DE3621117A1 - Fahrzeugantenne fuer den dezimeterwellenbereich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugantenne für den Dezimeterwellenbereich, insbesondere für den 900 MHz- Mobilfunk.

Bei diesem Funksystem treten Schwunderscheinungen wegen des Mehrwegeempfangs auf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, den Einfluß der Ausbreitungsprobleme auf das Empfangssignal durch eine besondere Ausgestaltung und Anbringung der Fahrzeugantenne zu verringern, die in weiterer Ausbildung auch die Möglichkeit des Diversitybetriebs einschließt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens ein kompakter Erreger zwischen wenigstens einem der beiden amtlichen Kennzeichenschilder und der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist und dadurch die Fahrzeugkarosserie zu einer Sekundärstrahlung anregt.

Vorteilhaft ist der kompakte Erreger als ein um 90° abgewinkelter Faltdipol ausgebildet und längs der beiden Katheten eines in der Projektion seiner vertikalen Begrenzungsfläche ein rechtwinkliges Dreieck darstellenden Antennengehäuses angeordnet, das seinerseits die unter 45° abgefaste oberen Ecken eines vertikal hinter dem amtlichen Kennzeichenschild angebrachten metallischen Kennzeichenträgers gleicher Stärke ersetzt und diesen zu einem Rechteck mit den ungefähren Abmessungen des amtlichen Kennzeichens ergänzt.

Zweckmäßig ist der Faltdipol zwischen den beiden zueinander planparallelen, metallischen vertikalen Begrenzungsflächen auf dünnen dielektrischen Platten längs der Katheten angeordnet, während die längs der Hypothenuse verlaufende Rückwand metallisch abgeschlossen ist, wobei der Abstand der Rückwand vom Faltdipol und dessen Versatz von der Symmetrielinie des Antennengehäuses so groß sind, daß die Primärstrahlung angenähert zirkular polarisiert ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist ein Diversity-Betrieb mit nur einer Antenne dadurch möglich, daß die Polarisation der vom Faltdipol ausgehenden Strahlung durch drei jeweils zwischen der Mitte und den beiden Enden des Faltdipols und dem metallischen Antennengehäuse angeordnete, elektronisch steuerbare Schaltdioden derart veränderbar ist, daß zwischen einer zirkularen, eine linearen und einer dazu orthogonalen Polarisation in Hauptstrahlrichtung gewählt werden kann.

Selbstverständlich kann mit den erfindungsgemäßen Fahrzeugantennen auch ein konventioneller Zweiantennen-Diversity- Betrieb verwirklicht werden. Dazu sind beide unter 45° abgefasten, oberen Ecken des metallischen Kennzeichenträgers von den Ausmaßen des amtlichen Kennzeichens durch je ein dreieckiges Antennengehäuse mit einem um 90° abgewinkelten Faltdipol ersetzt.

Weitere Ausführungsformen sind durch Verwendung je einer oder auch zweier Antennen am vorderen und hinteren Kennzeichen denkbar, sodaß dann ein Vierantennen-Diversity-Betrieb möglich wäre, der im Bedarfsfall auch noch mit der Polarisationsumschaltung kombiniert werden kann.

Die Erfindung realisiert somit mit geringem Aufwand eine kompakte Fahrzeugantenne mit der Möglichkeit des Diversity-Betriebs.

Ein Diversity-Betrieb läßt sich mit bekannten Lösungen nur mit mindestens zwei räumlich versetzten Antennen erreichen. Ihre Anbringung am Fahrzeug benötigt einmal viel Platz, der an vielen Fahrzeugen nur in begrenztem Maß zur Verfügung steht, und stellt zum anderen ein Hindernis dar, was für manche Anwendungsfälle nachteilige Folgen mit sich bringt.

