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Die Erfindung bezieht sich auf eine Antenne zum Empfangen von
Rundfunkwellen, und insbesondere auf eine magnetische Antenne,
welche an einer gewünschten Stelle im Inneren eines Automobils
installiert ist und nicht außerhalb desselben, und welche
einen hochempfindlichen, nicht gerichteten und zuverlässigen
Breitband-Empfang von Rundfunkwellen, umfassend die AM-, FM-
und TV-Bänder sicherstellt.
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Die meisten bisher in Automobilen verwendeten Antennen sind
Stabantennen, die so ausgelegt sind, daß sie während des
Signalempfangs aus dem Automobil herausragen. Eine derartige,
aus dem Automobil herausragende Anordnung verursacht oft die
Beschädigung der Antenne. Eine derartige Antenne des Standes
der Technik ist nicht dazu ausgelegt, die verschiedenen
Rundfunkbänder, d.h. AM-, FM- und TV-Bänder zu empfangen und ein
Automobil benötigt zwei oder mehrere Antennen, um verschiedene
Bänder zu empfangen. Viele aus der Automobilkarosserie
herausragende Antennen beeinträchtigen gewöhnlicherweise das
Erscheinungsbild des Automobils. Um das Erscheinungsbild zu
verbessern, sind in einigen Automobilen Glas-Antennen
vorgesehen. Da jedoch eine derartige Glasantenne, obwohl sie
teuer ist, nicht dazu ausgelegt ist, alle verschiedenen Bänder
zu empfangen, muß in einem Automobil in den meisten Fällen zu
sätzlich zu der Glasantenne eine Stabantenne verwendet werden.
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Eine weitere Antenne dieses Typs, die in der japanischen
Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 62-75615 offenbart
ist, verwendet Ferrit-Stäbe mit darauf gewickelten
Aufnahmespulen, um ein Hochfrequenzsignal aufzunehmen, welches in dem
Dach des Automobils oder einem anderen Karosserieabschnitt des
Automobils an der Grenze zwischen dem Dach und einem
Säulenabschnitt induziert wird.
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Da jedoch die von dem Dach zu dem Säulenabschnitt laufenden
Wellen, wenn überhaupt, schwache Wellen sind, muß die Antenne
nahe dem Dach angebracht sein etc.. Zusätzlich kann die
Antenne keine Signale empfangen, wenn kein Verstärker angeschlossen
ist. Selbst wenn ein Verstärker verwendet wird, nimmt das
Rauschen während des Empfangs der schwachen Rundfunkwellen zu
und verringert dadurch das Signal-Rausch-Verhältnis. Dies
führt notwendigerweise zu einer schlechten Signalreproduktion.
Da ferner ein Breitbandverstärker benötigt wird, um die AM-,
FM- und TV-Bänder zu verstärken, führt dies ebenso zu einer
Störung des Signal-Rausch-Verhältnisses und zu einer Erhöhung
der Herstellungskosten.
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Um durch das kreuzförmige Anordnen von Ferrit-Stab-Kernen und
durch das Anschließen von Aufnahmespulen ein vollkommen nicht
gerichtetes Verhalten zu erreichen, ist es notwendig, die
Phase der induzierten Spannung von einer der Spulen um π/2 zum
nachfolgenden Zusammensetzen des Signals zu verschieben. Es
ist jedoch eine schwierige Technologie, die Phase über ein
breites Band zu verschieben. Ferner ist es, da die meisten
Automobilkarosserien an der Grenze zwischen dem Dach und dem
Säulenabschnitt bogenförmig ausgebildet sind, schwierig eine
derartige Antenne dort zuverlässig anzubringen und zu
arretieren.
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JP-A-51-131243 offenbart eine Automobilantenne mit einem mit
Draht umwickelten, kreuzförmigen, magnetischen Kern.
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Es ist eine Aufgabe der Ausführungsformen der Erfindung, eine
Antenne vorzusehen, in welcher ein magnetisches Element eine
spezielle Anordnung aufweist, um eine Breitband- und eine
nicht gerichtete Eigenschaft zu erreichen, welche die
Empfangseffizienz verbessert, und um unabhängig davon, wo die
Antenne an der Automobilkarosserie angeordnet ist, einen
akzeptablen Empfang sicherzustellen.
