DE3406580A1

DE3406580A1 - Heizscheibenantenne

Info

Publication number: DE3406580A1
Application number: DE19843406580
Authority: DE
Inventors: Gerhard Prof. Dr.-Ing. Mönich; Hans-Joachim Dipl.-Ing. 1000 Berlin Raddant
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-02-21
Filing date: 1984-02-21
Publication date: 1985-08-22

Description

Heizscheibenantenne
Stand der Technik Die Erfindung geht von einer Heizscheibenantenne nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung aus.
Es ist schon eine Heizscheibenantenne bekannt (DE-OS 26 50 044), bei der eine in oder auf einer Scheibe vorhandene Heizleiteranordnung über je eine Hochfrequenzdrossel mit dem Pluspol bzw.
Minuspol einer Batterie verbunden ist. Die Drosseln weisen für den Heizstrom einen geringen ohmschen Widerstand, für den hochfrequenten Antennenstrom dagegen eine hohe, das Kurzschließen der Hochfrequenzenergie über die Batterie verhindernde Impedanz auf. Ein Nachteil der bekannten Antenne besteht darin, daß die Impedanz der Heizleiteranordnung in der Größenordnung einer Kapazität von 100 pF liegt, während die Eingangsimpedanz eines üblichen LMK-Antennenverstärkers, der mit einem Anschluß der Heizleiteranordnung verbunden ist, bedeutend höher ist (entspricht zum Beispiel 8 pF). Diese stark unterschiedlichen Impedanzwerte sind ein Zeichen dafür, daß nur ein Bruchteil der maximal möglichen Spannung auf den Verstärker ausgekoppelt wird, so daß die Empfindlichkeit der Heizscheibenantenne im Lang-, Mittel- und Kurzwellenbereich (AM-Bereich) keinesfalls optimal ist.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Heizscheibenantenne mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die dritte Spule infolge der hohen Permeabilität des Kerns nur wenige Windungen aufweisen muß. Daraus resultiert eine kleine Wicklungskapazität, die als zusätzliche Totkapazität die obere Grenzfrequenz erniedrigen könnte. Durch die dritte Wicklung wird ein separater, in der Auslegung problematischer Transformator eingespart. Dieser wird entweder hochohmig ausgelegt und kann dann durch seine Eigenkapazität die obere Grenzfrequenz herabsetzen. Wird er dagegen niederohmig ausgelegt, dann setzt er, weil er parallel zur Drossel liegt, die Empfindlichkeit bei tiefen Frequenzen deutlich herab.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand einer einzigen Figur dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung der Erfindung In dem in der Figur gezeigten Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Heizscheibenantenne symbolisiert die strichpunktierte Linie 10 eine Fensterscheibe, zum Beispiel die Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges. In oder auf der Scheibe befindet sich eine Heizleiteranordnung 11 aus zwei gleichstrommäßig in Serie geschalteten Gruppen von Heizleitern 12 und 13. Drei Sammelleiter 14, 15 und 16 verbinden die Enden der Heizleiter in der Weise, daß die zu einer Gruppe gehörenden Sammelleiter parallelgeschaltet sind und die Sammelleiter 14 und 15 die Anschlüsse der Heizleiteranordnung bilden. An den Sammelleiter 14 ist ein Ende 17 einer ersten Spule 18 und an den Sammelleiter 16 ein Ende 19 einer zweiten Spule 20 angeschlossen. Das andere Ende 21 der ersten Spule steht mit dem Pluspol und das andere Ende 22 der zweiten Spule 20 mit dem Minuspol einer Batterie 23 bzw. mit dem Massepotential in Verbindung. Die erste und zweite Spule 18 und 20 sind diametral gegenüberliegend auf einem ringförmigen hochpermeablen Kern 24 angeordnet.
Zwischen den Enden 17 und 19 von erster und zweiter Spule ist auf den Kern eine dritte Spule 25 gewickelt, deren eines Ende 26 mit dem Eingang eines Verstärkers 27 für Signalspannungen des LMK-Rundfunkbereiches und deren anderes Ende mit dem Ende 19 der zweiten Spule elektrisch verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers 27 ist mit 28 bezeichnet. Die erste und zweite Spule sind gegensinnig auf den Kern, das ist vorzugsweise ein Ferritkern, gewickelt. Der Kern 24 bildet zusammen mit den darauf befindlichen Spulen 18, 20 und 25 eine Entkopplungsschaltung 30, zu der noch Mittel zum Fernhalten der UKW-Frequenzen von der dritten Spule 25 gehören können.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Schaltung ist folgende.
Durch den entgegengesetzten Wickel sinn von erster und zweiter Spule verursacht der Heizstrom I in dem Kern 24 gegensinnig gerichtete Magnetflüsse, die sich aufheben, so daß der Kern trotz des verhältnismäßig hohen Heizstroms nicht in die Sättigung gesteuert wird und die Induktivität der Entkopplungsschaltung 30 erhalten bleibt. Der Heizstrom I fließt von dem positiven Pol der Batterie 23 über die erste Spule 18, den Sammelleiter 14, die erste Gruppe von Heizleitern 12, den Sammelleiter 15, die zweite Gruppe von Heizleitern 13, den Sammelleiter 16 und die zweite Spule 20 zum negativen Pol der Batterie bzw. nach Masse. Auf die Heizleiteranordnung 11 einwirkende elektromagnetische Wellen erzeugen auf den Sammelleitern 14 und 16 eine hochfrequente Empfangsspannung gegen Masse.
Diese hat auf den beiden Sammelleitern 14 und 16 die gleiche Phasenlage, weil die Abmessung der Antenne, also der Heizleiteranordnung 11, klein gegen die Wellenlänge im LMK-Bereich ist. Für die beiden gleichphasigen Hochfrequenzsignale auf den Sammelleitern haben die beiden Spulen 18, 20 den gleichen Wickel sinn, so daß sich die Magnetfelder nicht aufheben und die Wicklungen auf dem Ringkern eine Induktivität bilden. Diese Induktivität ist so groß, daß sie ein Abfließen der Hochfrequenzenergie bis in den Langwellenbereich wirksam verhindert. Die bisher beschriebene Anordnung liegt dem deutschen PatentDE-PS 26 50 044 zugrunde. Sie macht sich nicht zunutze, daß die Scheibenkapazität wesentlich höher ist als die Verstärkerkapazität. Erfindungsgemäß wird der Ringkern nun gleichzeitig zur Impedanzanpassung der Antenne (CA = 80 pF) auf den LMK-Verstärker (CE = 8 pF) ausgenutzt. Dies wird durch die dritte Spule 25 erreicht, die mit der Spule 20 einen Spartransforatorbildet. Das überset bei den genannten Kapazitätswerten zu ltniserrechnet sich das heißt, es steht die dreifache Antennenspannung am LMK-Verstärkereingang zur Verfügung.
Die Spule 25 besteht aus einem isolierten Draht, dessen Durchmesser erheblich geringer sein kann als der Durchniesser für den Draht der Spulen 18 und 20, weil über die Spule 25 nur der im Vergleich zu dem hohen Heizstrom I sehr geringe Hochfrequenzstrom fließt. Da der Kern eine hohe Permeabilität aufweist, braucht die dritte Spule 25 nur wenige Windungen, zum Beispiel die doppelte Windungszahl von Spule 20, aufzuweisen, was zu einer geringen Wicklungskapazität, zu einem hohen Signal-Rausch-Abstand und einer Verbesserung der Empfindlichkeit um ca. 10 dB führt. Die von der Antenne aus gemessene Einqangsimpedanz zwischen dem Klemmenpaar 17, 19 und Masse wird durch die zusätzliche Spule kaum verändert, so daß auch die Empfindlichkeit in dem Langwellenbereich sich im gleichen Maße verbessert.
Die Windungszahl für die dritte Spule 25 wird wegen ihrer Wicklungskapazität vorzugsweise derart bemessen, daß die Eigenresonanztreouen der Entkopplungsschaltung im Kurzwellenbereich oder etwas oberhalr liegt. Ist diese Eiqenresonanz hut rund einer ounsti-en i'ick7ungsdimensionierung von vornherein hoch genug und unkritiscn, so erfolgt eine Optimierung im Hinblick auf den besten Signal-Rausch-Abstand.
Dieser ist erreicht, wenn an dem Eingang des Verstärkers 27 unter Berücksichtigung der Eingangsimpedanz bzw. der Eingangskapazität des Verstärkers die größte Spannung beim \variieren des üuersetzungsverhältnisses des durch die dritte und zweite Spule Pa und SCz gegebener Spartransfornators liegt.

