DE3341616C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenantenne für Automobile gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und des Anspruches 2.

Aus der DE-OS 29 14 791 ist bereits eine Scheibenantenne für Automobile bekannt, die grundsätzlich zwei Antennen umfaßt, von denen die eine Antenne eine T-förmige Gestalt hat und von denen die andere Antenne in Form einer großen Schleife ausgebildet ist. Diese bekannte Scheibenantenne für Automobile ist als aktive Antenne ausgebildet, d. h. sie ist unmittelbar mit einer Hochfrequenzverstärkerschaltung verbunden, die eine Frequenzcharakteristik zur Verstärkung mindestens einer Frequenzbandregion der UKW-Rundfunkwellen oder der LMK-Rundfunkwellen besitzt. Bei einer Ausführungsform dieser bekannten Scheibenantenne ist ein Hauptantennenabschnitt vorhanden, der oberhalb eines Hilfsantennenabschnittes verläuft, wobei auch noch ein weiterer Antennenabschnitt vorgesehen ist, der für die Phaseneinstellung dient. Der Antennenabschnitt zur Phaseneinstellung verläuft im wesentlichen parallel zu dem genannten Hilfsantennenabschnitt. Der Hilfsantennenabschnitt kann in doppelter Ausführung vorgesehen sein.

Aus der US-PS 40 63 247 ist ebenfalls eine Scheibenantenne für Automobile bekannt, bei der die Antennenkonfiguration keinen Antennenabschnitt für eine Impedanzanpassung aufweist. Bei einer Ausführungsform umfaßt die Antennenkonfiguration zwar eine Stichleitung, diese kann jedoch nicht die Funktion einer Impedanzanpassung durchführen, sondern hat hier die Funktion eines Filters und dient speziell dazu, sehr hochfrequente Signale zu unterdrücken, die über Heizdrahtleitungen zugeführt werden.

In den letzten Jahren sind bei Automobilen immer häufiger Scheiben in Gebrauch genommen worden, die Heizdrähte und Antennendrähte enthalten. Diese Automobil-Scheibenantennen, die populär auch Defroster-Antennen genannt werden, lassen sich in zwei Gruppen unterteilen.

Bei der ersten Gruppe sind auf einer Automobil-Fensterscheibe sowohl Heizdrähte als auch Antennendrähte unabhängig voneinander angeordnet, so daß sie getrennt voneinander ihre jeweilige Aufgabe erfüllen. Bei der zweiten Gruppe sind die Heizdrähte und die Antennendrähte miteinander verbunden, und in diesem Fall wirken die Heizdrähte zusätzlich auch als Hilfs-Antennendrähte.

Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Automobil-Scheibenantenne, die zum ersten Typ gehört. Dabei ist mit 1 das Scheibenglas, mit 2 der Heizleiter, der auf das Glas 1 aufgebracht ist, und darüber mit 3 eine Antenne bezeichnet, die getrennt von den Heizdrähten 2 auf das Scheibenglas 1 aufgebracht ist.

Die Richt-Eigenschaften der Scheibenantenne bei Ultrakurzwellenempfang (UKW-Empfang) sind in Fig. 2 dargestellt. In diesem Diagramm bezeichnet F die Fahrtrichtung eines Automobils, während mit B die Rückwärtsrichtung gekennzeichnet ist, und die Radialrichtungen bedeuten die Richtungen, aus denen die elektrischen Wellen auf die Antenne treffen. Mit der Kurve "a" ist der UKW-Empfang bei 80 MHz, mit der Kurve "b" der UKW-Empfang bei 83 MHz und mit der Kurve "c" der UKW-Empfang bei 86 MHz dargestellt.

Man sieht aus dem Diagramm der Fig. 2, daß eine sogenannte Defroster-Scheibenantenne der ersten Gruppe die geringste Empfangsgüte für elektrische Wellen, die direkt von vorne oder direkt von hinten auf das Automobil auftreffen, hat, während das Maximum der Empfangsgüte für seitlich auftreffende Wellen vorliegt. Hinzukommt, daß bei den üblichen Scheibenantennen der ersten Gruppe der Unterschied zwischen Maximum und Minimum der Empfangsgüte ziemlich groß ist und daß überdies keine hohe Empfangsgüte über den gesamten Frequenzbereich erzielt wird. Abhängig von der Richtung, in der das Automobil zum Sender steht, kann der Abfall der Empfangsgüte so stark sein, daß der UKW-Empfang über die Antenne vollkommen unbrauchbar wird.

Fig. 3 zeigt eine Automobil-Scheibenantenne der zweiten Gruppe, wie sie bereits durch die Erfinder der nachstehend angegebenen Erfindung vorgeschlagen wurde. Auf dem Scheibenglas 1 ist wiederum ein Heizdraht 2 angebracht, der mit der Empfangsantenne verbunden ist. Eine mit 4 bezeichnete, T-förmige Antenne weist einen horizontalen Abschnitt 5 a und einen vertikalen Abschnitt 5 b auf. Mit dem vertikalen Abschnitt der T-förmigen Antenne ist eine Empfangsantenne 6 verbunden, die zum vertikalen Abschnitt 5 b nach beiden Seiten symmetrisch ist, wobei die freien Enden wiederum zur Mitte hin zurückführen. Der Schnittpunkt 7, der sich zwischen dem waagrechten Abschnitt 5 a und dem vertikalen Abschnitt 5 b der T-förmigen Antenne 4 ergibt, bildet den Anschlußpunkt. Von hier wird an einem Punkt 8 ein Leiter vom Schnittpunkt 7 vertikal weggeführt.

Diese Scheibenantenne hat folgende Abmessungen:
A=1100 mm, A′=1450 mm, B=590 mm, M=510 mm, L=530 mm, y=490 mm, S=30 mm, g=30 mm, n=30 mm und h=40 mm, und die Heizleiter 2 bestehen insgesamt aus 13 Heizleitern mit 35 mm Abstand zueinander. Die Richtungseigenschaften der Antenne für den Empfang horizontal polarisierter Rundfunkwellen bei 80 MHz sind in Fig. 4 dargestellt.

Aus diesem Diagramm ist zu erkennen, daß der Durchschnittswert der Empfangsgüte dieser Scheibenantenne gegenüber dem ersten Typ verbessert ist, daß jedoch bezüglich der Richtwirkung noch Wünsche offen bleiben.

Eine herkömmliche Automobil-Scheibenantenne weist folglich den Nachteil auf, daß dort, wo stark ausgerichtete UKW-Rundfunkwellen empfangen werden sollen oder die Feldstärke gering ist, die Empfangsgüte zu klein ist, um einen zufriedenstellenden UKW-Empfang zu erreichen, und zwar abhängig von der Richtung, in der das Automobil zum ankommenden Senderfeld steht, oder auch abhängig von der Höhe der Frequenz.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Scheibenantenne für Automobile der angegebenen Gattung derart weiterzubilden, daß Impedanzanpassung an das Zuführungskabel zu einem Empfänger realisiert ist, ohne dadurch die Antennencharakteristik zu verschlechtern.