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Gemäß der Erfindung ist eine Rundfunkwellen-Empfangsantenne
vorgesehen, umfassend:
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ein magnetisches Element mit mehreren radialen Vorsprüngen,
welche sich in einer gemeinsamen Ebene erstrecken;
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um die jeweiligen Vorsprünge des magnetischen Elements
gewikkelte Spulen; und
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ein Kabel, welches die Spulen mit einem Verstärker verbindet;
dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen in Serie miteinander
verbunden sind, um eine schleifenartige Antenne zu bilden.
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Wenn die Spulen auf den radialen Vorsprüngen des magnetischen
Elements alle in Serie miteinander verbunden sind, um eine
schleifenartige Antenne zu bilden, wird der Empfang von
elektromagnetischen Wellen im wesentlichen nicht durch die
Position der Antenne in der Automobilkarosserie beeinflußt. Es ist
weiter bevorzugt, die Antenne von der Automobilkarosserie
leicht zu isolieren, um die Verstärkung der Antenne zu
verbessern. Die Serienschaltung von aller Spulen auf den jeweiligen
radialen Vorsprüngen ermöglicht eine auf die AM-, FM- und
TV-Bänder abstimmbare Eigenschaft.
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Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf
die Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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Figur 1 eine perspektivische Ansicht ist, welche eine Antenne
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
die vollkommen in ein isolierendes Material eingebettet ist,
das teilweise ausgeschnitten ist, um die Antenne darin zu
zeigen;
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Figur 2 eine andere, bevorzugte Anordnung eines magnetischen
Elements zeigt;
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Figur 3 eine Ansicht zum Erklären einer schleifenartigen
Antenne gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist;
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Figuren 4(a) und 4(b) Ansichten zum Erklären einer
Dipolantenne sind;
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Figur 5 ein Beispiel einer Verbindung zwischen
schleifenförmigen Spulen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines Antennenkörpers
ist, welcher in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
verwendet wird und vollkommen in ein elastisches Element
eingebettet ist, das hier so dargestellt ist, daß es teilweise
ausgeschnitten ist, um die Antenne darin zu zeigen;
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Figur 7 eine Seitenansicht der Anordnung in Figur 6 ist,
bevor diese in einem Automobil eingebaut wird;
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Figur 8 eine Seitenansicht der Anordnung in Figur 6 ist,
nachdem sie in einem Automobil in einer zusammengepreßten Art
und Weise eingebaut worden ist;
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Figuren 9 und 10 zeigen wo und wie die Anordnung der Figur 1
in einem Herstellungsprozeß in einer Fertigungslinie eingebaut
wird; und
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Figur 11 eine perspektivische Ansicht ist, welche die
Anordnung eines weichen, elastischen Elements zeigt.
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Figur 1 zeigt eine Ausführungsform, in welcher ein
magnetisches Element 1 sich radial erstreckende Vorsprünge 2
aufweist, welche mit Spulen 3 umwickelt sind, um eine Antenne A
auf einem Grundelement 4 derselben zu bilden. Das magnetische
Element 1 ist vollkommen in ein isolierendes Material
eingebettet. Wie in den Figuren 2(a) und (b) gezeigt, ist das
magnetische Element 1 aus einem einzigen Körper gebildet,
welcher radiale Vorsprünge 2 aufweist, die sich in einer
gemeinsamen Ebene erstrecken. An den jeweiligen Vorsprüngen 2
sind um diese gewickelte Spulen vorgesehen, welche in einer
später beschriebenen Art und Weise verbunden sind, und eine
sich davon erstreckende Versorgungsleitung 6 ist mit einem
Empfänger (nicht dargestellt) verbunden. Die einteilige
Anordnung des magnetischen Elements 1 mit sich in einer Ebene
erstreckenden Vorsprüngen 2 ermöglicht jede komplizierte
Gestaltung oder Anordnung der Vorsprünge, die anders als die
in Figur 2 dargestellten ist, ohne die Dicke derselben zu
verdoppeln oder zu verdreifachen, anders wie bei der Anordnung
im Stand der Technik, in welcher zwei oder mehrere magnetische
Elemente übereinandergestapelt sind und daher die gesamte
Dicke vergrößern. Daher kann ein einteiliges magnetisches
Element 1 von Anfang an eine größere Dicke aufweisen, um eine
größere Querschnittsfläche von jedem der Vorsprünge
vorzusehen. Die Anordnung der Vorsprünge 2 in einer Ebene stellt eine
gute magnetische Kopplung sicher. Als Ergebnis daraus zeigt
die Antenne bei einem ausgewählten Spulenwindungszustand und
einem ausgewählten Verbindungszustand zwischen den Spulen eine
große Verstärkung, wodurch der in der Anordnung beim Stand der
Technik verwendete Verstärker weggelassen werden kann.
