DE3910031A1 - Fahrzeug-scheibenantenne - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenantenne gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Im einzelnen befaßt sich die Erfindung mit einer Scheibe für Fahrzeuge, auf der sich eine Rundfunk-Scheibenantenne und eine Heizeinrichtung befinden.

Bekannte Fahrzeugscheiben dieser Art sind in Fig. 9 und 10 der Zeichnung dar­ gestellt, auf die bereits hier Bezug genommen werden soll. Eine Fensterscheibe 30 weist einen Heizleiter 31 auf, der sich auf einem kleineren Teil der Oberflä­ che der Scheibe befindet, die der Innenseite des Fahrzeugs zugewandt ist. Auf derselben inneren Oberfläche sind Antennenleiter 33 und 35 im oberen und un­ teren Randbereich 32 und 34 vorgesehen. Die Antennenleiter sind mit einem Anschlußstück 38 verbunden, von dem der in dem Antennenleiter erzeugte Strom einem nicht gezeigten Rundfunkempfänger zugeleitet wird.

Die Elemente 31, 33, 35 können die Form eines leitenden Films aus durchsichti­ gem Material (Fig. 9) oder die Form gedruckter Leiter, die durch Drucken und Sintern einer leitenden Paste hergestellt werden (Fig. 10) aufweisen.

In beiden Fällen sind die Antennenleiter 33, 35 so ausgebildet und angeordnet, daß sie einen möglichst großen Strom entsprechend den aufgefangenen Rund­ funkwellen über das beabsichtigte Empfangs-Frequenzband erzeugen. Zur wei­ teren Verbesserung des Antennengewinns sind die Antennenleiter 33 und 35 kapazitiv mit dem Heizleiter 31 gekoppelt. Die Hauptfunktion des Heizleiters ist zwar die Erwärmung der Scheibe, jedoch fängt er auch Rundfunkwellen auf.

Zur Sicherung eines aureichenden Antennengewinns muß der Randbereich, den das Antennenelement aufnimmt, eine Breite von 150 bis 200 mm in senkrechter Richtung aufweisen. Es ist daher schwierig, bei relativ kleinen Fahrzeugen auf der Heckscheibe oder an anderer Stelle eine Antenne anzubringen, die eine zu­ friedenstellende Antennencharakteristik besitzt. Die kapazitive Kopplung ge­ lingt nur zwischen den gegenüberliegenden Rändern der Reihe der Heizleiter und der Reihe der Antennenleiter und ist daher begrenzt.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, die genannten Nachteile zu überwinden und eine wirksame Scheibenantenne auf eine mit einer Scheibenheizung besetzten Scheibe zu schaffen.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Erfindungsgemäß ist eine Scheibenantenne auf eine Verbundglas-Scheibe mit inneren und äußeren Glasplatten sowie einer mittleren Schicht zwischen den Glasplatten angeordnet. Der Heizleiter befindet sich auf einer ersten Oberflä­ che des Verbundglases, ausgenommen die Außenfläche der Scheibe.

Der Antennenleiter ist auf einer zweiten Oberfläche der Glasplatten des Ver­ bundglases angebracht, die sich von der ersten Oberfläche unterscheidet und ebenfalls nicht die äußere Oberfläche ist.

Auf diese Weise kann die Fläche, die für den Heizleiter nicht benötigt wird und für den Antennenleiter zur Verfügung steht, vergrößert werden, da alle Ober­ flächen der Glasplatten des Verbundglases ausgenutzt werden können. Dies er­ möglicht eine größere Flexibilität bei der Gestaltung von Scheibenantennen.

Vorzugsweise ist neben dem auf der anderen Oberfläche vorgesehenen Anten­ nenleiter auch ein Teil des Antennenleiters auf derselben Oberfläche ange­ bracht, auf der sich die Heizung befindet.

Der Heizleiter kann so ausgelegt sein, daß er einen Strom aufgrund der Rund­ funkwellen mit den Frequenzen erzeugt, die durch das Antennensystem einge­ fangen werden. Der Antennenleiter auf der anderen oder der von dem Heizleiter besetzten Oberfläche ist kapazitiv mit dem Heizleiter gekoppelt, so daß der Antennengewinn insgesamt erhöht wird.

