DE3834075A1 - Window antenna - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Fensterantenne gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a window antenna according to the preamble of the main claim.
Es ist eine Fensterantenne bekannt, bei der ein Fensterglas oder dergleichen als dielektrisches Bauteil einer Streifenleitungs- Antenne verwendet wird. Eine derartige Fensterantenne ist beispielsweise an einem Fahrzeug angebracht und dient als Sende- oder Empfangsantenne für ein Fahrzeug- Telefon oder Empfangsantenne für ein GPS (Global Position System) zur Ermittlung der jeweiligen Position des Fahrzeugs durch Empfang von Radiowellen von einem Satelliten.A window antenna is known in which a window glass or the like as a dielectric component of a stripline Antenna is used. Such a window antenna is attached to a vehicle, for example, and serves as a transmitting or receiving antenna for a vehicle Telephone or receiving antenna for a GPS (Global Position System) for determining the respective position of the vehicle by receiving radio waves from a satellite.
Fig. 1 und 2 zeigen eine herkömmliche Fensterantenne, die am Dachfenster eines Fahrzeugs anzubringen ist. Bei diesem Stand der Technik wird eine Streifenleitungs-Antenne 14 für ein Fenster gebildet durch Aufbringen eines flächigen Antennen-Leiters 12 und eines Masse-Leiters 13 auf äußere oder innere Oberflächen 11 a und 11 b einer Fensterscheibe 11. Fig. 1 and 2 show a conventional glass antenna, which is to be attached to the roof window of a vehicle. In this prior art, a stripline antenna 14 for a window is formed by applying a flat antenna conductor 12 and a ground conductor 13 to outer or inner surfaces 11 a and 11 b of a window pane 11 .
Eine durchgehende Bohrung 15 befindet sich in der Fensterscheibe 11. Ein innerer Leiter 16 a eines Koaxial-Kabels 16 ist mit dem Antennen-Leiter 12 durch Lot 17 verbunden und verläuft durch die Bohrung 15. Ein äußerer Leiter 16 b des Koaxial-Kabels 16 ist mit dem Masse-Leiter 13 durch Lot 18 verbunden.A continuous bore 15 is in the window pane 11 . An inner conductor 16 a of a coaxial cable 16 is connected to the antenna conductor 12 by solder 17 and runs through the bore 15 . An outer conductor 16 b of the coaxial cable 16 is connected to the ground conductor 13 by solder 18 .
Da bei diesem Stand der Technik der Antennen-Leiter 12 auf der Außenseite angeordnet ist und im übrigen das Lot 17 über den Antennen-Leiter 12 hinausragt, kann der Antennen- Leiter durch Bürsten bei der Reinigung des Fahrzeugs beschädigt werden oder aufgrund von Regen, Wind und dergleichen oxidieren.Since in this prior art the antenna conductor 12 is arranged on the outside and the solder 17 projects beyond the antenna conductor 12 , the antenna conductor can be damaged by brushing when cleaning the vehicle or due to rain or wind and the like oxidize.
Wenn Wassertropfen oder dergleichen an dem Antennen-Leiter 12 oder dergleichen haften, ändert sich dessen Impedanz. When drops of water or the like adhere to the antenna conductor 12 or the like, its impedance changes.
Es ist daher schwierig, Übertragungs- und Empfangscharakteristika hoher Qualität zu erzielen.It is therefore difficult to transmit and receive characteristics to achieve high quality.
Da der Antennen-Leiter 12 über die Oberfläche 11 a der Fensterscheibe 11 hinausragt und das Lot 17 den Antennen- Leiter 12 überragt, ist das äußere Erscheinungsbild nicht zufriedenstellen.Since the antenna conductor 12 projects beyond the surface 11 a of the window pane 11 and the solder 17 projects beyond the antenna conductor 12 , the external appearance is unsatisfactory.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine Fensterscheibenantenne zu schaffen, die nicht der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt ist und gute Sende- und Empfangscharakteristika bietet.The invention is directed to a window antenna to create that is not at risk of damage is exposed and has good transmission and reception characteristics offers.
Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.The invention results in detail from the characterizing Part of the main claim.
Erfindungsgemäß ist eine Scheibenantenne vorgesehen, die ein dielektrisches Glied umfaßt, das an einer Fensterscheibe derart anzubringen ist, daß im wesentlichen die gesamten ersten Oberflächen von zwei dielektrischen Platten mit im wesentlichen derselben Fläche einander gegenüberliegen, während eine zweite Oberfläche einer der dielektrischen Platten einer inneren Seite und eine zweite Oberfläche der anderen dielektrischen Platte einer äußeren Seite gegenüberliegt. Ein Antennen-Leiter ist zwischen den ersten Oberflächen angeordnet, und ein Masse-Leiter befindet sich auf der äußeren Oberfläche, die der inneren Seite gegenüberliegt.According to the invention, a disk antenna is provided which comprises a dielectric member attached to a window pane to be attached in such a way that essentially the whole first surfaces of two dielectric plates with im essentially face each other, while a second surface of one of the dielectric Plates an inner side and a second surface of the faces another dielectric plate on an outer side. An antenna conductor is between the first surfaces arranged, and a ground conductor is on the outer surface opposite the inner side.
