DE4002899A1

DE4002899A1 - Fahrzeugantenne aus einer elektrisch leitenden wand mit einem ringspalt

Info

Publication number: DE4002899A1
Application number: DE19904002899
Authority: DE
Inventors: Horst Doerrie; Uwe Dipl Ing Militz; Heinrich Dipl Ing Wilken
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-02-01
Filing date: 1990-02-01
Publication date: 1991-08-08
Also published as: JPH057105A; EP0439677A2; EP0439677A3

Description

Die Erfindung geht von einer Fahrzeugantenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.

Stand der Technik

Es ist eine derartige Fahrzeugantenne bekannt (US-PS 36 11 388), die von einem Kraftfahrzeug mit einem Kofferraumdeckel aus Isolierstoff aus geht. Auf der Innenseite des Kofferraumdeckels ist eine erste leitende Folie mit einem runden Loch und eine zweite leitende Folie in Form einer kreisförmigen Scheibe, deren Durchmesser etwas geringer als der Durch messer des Loches der ersten Folie ist, angebracht, so daß ein Ringspalt entsteht. Nachteilig bei der bekannten Fahrzeugantenne ist nicht nur, daß sie eine Isolierstoffwand voraussetzt, sondern auch, daß sie ein vertikales Richtdiagramm aufweist, welches je einen zu beiden Seiten der Z-Achse liegenden Kreis aufweist. Dadurch bedingt nimmt die Antenne auch Störsignale auf, die unterhalb der Antenne vorhanden sind.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugantenne gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß sie ein verti kales Richtdiagramm aufweist, welches ebenso wie das horizontale Richt diagramm einen möglichst hohen Antennengewinn und unterhalb der leitenden Wand bzw. der Antenne jedoch einen vernachlässigbaren Antennengewinn hat.

Lösung

Die Aufgabe wird bei einer Fahrzeugantenne gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die in dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ange gebenen Merkmale gelöst. Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Antenne in horizontaler und verti kaler Richtung einen vergleichsweise hohen Antennengewinn aufweist und daß sie auf störende Signale an der Unterseite der Antenne nicht an spricht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Fahrzeugantenne ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist eine Kraftfahrzeugantenne für den 900-MHz-Bereich.

Beschreibung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Beschreibung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fahrzeugantenne,

Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß dem Schnittverlauf II der Fahrzeugantenne nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Prinzipskizze, aus der die Lage der räumlichen Achsen hervorgeht,

Fig. 4 ein horizontales Richtdiagramm der Fahrzeugantenne nach Fig. 1 und 2,

Fig. 5 ein vertikales Richtdiagramm der Fahrzeugantenne nach den Fig. 1 und 2,

Fig. 6 eine Ansicht der Fahrzeugantenne und

Fig. 7 eine Schnittansicht der Fahrzeugantenne gemäß dem Schnittverlauf VII in Fig. 6.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 10 eine leitende Wand, das ist zum Beispiel ein Teil eines Daches eines Kraftfahrzeuges. Die leitende Wand 10 enthält einen Ringspalt 11. An der Unterseite 12 der leitenden Wand 10 ist ein Hohl raum in Form eines den Ringspalt 11 koaxial umgebenden Topfes 13 aus elek trisch leitendem Material angeordnet. Der Topf 13 enthält eine zentrale Öff nung 14 zum Einführen eines koaxialen Antennenkabels 15, dessen Außenleiter 16 mit dem Rand der Öffnung 14 und dessen Innenleiter 17 mit einem zentralen Einspeisepunkt 18 des Ringspaltes 11 leitend verbunden ist. Der Ringspalt 11 ist zum Beispiel mit einem dielektrischen Material ausgefüllt oder durch eine isolierende Folie insbesondere nach oben abgedichtet. In Fig. 1 ist mit E die Feldverteilung im Ringspalt 11 gezeigt.

In Fig. 3 bezeichnen X, Y und Z die drei Koordinaten und ϕ den der Y-Koordi nate und ϑ den der Z-Koordinate zugeordneten Winkel.

Ein in Fig. 4 gezeigtes horizontales Richtdiagramm der Fahrzeugantenne nach den Fig. 1 und 2 ist kreisförmig. Ein in Fig. 5 gezeigtes vertikales Richt diagramm der Fahrzeugantenne weist zu beiden Seiten der Z-Koordinate je einen Halbkreis K1, K2 auf.

Die Abmessungen des Ringspaltes 11 und des Topfes 13 sowie die Lage des Ein speisepunktes für das Antennenkabel 15 sind in den Fig. 6 und 7 gezeigt. Der innere Durchmesser d des Ringspaltes 11 beträgt etwa λ/2, wobei λ die mitt lere Betriebswellenlänge der Fahrzeugantenne ist. Die Dicke Δr des Ringspal tes 11 beträgt etwa 1/100 λ. Der Topf 13 hat eine Höhe von etwa 1/30 λ und einen Durchmesser D von etwa 3/4λ. Die Anpassung der Fahrzeugantenne hängt im wesentlichen vom Durchmesser D des Topfes 13 und von der Dielektrizitäts konstante ε des den Ringspalt 11 ausfüllenden Mediums ab. Da die Einspeisung in der Mitte des Ringspaltes 11 erfolgt, wird der Ringspalt mit einer nach Phase und Betrag gleichen Erregerspannung versorgt. Aus diesem Grunde bildet sich ein rotationssymmetrisches elektromagnetisches Feld aus, wobei die ma gnetischen Feldlinien kreisförmig um die Z-Achse und die elektrischen Feld linien in der radialen Ebene zur Z-Achse verlaufen. Wenn der Ringspaltdurch messer so dimensioniert wird, daß er etwa der halben Betriebswellenlänge λ entspricht, addieren sich die Felder in der horizontalen Ebene, weil die elektromagnetischen Feldlinien von zwei gegenüberliegenden Punkten auf den Ringspalt entgegengesetzt wirken, so daß eine Phasenverschiebung von 180° zwischen den Feldlinien entsteht. Durch den Wegunterschied (Durchmesser des Ringspaltes 11) von 2r = ϕ/2 addieren sich die Felder in der horizontalen Richtung, während sie sich in der vertikalen Richtung, das heißt senkrecht zur leitenden Ebene, subtrahieren, das heißt auslöschen.

Claims

1. Fahrzeugantenne aus einer elektrisch leitenden Wand mit einem Ring spalt, wobei der innerhalb des Ringspaltes liegende Teil der Wand mit dem Innenleiter eines koaxialen Antennenkabels verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Unterseite (12) der Wand (10) ein den Ringspalt (11) koaxial umgebender Topf (13) aus elektrisch leitendem Material verbunden ist, daß der Topf eine zentrale Öff nung (14) zum Einführen des Antennenkabels (15) und zum Anschließen des Außenleiters (16) des Antennenkabels aufweist und daß der Innen leiter (17) des Antennenkabels (15) mit einem zentralen Einspeise punkt (18) des Ringspaltes (11) verbunden ist.

2. Fahrzeugantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (Δr) des Ringspaltes (11) etwa 1/100 λ beträgt, wobei λ die mittlere Betriebswellenlänge der Fahrzeugantenne ist.

3. Fahrzeugantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H) des Topfes (13) etwa 1/50 λ und der Durchmesser (D) etwa 3/4 λ beträgt.

4. Fahrzeugantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Einspeisepunkt (18) für die Fahrzeugantenne im Zentrum des Ringspaltes (11) liegt.