Besonders hervorzuheben ist noch die aerodynamisch günstige und vor mutwilligen Beschädigungen sichere verdeckte Anordnung der Antenne hinter dem amtlichen Kennzeichen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Anbringung der Fahrzeugantenne nach der Erfindung hinter einem amtlichen Kennzeichenschild

Fig. 2 das dreieckige Antennengehäuse in zwei Ansichten

Fig. 1 veranschaulicht im Prinzip die Anordnung und Wirkungsweise der Fahrzeugantenne. Ihr Montageort befindet sich zwischen der Karosserie 1 und dem amtlichen Kennzeichenschild 2. Das Kennzeichenschild 2 selbst ist auf einem gehäuseförmigen Kennzeichenträger befestigt. Der kompakte Erreger ist längs der Katheten eines in der Projektion seiner vertikalen Begrenzungsflächen 6 und 7 ein rechtwinkliges Dreieck bildendes Antennengehäuse angeordnet, das seinerseits eine unter 45° abgefaste oberen Ecke des vertikalen, hinter dem amtlichen Kennzeichen angebrachten metallischen Kennzeichenträgers gleicher Dicke ersetzt und diesen zu einem Rechteck mit den ungefähren Abmessungen des amtlichen Kennzeichens ergänzt.

Der Erreger selbst ist als ein um 90° abgewinkelter Faltdipol 3 ausgebildet. Er ist zwischen den beiden zueinander planparallelen, vertikalen metallischen Begrenzungsflächen 6 und 7 des dreieckigen Antennengehäuses längs deren mit dünnen dielektrischen Platten 4, 5 als Seitenwand versehenen Katheten angeordnet, während die längs der Hypothenuse verlaufende Rückwand 8 metallisch abgeschlossen ist, wobei der Abstand der Rückwand 8 vom Faltdipol 3 und dessen Versatz von der Symmetrielinie 9 des Antennengehäuses so groß sind, daß die Primärstrahlung angenähert zirkular polarisiert ist.

Die von dem kompakten Erreger 3 ausgehende, durch den Pfeil a angedeutete Primärstrahlung erregt an der Karosserie 1 eine Sekundärstrahlung gemäß Pfeil b, deren Amplitudenverteilung u. a. von der Polarisation des Erregers abhängig ist. Diese läßt sich durch die Diodenschalter A, B und C verändern. In der ersten Schaltstufe ist die Primärstrahlung mit der Hauptstrahlrichung Φ = 90°, R = 45° im Zustand geöffneter Kontakte A, B, C angenähert zirkular polarisiert (Φ ist in diesem Zusammenhang der Winkel in der Horizontalebene xy, R der Winkel in der Vertikalebene. Bei geschlossenem Kontakt A strahlt die Antenne in der zweiten Schaltstufe eine in x-Richtung linear polarisierte Welle ab. Eine hierzu orthogonale Polarisation wird in der dritten Schaltstufe bei geschlossenen Kontakten B, C und geöffnetem Kontakt A erreicht.

In der Fig. 1 sind der besseren Übersicht halber die Diodenschalter als mechanische Kontakte gezeichnet.

Die Fig. 2 zeigt das dreieckige Antennengehäuse in zwei Ansichten. Die Diodenschalter, die auch hier als mechanische Kontakte gezeichnet sind, verbinden die beiden Enden und die Mitte des Faltdipols mit der metallischen hinteren vertikalen Begrenzungsfläche 7 des Antennengehäuses. An den Anschlußstellen D und E erfolgt die Speisung des Faltdipols über ein Symmetrierglied 10 innerhalb des mit den dünnen dielektrischen Platten 4 und 5 abgedeckten Antennengehäuses von einem Koaxialkabel mit dem Innenleiter 12 und dem Außenleiter 13, der mit der Rückwand 8 elektrischen Kontakt besitzt.