Der Heizleiter kann aus einer Anzahl von parallelen, streifenförmigen Heizele­ menten bestehen, während der erste Teil des Antennenleiters wenigstens ein streifenförmiges Antennenelement umfaßt, das einem streifenförmigen Heiz­ element gegenüberliegt. Der zusätzliche Antennenleiter kann wenigstens ein streifenförmiges Antennenelement aufweisen, das parallel und angrenzend an eines der streifenförmigen Heizelemente angeordnet ist.

Der Antennenleiter weist vorzugsweise eine Anzahl von Antennenelementen unterschiedlicher Länge auf, so daß das Antennensystem Rundfunksignale über ein breites Frequenzband einfängt, das beispielsweise den üblichen Rundfunk- UKW-Bereich abdeckt.

Entsprechend einem anderen Merkmal der Erfindung befindet sich ein Schutz­ film aus transparentem Material über der anderen Oberfläche der Verbundglas­ scheibe, die wenigstens einen Teil des Antennenleiters aufnimmt, in diesem Falle kann die andere Oberfläche auch die äußere Oberfläche der Scheibe sein.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Heckscheibe eines Fahrzeugs;

Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie X in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie Y in Fig. 1;

Fig. 4 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen der Frequenz und dem Antennengewinn für zwei unterschiedliche Antennen gemäß Fig. 1 mit und ohne den zu­ sätzlichen Heizleiter auf der anderen Oberfläche;

Fig. 5 und 6 veranschaulichen die kapazitive Koppelung der Heizelemente mit den Antennenelementen;

Fig. 7 ist eine Vorderansicht einer abgewandelten Fahrzeugschei­ be;

Fig. 8 ist ein Querschnitt entlang der Linie Z in Fig. 7;

Fig. 9 zeigt eine bekannte Fahrzeugscheibe mit Antenne und Heizeinrichtung in der Form von gedruckten, streifenförmi­ gen Elementen;

Fig. 10 ist eine Vorderansicht einer anderen bekannten Fahrzeug­ scheibe mit Antenne und Heizeinrichtung in der Form von transparenten Filmen.

Fig. 1 bis 3 zeigen eine Heckscheibe 1 für ein Kraftfahrzeug mit den Merkma­ len der Erfindung. Die Heckscheibe 1 besteht aus Verbundglas und umfaßt inne­ re und äußere Glasplatten 2 und 3, die der Innenseite bzw. der Außenseite des Kraftfahrzeugs zugewandt sind, wenn sie an dem Fahrzeug montiert sind, so­ wie eine mittlere Schicht 4 aus Kunstharz zwischen den Glasplatten 2 und 3. Auf diese Weise weist die Verbundglas-Heckscheibe 1 vier Oberflächen auf, nämlich die innere Oberfläche 2 a der inneren Glasplatte 2, die der Innenseite des Fahrzeugs zugewandt ist, sowie die innere Oberfläche 3 a der äußeren Glas­ platte 3 beidseitig der mittleren Schicht 4 und die äußere Oberfläche 3 b der äußeren Glasplatte 3, die der Außenseite des Fahrzeugs zugewandt ist.

Ein Heizdraht 5 ist auf der inneren Oberfläche 2 a der inneren Glasplatte 2 ange­ bracht und erstreckt sich über deren Mittelbereich. Der Heizdraht umfaßt zwei in Abstand liegende Anschluß-Streifen 6 a und 6 b auf der linken und rechten Seite der Oberfläche 2 a und eine Anzahl von parallelen, streifenförmigen Heiz­ elementen 7, die sich zwischen den Anschlußstreifen erstrecken.

Auf derselben Oberfläche 2 a befindet sich ein Antennenleiter, der sich über den oberen Randbereich 8 erstreckt. Dieser Randbereich weist eine kleine Flä­ che auf und ermöglicht keine Flexibilität bei der Gestaltung der Antenne, die zu einer zufriedenstellenden Wirkung führen würde.

