DE3334760A1

DE3334760A1 - Koppeleinrichtung fuer kfz als sende- und/oder empfangsantenne im vhf/uhf-bereich(vorzugsweise fuer den 4-m-bereich der behoerden und organisationen mit sicherheitsaufgaben)

Info

Publication number: DE3334760A1
Application number: DE19833334760
Authority: DE
Inventors: Klaus 4400 Münster Kötter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-09-26
Filing date: 1983-09-26
Publication date: 1985-04-11
Also published as: DE3334760C2

Description

Titel:
(technische Bezeichnung) Koppeleinrichtung für Kfz als Sende- und/ oder Empfangsantenne im VHF/UHF-Bereich Evorzugsweise für den 4-m-Bereich der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS)] Beschreibung Anwendungsgebiet: Die Erfindung betrifft eine HF-Koppeleinrichtung, die ohne aufwendige Anpaßschaltungen oder aktive Bauelemente das gesamte Kfz von innen als Antenne anregt und aufgrund ihrer guten Werte einen vollen Ersatz .für Kfz-Außenantennen darstellt.
Stand der Technik mit Fundstellen: Erfindungen und Gebrauchsmuster, die darauf abzielen, Kfz als Antennen zu nutzen und mit innenliegenden Koppeleinrichtungen anzuregen, sind seit geraumer Zeit bekannt.
Für die Beurteilung der Patentfähigkeit der vorgestellten Lösung in Betracht gezogene Patentschriften und sonstige Fundstellen: 1) DE 1955004 DE-OS 1949827 FR 1515532 US 2520987 US 2520985 US 2520984 DE 2733478 2) Notantenne der Fa. R. Hirschmann Moba 2 14 00 3) E. Stirner: Antennen, Bd. 1 u. 2 Verlag Hüthig, Heidelberg, 1976 Kritik des Standes der Technik: Sämtliche untersuchten und geprüften Antenneneinrichtungen weisen sowohl elektrische als auch mechanische Merkmale auf, die eine Anwendung für den verdeckten Einbau in Einsatzfahrzeugen der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS), aber auch in üblichen Pkw ausschließen. Dies bezieht sich auf den Wirkungsgrad, die geforderte Bandbreite, die Form der Abstrahlungsdiagramme und die sichere und unauffällige Anbringungsart im Kfz, da eine Unterbringung in der Scheibe, insbesondere in der Heckscheibe wegen der Heizungsleiter, in der Regel nicht zu den geforderten Werten führt.
Zudem wirkt sich die Anbringung im Frontscheibenbereich wegen der Nähe zur störungsverursachenden Leistungselektrik des Kfz negativ auf das Signal-/Rauschverhältnis aus.
Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, speziell für besondere Einsatzfahrzeuge der BOS ohne auffällige Antennenanlagen an Kfz auszukommen.
Wegen der Einfachheit der gefundenen Lösung bietet sich das Koppelverfahren auch für Kfz-UKW-Rundfunkantennen und öbL-Funkanlagen an.
Lösung: Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit einer HF-Koppeleinrichtung nach Fig. 1 (Strahler 1), die unauffällig im Kfz-Inneren geometrisch definiert untergebracht wird, das gesamte Kfz als Antenne im Sinne einer Monopol- bzw. Dipolgruppe, bestehend aus dem Kfz-Dach als elektrischem Bezug und den Holmen zwischen Kfz-Dach und -Chassis, angeregt wird und nach dem Prinzip der Schlitzantenne, dargestellt durch die Fensteröffnungen, HF-Wellen abstrahlt bzw.
empfängt. Dabei gehen alle resonanzfähigen Gebilde im Kfz-Inneren gem. Fig. 1 als Sekundärstrahler 2 - n über der leitenden Ebene des Kfz-Daches als Monopole oder Dipole in das Gesamtsystem ein.
Der Fußpunktwiderstand der Koppeleinrichtung und der Grad der Leistungskopplung richten sich unter Beachtung des Verkürzungsfaktors der Strahler nach den Direktor-/Reflektor-Verhältnissen der jeweiligen Karosserie.
Die Mängel bisheriger einschlägiger Lösungsansätze werden dadurch beseitigt, daß das leitende Kfz-Dach oder der metallisierte Kfz-Himmel als elektrischer und mechanischer Bezug gewählt werden und damit durch rein mechanische Dimensionierung und Positionierung der Koppeleinrichtung eine breitbandige Anpassung an Sende-/ Empfangsanlagen erreicht wird.
Wie Fig. 2 zeigt, wird das Koppelelement (1), das mit einer isolierenden Halteeinrichtung in der Einfassung des Kfz-Fensters mit-2 cm Abstand zur Scheibe sitzt, am Abholpunkt (2), der Masse- und Bezugspunkt der asymmetrischen Speisung mit einem handelsüblichen Koaxialkabel (4), wie RG 213, ist, über einen Feinabstimmkondensator (3) mit 10 - 110 pF, der im Einzelfall entbehrlich ist, von der Sende-/ Empfangsanlage (5) beaufschlagt. Dabei wirkt die Länge 1 (6) als direkt frequenzbestimmendes Element, der Abstand a (7) zum C- oder A-Holm zur Bestimmung des Fußpunktwiderstands und der Durchmesser des Koppel elements mit einem Schlankheitsgrad s< 50 in Verbindung mit der vertikalen öffnungsgröße des Kfz-Fensters als bestimmend für das Breitbandverhalten.
Die mit einer derartigen Koppeleinrichtung erzielbaren Werte im 4-m-Bereich der BOS ergeben sich hinsichtlich der Welligkeit aus Fig. 3 (Unterband) und Fig. 4 (Oberband) ohne jegliche Schaltungsveränderung bei Bandlagenwechsel.
Das horizontale Strahlungsdiagramm dieser Koppeleinrichtung (1) an einem handelsüblichen Pkw gem. Fig. 5 zeigt den direkten Vergleich mit einer X/4-Außenantenne (2) auf dem vorderen Kotflügel, wie sie zur Zeit verwendet wird.
Die dargestellten Werte lassen sich bei allen Kfz-Typen mit ähnlichem Karosserieaufbau erzielen.
Erzielbare Vorteile: Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß auffällige Antenneneinrichtungen an getarnten Kfz wegfallen und die Koppeleinrichtung unter Erhaltung der inneren Sicherheit in übliche Kfz-Zubehörteile integriert werden kann.
Darüber hinaus bedeutet der Wegfall von Außenantennen an allen Kfz: - Schutz vor Abbruch von Antennen (Abbrechen der Funkverbindung) - Beschädigungsverhinderung in Waschstraßen - Wegfall von Durchbohrungen der Kfz-Außenhaut und von besonderen kostenaufwendigen Vorrüstungen an der Karosserie für Antenneninstallationen Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele: Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 6 - 8 dargestellt.
Fig. 6: Das Koppelelement (la), bestehend aus einer im Kfz-Himmel plazierten 70 cm langen und 5 cm breiten Kupferfolie, wirkt als Dipol mit dem am Holm angebrachten Masseband (2a). Eine passive Anpaßschaltung als Verlängerung mit einer offenen Luftspule (3) oder Verkürzung mit einem Trimmkondensator (10 - 110 pF) ergibt den optimalen Anpaßwert.
Die Variante mit dem Massekoppelelement (ib) und dem Strahler (2b) hat im Prinzip den cleichen Effekt.
Durch genaue mechanische Dimensionierung und Plazierung im Kfz-Himmel erübrigen sich in der Regel Abstimmelemente (L oder C).
Die Antennenzuführung erfolgt durch den Holm zur Sende-/Empfangsanlage (4).
Mit der speziellen Anbringung der Koppelelemente im Kfz-Himmel besteht eine Möglichkeit der Veränderung des Abstrahlungsdiagramms, falls dies erforderlich wird, beispielsweise für Peilaufgaben.
Fig. 7 Eine mögliche Anwendung des Prinzips nach Fig. 2 ist der Einbau in eine Kfz-Heckfensterjalousie.
Als Strahler (1) wirkt hierbei die Führ- und Halteeinrichtung, die gegen die Karosserie isoliert sein muß.
Am Abholpunkt (2), dessen Lage frequenzabhängig und kfz-bezogen variiert wird, läuft das handelsübliche Koaxialantennenkabel (3) mit Z ~ 50 Q auf, das mit seinem Schirm auf Masse gelegt wird. Die Antennenzuleitung von der S/E-Anlage (4) ist längenunabhängig anschließbar.
Fig. 8 Eine weitere, bereits einsatzmäßig erprobte Variante ist die Integration des Koppelelements in eine Kfz-Zusatzbremsleuchtenanlage.
Hierbei ist der Strahler (1), bestehend aus Messingrohr mit einem von 8 mm, Befestigungsstange für die Zusatzbremsleuchte.
Abholpunkt (2), Antennenzuführung (3) und SjE-Anlage (4) sind unter gleichen physikalischen Bedingungen wie in Fig. 7 zu sehen.
Die Bremsleuchtenleitung (5) muß zur Verhinderung parasitärer HF-Ströme im passiven Element der Zusatzbremsleuchtenanlage geführt und erforderlichenfalls mit einer HF-Sperrdrossel versehen werden.