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Figur 1 zeigt ein magnetisches Element 1, das acht Vorsprünge
2 aufweist. Jedoch kann im wesentlichen dieselbe
Leistungsfähigkeit durch andere Anordnungen, einschließlich der in
Figur 2(b), erhalten werden, vorausgesetzt, daß eine Mehrzahl
von Vorsprüngen 2 ausgebildet ist. Figur 3 zeigt eine
Anordnung der Verbindung zwischen den jeweiligen Spulen, um eine
schleifenartige Antenne zu bilden, so daß die Antenne auf alle
empfangenen Frequenzen in den AM-, FM- und TV-Bändern
abgestimmt wird, um elektromagnetische Wellen effizient zu
empfangen.
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Figur 4(b) zeigt eine Verbindung zum Bilden einer
Dipolantenne, in welcher die Spulen in zwei Antennenspulengruppen 3a und
3b aufgeteilt und in jeder der Gruppen miteinander verbunden
sind. Ein Ende einer Antennenspulengruppe 3a ist mit einer
Signalleitung 6a der Versorgungsleitung 6 verbunden, wogegen
ein Ende der anderen Antennenspulengruppe 3b mit einer
Masseverbindung 6b der Versorgungsleitung 6 verbunden ist, so daß
die in Figur 4b dargestellte Dipolantenne gebildet wird.
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Figur 5 zeigt eine Anordnung der schleifenförmig verbundenen
Antenne gemäß der Erfindung, in welcher die Spulen 3 auf den
jeweiligen Vorsprüngen 2 aufeinanderfolgend in Reihe
miteinander verbunden sind. In diesem Fall können die Spulen 3 so
miteinander verbunden sein, daß jeweils nebeneinander liegende
übersprungen werden.
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Wie oben beschrieben, ist die Antenne der Erfindung aus einem
magnetischen Element (Kern) hergestellt, der aus einem Körper
mit sich radial erstreckenden Vorsprüngen 2 besteht, wovon
jeder eine relativ große Querschnittsfläche aufweist, und
daher den Verlust des magnetischen Flusses reduziert. Daher
ist die Antenne insbesondere zum Gebrauch als Automobilantenne
geeignet, welche eine nicht gerichtete Eigenschaft benötigt,
so daß sie während des Fahrens mit dem Automobil einen Empfang
in jeder Richtung sicherstellt.
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Obwohl das magnetische Element 1 durch das Sintern von
Ferritpulver oder anderen ferromagnetischen Pulvern als ein Teil
hergestellt werden kann, kann es aus mehreren
ferromagnetischen Stäben hergestellt sein, die so zusammengebracht sind,
daß sie eine flache Ebene bilden, wie in Figur 2 dargestellt.
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Die Figuren 6 bis 11 zeigen eine weitere Ausführungsform der
Erfindung, welche besonders als Antenne geeignet ist, die in
einer Wand eines Automobils eingebettet ist.
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Figur 6 zeigt eine Anordnung eines Antennenkörpers, in welchem
die Bezugsziffer 11 eine Niederfrequenzband-Empfangsantenne
eines abstimmbaren Typs mit einem bekannten magnetischen Kern,
der mit Spulen umwickelt ist, bezeichnet, wobei diese Spulen
und ein Kondensator eine Abstimm-Schaltung bilden. Der
magnetische Kern 11' weist eine kreuzförmige Anordnung auf und
Spulen 12 sind darauf gewickelt. Die Spulen 12 sind mit einem
Abstimm-Kondensatorelement (nicht dargestellt) verbunden, um
eine Abstimm-Schaltung zum Empfangen von Niederfrequenzwellen
zu bilden. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine Hochfrequenz-
Band-Empfangsantenne. Die dargestellte Anordnung umfaßt
mehrere Hochfrequenz-Band-Empfangsantennen 13 in der Form von
zusammengezogenen Spiralantennen. Diese Antennen 11 und 13
bilden einen Antennenkörper 15, von welchem aus ein Kabel 16,
das an einem Grundelement 14 befestigt ist, weggeführt ist.
