DE3719692A1 - Mehrantennenanordnung fuer antennendiversity in einer fensterscheibe - Google Patents
Mehrantennenanordnung fuer antennendiversity in einer fensterscheibeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrantennenanordnung
mit mehreren Antennen für Antennendiversity vorzugsweise
für den Empfang im Bereich der Meterwellen (UKW), z. B. im
Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Solche Mehrantennenanordnungen werden verwendet für den
Empfang frequenzmodulierter Signale, wie z. B. des
UKW-Rundfunks.
Für Antennendiversitysysteme, die eine deutliche
Verbesserung des UKW-Empfangs im Kraftfahrzeug ermöglichen,
sind mindestens zwei Antennen erforderlich.
Unter fahrzeugspezifischen Gesichtspunkten sind diese
Antennen vorzugsweise so zu gestalten, daß sie in die
Fahrzeugkarosserie integriert sind, was optimal in der Form
von Scheibenantennen erfolgt. Neben der Frontscheibe, die
aber in vielen Fahrzeugen wegen des dort vorhandenen hohen
Störpegels durch die im Frontbereich der Fahrzeuge
angeordnete Aggregate für die Realisierung von Antennen
ausscheidet, ist die Fahrzeugheckscheibe geeignet zur
Realisierung von Fahrzeugantennen.
Die Realisierung von Fahrzeugantennen in der Heckscheibe muß
auf das dort vorhandene Heizfeld Rücksicht nehmen, dessen
Ausführung und Abmessungen unter fahrzeugspezifischen und
stilistischen Gesichtspunkten vorgegeben sind.
Eine Anordnung für zwei Antennen in der Fahrzeugheckscheibe
für die Anwendung in Diversitysystemen wird von EP 00 65 263
vorgeschlagen. Bei dieser Anordnung wird im vom Heizfeld
nicht bedeckten Bereich der Scheibe eine Hauptantenne
eingebaut.
Eine derartige Anordnung weist den Nachteil auf, daß das
Diversitysystem auf zwei UKW-Antennen beschränkt ist. Sind
die Signale von beiden Antennen gleichzeitig gestört, so ist
der Empfang unbefriedigend und die empfundene Störung wird
dadurch erheblich vergrößert, daß das Diversitysystem
während dieser Zeit fortwährend zwischen den beiden Antennen
umschaltet und das in der Praxis unvermeidbare
Schaltgeräusch sich der Empfangsstörung zusätzlich
überlagert. Dieser Fall ist in der Praxis häufig gegeben. Es
ist deshalb notwendig, die Anzahl der für Antennendiversity
zur Verfügung stehenden Antennen zu erhöhen. Andererseits
ist die Verwendung zusätzlicher Antennen am Fahrzeug
außerhalb des Fensters kostenintensiv.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, in einer
Fensterscheibe eines Fahrzeugs unter Einbeziehung des
Heizfelds mit vorgegebener Form eine Mehrantennenanordnung
für Antennendiversity vorzugsweise für den Empfang im
Bereich der Meterwellen (UKW) mit mehr als zwei Antennen
auszubilden, wobei die mittlere Empfangsqualität mit jeder
Einzelantenne möglichst gut ist und die Anzahl der
Störungen, die in den Signalen der verschiedenen Antennen
gleichzeitig auftreten, möglichst gering ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer
Diversityantennen-Anordnung der eingangs genannten Art durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Eine
Hf-mäßige Entkopplung im Sinne des Anspruches 1 liegt vor,
wenn die Empfangssignale der Antennen, insbesondere im
Hinblick auf Empfangsstörungen, wie z. B. Einbrüche des
HF-Pegels, unterschiedlich sind.
Erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele sind in den
angegebenen Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden
näher beschrieben. Im einzelnen zeigt
Fig. 1 Mehrantennenanordnung nach der Erfindung mit einer weiteren
UKW-Antenne links oben im Fensterfeld, zwei aus dem Heizfeld
gebildeten UKW-Antennen und einer Antenne für den
LMK-Empfang (rechts oben),
Fig. 2 Mehrantennenanordnung nach der Erfindung wie Fig. 1, jedoch
mit einer zusätzlichen aus dem Heizfeld gebildeten
UKW-Antenne,
Fig. 3 Mehrantennenanordnung wie in Fig. 1, jedoch mit einem
Faltmonopol für die Ausbildung der weiteren UKW-Antenne
(links oben),
Fig. 4 Mehrantennenanordnung nach der Erfindung mit zwei weiteren
UKW-Antennen unterhalb des Heizfeldes, von denen die eine
als Faltmonopol (5 c) und die andere als Drahtmonopol (5 d)
ausgeführt ist. Rechts unten im Fensterfeld ist beispielhaft
eine Antenne für den LMK-Empfang angebracht,
Fig. 5 Mehrantennenanordnung nach der Erfindung mit einer weiteren
UKW-Antenne oberhalb des Heizfeldes, deren Antennenleiter
(5 c) auch als Teil einer LMK-Antenne verwendet ist.