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Lösungsvorschlag erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Ein zweiter erfindungsgemäßer Lösungsvorschlag der genannten Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 2.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Ausbildung der Scheibenantenne lassen sich ausgezeichnete Richteigenschaften und Verstärkungseigenschaften realisieren, und zwar selbst bei einem vergleichsweise sehr kleinen Raum außerhalb der beheizten Fläche einer Scheibe, die mit Heizdrähten ausgestattet ist.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 3 bis 6.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine herkömmliche Scheibenantenne eines ersten Typs;

Fig. 2 ein Diagramm der Richteigenschaften der Scheibenantenne nach Fig. 1;

Fig. 3 die Leiteranordnung einer herkömmlichen Scheibenantenne des zweiten Typs;

Fig. 4 das Richtungsdiagramm der Empfangsgüte der Scheibenantenne nach Fig. 3 für 80 MHz-Rundfunkwellen;

Fig. 5 die Leiteranordnung einer Scheibenantenne mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 6, 7 und 8 Scheibenantennen in einer ersten, zweiten und dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 9, 10 und 11 Diagramme der Richteigenschaften der Scheibenantenne gemäß erstem Ausführungsbeispiel bezüglich des UKW-Empfangs bei 80 MHz, 83 MHz und 86 MHz;

Fig. 12, 13 und 14 abgewandelte Gestaltungen der T-förmigen ersten Antenne;

Fig. 15, 16 und 17 den Leiterverlauf eines vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiels einer Scheibenantenne mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 18, 19 und 20 Diagramme der Richteigenschaften der Scheibenantenne nach dem vierten Ausführungsbeispiel für UKW-Empfang bei 80 MHz, 83 MHz und 86 MHz;

Fig. 21-25 abgewandelte Formen des ersten Antennenleiters der Scheibenantenne des vierten bis sechsten Ausführungsbeispiels;

Fig. 26-28 die Leiteranordnung der Scheibenantenne mit Merkmalen nach der Erfindung in einem siebten, achten und neunten Ausführungsbeispiel;

Fig. 29-31 Diagramme der Richteigenschaften der Scheibenantenne des siebten Ausführungsbeispiels bei UKW-Empfang von 80 MHz, 83 MHz und 86 MHz;

Fig. 32-35 die Leiteranordnungen von Scheibenantennen eines zehnten bis dreizehnten Ausführungsbeispiels;

Fig. 36-38 Diagramme der Richteigenschaften der Scheibenantenne in der zehnten Ausführungsform bezüglich UKW-Empfang bei 80, 83 bzw. 86 MHz.

Fig. 6 zeigt eine Scheibenantenne mit Merkmalen nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsform. Das Leitermuster der Antenne eignet sich speziell für den frequenzmodulierten UKW-Rundfunkempfang. Mit 1 ist das Scheibenglas einer Heckscheibe oder einer Windschutzscheibe eines Automobils bezeichnet, auf der Heizleiterdrähte 2 angeordnet sind. Ein erstes Antennenelement 11 besteht aus einem horizontalen Abschnitt 12 und einem vertikalen Abschnitt 13 in T-Form. Ein zweites Antennenelement 14 ist aus einem horizontalen Abschnitt 14 a und einem nach rückwärts umgebogenen Abschnitt 14 b zusammengesetzt. Gleichermaßen weist ein drittes Antennenelement 15 einen horizontalen Abschnitt 15 a und einen zweiten horizontalen Abschnitt 15 b auf. Ein Punkt 17, von dem der Anschlußpunkt 16 ausgeht, ist in einem vertikalen Abschnitt 15 c vorgesehen, der den horizontalen Abschnitt 15 a des dritten Antennenelements 15 und den umgewendeten Abschnitt 15 b miteinander verbindet. Zwischen dem Abnahmepunkt 17 und dem Anschlußpunkt 16 verläuft ein Leiter 18. Das erste, das zweite und das dritte Antennenelement befinden sich über den Heizleitern 2 auf der Scheibe 1.

Fig. 7 zeigt eine Scheibenantenne in einer zweiten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung, Fig. 8 eine dritte Ausführungsform. Es sind für diese Antennen dieselben Bezugszeichen verwendet wie in der Fig. 6.

Bei der Scheibenantenne nach dem zweiten Ausführungsbeispiel sind das zweite und das dritte Antennenelement 14, 15 von identischer Gestalt und bezüglich des vertikalen Abschnitts des ersten Antennenelements asymmetrisch angeordnet, indem der horizontale Abschnitt 14 a des zweiten Antennenelements ein schrägliegendes Leiterstück aufweist, das zum horizontalen Abschnitt 15 a des dritten Antennenelements führt. Die Scheibenantenne des dritten Ausführungsbeispiels weist bei dem zweiten Antennenelement 14 lediglich einen horizontalen Teil auf; der zweite horizontale Abschnitt 15 b ist bei dieser Antenne weggelassen.

Wenn die Automobil-Scheibenantenne dieses Ausführungsbeispiels UKW-Wellen empfängt, übernimmt das erste Antennenelement 11 die Funktion einer Hauptantenne. Das zweite Antennenelement 14, das wenigstens einen horizontalen Abschnitt auf einer Seite des vertikalen Abschnitts 13 des ersten Antennenelements aufweist, übernimmt die Aufgabe, mögliche Phasendifferenzen zwischen direkt empfangenen Wellen und von irgendwoher, z. B. vom Automobil, vom Boden, von Gebäuden oder Menschen reflektierten Wellen auszuschalten, wodurch die Richteigenschaften verbessert werden, und außerdem erhöht sich die mittlere Empfangsgüte. Das dritte Antennenelement 15 mit einem horizontalen Abschnitt in horizontaler Richtung auf der anderen Seite des vertikalen Abschnitts 13 des ersten Antennenelements und einem umgewendeten Abschnitt am Ende des horizonalen Abschnitts übernimmt die Funktion der Impedanzannäherung der Antenne an die Impedanz (75 Ω) des Zuführungskabels (Koaxialkabel) und der Erhöhung der Empfangsempfindlichkeit.

Die Scheibenantenne des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 6 hat bei einer Scheibengröße von A=1100 mm, A′=1450 mm; B=590 mm folgende Abmessungen: M=520 mm; L=550 mm; l=40 mm; d=10 mm; e=50 mm; f=25 mm; y=530 mm; s=25 mm, c=20 mm; g=25 mm; n=25 mm und h=40 mm, und ihre Richteigenschaften sind in den Fig. 9 bis 11 dargestellt.

Fig. 9 zeigt die Richteigenschaften im UKW-Bereich von 80 MHz, Fig. 10 diejenigen bei 83 MHz und Fig. 11 die bei 86 MHz. Die ausgezogene Linie gibt die Richteigenschaften der Scheibenantenne in der Ausführungsform nach Fig. 6 wieder, die gestrichelte Linie die Richteigenschaften einer Peitschenantenne von 1 m Länge und die strichpunktierte Linie die Richteigenschaften einer Scheibenantenne nach Fig. 6, bei der das zweite Antennenelement 14 fehlt. Die Diagramme zeigen, daß die Scheibenantenne nach dem ersten Ausführungsbeispiel eine sehr hohe Isotropie für aus allen Richtungen ankommende Wellen besitzt. Außerdem ist die Empfangsgüte der Scheibenantenne sehr nahe derjenigen der Peitschenantenne.

Der Antennengewinn im UKW-Bereich durch die erfindungsgemäße Scheibenantenne, bezogen auf den Antennengewinn einer herkömmlichen Scheibenantenne gemäß Fig. 1 von 0 dB, beträgt +7,0 dB bei 80 MHz, +5,2 dB bei 83 MHz und +6,4 dB bei 86 MHz, also im Mittel +6,2 dB. Bereits aus diesem Vergleich zeigt sich die wesentliche Verbesserung im Antennengewinn, die mit der erfindungsgemäßen Scheibenantenne erzielt wird.

