DE4002899A1

DE4002899A1 - Roof incorporated vehicle aerial - has coaxial cable passing through base of cup-shaped element below ring shaped gap in roof

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: EP0439677A2; EP0439677A3; JPH057105A

Abstract

Below a circular gap (11) in a vehicle roof is a cup shaped element (13) made of sheet metal, forming a space larger than the gap. Through the centre of the base of the sheet element is a hole (14) through which is passed the coaxial aerial cable (15) to form a connection with its screening. The central conductor (17) of the cable is connected to the centre (18) of the disc which forms the circular gap.

Description

Die Erfindung geht von einer Fahrzeugantenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.The invention relates to a vehicle antenna according to the preamble of Claim 1 from.

State of the art

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.Such a vehicle antenna is known (US-PS 36 11 388), the from a motor vehicle with a trunk lid made of insulating material goes. There is a first conductive one on the inside of the trunk lid Foil with a round hole and a second conductive foil in the form of a circular disc, the diameter of which is slightly less than the through knife of the hole of the first film is attached, so that an annular gap arises. A disadvantage of the known vehicle antenna is not only that it requires an insulating wall, but also that it a has a vertical directional diagram, one on each side of the Z-axis lying circle. Because of this, the antenna also takes Interference signals that exist below the antenna.

task

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. The invention has for its object a vehicle antenna according to the Preamble of claim 1 to further develop such that they verti cal directional diagram, which, like the horizontal direction diagram the highest possible antenna gain and below the conductive Wall or the antenna, however, has a negligible antenna gain.

solution

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.The task is in a vehicle antenna according to the preamble of Claim 1 by the in the characterizing part of this claim given characteristics solved. The advantages achievable by the invention consist in particular in that the antenna in horizontal and verti cal direction has a comparatively high antenna gain and that they don't respond to interfering signals at the bottom of the antenna speaks. Advantageous further developments of the vehicle antenna result from the subclaims. A preferred field of application of the invention is a motor vehicle antenna for the 900 MHz range.

description

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Beschreibung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt inAn embodiment of the invention is in the description on hand several figures and is described in more detail below. The drawing shows in

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fahrzeugantenne, Fig. 1 is a perspective view of a vehicle antenna according to the invention,

Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß dem Schnittverlauf II der Fahrzeugantenne nach Fig. 1, Fig. 2 is a sectional view according to the section line II of the vehicle antenna according to Fig. 1,

Fig. 3 eine Prinzipskizze, aus der die Lage der räumlichen Achsen hervorgeht, Fig. 3 is a schematic diagram showing the position of the spatial axes attesting

Fig. 4 ein horizontales Richtdiagramm der Fahrzeugantenne nach Fig. 1 und 2, Fig. 4 shows a horizontal directional pattern of the vehicle antenna according to Fig. 1 and 2,

Fig. 5 ein vertikales Richtdiagramm der Fahrzeugantenne nach den Fig. 1 und 2, Fig. 5 shows a vertical directional pattern of the vehicle antenna according to FIGS. 1 and 2,

Fig. 6 eine Ansicht der Fahrzeugantenne und Fig. 6 is a view of the vehicle antenna and

Fig. 7 eine Schnittansicht der Fahrzeugantenne gemäß dem Schnittverlauf VII in Fig. 6. Fig. 7 is a sectional view of the vehicle antenna according to the section line 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 Figs. 1 and 2, 10 denotes a conductive wall, which is for example a part of a roof of a motor vehicle. The conductive wall 10 contains an annular gap 11 . On the underside 12 of the conductive wall 10 , a cavity is arranged in the form of a pot 13 coaxially surrounding the annular gap 11 made of electrically conductive material. The pot 13 contains a central opening 14 for inserting a coaxial antenna cable 15 , the outer conductor 16 of which is conductively connected to the edge of the opening 14 and the inner conductor 17 of which is connected to a central feed point 18 of the annular gap 11 . The annular gap 11 is, for example, filled with a dielectric material or, in particular, sealed upwards by an insulating film. In Fig. 1, the field distribution in the annular gap 11 is shown with E.

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.In Fig. 3, X, Y and Z denote the three coordinates and ϕ the Y coordinate and ϑ the angle associated with the Z coordinate.

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.A horizontal directional diagram of the vehicle antenna according to FIGS. 1 and 2 shown in FIG. 4 is circular. A vertical directional diagram of the vehicle antenna shown in FIG. 5 has a semicircle K 1 , K 2 on either side of the Z coordinate.

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.The dimensions of the annular gap 11 and the pot 13 and the location of a feed point for the antenna cable 15 are shown in FIGS . 6 and 7. The inner diameter d of the annular gap 11 is approximately λ / 2, where λ is the mean operating wavelength of the vehicle antenna. The thickness Δr of the ring gap 11 is approximately 1/100 λ. The pot 13 has a height of approximately 1/30 λ and a diameter D of approximately 3/4 λ. The adaptation of the vehicle antenna essentially depends on the diameter D of the pot 13 and on the dielectric constant ε of the medium filling the annular gap 11 . Since the feed takes place in the middle of the annular gap 11 , the annular gap is supplied with an excitation voltage that is the same in terms of phase and amount. For this reason, a rotationally symmetrical electromagnetic field is formed, the magnetic field lines running circularly around the Z axis and the electrical field lines in the radial plane to the Z axis. If the annular gap diameter is dimensioned so that it corresponds to approximately half the operating wavelength λ, the fields add up in the horizontal plane, because the electromagnetic field lines from two opposite points act in opposite directions on the annular gap, so that a phase shift of 180 ° between the field lines arises. Due to the path difference (diameter of the annular gap 11 ) of 2r = ϕ / 2, the fields add up in the horizontal direction, while they subtract in the vertical direction, that is, perpendicular to the conductive plane, that is, they cancel each other out.

Claims

1. Vehicle antenna from an electrically conductive wall with an annular gap, the part of the wall lying within the annular gap being connected to the inner conductor of a coaxial antenna cable, characterized in that with the underside ( 12 ) of the wall ( 10 ) a the annular gap ( 11 ) coaxially surrounding pot ( 13 ) is connected from electrically conductive material, that the pot has a central opening ( 14 ) for inserting the antenna cable ( 15 ) and for connecting the outer conductor ( 16 ) of the antenna cable and that the inner conductor ( 17th ) of the antenna cable ( 15 ) with a central feed point ( 18 ) of the annular gap ( 11 ) is connected.

2. Vehicle antenna according to claim 1, characterized in that the thickness (Δr) of the annular gap ( 11 ) is approximately 1/100 λ, where λ is the average operating wavelength of the vehicle antenna.

3. Vehicle antenna according to claim 1 or 2, characterized in that the height (H) of the pot ( 13 ) is approximately 1/50 λ and the diameter (D) is approximately 3/4 λ.

4. Vehicle antenna according to one of claims 1 to 3, characterized in that the feed point ( 18 ) for the vehicle antenna is in the center of the annular gap ( 11 ).