In Fig. 1 ist eine von einem metallischen Rahmen, der im
folgenden als Masse bezeichnet wird, umgebene Fensterscheibe
dargestellt. Die Heizfläche wird für die Bildung von
mindestens zwei UKW-Antennen herangezogen. Durch Wahl
geeigneter Anschlußklemmenpaare, die jeweils aus dem
Leiterteil-Anschlußpunkt (5 a, b) und einem benachbarten
Massepunkt auf dem Rahmen gebildet sind, lassen sich
UKW-Antennen herstellen, deren Signale weitgehend unabhängig
voneinander sind. In den nicht mit Leitern bedeckten
Teilflächen des Fensters können erfindungsgemäß weitere
UKW-Antennen angebracht werden, deren Empfangssignale
ebenfalls insbesondere hinsichtlich der zu vermeidenden
Störungen von den übrigen UKW-Antennen unterschiedlich sind.
Im Beispiel der Fig. 1 ist die linke Hälfte des Fensters
oberhalb der Heizflächen mit einem UKW-Monopol (5 c) belegt,
der als parallel geführte Leiter, die am Anschlußpunkt
zusammengefaßt sind, ausgeführt ist. Die Abmessungen dieses
Monopols sind unter Nutzung des zur Verfügung stehenden
Raumes so gewählt, daß die mittlere Empfangsleitung einen
möglichst guten Wert annimmt. Bei den üblichen
Fahzeugabmessungen, deren Breite im UKW-Bereich ungefähr
eine halbe Wellenlänge beträgt, lassen sich somit Monopole
mit einer günstigen Länge von einer viertel Wellenlänge
realisieren. Die Abstände vom Rahmen und von den Heizfeldern
werden nach bekannten Gesichtspunkten günstig eingestellt.
Im Beispiel der Fig. 1 wird der Raum oberhalb des Heizfeldes
im rechten Fensterteil für die Gestaltung einer LMK-Antenne
nach bekannten Gesichtspunkten verwendet. Das Heizfeld
stellt im allgemeinen für den LMK-Frequenzbereich, ebenso
wie der Fensterrahmen, hochfrequenzmäßig eine Masse dar.
Um
für LMK einen guten Empfang zu gewährleisten, werden
hinsichtlich der Dimensionierung der LMK-Antenne die
Abmessungen nach den in DOS-P 34 10 415.1 dargelegten
Gesichtspunkten eingestellt.
In Fig. 2 ist das Heizfeld nicht nur für die Bildung von
zwei UKW-Antennen verwendet, sondern es befindet sich im
linken unteren Teil am Anschlußklemmenpaar 5 d und 14 d ein
weiterführendes Netzwerk 8 d angeschlossen, an dessen
Antennenanschlußstelle die zum Diversityprozessor 15
führende Leitung 9 d angeschlossen ist. Eine nicht mit dem
Heizfeld verbundene weitere Antenne 5 c, 8 c ist ebenfalls -
wie in Fig. 1 - im linken oberen Feld oberhalb des Heizfelds
angebracht. Dem Diversityprozessor 15 in Fig. 2 werden
demnach drei UKW-Signale, die dem Heizfeld entnommen werden
und ein weiteres UKW-Signal, das von der weiteren
UKW-Antenne links oben empfangen wird, zugeführt. Durch
geeignete Gestaltung der Impedanzverhältnisse an den
Anschlußklemmenpaaren, die mit dem Heizfeld gebildet sind,
lassen sich hinsichtlich der UKW-Störungen an allen vier
UKW-Antennen unterschiedliche Empfangssignale herstellen.
In einer vorteilhaften Weiterführung der Erfindung wird der
elektrische Monopol in den Fig. 1 und 2 durch einen
Faltmonopol in Fig. 3, wie z. B. in P 36 30 519.7 dargelegt,
ausgebildet. Durch Verwendung unterschiedlicher
Antennenformen lassen sich die gewünschten unterschiedlichen
Empfangsverhältnisse an den einzelnen Antennen herbeiführen.
