DE4034548A1 - Kraftfahrzeugscheibenantenne fuer frequenzen oberhalb des hochfrequenzbereichs - Google Patents

Description

Die Erfindung ist eine Zusatzerfindung zum Patentbegehren mit dem Aktenzeichen P 39 14 424.

Bezüglich des Stands der Technik, der Aufgabe der Erfindung und der mit erfindungsgemäßen Antennen zu erzielenden Vorteile wird auf P 38 20 229 verwiesen.

Die vorliegende Zusatzanmeldung zeigt beispielhaft, wie mittels der kennzeichnenden Teile der Zusatzansprüche Z1 bis Z9 bei erfin­ dungsgemäßen Antennen nach P 38 20 229 die in der Praxis häufig auftretende Schwierigkeit auf elegante Weise gelöst wird, daß in der Nähe der erfindungsgemäß ausgebildeten kapazitiven Fläche im Bereich der Fahrzeugkarosserie keine Möglichkeit gegeben ist, um die erforderlichen Komponenten, wie z. B. Gehäuse ausreichender Größe für Anpaßschaltungen oder für Antennenverstärker und für den Übergang auf Koaxialkabel unterzubringen.

Im speziellen kann es aus Kostengründen darüberhinaus erwünscht sein, die Signale mehrerer Antennen an dicht benachbarten Anten­ nenanschlußstellen auskoppeln zu können, um die Zahl der erforder­ lichen Komponenten gering zu halten.

Es liegt also im Interesse einer möglichst flexiblen Gestaltung erfindungsgemäßer Antennen nach P 38 20 229 der Wunsch vor, die Lage des Antennenanschlußpunkts 8 längs der Rahmenkanten der Scheibe möglichst unabhängig von der Positionierung der kapaziti­ ven Fläche innerhalb des Heizfeldes wählen zu können.

Besonders günstige Bereiche für die Montage von Gehäusen sind in der Regel in der Nähe von Fahrzeugheckscheiben die hinteren Holme auf beiden Seiten des Fahrzeugs. Es wird daher beispielhaft für eine derartige Montagesituation gezeigt, wie die 2. Abschnitte des Antennenleiters 7 angeordnet werden können, ohne die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Antennen nach P 38 20 229 un­ günstig zu beeinflussen.

Derartige vorteilhafte Anordnungen von erfindungsgemäßen Antennen nach der Zusatzanmeldung und nach P 38 20 229 zeigen die folgenden Figuren:

Fig. Z1 Erfindungsgemäße Antennen, wobei die 2.Teile der Antennen­ leiter 7a_1..3, 7b_1..2 und 7c_1..3 die Heizleiter nicht kreu­ zen.

Fig. Z2 Erfindungsgemäße Antennen, wobei die 2.Teile der Antennen­ leiter 7b₂ und 7c₃ die Heizleiter in der Nähe der Sammel­ schienen kreuzen und die Heizströme jeweils über die Netz­ werke (30a..c) zugeführt werden.

Fig. Z3 Erfindungsgemäße Antenne mit einer in unmittelbarer Nähe der Sammelschiene ausgebildeten kapazitiven Fläche.

In Fig. Z1 und Fig. Z2 sind jeweils die aus konstruktiven Gründen geeigneten Antennenanschlußstellen 8 im oberen Drittel der hin­ teren Seitenpfosten angenommen. Des weiteren ist angenommen, daß sich eine optimale Antennenfunktion mit der jeweils dargestellten Anordnung der kapazitiven Flächen ergibt.

Vorteilhaft läßt man dann z. B., wie im Fall der Struktur "a" in Fig. Z1 dargestellt, den 2.Teil des Antennenleiters 7a in der Nähe der oberen Scheibenberandung etwa rechtwinklig abknicken und führt den Leiter 7a₂ dann parallel zu dieser Scheibenkante im Abstand 34a in die linke obere Ecke und, nach einem weiteren Abknicken, zur Antennenanschlußstelle 8a.