Der dargestellte Antennenleiter 9 umfaßt ein waagerechtes, streifenförmiges Antennenelement 9 a, das parallel zu dem oberen Heizelement 7 a des Heizdrah­ tes 5 verläuft, und ein Anschlußelement 9 b, das nach oben vom Mittelbereich des Antennenelements 9 a abzweigt, nach links abknickt und sich waagerecht bis zu einem Anschlußstück 11 erstreckt, das in der linken oberen Ecke der Oberfläche 2 a angebacht ist. Die Länge b des waagerechten Antennenelements 9 a beträgt etwa 800 mm und ist daher auf ein Frequenzband für Ultrakurzwel­ len-Rundfunksendungen eingestellt (76 bis 90 MHz). Der Abstand a zwischen dem Antennenelement 9 a und dem Heizelement 7 a beträgt etwa 5 mm, so daß sich eine kapazitive Koppelung zwischen beiden ergibt, durch die der in dem Heizdraht 5 durch Rundfunkwellen erzeugte Strom virtuell mit dem Antennen­ leiter 9 verbunden ist und damit dessen Empfindlichkeit erhöht.

Das Anschlußstück 11 ist mit einem nicht gezeigten Empfänger über eine Antennenleitung 12 verbunden.

Der Antennenleiter für sich weist lediglich einen relativ geringen Antennenge­ winn auf und deckt nur ein enges Frequenzband ab. Zur Überwindung dieses Nachteils ist ein zusätzlicher Antennenleiter 13 vorgesehen, der sich auf der anderen Oberfläche 2 b der inneren Glasplatte 2 befindet. Der Antennenleiter 13 weist ein waagerechtes, streifenförmiges Antennenelement 13 a auf, das eine Länge c von etwa 900 mm besitzt und direkt gegenüber dem, von oben gerechnet, zweiten Heizelement 7 b liegt. Ein Anschlußelement 13 b erstreckt sich nach oben vom linken Ende des waagerechten Antennenelements 13 a, knickt dann nach links ab und endet am Anschlußstück 11.

Wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, befindet sich eine Bohrung 14 in der in­ neren Glasplatte 2 in der Position des Anschlußstücks 11, so daß der Anten­ nenleiter 13 mit dem Anschlußstück 11 verbunden werden kann. Bei dem ge­ zeigten Ausführungsbeispiel ist eine Kupferfolie 15 von etwa 10 mm Breite in die Bohrung 14 eingesetzt, die den von dem Antennenleiter 13 aufgenommenen Strom an das Anschlußstück 11 überträgt.

Es ist erkennbar, daß die Verbundglas-Heckscheibe 1, obgleich sie geringe Ab­ messungen aufweisen kann, eine ausreichende Fläche für die Antenne mit den beiden Antennenleitern 9 und 13 bietet, in dem die Oberflächen des Verbund­ glases weitgehend ausgenutzt werden. Die Gestaltung der Scheibenantenne mit der gewünschten Charakteristik und insbesondere der gewünschten effektiven Antennenlänge kann daher flexibler und einfacher erfolgen. Im übrigen können die Antennenleiter 9 und 13 so angeordnet sein, daß beide kapazitiv mit dem Heizdraht 5 gekoppelt sind, so daß der in dem Heizdraht aufgrund der Rundfunk­ wellen erzeugte Strom einen entsprechenden Strom in den Antennenleitern in­ duziert und den Antennengewinn insgesamt verbessert.

Fig. 4 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung des Zusammenhangs von Frequenz und Antennengewinn. Die Kurve A bezieht sich auf die Anordnung ge­ mäß Fig. 1 und somit die Antennenleiter 9 und 13. Die Kurve B ergibt sich, wenn nur der Antennenleiter 9 verwendet wird. Die Wirksamkeit des zusätzli­ chen Antennenleiters 13 läßt sich aus Fig. 4 ohne weiteres entnehmen. Der Antennengewinn ist über den gesamten Frequenzbereich von 76 bis 90 MHz ver­ bessert. Eine besondere Verbesserung ergibt sich im Bereich der Enden des Fre­ quenzbandes.