Claims

Anspruche Heizscheibenantenne mit einer Heizleiteranordnung, die über eine Entkopplungsschaltung mit einer den Heizstrom liefernden Batterie verbunden ist, wobei die Entkopplungsschaltung einen hochpermeablen Kern mit zwei Spulen aufweist, die in Serie mit den Leitungen zwischen den Batteriepolen und den Anschlüssen der Heizleiteranordnung liegen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (24) eine dritte Spule (25) zum Auskoppeln der Antennenspannung aufweist.
2. Heizscheibenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Spule (25) zusammen mit der ersten oder zweiten Spule (18, 20) als Spartransformator ausgebildet ist.
3. Heizscheibenantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Spule (25) zwischen einander zugekehrten Enden (17, 19) der ersten und zweiten Spule (18, 20) auf dem Kern (24) angeordnet ist.
4. Heizscheibenantenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daS das eine Spulenende der dritten Spule (25) mit dem masseabgewandter.

Ende (19) der zweiten Spule (20! verbunden ist und daFdas innere Ende (2tE der dritten Snule einen Anschlu',für einen LMK-Antennenverstärker (27) bildet.
5. Heizscheibenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch aeaennzeichnet, daß der Kern (24j ein Ringkern mit hoher Permeabiltät und illit geringen Veriusten bis in den Kurzwellenbereich ist.
6. Heizscheibenantenne nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahl der dritten Spule (25) derart gewählt wird, daß die Eigenresonanzfrequenz des aus in Serie geschalteter zweiter und dritter Spule (20, 25) bestehenden Spartransformators im Kurzwellenbereich oder etwas oberhalb der höchsten Frequenz des Kurzwellenbereichs liegt.
7. Heizscheibenantenne nach Anspruch 1 oder einender folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizlciteranodnug(11) aus zwei in Serie geschalteten Gruppen von Heizleitern (12, 13) besteht.
8. Heizscheibenantenne nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Spule (25) hinsichtlich einer besonders kleinen Eigenkapazität optimiert ist.