Der oder die Abschnitte des 2.Teils 7 der Antennenstruktur, die im Abstand 34 und im Beispiel der Struktur "a" im Abstand 34a vom Scheibenrand geführt sind, weisen dabei im wesentlichen den Cha­ rakter einer Hochfrequenzleitung auf, wenn der Abstand 34 klein genug ist, was bis etwa 2cm der Fall ist.

Dann ergibt sich nur in geringem Umfang eine Wechselwirkung mit dem elektromagnetischen Feld und die Antennencharakteristik der kapazitiven Fläche bleibt unverändert erhalten.

Bei einem größeren Abstand 34 von typisch z. B. 5 cm oder mehr er­ gibt sich hingegen meist eine nicht mehr vernachlässigbare Wech­ selwirkung mit dem elektromagnetischen Feld und die Antennencha­ rakteristik der kapazitiven Fläche wird verändert.

Messungen zeigen, daß in der Regel ein kleiner Abstand 34 zu hori­ zontal verlaufenden Scheibenrändern vorteilhaft ist, wenn neben der horizontalen Polarisation ebenfalls die vertikale Polarisation mit guten Eigenschaften empfangen werden soll. Wird die erfin­ dungsgemäße Antenne hingegen ausschließlich für horizontal polari­ sierte Wellen optimiert, kann der Abstand 34 zu derartigen Schei­ benrändern in der Regel größer, also z. B. zu 5 cm, gewählt werden.

Im Fall der Struktur "c" in Fig. Z1 wird in der Regel mit der Folge guter Antenneneigenschaften der 2.Tei1 des Antennenleiters 7 mit seinem Leiterabschnitt 7c₁ zuerst zum unteren Scheibenrand geführt und dann im Leiterabschnitt 7c₂ zuerst parallel im geringen Ab­ stand 34c von z. B. etwa 1 cm zum unteren Scheibenrand nach links und sodann, in der Regel im gleichen Abstand 34c, im Leiterab­ schnitt 7c₃ nach oben bis zur Antennenanschlußstelle 8. Wegen des geringen Abstands des Leiters 7c₂ zum unteren Scheibenrand ergeben sich so wieder ausgezeichnete Eigenschaften auch für vertikale Po­ larisation.

Hierbei ist vorausgesetzt, daß die Sammelschienen 4a bis 4d in ei­ nem ausreichend großen Abstand 33 vom Scheibenrand angebracht sind, so daß ausreichend Platz vorhanden ist, um den 2.Teil des Antennenleiters 7c zwischen Sammelschiene und Scheibenrand etwa mittig ohne störende elektrische Beeinflussung nach oben zu füh­ ren. Hierfür sollte der Abstand 33 mindestens 2 cm betragen. Derar­ tige Anordnungen liegen meist bei Scheiben vor, bei denen das Heizfeld aufgedruckt ist.

Im Fall der Struktur "b" ist der 2.Teil des Antennenleiters 7b₁ in geringem Abstand 35 von z. B. 1 cm zum untersten Heizleiter zum rechten Scheibenrand und dann in ähnlicher Weise wie bei der Struktur 7c zur Antennenanschlußstelle 8b geführt. Diese Anordnung liefert in der Regel gute Eigenschaften vor allem bei horizontaler Polarisation.

Fig. Z2 zeigt erfindungsgemäße Antennen für Fahrzeugscheiben mit Heizfeldern, bei denen die Sammelschienen 4a, b, c, d in sehr gerin­ gem Abstand zur Scheibenberandung angeordnet sind, so daß nicht genügend freier Raum vorhanden ist, um den 2. Teil der Antennenlei­ ter 7 im entsprechenden Abschnitt außerhalb der Sammelschienen vorbei zu führen. Diese Situation ist in der Regel bei Verbund­ glasscheiben gegeben, bei denen die Heizdrähte zwischen beiden Scheiben angeordnet sind und bei denen aus Gründen des Fertigungs­ vorgangs die Sammelschienen unmittelbar am Rand liegen.