Der Antennenkörper 15 weist eine flache, ebene Anordnung mit
einer Dicke D von ungefähr 10 mm auf und ist vollkommen in ein
weiches, elastisches Element 17 eingebettet, welches aus
Schaumstoff, Baumwolle oder einem anderen isolierenden
Material mit einer großen Kompressibilität bestehen kann. Die
Antenne A der Figur 1 kann anstelle des Antennenkörpers 15
verwendet werden.
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Die Figuren 7 und 8 sind Querschnitts-Ansichten, welche
den Antennenkörper 15 und das diesen eng einhüllende
elastische Element 17 zeigen. Figur 7 zeigt eine
Antennenanordnung, welche aus dem Antennenkörper 15 und dem Antennenelement
17 besteht, bevor es in das Automobil eingebaut wird, und die
Dicke D2 beträgt ca. 40 bis 60 mm. Figur 8 zeigt die
Antennenanordnung, nachdem sie zwischen einer
Automobilkarosseriewand 18 und einem inneren Wandelement 19 eines Automobils, wie
in Figur 9 dargestellt, eingebaut worden ist. Das elastische
Element 17 ist in zusammengedrückter Weise zwischen der
Automobilkarosseriewand und dem inneren Wandelement angeordnet, so
daß es seine minimale Dicke D3 zeigt, welche D3 D1 erreicht.
Die Antennenanordnung kann in einem Automobil jeden Typs
eingebaut werden und die beste Position dafür kann
entsprechend der indiviuellen Gestaltung des Automobils ausgewählt
werden. Wenn das Dach des Automobils ausgewählt wird, wird
eine Wärmeisolierschicht 20 teilweise aufgeschnitten, um einen
Raum festzulegen, in welchem während des Herstellungprozesses
des Automobils in einer Fertigungslinie der Antennenkörper 15
aufgenommen wird. Bei diesem Vorgang wird, nachdem das innere
Wandelement 19 über die Antennenanordnung gelegt worden ist,
nachdem letzteres in Kontakt mit der Automobilkarosserie
gebracht worden ist, das elastische Element 17 durch das innere
Wandelement 19 gegen die Automobilkarosserie gepreßt. Daher
wird die Antennenanordnung fest und unbeweglich zwischen der
Automobilkarosseriewand und dem inneren Wandelement gehalten,
ohne irgendwelche speziellen Befestigungsmittel dafür zu
benötigen.
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Figur 10 zeigt die Antennenanordnung, welche in einem
Herstellungsprozeß in einer Fertigungslinie , wie in dem Fall in
Figur 9, in der Rückwand eines Automobils eingebaut worden
ist. Die Antennenanordnung kann ebenso in die Türe eines
Automobils eingebaut werden. Figur 11 zeigt eine Anordnung des
weichen, elastischen Element 17.
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Entsprechend dem Einbauverfahren wird die vollkommen in das
weiche, elastische Element eingebettete Antenne fest zwischen
einer Automobilkarosseriewand und einem inneren Wandelement
gehalten und ist in Bezug auf die Automobilkarosserie
unbeweglich, wenn die Automobilkarosserie während des Fahrens
vibriert. Daher ist es nicht nötig, irgend ein
Befestigungselement zu verwenden, um die Antennenanordnung in ihrer
Stellung zu halten. Ferner kann die Antennenanordnung in jeder
gewünschten Position in einem Automobil bei einem
Herstellungsprozeß des Automobils in einer Fertigungslinie eingebaut
werden. Der Kern kann ebenso durch das Verbinden mehrerer
stabförmiger Kerne hergestellt werden.
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Wie oben beschrieben, umfaßt die Antenne ein magnetisches
Element, in welchem mehrere radiale Vorsprünge sich in einer
gemeinsamen Ebene erstrecken, und in welcher Spulen auf den
Vorsprüngen in einer Schleifenanordnung oder einer
Dipolanordnung miteinander verbunden sind. Daher wird, unabhängig davon,
wo die Antenne in dem Automobil eingebaut ist, ein
hochempfindlicher, nicht gerichteter Empfang von Breitbandwellen,
umfassend die AM-, FM- und TV-Bänder, auch während des Fahrens
eines Automobils sichergestellt. Ferner wird, da die Antenne
in jeder gewünschten Position in dem Automobil eingebaut
werden kann, diese selten beschädigt und beeinträchtigt, wie
im Vergleich dazu bei den Antennen des Standes der Technik,
welche zum Signalempfang aus dem Automobil herausragen müssen,
nie das Erscheinungsbild des Automobils.