Während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ein einzelnes waagerechtes Antennenelement 13 a auf der rückwärtigen Oberfläche 2 b der Glasplatte 2 ver­ wendet wird, können gemäß Fig. 5 auch mehrere parallele Antennenelemente 16 a bis 16 d vorgesehen sein. Die Antennenelemente 16 a bis 16 d, die eine unter­ schiedliche effektive Antennenlänge aufweisen, befinden sich jeweils direkt gegenüber den einzelnen Heizelementen auf der Oberfläche 2 a der Glasplatte. Dadurch ergibt sich eine kapazitive Koppelung, die in Fig. 5 mit C angedeutet ist, zwischen den Antennenelementen 16 a bis 16 d und den Heizdrahtelementen 7, und zugleich liegt jedes gekoppelte Drahtpaar in derselben waagerechten Ebene, so daß die zusätzlichen Antennenelemente 16 a bis 16 d die Sicht durch das Fenster nicht beeinträchtigen. Die Antennenelemente 16 a bis 16 d können jedoch in bezug auf die Heizdrahtelemente 7 versetzt sein.

Anstelle von gedruckten Antennenelementen kann ein transparenter Film 17 aus leitendem Material verwendet werden, wie Fig. 6 zeigt.

Anschließend soll unter Bezugnahme auf Fig. 7 und 8 eine andere Ausfüh­ rungsform einer Heckscheibe mit Antenne beschrieben werden.

Bei dieser Ausführungsform ist die innere Oberfläche 2 a der inneren Glasplatte 2 der Verbundglas-Scheibe 1 mit einem Heizleiter in der Form eines transpa­ renten, leitenden Films 18 versehen, der sich über den Mittelbereich erstreckt. Auf derselben inneren Oberfläche 2 a befindet sich weiterhin ein Teil 20 a eines ersten Antennenleiters 20 im oberen Randbereich 8 und ein Teil 22 b eines zweiten Antennenleiters 22 auf dem bodenseitigen Randbereich. Die übrigen Teile 20 b, 22 b der Antennenleiter 20 und 22 befinden sich auf der rückseitigen Oberfläche 2 b der inneren Glasplatte 2. Die Antennenleiter 20 und 22 gemäß Fig. 7 und 8 sind als transparenter Film aus leitendem Material ausgebildet. Die Antennenleiterteile auf beiden Oberflächen 2 a und 2 b der inneren Glasplat­ te 2 sind miteinander verbunden.

Wie Fig. 7 und 8 zeigen, befindet sich ein Einschnitt 23 an der oberen Ecke der inneren Glasplatte 2. An dem Einschnitt 23 ist eine Kupferfolie 15 angebracht, die das Teil 20 a des ersten Antennenleiters 20 mit dem Antennenteil 20 b ver­ bindet. Eine durchgehende Bohrung 14, wie sie in ähnlicher Form in Fig. 3 ge­ zeigt ist, befindet sich im unteren Bereich der inneren Glasplatte. Ein Kupfer­ draht 24 erstreckt sich durch die Bohrung 14 und verbindet die Teile 22 a und 22 b des zweiten Antennenleiters 22.

Auf diese Weise werden die inneren und äußeren Oberflächen 2 a und 2 b der Glasplatte 2 für eine Scheibenantenne verwendet. Es kann daher eine Breit­ bandantenne, die normalerweise eine große Fläche erfordert, auf einem Fahr­ zeugfenster auch dann angebracht werden, wenn der auf der Scheibenoberflä­ che nach Anbringung einer Scheibenheizung verbleibende Platz gring ist, wie es beispielsweise bei Kleinwagen der Fall ist.

Die Verbindung zwischen den Antennenteilen auf den Oberflächen 2 a und 2 b der inneren Glasplatte kann indirekt und ohne die Verwendung von direkten Verbin­ dungselementen 15, 24 erfolgen.