In derartigen Fällen kann dann der 2. Teil des Antennenleiters 7b bzw. 7c₃ im entsprechenden Abschnitt auch auf der dem Heizfeld zu­ gewandten Seite der Sammelschienen vorbeigeführt werden, wobei die Heizleiter gekreuzt werden. Die Auswirkungen dieser Verlegeart auf die Antenneneigenschaften hängen von der Beschaltung der benach­ barten Sammelschiene ab.

Ist diese Sammelschiene hochfrequent niederohmig mit der Fahrzeugkarosserie verbunden, so führt die Sammelschiene gegenüber der Fahrzeugkarosserie keine hochfrequente Spannung und liegt da­ her auf Massepotential und es ergibt sich für den 2. Teil des An­ tennenleiters 7b₂ in diesem Bereich wiederum ein Leitungscharakter ohne Antennenfunktion mit der Folge einer im wesentlichen unverän­ derter Charakteristik der Antenne im Vergleich zur Eigenschaft der kapazitiven Fläche für sich allein. Die hochfrequent niederohmige Verbindung der Sammelschiene mit der Karosserie kann in der Praxis auf unterschiedliche Weise erreicht werden.

So ist oft bereits durch die kapazitive und meist großfläche Ver­ kopplung zwischen der jeweiligen Sammelschiene und dem eng benach­ barten metallischen Rahmen diese niederohmige Verbindung gegeben, die dazu führt, daß keine hochfrequenten Potentialunterschiede zum Rahmen auftreten.

Ist dies nicht wegen der konstruktiven Grundsituation der Fall, so kann die hochfrequent niederohmige Verbindung erzwungen werden, indem vom Anschluß für den Heizstrom auf der Sammelschiene zur Ka­ rosserie ein Wechselstromkurzschluß erzeugt wird, z. B. durch eine geeignete Kapazität 38. Solche Elemente sind dann ein Bestandteil der zuführenden Netzwerke 30a und 30c in Fig. Z2, wobei über die zuführenden Netzwerke 30 der Heizgleichstrom dem Heizfeld über die Anschlüsse 36 und 37 zugeführt wird.

Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, wenn die jeweilige Sammel­ schiene hochfrequent isoliert von der Fahrzeugkarosserie ist. Auf diese Weise ist dann der 2. Teil des Antennenleiters in dem Be­ reich, in dem er parallel zur Sammelschiene geführt ist, hoch­ frequent niederohmig mit den Heizleitern und der benachbarten Sam­ melschiene in diesem Bereich verkoppelt, wodurch sich die an der Sammelschiene anliegende Antennenspannung vektoriell überlagert. Je nach Fahrzeugtyp und je nach Polarisation kann sich dabei eine Verbesserung oder eine Verschlechterung der Antenneneigenschaften ergeben. Diese Situation ergibt sich z. B., wenn das zuführende Netzwerk 30 eine hochohmige Seriendrossel beeinhaltet, wie dies im Beispiel des zuführenden Netzwerks 30c in Fig. Z2 dargestellt ist.

In manchen Fällen ist dieses sich dem Antennenleiter im 2. Bereich von der Sammelschiene und den daran angeschlossenen Heizleitern überkoppelnde Signal bereits für eine gute Antennenfunktion aus­ reichend. Eine derartige wegen der besonders einfachen Struktur des Antennenleiters vorteilhafte Anordnung zeigt die Fig. Z3, bei der sich die kapazitive Fläche dann unmittelbar im Bereich der Sammelschiene ausbildet.