Bei einer Prüfung der Scheibenantenne nach der ersten Ausführungsform ohne das T-förmige erste Antennenelement 11, d. h. einer nur aus dem zweiten Antennenelement 14 und dem dritten Antennenelement 15 zusammengesetzten Scheibenantenne wurde für horizontal polarisierte Wellen im UKW-Bereich ein durchschnittlicher Antennengewinn ermittelt, der in bezug auf den mit der Scheibenantenne der ersten Ausführungsform nach Fig. 6 erzielten Antennengewinn, der mit 0 dB bezeichnet wird, zu folgenden Veränderungen führte: -10,3 dB bei 80 MHz, -4,9 dB bei 83 MHz und -4,8 dB bei 86 MHz, also im Mittel -6,7 dB. Hieraus entnimmt man, daß das erste Antennenelement in hohem Maße zur Erhöhung des Antennengewinns beiträgt und somit als Hauptantenne wirkt.

Betrachtet man die Scheibenantenne des ersten Ausführungsbeispiels ohne das zweite Antennenelement 14, d. h. nur aus dem ersten Antennenelement 11 und dem dritten Antennenelement 15 zusammengesetzt, so ergibt sich der in gleicher Weise gemessene und auf den Antennengewinn der kompletten Scheibenantenne der ersten Ausführungsform als 0 dB bezogene Unterschied des Antennengewinns zu -2,6 dB bei 80 MHz, -1,6 dB bei 83 MHz und -1,2 dB bei 86 MHz, was im Mittel -1,6 dB bedeutet. Hieraus ergibt sich, daß das zweite Antennenelement 14 zur Verbesserung des Antennengewinns beiträgt. Betrachtet man die Fig. 9, 10 und 11, so zeigt sich, daß die Scheibenantenne ohne das zweite Antennenelement 14 (strichpunktierte Linie) Einsenkungen im Richtungsdiagramm hat. Diese Einsenkungen sind vermutlich auf Phasendifferenzen zwischen direkt empfangenen und indirekt empfangenen Wellen, welche von der Erde, vom Gehäuse des Automobils usw. reflektiert sind, zurückzuführen. Das zweite Antennenelement 14 trägt also zur Verbesserung der Richteigenschaften bei und beseitigt derartige Einsenkungen.

Wird schließlich die Scheibenantenne des ersten Ausführungsbeispiels mit einem dritten Antennenelement 15 versehen, das lediglich aus einem horizontalen Leiter besteht, an dessen äußerem Ende sich der Antennenanschluß befindet, erhält man bei vergleichbarer Berechnung des Antennengewinns wie oben -7,0 dB bei 80 MHz, -8,2 dB bei 83 MHz und -3,4 dB bei 86 MHz, d. h. im Mittel -6,2 dB. Daraus geht hervor, daß das dritte Antennenelement 15 wesentlich zur Verbesserung des Antennengewinns beiträgt. Wenn der Scheibenantenne das dritte Antennenelement 15 nicht fehlt, mißt man die Impedanz am Anschlußpunkt 16 (zum Vergleich sind in Klammern die Impedanzwerte angegeben, wenn das dritte Antennenelement 15 fehlt und statt seiner ein Leiter vorgesehen ist, über den gespeist wird), wobei der reine Widerstandswert Rs=172 Ω (12 Ω) und die Reaktanzkomponente Xs=+68 Ω (+141 Ω) bei 80 MHz (+induktiv und -kapazitiv), Rs=54 Ω (504 Ω) und Xs=-40 Ω (-486 Ω) bei 83 MHz und Rs=56 Ω (133 Ω) und Xs=0 Ω (-241 Ω) bei 86 MHz betragen. Bekanntermaßen sind ein Ohmscher Widerstandswert von 75 Ω und ein Reaktanzwert |Xs| von 0 Ω die Idealwerte der Scheibenantenne. Man sieht aus den Werten, daß dann, wenn das dritte Antennenelement 15 vorhanden ist, sich der Ohmsche Widerstandswert Rs dem Wert 75 Ω und der Reaktanzwert |Xs| dem Wert 0 Ω wesentlich stärker nähern, als wenn anstelle des dritten Antennenelements 15 ein einfacher Leiter verwendet wird. Daraus geht deutlich hervor, daß das dritte Antennenelement 15 über den gesamten FM-Frequenzbereich eine Impedanzanpassung herbeiführt und damit die in der Antenne vorhandenen Eigenschaften zur vollen Wirkung bringt.

Wenn die beidseitig symmetrische Scheibenantenne gemäß Fig. 5, die für die Vergleichsmessungen hergestellt worden ist, die Abmessungen M=520 mm, L=550 mm, l=530 mm, d=25 mm, f=25 mm, e′=25 mm und h=40 mm hat und die Antennenleiter und die Heizleiter voneinander getrennt sind, erhält man bei horizontal polarisierten Wellen im FM-Bereich, wenn in gleicher Weise gemessen und der Antennengewinn-Unterschied als Differenz zum Antennengewinn der Scheibenantenne nach Fig. 6 als 0 dB ausgedrückt wird, -3,4 dB bei 80 MHz, -3,0 dB bei 83 MHz und -4,3 dB bei 86 MHz, also einen Mittelwert von -3,6 dB. Das Ergebnis zeigt also, daß bei beidseitig symmetrischer Anordnung des zweiten und dritten Antennenelements ein geringerer Antennengewinn erzielt wird, daß es also vorteilhaft ist, das zweite und dritte Antennenelement asymmetrisch anzuordnen.

Wenn die Scheibenantenne nach der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 7 folgende Abmessungen hat: A=1100 mm, A′=1450 mm, B=590 mm, M=540 mm; L=550 mm, l=y=530 mm, d=g=30 mm; e′=n=30 mm, f=s=30 mm, c=20 mm, h=40 mm, erhält man im FM-Bereich einen durchschnittlichen Antennengewinn, als Differenz zum Antennengewinn der ersten Ausführungsform als 0 dB dargestellt, von -0,7 dB bei 80 MHz, -0,5 dB bei 83 MHz und -0,3 dB bei 86 MHz, was einem Mittel von -0,5 dB entspricht. Man sieht also, daß die durch die Scheibenantenne des zweiten Ausführungsbeispiels erzielten Werte denen des ersten Ausführungsbeispiels praktisch gleich sind.

Die Scheibenantenne des dritten Ausführungsbeispiels nach Fig. 8 soll gleiche Abmessungen haben wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, daß L=530 mm ist. Bezogen auf den Antennengewinn der ersten Ausführungsform, der zu 0 dB angenommen wird, erhält man dann einen Unterschied von -1,3 dB bei 80 MHz, -1,0 dB bei 83 MHz und -1,2 dB bei 86 MHz, also im Mittel -1,2 dB. Die Eigenschaften der Scheibenantenne in der dritten Ausführungsform sind somit denen der ersten Ausführungsform im wesentlichen gleich.

Die Scheibenantennen der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen mit Merkmalen nach der Erfindung eignen sich somit für den UKW-Rundfunkempfang von 76 MHz bis 90 MHz in Japan und von 87,5 MHz bis 108 MHz in anderen Ländern wie USA und Europa.

Wenn die Abmessungen beim Antennenmuster nach Fig. 8 (Glas und Antennenleiter) bis auf M=350 mm gleich denen beim ersten Ausführungsbeispiel sind, ist der durchschnittliche Antennengewinn für horizontal polarisierte Wellen im FM-Bereich, bezogen auf den Antennengewinn einer herkömmlichen Scheibenantenne gemäß Fig. 1 als 0 dB dann +4,5 dB bei 90 MHz, +2,5 dB bei 100 MHz und 3,1 dB bei 108 MHz, was im Mittel +3,4 dB ergibt. Daraus folgt, daß auch im Frequenzbereich zwischen 88 MHz und 108 MHz die Scheibenantenne nach dem dritten Ausführungsbeispiel im Vergleich zur herkömmlichen Scheibenantenne bessere Eigenschaften besitzt.