Für einen Anwendungsfall bei der Frequenz 900/MHz, entsprechend einer Freiraumwellenlänge W = 33,33 cm, zeigen Fig. 1 und Fig. 2 eine erprobte Ausführungsform. Die Breite des Antennengehäuses beträgt 14 = 0,41 W. Seine Höhe 15 = 0,34 W entspricht angenähert der des amtlichen Kennzeichenschildes 2 mit der vorgegebenen Länge 16 = 1,56 W, das aufgrund der Gehäusetiefe 17 = 0,12 W von der Karosserie 1 entfernt ist. Die Dipolhälften des Faltdipols 3 der Länge 18 = 0,23 W verlaufen längs der vertikalen Kathete in z-Richtung und längs der horizontalen Kathete in y-Richtung. Ihre Symmetrielinie 9 besitzt einen Abstand von 0,012 W von der Mittellinie 19 des Faltdipols. In der Mitte und an den Enden des Faltdipols 3 befinden sich elektronisch schaltbare Dioden A, B und C, die auch hier symbolisch durch das Schalterzeichen wiedergegeben sind. Die Tiefpässe zur Entkopplung der Hochfrequenzenergie des Faltdipols von den Steuerleitungen der Dioden sind im Antennengehäuse auf der hinteren vertikalen Begrenzungsfläche 7 befestigt. Die Breite der ebenen Leiterbahn des Symmetriertransformators 10 beträgt 20 = 0,08 W.

Claims (6)

1. Fahrzeugantenne für den Dezimeterwellenbereich, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein kompakter Erreger zwischen wenigstens einem der beiden amtlichen Kennzeichenschilder (2) und der Fahrzeugkarosserie (1) angeordnet ist und diese zu einer Sekundärstrahlung anregt (Fig. 1).

2. Fahrzeugantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kompakte Erreger als ein um 90° abgewinkelter Faltdipol (3) ausgebildet und längs der beiden Katheten eines in der Projektion seiner vertikalen Begrenzungsflächen (6, 7) ein rechtwinkliges Dreieck darstellenden Antennengehäuses angeordnet ist, das seinerseits eine unter 45° abgefaste obere Ecke eines vertikal hinter dem amtlichen Kennzeichenschild (2) angebrachten metallischen Kennzeichenträgers gleicher Stärke (17) ersetzt und diesen zu einem Rechteck mit den ungefähren Abmessungen (15, 16) des amtlichen Kennzeichens ergänzt (Fig. 1 und 2).

3. Fahrzeugantenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltdipol (3) zwischen den beiden zueinander planparallelen, metallischen, vertikalen Begrenzungsflächen (6, 7) auf dünnen dielektrischen Platten (4, 5) längs der Katheten angeordnet ist, während die längs der Hypothenuse verlaufende Rückwand (8) metallisch abgeschlossen ist, wobei der Abstand der Rückwand (8) vom Faltdipol (3) und dessen Versatz von der Symmetrielinie (9) des Antennengehäuses so groß sind, daß die Primärstrahlung angenähert zirkular polarisiert ist (Fig. 1).

4. Fahrzeugantenne nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwirklichung eines Diversity- Betriebs mit nur einer Antenne die Polarisation der vom Faltdipol (3) ausgehenden Strahlung durch drei jeweils zwischen der Mitte und den beiden Enden des Faltdipols (3) und der hinteren vertikalen Begrenzungsfläche (7) des Antennengehäuses angeordnete, elektronisch steuerbare Schaltdioden (A, B, C) derart veränderbar ist, daß zwischen einer zirkularen, eine linearen und einer dazu orthogonalen Polarisation in Hauptstrahlrichtung gewählt werden kann (Fig. 1).

5. Fahrzeugantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide unter 45° abgefasten oberen Ecken des Kennzeichenträgers durch je ein Antennengehäuse mit einem um 90° abgewinkelten Faltdipol ersetzt werden.

6. Fahrzeugantenne nach Anspruch 1, 2, und 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Erreger zwischen jedem der beiden amtlichen Kennzeichenschilder und der Karosserie angebracht ist.