Claims (9)

1. Z1. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5 des Patentbegehrens P 39 14 424.0-35, dadurch gekennzeichnet, daß der 2. Teil des drahtförmigen Antennenleiters (7) vom Verbindungs­ punkt mit dem 1. Teil des drahtförmigen Antennenleiters (6) im we­ sentlichen geradlinig fortgesetzt zum Scheibenrand (2) geführt ist und dann im weiteren parallel zum Scheibenrand (2) und in geringem Abstand zu diesem und gegebenenfalls in mehreren und vorzugsweise geradlinigen Abschnitten (7 _1...n) der Zahl "n" zum Antennenan­ schlußpunkt (8) geführt ist (Fig. Z1).
2. Z2. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5 des Patentbegehrens P 39 14 424.0-35, dadurch gekennzeichnet, daß der 2.Tei1 des drahtförmigen Antennenleiters (7) vom Verbindungs­ punkt mit dem 1.Tei1 des drahtförmigen Antennenleiters (6) in ge­ ringem Abstand und parallel zum das Heizfeld begrenzenden Heizlei­ ter zum Scheibenrand (2) geführt ist und im weiteren parallel zum Scheibenrand und in geringem Abstand zu diesem und gegebenenfalls in mehreren und vorzugsweise geradlinigen Abschnitten (7 _1...n) zum Antennenanschlußpunkt (8) geführt ist.
3. Z3. Antenne nach einem der Ansprüche Z1 und Z2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der 2. Teil des drahtförmigen Antennenleiters (7) die Heizleiter in keinem seiner Abschnitte (7 _1...n) kreuzt.
4. Z4. Antenne nach einem der Ansprüche Z1 und Z2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der 2. Teil des drahtförmigen Antennenleiters (7) in einem seiner Abschnitte (7 _1...n) in geringem Abstand zu einer der Sammelschie­ nen (4a, b) und auf der dem Heizfeld zugewandten Seite dieser Sam­ melschiene (32) geführt ist (Fig. Z2).
5. Z5. Antenne nach Anspruch Z4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Heizgleichstroms zu dieser Sammelschiene (32) über ein zuführendes Netzwerk (30) erfolgt und das zuführende Netzwerk (30) derart gestaltet ist, daß die Sammelschiene (32) für die Frequenzen des Betriebsfrequenzbereichs gegenüber dem Rahmen keine Spannung führt.
6. Z6. Antenne nach Anspruch Z4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Heizgleichstroms zu dieser Sammelschiene (32) über ein zuführendes Netzwerk (30) erfolgt und das zuführende Netzwerk (30) derart gestaltet ist, daß die Sammelschiene (32) für die Frequenzen des Betriebsfrequenzbereichs zum Rahmen eine die Antennenfunktion unterstützende Spannung führt.
7. Z7. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5 des Patentbegehrens P 39 14 424.0-35, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein nur einer Antenne der Antennenleiter (6) (1. Leiterteil) in geringem Abstand zu einer der Sammelschienen (4a, b) geführt ist und sich die kapazitive Fläche daher in der Nähe dieser benachbarten Sammelschiene (32) ausbildet und die Zu­ führung des Heizgleichstroms zu dieser Sammelschiene (32) über ein zuführendes Netzwerk (30) erfolgt und die wechselstrommäßige Bela­ stung der Sammelschiene (32) für die Frequenzen des Betriebsfre­ quenzbereichs geeignet gewählt ist (Fig. Z3).
8. Z8. Antenne nach Anspruch Z7, dadurch gekennzeichnet, daß das zuführende Netzwerk (30) so ausgeführt ist, daß sich für die Frequenzen des Betriebsfrequenzbereichs eine die Antennenfunktion nicht beeinträchtigende ausreichend hochohmige Belastung der Sam­ melschiene (32) ergibt.
9. Z9. Antenne nach Anspruch Z7, dadurch gekennzeichnet, daß das zuführende Netzwerk (30) so ausgeführt ist, daß sich für die Frequenzen des Betriebsfrequenzbereichs eine verlustarme Belastung der Sammelschiene (32) ergibt und diese Belastung so eingestellt ist, daß die Antennenimpedanz am Antennenanschlußpunkt (8) gün­ stige Werte annimmt.