Haben beim selben Antennenmuster die einzelnen Abschnitte folgende Dimensionen: M=350 mm, L=530 mm, e=50 mm, f=25 mm, y=530 mm, s=25 mm, c=20 mm, g=25 mm und n=25 mm, so erhält man einen durchschnittlichen Antennengewinn für FM-Wellen, bezogen auf den Antennengewinn einer am hinteren Fahrzeugende angebrachten Peitschenantenne zu 0 dB von -4,6 dB bzw. 15,4 dB bei 90 MHz, -3,4 dB bzw. -15,3 dB bei 100 MHz und +1,1 dB bzw. -8,1 dB bei 108 MHz für horizontal polarisierte Wellen bzw. vertikal polarisierte Wellen, was Mittelwerten von -2,3 dB bzw. -12,9 dB gleichkommt.

In Anbetracht der Tatsache, daß die herkömmliche Scheibenantenne von guter Qualität durchschnittliche Antennengewinnwerte von etwa -5,7 dB bzw. -20 dB bei horizontal polarisierten bzw. vertikal polarisierten Wellen zeigt, muß die erfindungsgemäße Scheibenantenne demgegenüber als sehr gut und mit hohen mittleren Antennengewinnwerten beurteilt werden.

Bei den Scheibenantennen der beschriebenen Ausführungsbeispiele 1 bis 3 können folgende Abwandlungen im Antennenmuster vorgesehen werden:

• (1) Gemäß den Fig. 12, 13 und 14 kann das erste Antennenelement in seinem horizontalen Abschnitt aus zwei oder mehr Drähten (Fig. 12) bestehen, seine Enden können umgewendet und zurückgeführt sein (Fig. 13), und der vertikale Abschnitt kann statt aus einem auch aus zwei Leitern bestehen, so daß die T-Form eine geschlossene Schleife ist.
• (2) Betrachtet man die Richtungsumkehr des Endabschnitts des zweiten Antennenelements 14, so ist es vorteilhaft, dieses zurückgeführte Ende wegzulassen, wenn die Länge L aus den noch zu beschreibenden Gründen eine Resonanzlänge bildet. Ist diese Resonanzlänge nicht vorhanden, ist es günstiger, diese Richtungsumkehr nicht wegzulassen.
• (3) Die Horizontalabschnitte 14 a, 15 a, die bei dem zweiten bzw. dritten Antennenelement 14, 15 in horizontaler Richtung verlaufen, können gerade verlaufend, wie beim ersten und dritten Ausführungsbeispiel oder auch schräg wie beim zweiten Ausführungsbeispiel gestaltet sein. Es ist auch möglich, daß sie in der Höhe gegeneinander verschoben sind.

In der Fig. 15 ist eine Scheibenantenne in einer vierten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt. Dieses Antennenmuster eignet sich besonders für den Empfang horizontal polarisierter FM-Wellen.

Auf der als Rückfenster oder Windschutzscheibe ausgebildeten Glasfläche 1 befindet sich ein Heizdraht 2. Mit 11 ist ein erstes Antennenelement bezeichnet, das sich aus einem horizontalen Abschnitt 12 und einem vertikalen Abschnitt 13 in T-Form zusammensetzt. An einer Seite ist der vertikale Abschnitt 13 des ersten Antennenelements 11 mit einem zweiten Antennenelement 14 zur Phasenkompensation verbunden, das aus einem horizontalen Draht besteht, dessen Ende umgekehrt und zurückgeführt ist. Auf der anderen Seite des vertikalen Abschnitts 13 ist ein drittes Antennenelement 15 angeschlossen, das zur Impedanzanpassung eine geschlossene Schleife 21 aufweist. Mit dem dritten Antennenelement 15 ist ein Antennenanschlußpunkt 16 verbunden.

Die Fig. 16 und 17 zeigen Scheibenantennen in einer fünften bzw. sechsten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung. Diese stellen Abwandlungen des vierten Ausführungsbeispiels dar und haben deshalb dieselben Bezugszeichen.

Die Scheibenantenne in der fünften Ausführungsform nach Fig. 16 unterscheidet sich vom vierten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Schleife 21 an einer Seite geöffnet ist.

Die Scheibenantenne des sechsten Ausführungsbeispiels nach Fig. 17 unterscheidet sich vom vierten Ausführungsbeispiel dadurch, daß das zweite Antennenelement 14 parallel zum am Ende umgebogenen Leiter einen geraden Leiter aufweist.

Wenn die Scheibenantenne nach dem vierten bis sechsten Ausführungsbeispiel FM-Radiowellen empfängt, wirkt das T-förmige erste Antennenelement 11 im gesamten FM-Frequenzbereich als Hauptantenne. Das zweite Antennenelement 14 für die Phasenkompensation, die zu einer Seite des vertikalen Abschnitts 13 des ersten Antennenelements 11 angeordnet ist, dient zur Beseitigung der Phasendifferenz zwischen direkt empfangenen und indirekt empfangenen Wellen oder solchen, die von der Autokarosserie, der Erde, von Gebäuden oder Menschen zurückgeworfen sind, verbessert die Richtungseigenschaften und erhöht den durchschnittlichen Antennengewinn. Das dritte Antennenelement 15 für die Impedanzanpassung, das vom vertikalen Abschnitt 13 zur anderen Seite verläuft, nähert die Impulse der Antenne an die Impedanz (75 Ω) des Antennenanschlußkabels (Koaxialkabel) an und erhöht die Empfangsempfindlichkeit und verbessert durch Abstimmung der Anschlußposition (Abgriff) der Schleife des dritten Antennenelements und der Länge der Hauptantenne den Antennengewinn und verbessert die Frequenzcharakteristik.

Für die in Fig. 15 gezeigte vierte Ausführungsform der Scheibenantenne sind bei Abmessungen der Scheibe von A=1100 mm, A′=1450 mm und B=590 mm und Abmessungen der einzelnen Antennenabschnitte von M=520 mm, L=530 mm, l=60 mm, d=10 mm, e=60 mm, f=30 mm, x=260 mm, y=500 mm, p=15 mm, q=15 mm, c=30 mm, g=30 mm, j=10 mm, k=20 mm und h=40 mm die Richtungseigenschaften der Antenne in den Fig. 18, 19 und 20 dargestellt, wobei Fig. 18 das Richtungsdiagramm im FM-Bereich bei 80 MHz, Fig. 19 bei 83 MHz und Fig. 20 bei 86 MHz zeigt. Die ausgezogene Linie in diesen Diagrammen entspricht den Daten der Scheibenantenne nach Fig. 15, die gestrichelte Linie einer 1 m langen Peitschenantenne und die strichpunktierte Linie der Scheibenantenne nach Fig. 15, bei der der Antennenteil 14 weggelassen ist.

Man erkennt aus den Fig. 18 bis 20, daß die erfindungsgemäße Scheibenantenne sehr gute Richtungseigenschaften bezüglich aus allen Richtungen ankommenden Wellen hat. Auch ist der Antennengewinn fast so gut wie bei einer Stab- oder Peitschenantenne.

Der Durchschnittsantennengewinn im FM-Bereich des vierten Ausführungsbeispiels, bezogen auf die mit 0 dB bezeichneten Werte einer herkömmlichen Scheibenantenne gemäß Fig. 1 beträgt +3,5 dB bei 80 MHz, +7,8 dB bei 83 MHz und +2,7 dB bei 86 MHz, also im Mittel +5,3 dB. Auch aus dieser Sicht ergibt sich eine wesentliche Verbesserung.