Der Heizleiter und/oder Antennenleiter kann auch auf einer anderen Oberfläche des Verbundglases angebracht sein. Die äußere Oberfläche 3 b der äußeren Glasplatte 3 ist jedoch nicht geeignet, da sie sich auf der Außenseite des Fahr­ zeugs befindet. Die Antennen- und Heizleiter können auf anderen Fenstern des Fahrzeugs, etwa der Windschutzscheibe oder der rückwärtigen Seitenscheibe angebracht sein.

Claims (14)

1. Fahrzeug-Scheibenantenne auf einer Fahrzeug-Scheibe (1), auf der sich ein Antennenleiter (13) und ein Heizleiter (5) befinden, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fahrzeug-Scheibe aus Verbundglas besteht und eine innere Glas­ platte (2) sowie eine äußere Glasplatte (3) umfaßt, zwischen denen sich eine mittlere Schicht (4) befindet, daß der Heizleiter (5) auf einer ersten Oberflä­ che (2 a) der Scheibe angebracht ist, die eine der Oberflächen, ausgenommen die äußere Oberfläche (3 b) der äußeren Glasplatte (3) ist, und daß der Antennen­ leiter (13) auf einer zweiten Oberfläche (2 b) angebracht ist, die eine andere Oberfläche als die erste Oberfläche (2 a) ist.

2. Scheibenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ tennenleiter (13) kapazitiv mit dem Heizleiter (5) gekoppelt ist.

3. Scheibenantennen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (5) eine Anzahl von parallelen, streifenförmigen Heizelementen (7, 7 a, 7 b) umfaßt und daß der Antennenleiter (13) wenigstens ein streifenför­ miges Antennenelement (13 a) aufweist, das gegenüber einem der Heizelemen­ te (7 a) des Heizleiters (7) angeordnet ist.

4. Scheibenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Heizleiter (5) eine Anzahl von parallelen, streifenförmi­ gen Heizelementen (7, 7 a, 7 b) umfaßt und daß der Antennenleiter (13) die Form eines transparenten Films (17) aufweist, der gegenüber wenigstens einem der Heizelemente (7, 7 a, 7 b) des Heizleiters (5) angeordnet ist.

5. Scheibenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (5) und der Antennenleiter (13) die Form eines transparenten Films (17, 18) aufweisen.

6. Scheibenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antennenleiter (13) als Breitband-Antenne für Rundfunk­ signale ausgebildet ist.

7. Scheibenantenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ tennenleiter auf den Empfang von Rundfunk-UKW-Frequenzen ausgelegt ist.

8. Scheibenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Antennenleiter (9) auf derselben Oberfläche (2 a), auf der sich der Heizleiter (5) befindet.

9. Scheibenantenne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ tennenleiter (9) und der Heizleiter (5) kapazitiv gekoppelt sind.

10. Scheibenantenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (5) eine Anzahl von parallelen, streifenförmigen Heizelementen (7, 7 a, 7 b) umfaßt und daß der zusätzliche Antennenleiter (9) wenigstens ein streifenförmiges Antennenelement (9 a) aufweist, das parallel und angrenzend an eines der Heizelemente (7 a) des Heizleiters (5) angeordnet ist.

11. Scheibenantenne nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Antennenleiter (13) und der zusätzliche Antennenleiter (9) auf Breitband-Rundfunkfrequenzen ausgelegt sind.

12. Scheibenantenne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Frequenzbreitband UKW-Rundfunkfrequenzen umfaßt.

13. Scheibenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antennenleiter (13) eine Anzahl von einzelnen Antennen­ elementen unterschiedlicher Länge aufweist.

14. Scheibenantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die den Heizleiter (5) aufnehmende Oberfläche (2 a) auf der Innenseite des Fahrzeugs liegt und daß eine transparente Schutzfolie auf der anderen Oberfläche (2 b) der Glasplatte (2) angebracht ist, die wenigstens einen Teil des Antennenleiters (16 a-d; 17) aufnimmt, welche andere Oberfläche der Außenseite des Fahrzeugs zugewandt ist.