Claims

Ansprüche: Oberbegriff: 1. Koppeleinrichtung für Kfz als Sende-und/oder Empfangsantenne nach Fig.
2, Kennzeichnender Teil: dadurch gekennzeichnet, daß mit mechanisch definierten Koppelelementen lageabhängig die Kfz-Karosserie vom Kfz-Dach als leitender Bezugsebene ohne aufwendige Abstimmelemente nach dem Schlitzantennenprinzip breitbandig angeregt wird.

Oberbegriff des ersten Unteranspruchs: Kennzeichnender Teil des Unteranspruchs: 2. Kfz-Fertighimmelantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderlichen Koppelelemente und bei Bedarf die Metallisierungsschicht an einem Kfz-Fertighimmel angebracht werden.

Oberbegriff des zweiten Unteranspruchs: 3. Kfz-Heckfensterjalousieantenne und Kfz-Zusatzbremsleuchtenantenne o.ä. nach Anspruch 1, Kennzeichnender Teil des Unteranspruchs: dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Koppelelement(e) als Bestandteil der Führ-und Befestigungseinrichtung einer Heckfensterjalousie, einer Zusatzbremsleuchtenanlage oder eines sonstigen geeigneten Kfz-Zubehörs wirken.

Oberbegriff des dritten Unteranspruchs: 4. Gruppenanordnung von mehreren Koppelelementen für Peilzwecke nach Anspruch 1, Kennzeichnender Teil des Unteranspruchs: dadurch gekennzeichnet, daß durch besondere Anbringung von mehreren Koppelelementen nach bekannten Verfahren eine Richtungsbestimmung möglich wird.