Wird beim Antennenmuster des vierten Ausführungsbeispiels das erste Antennenelement 11 weggelassen, so daß die Gesamtantenne nur aus dem zweiten Antennenelement 14 und dem dritten Antennenelement 15 besteht, erhält man gegenüber den Werten der gesamten vierten Ausführungsform nach Fig. 15, die auf den Bezugswert 0 dB gesetzt werden, - 12,2 dB bei 80 MHz, - 12,5 dB bei 83 MHz und - 9,8 dB bei 86 MHz, also im Mittel -11,5 dB. Dies zeigt deutlich, daß das erste Antennenelement 11 in sehr hohem Maße zum Antennengewinn beiträgt und damit als Hauptantenne zu bezeichnen ist.

Wird die Scheibenantenne nach der vierten Ausführungsform ohne das zweite Antennenelement 14 betrieben, so ergibt sich, bezogen auf die Werte der vierten Ausführungsform als 0 dB eine Veränderung von -1,1 dB bei 80 MHz, -0,7 dB bei 83 MHz und -1,5 dB bei 86 MHz, also im Mittel -1,1 dB, was keinen wesentlichen Unterschied bedeutet. Allerdings lassen die Richtungsdiagramme der Fig. 18 bis 20, deren strichpunktierte Kurven die Meßergebnisse ohne das zweite Antennenelement 14 wiedergeben, stärkere Einsattelungen erkennen. Diese Einsattelungen oder Vertiefungen stammen vermutlich von den Phasenunterschieden zwischen direkt empfangenen und indirekt empfangenen Wellen, die irgendwo refelktiert worden sind. Das zweite Antennenelement 14 trägt zur Beseitigung dieser Einsattelungen und damit zur Verbesserung der Richtungseigenschaften bei.

Wird beim vierten Ausführungsbeispiel der Scheibenantenne das dritte Antennenelement 15 durch einen einfachen Leiter ersetzt, der an einem Ende mit dem vertikalen Abschnitt 13 und am anderen Ende mit der Antennenspeiseleitung verbunden ist, erhält man gegenüber der vollständigen Antenne einen Unterschied im Antennengewinn von -6,2 dB bei 80 MHz, -9,9 dB bei 83 MHz, -5,3 dB bei 86 MHz, also im Mittel -7,1 dB. Man sieht daraus, daß das dritte Antennenelement 15 wesentlich zur Verbesserung des Antennengewinns beiträgt. Ist das dritte Antennenelement 15 vorhanden, so betragen die Werte der Impedanz am Speisepunkt 16 (im Vergleich sind in Klammern die Impedanzwerte aufgeführt, wenn das dritte Antennelement 15 durch einen einfachen Leiter ersetzt wird) Rs (Ohmsche Komponente) = 227 Ω (108 Ω) und Xs (Reaktanzkomponente; + entspricht induktiv, - entspricht kapazitiv) = -61 Ω (+296 Ω) bei 80 MHz, Rs = 93 Ω (504 Ω) und Xs = -99 Ω (-486 Ω) bei 83 MHz, Rs = 83 Ω (133 Ω) und Xs = -13 Ω (-241 Ω) bei 86 MHz. Der Ohmsche Widerstandwert Rs liegt also nahe bei 75 Ω, der Reaktanzwert |Xs | nahe bei 0 Ω. Die Ergebnisse zeigen, daß das dritte Antennenelement 15 eine stabile Impedanzanpassung über den gesamten FM-Frequenzbereich ergibt und die der Antenne innewohnenden Eigenschaften voll zur Wirkung kommen.

Werden bei der vierten Ausführungsform der Scheibenantenne die Abmessungen M, L und x zu 300 mm, 415 mm bzw. 320 mm festgelegt, während die übrigen Abmessungen die obigen Werte behalten, ergeben sich im FM-Frequenzbereich die durchschnittlichen Antennengewinnwerte, bezogen auf den Antennengewinn einer am Fahrzeugheck angebrachten Stabantenne zu 0 dB, mit -6,0 dB bei 90 MHz, -6,1 dB bei 100 MHz und +7,7 dB bei 108 MHz, also im Mittel -1,4 dB für horizontal polarisierte Wellen. Für vertikal polarisierte Wellen sind die entsprechenden Werte -13,1 dB bei 90 MHz, -19,7 dB bei 100 MHz und -3,3 dB bei 108 MHz, im Mittel also -12,0 dB.

Unter Beachtung, daß eine herkömmliche Scheibenantenne guter Qualität mittlere Antennengewinnwerte von etwa -5,7 dB und -20 dB für horizontal polarisierte bzw. vertikal polarisierte Wellen aufweist, können die Werte der erfindungsgemäßen Scheibenantenne als sehr gut beurteilt werden.

Haben die Einzelmaße des fünften Ausführungsbeispiels im wesentlichen dieselben Werte wie beim vierten Ausführungsbeispiel, so erhält man, bezogen auf die Werte des vierten Ausführungsbeispiels von 0 dB die Werte -0,6 dB bei 80 MHz, -1,5 dB bei 83 MHz und -1,4 dB bei 86 MHz, also im Mittel -0,2 dB. Die Werte des vierten und des fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Scheibenantenne stimmen also im wesentlichen überein.

Wird die sechste Ausführungsform der Antenne gemäß Fig. 17 mit denselben Abmessungen wie die vierte ausgeführt, während L′ eine Länge von 500 mm bekommt, so ergeben sich Unterschiede im Antennengewinn, bezogen auf 0 dB für das vierte Ausführungsbeispiel, von -0,7 dB bei 80 MHz, +1,8 dB bei 83 MHz und +0,4 dB bei 86 MHz, also im Mittel +0,5 dB. Die Eigenschaften der sechsten Ausführungsform der Scheibenantenne sind folglich gleich oder besser als diejenigen der vierten Ausführungsform.

Bei den Antennenmustern des vierten bis sechsten Ausführungsbeispiels können folgende Veränderungen zugelassen werden:

• (1) Die T-förmige Hauptantenne kann in derselben Weise wie beim ersten bis dritten Ausführungsbeispiel variiert werden;
• (2) die Anzahl der horizonatalen Leiter des zweiten Antennenelements 14 ist nicht auf die Zahl 1 beschränkt, wie in Fig. 15 gezeigt, sondern es können auch zwei oder mehr parallele Leiter vorhanden sein. Die Eigenschaften bei Verwendung von zwei oder mehr horizontalen Leitern sind im wesentlichen gleich wie bei der Scheibenantenne nach der vierten Ausführungsform.
• (3) Das dritte Antennenelement 15 kann als Rechteckschleife wie in Fig. 21 oder 22 aber auch wie in den Fig. 23 bis 25 gestaltet sein.

Ein siebtes, achtes und neuntes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Scheibenantenne ist jeweils in den Fig. 26, 27 bzw. 28 wiedergegeben. Die Bezugszeichen stimmen dabei mit denen der Fig. 6 bis 8 überein.

Diese Scheibenantennen gehören zum oben genannten zweiten Antennentyp. Sie stellen Abwandlungen gegenüber dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel insoweit dar, als die Antennenleiter und die Heizleiter miteinander verbunden sind, so daß die Heizleiter gleich Hilfsantennenleiter sind.