Bei der erfindungsgemäßen Fensterantenne ist der Antennen- Leiter zwischen den ersten Oberflächen von zwei dielektrischen Platten angeordnet, und der Masse-Leiter befindet sich auf derjenigen Oberfläche einer der beiden dielektrischen Platten, die nach innen gerichtet ist. Daher liegt weder der Antennen-Leiter noch der Masse-Leiter auf der Außenseite, so daß sie gegenüber physikalischen und chemischen Veränderungen und dergleichen unempfindlich sind. In the window antenna according to the invention, the antenna Conductor between the first surfaces of two dielectric Arranged plates, and the ground conductor is located on that surface of one of the two dielectric Plates that face inwards. Therefore lies neither the antenna conductor nor the ground conductor on the Outside so that they face physical and chemical changes and the like are insensitive.
Weiterhin liegen bei dem dielektrischen Bauteil im wesentlichen die gesamten ersten Oberflächen von zwei dielektrischen Platten mit im wesentlichen derselben Fläche einander gegenüber. Daher entsteht keine Unregelmäßigkeit auf der Außenoberfläche des dielektrischen Bauteils.Furthermore, the dielectric component is essentially the entire first surfaces of two dielectric Plates with essentially the same area towards each other. Therefore, there is no irregularity on the outer surface of the dielectric component.
Da bei der erfindungsgemäßen Fensterantenne sowohl der Antennen-Leiter als auch der Masse-Leiter gegenüber physikalischen und chemischen Einflüssen und dergleichen unempfindlich sind, können Übertragungs- und Empfangscharakteristika hoher Qualität erreicht werden.Since both in the window antenna according to the invention Antenna conductor as well as the ground conductor compared to physical and chemical influences and the like insensitive transmission and reception characteristics high quality can be achieved.
Da ferner keine Ungleichmäßigkeit auf der äußeren Oberfläche des dielektrischen Bauteils entsteht, ist das äußere Erscheinungsbild ausgezeichnet.Furthermore, since there is no unevenness on the outer surface of the dielectric component is the outer Excellent appearance.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.Preferred embodiments of the Invention explained with reference to the drawing.
Fig. 1 ist ein Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2 und zeigt eine bekannte Ausführungsform; Fig. 1 is a section along the line II in Fig. 2 and shows a known embodiment;
Fig. 2 ist eine Draufsicht zu dieser bekannten Ausführungsform; Fig. 2 is a top view of this known embodiment;
Fig. 3 bis 9 sind Teilschnittdarstellungen von ersten bis siebten Ausführungsformen der Erfindung. FIGS. 3 to 9 are partial sectional views of the first to seventh embodiments of the invention.
Anschließend sollen anhand von Fig. 3 bis 9 Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Streifenleiter-Antenne für Fenster, insbesondere Dachfenster eines Fahrzeuges, erläutert werden.Subsequently, on the basis of to FIGS. 3 to 9 show embodiments of a stripline patch type antenna according to the invention for windows, in particular roof window of a vehicle, will be explained.
Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform wird ein Schichtglas als Fensterscheibe 21 verwendet. Die Fensterscheibe 21 ist so gestaltet, daß im wesentlichen die gesamten ersten Oberflächen 23 a und 24 a von zwei Glasplatten 23, 24, die im wesentlichen dieselbe Fläche aufweisen, einander über eine Zwischenschicht 22 gegenüberliegen, die aus einem transparenten Klebstoff besteht. Fig. 3 shows a first embodiment. In this embodiment, laminated glass is used as the window pane 21 . The window pane 21 is designed such that essentially the entire first surfaces 23 a and 24 a of two glass plates 23, 24 , which have essentially the same area, are opposite one another via an intermediate layer 22 , which consists of a transparent adhesive.
Die Fensterscheibe 21 ist so an dem Fenster angebracht, daß die zweite Oberfläche 23 b der Glasplatte 23 zur Innenseite gerichtet ist, während die zweite Oberfläche 24 b der Glasplatte 24 außen liegt.The window pane 21 is attached to the window so that the second surface 23 b of the glass plate 23 is directed to the inside, while the second surface 24 b of the glass plate 24 is on the outside.