Dadurch wird die Effektivität der Mehrantennenanordnung im
Hinblick auf Antennendiversity verbessert.
Durch Anwendung unterschiedlicher Antennenformen können die
weiteren Antennen 5 c und 5 d in Fig. 4 räumlich sehr nahe
zueinander positioniert werden. Die Verwendung eines
Faltmonopols links unten im Fenster in Fig. 4 und die dichte
Nachbarschaft des Monopols 5 d, der als einfacher Draht
ausgeführt ist, führt auch bei diesen beiden weiteren
UKW-Antennen zu stark unterschiedlichen Empfangssignalen
hinsichtlich der zu vermeidenden Störungen. Die
Antennenanordnung in Fig. 4 erlaubt sogar die zusätzliche
Anbringung einer LMK-Antennenstruktur im Bild rechts unten.
In Fig. 4 ist auch beispielhaft beschrieben, wie mit Hilfe
einer Leitung, die parallel zum Fensterrahmen auf der
rechten Seite geführt ist, das am Anschlußklemmenpaar (60, 61
entstehende Signal in Nachbildung einer elektrischen
Doppelleitung dem weiterführenden Netzwerk 62 zugeführt ist.
In Fig. 5 ist oberhalb der Heizfläche eine Antennenstruktur
als Antennenleiter 5c angebracht. Dieser wird sowohl für den
Empfang für UKW als auch für LMK-Signale verwendet. In
dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im
weiterführenden Netzwerk 53 an dessen Eingang und Ausgang
jeweils eine Frequenzweiche 51, 41 für die Trennung bzw.
Zusammenführung der Signale in diesen beiden
Frequenzbereichen angebracht. In dem Beispiel in Fig. 5
liegt somit ein Dreiantennen-Diversity vor, bei dem zwei
UKW-Antennen aus dem Heizfeld und eine UKW-Antenne aus der
weiteren Antenne oberhalb des Heizfeldes gebildet ist.
Claims (13)
1. Mehrantennenanordnung mit mehreren Antennen für
Antennendiversity vorzugsweise für den Empfang im Bereich
der Meterwellen (UKW), z. B. für ein Kraftfahrzeug, mit einem
im Bereich einer Scheibe, z. B. einer PKW-Heckscheibe,
angeordneten Heizfeld mit stirnseitig angeordneten
Leiterteilen zur Zuführung des Heizstroms und mit zwischen
diesen angeordneten zu heizenden Leiterteilen,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens drei Diversityantennen vorhanden sind und
mindestens zwei der Diversityantennen derartige stirnseitig
angeordnete Leiterteile (4 a, 4 d; 4 b 4 c) und zwischen diesen
angeordnete, zu heizende Leiterteile (2 a, 2 b) und ein
Klemmenpaar aufweisen, daß jedes Klemmenpaar einen
Masseanschlußpunkt (14 a, 14 b) und einen
Leiterteil-Anschlußpunkt (5 a, 5 b) aufweist, daß die
Leiterteil-Anschlußpunkte (5 a, 5 b) der Diverstyantennen
derart angeordnet sind, daß sie HF-mäßig weitgehend
voneinander entkoppelt sind und daß in den
Heizstromzuführungsleitungen HF-Leistung sperrende Elemente
(6 a-d) vorgesehen sind und in dem nicht mit Leitern
bedeckten Flächenteil der Heckscheibe mindestens ein
Antennenleiter mit einem Antennenleiter-Anschlußpunkt als
Teil einer weiteren Antenne vorhanden ist und ein
Anschlußklemmenpaar aus einem Masseanschluß (52, 14 c, 14 d) und
dem Antennenleiter-Anschlußpunkt (5 c, 5 d) gebildet ist und
der Antennenleiter mit Anschlußklemmenpaar derart angeordnet
ist, daß jede Diversityantenne HF-mäßig weitgehend von den
anderen entkoppelt ist.
2. Mehrantennenanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwei der Diversityantennen aus einem Heizfeld (2)
gebildet sind, dessen Heizstrom über nahezu senkrecht zu den
Heizleitern angeordnete Sammelschienen (4 a-d) zugeführt ist,
und auf den Sammelschienen an unterschiedlichen Stellen
mindestens zwei Anschlußpunkte (5 a, b) gewählt sind, die
zusammen mit zu diesen (5 a, b) benachbarten Massepunkten
(14 a, b) auf dem Fensterrahmen (12) Anschlußklemmenpaare
(5 a, 14 a, 5 b, 14 b) bilden und an diee Anschlußklemmenpaare
jeweils ein weiterführendes Netzwerk (8 a, b) mit geeigneten
Transformations- und/oder Verstärkereigenschaften
angeschlossen ist, dessen Ausgang jeweils die
Antennenanschlußteile (7 a, b) einer der Diversityantennen
bildet, und in den Gleichstromzuführungen zu den
Sammelschienen (4 a-d) Netzwerke (6 a-d) vorhanden sind, die
für den Heiz-Gleichstrom durchlässig sind und die zwischen
der jeweiligen Sammelschiene (4 a-d) und Masse (12) eine
verlustarme hochfrequenzmäßige Impedanz bilden.
3. Mehrantennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede der weiteren Antennen ein an das Anschlußklemmenpaar
angeschlossenes weiterführendes Netzwerk (8 c, d) mit
geeigneten Transformations- und/oder Verstärkereigenschaften
enthält, dessen Ausgang jeweils die Antennenanschlußstelle
(7 c, d) einer der Diviersityantennen bildet.
4. Mehrantennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine der weiteren Antennen einen flächenhaft
ausgebildeten Antennenleiter in Form eines elektrischen
Monopols mit für den Betriebsfrequenzbereich geeigneten
Abmessungen besitzt.
5. Mehrantennenanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der flächenhaft ausgebildete Antennenleiter durch eine Reihe
parallel geführter Drähte besteht, die mindestens an einer
Stirnseite parallelgeschaltet sind und der
Antennenleiter-Anschlußpunkt (5 c) an einer solchen
Stirnseite angeschlossen ist, oder durch eine Gitterstruktur
nachgebildet ist.
6. Mehrantennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindesens eine der weiteren Antennen einen Antennenleiter
besitzt, der als Faltmonopol mit für den
Betriebsfrequenzbereich geeigneten Abmessungen ausgeildet
ist.
7. Mehrantennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine der weiteren Antennen einen Antennenleiter
besitzt, der als geradliniger linienförmiger Leiter mit für
den Betriebsfrequenzbereich geeigneten Abmessungen
ausgebildet ist.
8. Mehrantennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die weiteren Antennen Antennenleiter mit unterschiedlichen
Formen besitzen.
9. Mehrantennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Antennenleiter von zwei der weiteren Antennen
oberhalb oder unterhalb des Heizfeldes angeordnet sind und
eine im linken und die andere in der rechten Teilfläche
angeordnet ist.
10. Mehrantennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Anschlußpunkte (5 a, b) und die hochfrequenzmäßigen
Impedanzen der Netzwerke (6 a-d) in den
Gleichstromzuführungen zu den Sammelschienen (4 a-d) geeignet
gewählt sind, derart, daß die Anzahl der an allen
Antennenanschlußstellen (7 a, b) während der Fahrt
gleichzeitig auftretenden Einbrüche der Empfangspegel
möglichst klein ist.
11. Mehrantennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Heizleiterstruktur horizontal in etwa zwei flächengleiche
Hälften unterteilt ist und auf den beiden für den
Nutzfrequenzbereich bezüglich der Gleichstromzuführungen
voneinander isolierten Teilheizfeldern (2 a und 2 b) zwei
Anschlußpunkte (5 a und 5 b) vorhanden sind, die jeweils am
Ende der jeweiligen Sammelschiene (4 c, 4 a) und untereinander
diagonal entgegengesetzt angebracht sind.
12. Mehrantennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine der weiteren Antennen auch für den Empfang von
Lang-, Mittel- und Kurzwellen-Signalen verwendet ist und das
weiterführende Netzwerk einen Signalweg mit Verstärker für
LMK-Signale und einen getrennten Signalweg für UKW-Signale
enthält und beide Signalwege eingangsseitig über eine
Frequenzweiche miteinander verbunden sind und die
Antennenanschlußstelle durch den Ausgang einer
Frequenzweiche am Ausgang des weiterführenden Netzwerks
gebildet ist.
13. Mehrantennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
in einer nicht von Leitern bedeckten Teilfläche eine Antenne
für den Empfang von Lang-, Mittel- und Kurzwellen-Signalen
angebracht ist.
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