koriyama 6-chome, Sendai, Miyagi-ken, Japan Pat entansprüchePatent claims Antennenkreis für ein Kraftfahrzeug unter Verwendung der Scheibenheizung des Kraftfahrzeugs als Antenne, gekennzeichnet durch zwei paarweise Wicklungen einer HF-Drosselspule, die jeweils zwischen die Leitung der Gleichspannungsquelle der Heizung und die Erdleitung eingesetzt sind, wobei die Wicklungen gemeinsam auf einen ersten Kern zur Erreichung eines geringen Verlustes im Langwellensignalband uad auf einen zweiten Kern zur Erreichung eines großen Verlustes im Langwellensignalband gewickelt sind.Antenna circuit for a motor vehicle using the window heater of the motor vehicle as an antenna, characterized by two windings in pairs of an HF choke coil, which are each inserted between the line of the DC voltage source of the heater and the earth line, the windings jointly on a first core to achieve a low Loss in the long wave signal band uad are wound on a second core to achieve a large loss in the long wave signal band. 2. Antennenkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen gemeinsam auf den aus einer Einheit bestehenden ersten und zweiten Kern gewickelt sind.2. antenna circuit according to claim 1, characterized in that that the windings are wound together on the unitary first and second cores. 5. Antennenkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen aus zwei unabhängigen Teilen zusammen- gesetzt sind, die gemeinsam auf den ersten und den zweiten 5. Antenna circuit according to claim 1, characterized in that the windings are composed of two independent parts which are common to the first and the second Kern gewickelt sind, und daß diese Teile in Reihe geschaltetCore are wound, and that these parts are connected in series sind.are. 809819/0619809819/0619 4. Antennenkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rauschfilter zwischen die eine Wicklung der HF-Drosselspule und die Gleichspannungsquelle geschaltet sind.4. antenna circuit according to claim 1, characterized in that that a noise filter is connected between one winding of the HF choke coil and the DC voltage source. 5. Antennenkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauschfilter aus einem Kondensator und einer
Drosselspule besteht.
5. antenna circuit according to claim 4, characterized in that the noise filter consists of a capacitor and a
There is a choke coil.
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