Ein Antennen-Leiter 12 ist auf die Oberfläche 23 a der Glasplatte 23 aufgebracht, während ein Masse-Leiter 13 auf der Oberfläche 23 b der Glasplatte 23 liegt. Ein nicht gezeigtes Koaxial-Kabel ist an der Fensterscheibe angebracht, wie es in Fig. 1 und 2 gezeigt ist.An antenna conductor 12 is applied to the surface 23 a of the glass plate 23 , while a ground conductor 13 lies on the surface 23 b of the glass plate 23 . A coaxial cable, not shown, is attached to the window pane as shown in FIGS. 1 and 2.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform, die im wesentlichen mit der ersten Ausführungsform übereinstimmt, ausgenommen, daß der Antennen-Leiter 12 auf der inneren Oberfläche 24 a der Glasplatte 24 liegt. Fig. 4 shows a second embodiment, which essentially corresponds to the first embodiment, except that the antenna conductor 12 is on the inner surface 24 a of the glass plate 24 .
Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform, die im wesentlichen mit der ersten Ausführungsform übereinstimmt, ausgenommen, daß eine Harz-Platte 25 aus transparentem Kunststoff oder dergleichen an Stelle der äußeren Glasplatte 24 und der Zwischenschicht 22 verwendet wird. Fig. 5 shows a third embodiment which is substantially the same as the first embodiment, except that a resin plate 25 made of transparent plastic or the like is used in place of the outer glass plate 24 and the intermediate layer 22 .
Diese dritte Ausführungsform erfordert eine geringere Anzahl von Bauteilen als die erste und zweite Ausführungsform, und die Herstellung ist vereinfacht.This third embodiment requires fewer numbers components as the first and second embodiments, and the manufacture is simplified.
Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform, die wiederum weitgehend mit derjenigen gemäß der ersten Ausführungsform übereinstimmt, ausgenommen, daß eine durchgehende Bohrung 26 in der äußeren Glasplatte 24 und der Zwischenschicht 22 in den Bereichen vorgesehen ist, die der Form des flächigen Antennen-Leiters 12 entsprechen. Ein Dichtglied 27, das eine geringere Dielektrizitätskonstante aufweist als Glas, liegt in der Bohrung 26. FIG. 6 shows a fourth embodiment, which in turn largely corresponds to that according to the first embodiment, except that a through hole 26 is provided in the outer glass plate 24 and the intermediate layer 22 in the areas which correspond to the shape of the flat antenna conductor 12 correspond. A sealing member 27 , which has a lower dielectric constant than glass, lies in the bore 26 .
Wenn ein Bauteil aus einem Material mit großer Dielektrizitätskonstante, wie etwa Glas, in der Nähe eines Antennen- Elements angeordnet ist, wird das Verkärzungs-Verhältnis des Antennen-Elements erhöht, und der Gewinn der Antenne wird verringert, verglichen mit einem Antennen-Element, das sich in Berührung mit Luft befindet.If a component is made of a material with a high dielectric constant, such as glass, near an antenna Element is arranged, the foreshortening ratio of the antenna element increases, and the gain of the antenna is reduced compared to an antenna element that is in contact with air.
Die anschließend wiedergegebene Tabelle zeigt Antennen- Gewinne in Richtung senkrecht zu dem Antennen-Leiter 12 bei Bauteilen aus unterschiedlichen Materialien in der Nähe der Außenseite des Antennen-Leiters gemäß Fig. 6. Die Werte der Tabelle werden erzielt unter der Annahme, daß der Antennen-Gewinn Null dB ist, wenn keines der Bauteile auf der Außenseite des Antennen-Leiters 12 angeordnet ist, d. h. dieser in Kontakt mit Luft steht.The table shown below shows antenna gains in the direction perpendicular to the antenna conductor 12 in the case of components made of different materials in the vicinity of the outside of the antenna conductor according to FIG. 6. The values in the table are obtained on the assumption that the antenna Gain is zero dB if none of the components is arranged on the outside of the antenna conductor 12 , ie it is in contact with air.
Aus dieser Tabelle geht hervor, daß bei Verwendung eines Dichtgliedes 27 aus Polytetrafluorethylen die Abnahme des Antennen-Gewinns sehr gering ist. An Stelle von Teflon (Dielektrizitätskonstante = 2) kann Silicium (Silikon) (= 2,75), Polycarbonat (= 3), Polyethylen (= 2,3) oder dergleichen als Material für das Dichteglied 27 verwendet werden. Diese Materialien weisen eine geringere Dielektrizitätskonstante als Fahrzeugglas (Dielektrizitätskonstante 7 bis 8) auf.This table shows that when a sealing member 27 made of polytetrafluoroethylene is used, the decrease in antenna gain is very small. Instead of Teflon (dielectric constant = 2), silicon (silicone) (= 2.75), polycarbonate (= 3), polyethylene (= 2.3) or the like can be used as the material for the sealing member 27 . These materials have a lower dielectric constant than vehicle glass (dielectric constant 7 to 8 ).