Beim siebten Ausführungsbeispiel nach der Fig. 26 ist die Ausführungsform nach Fig. 6 dadurch varriert, daß der vertikale Abschnitt 13 des ersten Antennenelements 11 nach unten bis zum obersten Heizleiter 2 verlängert ist. Gleiches gilt für das achte Ausführungsbeispiel nach Fig. 27 in bezug auf das zweite Beispiel nach Fig. 7 bzw. das neunte Ausführungsbeispiel nach Fig. 28 in bezug auf das dritte Beispiel nach Fig. 8. Wenn bei der siebten Ausführungsform nach Fig. 26 die Einzelteile folgende Abmessungen haben: A = 1100 mm, A′ = 1450 mm, B = 590 mm, M = 510 mm, L = 520 mm, l = 40 mm, d = 10 mm, e = 60 mm, f = 30 mm, y =500 mm, s = 30 mm, c = 20 mm, g = 30 mm, n = 30 mm und h = 40 mm und die Heizleiter 2 aus 13 Drähten mit 35 mm Abstand bestehen, ergeben sich Richteigenschaften der Antenne entsprechend den Fig. 29 bis 31. Die Diagramme gelten für horizontal polarisierte Wellen im FM-Bereich für 80 MHz (Fig. 29), 83 MHz (Fig. 30) und 86 MHz (Fig. 31). Die ausgezogenen Linien zeigen die Richteigenschaften der Scheibenantenne in der achten Ausführungsform, die gestrichelten Linien diejenigen einer 1-m- Stabantenne.

Die ausgezogenen Linien zeigen für die Scheibenantenne die gewünschte Isotropie für aus allen Richtungen ankommende Wellen. Außerdem ist der Empfangsantennengewinn bei der Scheibenantenne nahe dem der Stabantenne.

Für horizontal polarisierte Wellen im FM-Bereich ist der durchschnittliche Antennengewinn, bezogen auf den auf 0 dB gesetzten Antennengewinn einer Heck-Stabantenne von 1 m Länge, -7,0 dB bei 80 MHz, -5,9 dB bei 83 MHz und -6,0 dB bei 86 MHz, d. h. im Mittel -6,3 dB. Da eine übliche Scheibenantenne guter Qualität einen durchschnittlichen Antennengewinn von etwa -8 dB aufweist, kann der Wert des Antennengewinns der erfindungsgemäßen Scheibenantenne als sehr hoch angesehen werden.

Die Richtungseigenschaften zeigen im Vergleich zu denen bei einer herkömmlichen Scheibenantenne entsprechend Fig. 4 praktisch keine Einsattelungen. Hinsichtlich der Richteigenschaften besitzt die siebte Ausführungsform also bemerkenswerte Verbesserungen.

Stellt man einen Vergleich zwischen den Werten der Scheibenantenne nach Fig. 5 mit den Abmessungen A = 1100 mm, A′ = 1450 mm, B = 590 mm, M = 510 mm, L = 520 mm, l = 500 mm, f = 30 mm, d = 30 mm, 3′ = 30 mm und h = 40 mm und den Werten der siebten Ausführungsform der Scheibenantenne gemäß Fig. 26 bezüglich horizonatal polarisierter Wellen im FM-Bereich an, wobei letztere auf 0 dB angesetzt werden, so ergeben sich für die Antenne nach Fig. 5-8, 0 dB bei 80 MHz, -7,2 dB bei 83 MHz und -2,2 dB bei 86 MHz, also im Mitte -5,8 dB. Dieses Ergebnis macht deutlich, daß das zweite und dritte Antennenelement möglichst asymmetrisch zum vertikalen Abschnitt des ersten Antennenelements angeordnet werden sollten.

Eine Scheibenantenne gemäß achtem Ausführungsbeispiel nach Fig. 27 mit den Abmessungen A = 1100 mm, A′ = 1450 mm, B = 590 mm, M = 520 mm, L = 540 mm, l = y = 420 mm, d = g = 30 mm, e′ = n = 30 mm, f = S = 20 mm, c = 100 mm und h = 40 mm und 13 Heizdrähten mit 35 mm Abstand zueinander hat für horizonatal polarisierte Wellen, bezogen auf eine Heckstabantenne von 1 m Länge, einen Antennengewinn von -8,7 dB bei 80 MHz, -6,7 dB bei 83 MHZ und -5,6 dB bei 86 MHz, im Mittel also -7,0 dB. Das Ergebnis zeigt, daß die Scheibenantenne der achten Ausführungsform gleiche Eigenschaften wie die Scheibenantenne der siebten Ausführungsform hat.

Eine Scheibenantenne nach dem neunten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 28 ist besonders für den FM-Rundfunkempfang in USA und Europa geeignet. Diese Antenne ist für den hohen Frequenzbereich zwischen 88 MHz und 108 MHz ausgelegt, wozu der Horizontalabschnitt 12 des ersten Antennenelements 11 kürzer als beim siebten Ausführungsbeispiel und das zweite Antennenelement 14 relativ klein ist und nur aus einem horizontalen Abschnitt besteht. Die übrigen Komponenten sind in Form und Abmessungen gleich.

Die Scheibenantenne entsprechend neuntem Ausführungsbeispiel nach Fig. 28 hat folgende Abmessungen: M = 320 mm, L = 410 mm, e = 60 mm, f = 30 mm, y = 500 mm, s = 30 mm, c = 20 mm, g = 30 mm, n = 30 mm und h = 40 mm, und es sind für die Scheibenheizung 2 13 Heizdrähte mit 35 mm Abstand angeordnet. Der mittlere Antennengewinn für vertikal polarisierte FM- Radiowellen beträgt, bezogen auf einen Antennengewinn einer 1-m-Heckstabantenne mit den Werten 0 dB, dann -13,5 dB bei 90 MHz, -17,5 dB bei 100 MHz und -4,6 dB bei 108 Mhz, also im Mittel -13,5 dB.

Für horizontal polarisierte Wellen ergeben sich, bezogen auf 0 dB der 1-m-Heckstabantenne, -3,2 dB bei 90 MHz, -3,3 dB bei 100 MHz und -1,1 dB bei 108 MHz, also im Mittel -2,5 dB. Eine herkömmliche Scheibenantenne guter Qualität hat mittlere Antennengewinnwerte, bezogen auf die 1-m-Heckstabantenne von 0 dB, von etwa -5,7 dB bzw. -20 dB bezüglich horizontal bzw. vertikal polarisierter Wellen im Frequenzbereich zwischen 88 MHz und 108 MHz, die in USA und Europa üblich sind, so daß die erfindungsgemäße Scheibenantenne speziell für den FM-Rundfunkempfang in USA und Europa besonders geeignet ist.

Die Scheibenantenne dieses Ausführungsbeispiels weist gegenüber derjenigen des siebten Ausführungsbeispiels, wenn dessen Werte zu 0 dB angesetzt werden, bei 90 MHz +0,6 dB, bei 100 MHz +8,7 dB und bei 108 MHz +13,2 dB, also im Mittel +7,5 dB auf. Man sieht daraus, daß die Scheibenantenne in der vorliegenden Ausführungsform sich besonders für den Empfang von FM-Radiowellen zwischen 88 MHz und 108 MHz eignet.

Es können beim siebten bis neunten Ausführungsbeispiel dieselben Abwandlungen in den Antennenmustern zugelassen werden, wie bereits unter (1) bis (3) oben für das erste bis dritte Ausführungsbeispiel beschrieben.

Die Fig. 32 bis 35 zeigen ein zehntes bis dreizehntes Ausführungsbeispiel mit Merkmalen nach der Erfindung. Die Bezugszeichen sind denen in den Fig. 15 und 16 gleich und bezeichnen dieselben Komponenten. Die vorliegenden Scheibenantennen gehören zum zweiten Typ. Das zehnte und elfte Ausführungsbeispiel sind Abwandlungsformen des vierten und fünften Ausführungsbeispiels insoweit, als die Heizdrähte und die Antennenleiter miteinander verbunden sind und somit die Heizdrähte zugleich Hilfsantennendrähte darstellen.

Genauer gesagt sind die vertikalen Abschnitte des ersten Antennenelements 11 nach unten soweit verlängert, daß sie mit den Heizdrähten 2 Verbindung haben.

Die Scheibenantenne in der zwölften Ausführungsform nach Fig. 34 ist eine Abwandlung des zehnten Ausführungsbeispiels, wobei das zweite Antennenelement 14 durch zwei nicht umgewendete Antennenleiter ersetzt ist. Beim dreizehnten Ausführungsbeispiel nach Fig. 35 ist das zweite Antennenelement 14 zwischen einem Antennenelement mit einem relativ kurzen horizontalen Abschnitt ersetzt, dessen offenes Ende nicht umgewendet ist.

Hat beim zehnten Ausführungsbeispiel nach Fig. 32 die Scheibe 1 die Abmessungen A = 1 100 mm, A′ = 1 450 mm und B = 590 mm, dann haben die Antennenleiter folgende Abmessungen: M = 510 mm, L = 520 mm, l = 160 mm, d = 10 mm, e = 60 mm, f = 30 mm, x = 320 mm, y = 500 mm, p = 15 mm, q = 15 mm, c = 30 mm, g = 30 mm, j = 10 mm, k = 20 mm, h = 40 mm, und die Heizdrähte 2 bestehen aus 13 Drähten mit 35 mm Zwischenabstand; die Richtcharakteristik im FM-Bereich ist in den Fig. 36-38 dargestellt.

Fig. 36 zeigt die Richtcharakteristik bei 80 MHz, Fig. 37 bei 83 MHz und Fig. 38 bei 86 MHz für horizontal polarisierte Wellen im FM-Bereich. Die ausgezogenen Linien gelten für die Scheibenantenne in der zehnten Ausführungsform, die gestrichelten Linien für eine 1-m-Stabantenne.

Man sieht aus den Fig. 36 bis 38, daß die Schreibantenne mit Merkmalen nach der Erfindung eine äußerst wünschenswerte Richtcharakteristik bezüglich aus allen Richtungen ankommenden Wellen hat. Außerdem ist ersichtlich, daß der Antennengewinn nahe dem einer Stabantenne ist.

Der Unterschied im mittleren Antennengewinn gegenüber einer am Heck angebrachten Stabantenne von 1 m Länge mit dem Bezugswert 0 dB beträgt -5,5 dB bei 80 MHz, -4,7 dB bei 83 MHz und -7,4 dB bei 86 MHz, also im Mittel -5,8 dB. Dagegen beträgt der Unterschied des mittleren Antennengewinns einer herkömmlicher Scheibenantenne guter Qualität etwa - 8 dB. Der mittlere Antennengewinn der erfindungsgemäßen Scheibenantenne liegt also nahe bei dem einer Stabantenne und kann deshalb im Vergleich zu herkömmlichen Scheibenantennen als sehr hoch bezeichnet werden.

Die Scheibenantenne des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 33 ist gegenüber dem zehnten Ausführungsbeispiel dahingehend abgewandelt, daß der Rahmenteil der Impedanzanpaßantenne offengelassen ist. Ansonsten bestehen keine Unterschiede gegenüber der zehnten Ausführungsform.

Setzt man den mittleren Antennengewinn bei horizontal polarisierten Wellen im FM-Bereich für eine Heckstabantenne von 1 m Länge gleich 0 dB, so erhält man für die Scheibenantenne des elften Ausführungsbeispiels Unterschiede von -7,0 dB bei 80 MHz, -4,2 dB bei 83 MHz und -3,8 dB bei 86 MHz, also im Mittel -5,6 dB. Die Eigenschaften der Rahmenantenne sind somit denen des zehnten Ausführungsbeispiels sehr ähnlich.

Die Scheibenantenne nach dem zwölften Ausführungsbeispiel hat im einzelnen folgende Abmessungen: A = 1100 mm, A′ = 1450 mm, B = 590 mm, M = 520 mm, L = 530 mm, L′ = 510 mm, d′ = 30 mm, e′ = 30 mm, x = 320 mm, y = 500 mm, p = 15 mm, q = 15 mm, c = 30 mm, g = 30 mm, j = 10 mm, k = 20 mm und h = 40 mm bei einer Heizleiteranordnung gemäß zehnter Ausführungsform. Setzt man den mittleren Antennengewinn für horizontal polarisierte Wellen im FM-Bereich bei einer 1-m- Heckstabantenne auf 0 dB, so betragen die Unterschiede der Scheibenantenne -7,5 dB bei 80 MHz, -5,5 dB bei 83 MHz und -8,2 dB bei 86 MHz, was ein Mittel von -7,1 dB ergibt. Die Eigenschaften der Scheibenantenne in dieser Ausführungsform sind praktisch gleich denen der Antenne nach dem zehnten oder elften Ausführungsbeispiel. Das dreizehnte Ausführungsbeispiel der Scheibenantenne gemäß Fig. 35 eignet sich speziell für den Empfang von FM-Rundfunkwellen, wie sie vorwiegend in USA und Europa benützt werden. Die Antenne ist besonders für den höher-frequenten Bereich von 88 bis 108 MHz ausgelegt, so daß das erste Antennenelement 11 einen kürzeren horizontalen Abschnitt hat als das zehnte Ausführungsbeispiel und auch das zweite Antennenelement 14 relativ kurz ist und nur aus einem horizontalen Abschnitt besteht, der am Ende nicht umgewendet ist. Ansonsten sind die Abmessungen der Antenne im wesentlichen gleich denen des zehnten Ausführungsbeispiels.

Bei Abmessungen des dreizehnten Ausführungsbeispiels von A = 1100 mm, A′ = 1450 mm, B = 590 mm, M = 300 mm, L = 415 mm, e = 60 mm, f = 30 mm, x = 320 mm, y = 500 mm, p = 15 mm, q = 15 mm, c = 30 mm, g = 30 mm, j = 10 mm, k = 20 mm und h = 40 mm und dreizehn Heizleitern mit 35 mm Abstand erhält man für vertikal polarisierte bzw. horizonatal polarisierte Wellen im FM-Bereich Unterschiede des Antennengewinns, bezogen auf die entsprechenden Werte einer 1-m-Heckstabantenne, die auf 0 dB gesetzt werden, von -18,9 dB bzw. -4,5 dB bei 90 MHz, -15,8 dB bzw. -4,7 dB bei 100 MHz und -7,9 dB bzw. +8,0 dB bei 108 MHz, im Mittel also -14,2 dB bzw. -0,4 dB. In Anbetracht der Tatsache, daß eine herkömmliche Scheibenantenne guter Qualität durchschnittliche Antennenunterschiede von etwa -20 dB bzw. -5,7 dB für vertikal bzw. horizontal polarisierte Wellen aufweist, muß der durchschnittliche Antennengewinn der erfindungsgemäßen Scheibenantenne als sehr hoch betrachtet werden. Eine Gegenüberstellung der Antennengewinnwerte bei vertikal polarisierten Wellen im FM-Bereich zeigt, bezogen auf Werte des zehnten Ausführungsbeispiels mit 0 dB, Antennengewinnunterschiede von -5,8 dB bei 90 MHz, +19,3 dB bei 100 MHz und +3,9 dB bei 108 MHz, also im Mittel von +8,5 dB, woraus deutlich wird, daß das dreizehnte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Scheibenantenne sich besonders für den Empfang vertikal polarisierter Wellen zwischen 88 und 108 MHz eignet.