Fig. 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform, die im wesentlichen der vierten Ausführungsform entspricht, bei der jedoch die Bohrung 26 in der inneren Glasplatte 23 und der Zwischenschicht 22 im Bereich des Masse-Leiters 13 ausgebildet ist und das Dichtglied 27 von innen in die Bohrung 26 eingefügt ist. Fig. 7 shows a fifth embodiment, which corresponds substantially to the fourth embodiment, but in which the bore is formed in the inner glass plate 23 and the intermediate layer 22 in the region of the ground conductor 13 26, and the seal member 27 from the inside in the bore 26 is inserted.
Bei der fünften Ausführungsform kann ein Antennen-Gewinn erzielt werden, der höher liegt als bei der ersten und zweiten Ausführungsform.In the fifth embodiment, antenna gain can be achieved, which is higher than the first and second embodiment.
Fig. 8 zeigt eine sechste Ausführungsform, die im wesentlichen mit der vierten und fünften Ausführungsform übereinstimmt, bei der jedoch die Bohrung 26 in der inneren und äußeren Glasplatte 23 und 24 und der Zwischenschicht 22 in Bereichen ausgebildet ist, die dem Masse-Leiter 13 entsprechen. Zwei Dichtglieder 27 sind in die Bohrung 26 so eingesetzt, daß der Antennen-Leiter 12 zwischen ihnen liegt. FIG. 8 shows a sixth embodiment which is essentially the same as the fourth and fifth embodiments, but in which the bore 26 in the inner and outer glass plates 23 and 24 and the intermediate layer 22 is formed in areas which correspond to the ground conductor 13 . Two sealing members 27 are inserted into the bore 26 so that the antenna conductor 12 is between them.
Bei der sechsten Ausführungsform ist der Antennen-Gewinn höher als bei der vierten und fünften Ausführungsform.In the sixth embodiment, the antenna gain is higher than the fourth and fifth embodiments.
Fig. 9 zeigt eine siebente Ausführungsform, die im wesentlichen mit der vierten Ausführungsform übereinstimmt, ausgenommen, daß ein plattenförmiges Bauteil 28, das aus demselben Material wie das Dichtglied 27 besteht, an Stelle der äußeren Glasplatte 24 verwendet wird. Fig. 9 shows a seventh embodiment which is substantially the same as the fourth embodiment, except that a plate-shaped member 28 made of the same material as the sealing member 27 is used in place of the outer glass plate 24 .
Bei der siebenten Ausführungsform kann die Herstellung der Bohrung 26 und der Einfügung des Dichtgliedes 27 entfallen, so daß der Fertigungsprozeß vereinfacht wird.In the seventh embodiment, the production of the bore 26 and the insertion of the sealing member 27 can be omitted, so that the manufacturing process is simplified.
Bei den geschilderten Ausführungsformen der Erfindung bezieht sich diese auf eine Fensterantenne in der Form eines Streifenleiters, die an einem Dachfenster eines Fahrzeugs anzubringen ist. Eine Anwendung kommt jedoch auch für die Rückscheibe in Betracht. Im übrigen ist die Erfindung geeignet für Fensterantennen in Transporteinrichtungen anderer Art, in Gebäuden und dergleichen.In the described embodiments of the invention this refers to a window antenna in the form of a strip line attached to a skylight Vehicle. An application is coming, however also considered for the rear window. Otherwise, the Invention suitable for window antennas in transport devices other kind, in buildings and the like.
Claims (6)
- ein dielektrisches Bauteil (21), das derart an einem Fenster angebracht ist, daß die gesamten ersten Oberflächen (23 a, 24 a) von zwei dielektrischen Platten (23-25, 28), die im wesentlichen dieselbe Fläche aufweisen, gegenüberliegen, und eine zweite Oberfläche (23 b) einer der dielektrischen Platten (23-25, 28) zur Innenseite und die zweite Oberfläche (24 b) der anderen dielektrischen Platte (23-25, 28) nach außen liegt,
- einen Antennen-Leiter (12), der zwischen den ersten Oberflächen (23 a, 24 a) angeordnet ist und
- einen Masse-Leiter (13), der sich auf der zweiten Oberfläche (23 b) befindet, die nach innen gerichtet ist.
- a dielectric component ( 21 ) which is attached to a window such that the entire first surfaces ( 23 a, 24 a ) of two dielectric plates ( 23-25, 28 ), which have substantially the same area, face each other, and one second surface ( 23 b ) of one of the dielectric plates ( 23-25, 28 ) on the inside and the second surface ( 24 b ) of the other dielectric plate ( 23-25, 28 ) on the outside,
- an antenna conductor ( 12 ) which is arranged between the first surfaces ( 23 a, 24 a ) and
- a ground conductor ( 13 ), which is located on the second surface ( 23 b ), which is directed inwards.
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