Beim zehnten bis dreizehnten Ausführungsbeispiel sind dieselben Abwandlungen im Antennenmuster möglich, wie sie unter (1) bis (3) für das vierte bis sechste Ausführungsbeispiel dargelegt wurden.

Bei der Beschreibung des ersten bis dreizehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung wurde die Wirksamkeit der einzelnen Ausführungsbeispiele dargelegt, bei denen die Einzelteile der Antennenleiter spezielle Abmessungen erhalten haben, und es wurden dann die Meßergebnisse der Antenneneigenschaften einander gegenübergestellt. Es versteht sich, daß die optimalen Dimensionswerte der Einzelkomponenten der Antennenleiter von der Art des Automobilss abhängen, nämlich von der Größe der Fensteröffnung, von der Schrägstellung der Scheibe, von der Länge des Zuführleiters oder dessen Befestigungsort usw.

Für den Empfang von FM-Wellen zwischen 76 MHz und 90 MHz kann die Länge M des horizontalen Abschnitts 12, der hauptsächlich als Hauptantenne wirkt, im Bereich (λ/4)α ± (g/20)α variiert werden, wobei mit α der Wellenlängenreduktionsfaktor der Scheibenantenne bezeichnet ist, der etwa 0,7 beträgt, während die Wellenlänge der FM-Radiofrequenz mit g bezeichnet ist und zwischen 450 und 850 mm liegt.

Die Länge L des zweiten, des Phasenkompensations-Antennenelements 14 kann ähnlich M im Bereich von (g/4)α ± (λ/20)α varriert werden, nämlich im Bereich zwischen 450 und 850 mm.

Die Größe y des dritten, des Impedanzanpassungs-Antennenelements 15 kann im Bereich [(λ/8)α - (λ/20)α] bis [(λ/4)α + (λ/20)α], nämlich im Bereich zwischen 200 und 850 mm, verändert werden.

Der horizontale Abschnitt 14b des zweiten Antennenelements 14 wirkt durch eine Erhöhung der Kapazität und vermindert eine Impedanzänderung über einen weiten Bereich. Wenn die Länge L gleich der Resonanzlänge wird, ist es besser, den rückgewendeten Teil wegzulassen, weil dann der Wert von

und folglich der Antennengewinn steigt. Ansonsten sollte der umgewendete Teil unter dem oberen Grenzwert von 300 mm bleiben.

Die Strecken d, e, e′, f, s, p, q, c, g, n, j, k und h sollten ihren Optimalwert von wenigstens 3 mm haben, um die Streukapazität zwischen parallel verlaufenden Elementen zu verringern.

Die beschriebenen Scheibenantennen können durch Aufdrucken des Antennenmusters in einer leitfähigen Paste und Brennen des gedruckten Musters oder durch Einbetten eines dünnen Metalldrahtes im Muster der Antenne bei einer mehrschichtigen Scheibe hergestellt werden.

Da keine der Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Scheibenantenne in ihren Richtcharakteristiken die Einsattelungen der Stabantenne hat, läßt sich die Scheibenantenne gut als Komponente einer sogenannten Mehrfachempfangsantenne verwenden, bei der eine Stabantenne und eine Scheibenantenne kombiniert sind und der Empfang abhängig von den jeweils günstigsten Bedingungen frei über eine der Antennen geschaltet wird.

Die Beschreibung macht deutlich, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen Scheibenantenne die Richteigenschaften wesentlich verbessert und der durchschnittliche Antennengewinn über den gesamten FM-Frequenzbereich merkbar erhöht wird und daß auch der mittlere Antennengewinn bezüglich vertikal und horizontal polarisierter Wellen im FM-Bereich im Vergleich zu herkömmlichen Scheibenantennen erhöht wird.

Claims (6)

1. Scheibenantenne für Automobile, mit einem ersten Antennenelement (11), welches einen horizontalen Abschnitt (12) und einen vertikalen Abschnitt (13) aufweist, die zusammen eine T-Form bilden, mit einem zweiten Antennenelement (14), das wenigstens einen horizontalen Abschnitt aufweist und an einem Ende mit dem vertikalen Abschnitt (13) des ersten Antennenelementes (11) verbunden ist und mit einem dritten Antennenelement (15), welches einen ersten horizontalen Abschnitt (15 a), einen vertikalen Abschnitt (15 c) und einen zweiten parallel zum ersten Abschnitt verlaufenden horizontalen Abschnitt (15 b) aufweist, wobei der Antennenanschlußpunkt (16) am vertikalen Abschnitt (15 c) des dritten Antennenelements vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Impedanzanpassung

• a) der vertikale Abschnitt (13) des ersten Antennenelements (11) länger ausgebildet ist als der vertikale Abschnitt (15 c) des dritten Antennenelements (15), und
• b) das zweite Antennenelement (14) und das dritte Antennenelement (15) an einem gemeinsamen Verbindungspunkt mit dem vertikalen Abschnitt (13) des ersten Antennenelements (11) verbunden sind.

2. Scheibenantenne für Automobile, mit einem ersten Antennenelement (11), welches einen horizontalen Abschnitt (12) und einen vertikalen Abschnitt (13) aufweist, die zusammen eine T-Form bilden, mit einem zweiten Antennenelement (14), das wenigstens einen horizontalen Abschnitt aufweist und an einem Ende mit dem vertikalen Abschnitt (13) des ersten Antennenelements (11) verbunden ist und mit einem dritten Antennenelement (15), welches einen ersten horizontalen Abschnitt (15 a), einen vertikalen Abschnitt (15 c) und einen zweiten parallel zum ersten Abschnitt verlaufenden horizontalen Abschnitt (15 b) aufweist, wobei der Antennenanschlußpunkt (16) am dritten Antennenelement angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Impedanzanpassung

• a) an dem Ende des horizontalen Abschnitts des dritten Antennenelements (15) ein Impedanzelement (21) mit teilweise offener oder vollständig geschlossener rechteckförmiger Gestalt angeordnet ist,
• b) der vertikale Abschnitt (13) des ersten Antennenelements (11) länger als die vertikalen Abschnitte des Impedanzelements (21) ausgebildet ist, und
• c) der Antennenanschlußpunkt (16) am horizontalen Abschnitt des Impedanzelements (21) vorgesehen ist.

3. Scheibenantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Abschnitt (13) des ersten Antennenelements (11) sich bis zu den in der Scheibe ausgebildeten Heizdrähten (2) erstreckt und mit diesen verbunden ist.

4. Scheibenantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des zweiten horizontalen Abschnittes (15 b) des dritten Antennenelements (15) innerhalb des Bereiches von ( λ/8)α-( λ/20)α bis ( λ/4)α+( g/20)α liegt, wobei λ die Wellenlänge der zu empfangenden FM-Rundfunkwelle und α der Wellenlängen-Reduktionsfaktor der Scheibenantenne sind.

5. Scheibenantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die halbe Länge des horizontalen Abschnittes (12) des ersten Antennenelements (11) innerhalb des Bereiches von ( g/4)α±( λ/20)α liegt.

6. Scheibenantenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Längsseite des rechteckförmigen Impedanzelements (21) des dritten Antennenelements (15) innerhalb des Bereiches liegt von ( λ/8)α-( λ/20)α bis ( λ/4)α+( λ/20)α.