DE4034548C2 - Kraftfahrzeugscheibenantenne für Frequenzen oberhalb des Hochfrequenzbereichs - Google Patents

Description

Die Erfindung ist eine Zusatzerfindung zum Patent 39 14 424. Sie betrifft eine Kraftfahrzeug- Scheibenantenne für Frequenzen oberhalb des Hochfrequenzbereichs nach einem der Ansprüche 1 bis 5 des Hauptpatents.

Solche Antennen sind aus DE 38 20 229 C1 bekannt. Diese Antennen zeigen ein oder mehrere Antennenleiter, die zum Teil innerhalb des Heizfeldes und dort quer zu den Heizleitern geführt sind (erste Leiterteile). Die Antennenleiter sind mit den Heizleitern an den Kreuzungspunkten hochfrequenzmäßig niederohmig verbunden und bilden so mit den den Kreuzungspunkten benachbarten Abschnitten dieser Heizleiter eine kapazitiv wirkende Antennenfläche. Ein zweiter Leiterteil des Antennenleiters führt zu einem Antennenanschlußpunkt. In dieser Druckschrift sind auch bereits Wege aufgezeigt, wie die in der Praxis häufig auftretende Schwierigkeit gelöst wird, daß in der Nähe der kapazitiv wirkenden 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 Antennenanschlußstellen auskoppeln zu können, um die Zahl der erforderlichen Komponenten gering zu halten.

Es liegt also im Interesse einer möglichst flexiblen Gestaltung der Wunsch vor, die Lage des Antennenanschlußpunkts längs der Rahmenkanten der Scheibe möglichst unabhängig von der Positionierung der kapazitiven Fläche innerhalb des Heizfeldes wählen zu können.

Gemäß DE 38 20 229 C1 wird dies dadurch erreicht, daß der zum Anschlußpunkt führende zweite Antennenleiterteil zunächst zum Scheibenrand und dann in geringem Abstand von diesem zum Antennenanschlußpunkt geführt wird, wobei dieser letztgenannte Abschnitt Leitungscharakter aufweist.

Aus der DE 36 30 519 A1 (Fig. 9) ist es bekannt, eine derartige Leitung in mehreren geradlinigen aneinander anschließenden Abschnitten zu führen. Dieser vorgesehene Weg für den zum Anschlußpunkt führenden zweiten Antennenleiterteil ist aber dann verschlossen, wenn zwischen dem Anfang des zweiten Antennenleiterteils und dem Antennenanschlußpunkt das Heizfeld liegt und dieses so ausgebildet ist, daß es praktisch mit seinen Sammelschienen bis an den Scheibenrand reicht; es besteht dann keine Möglichkeit, die oben angegebene Verbindung mit Leitungscharakter durch den zweiten Antennenleiterteil herzustellen, weil zwischen Sammelschiene und Scheibenrand eine Hindurchführung des zweiten Leiterteils nicht mehr möglich ist.

Die vorliegende Zusatzerfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die angegebene Beschränkung zu beseitigen und die Erfindung des Hauptpatents dadurch weiter zu entwickeln, daß sie eine besonders einfache und vorteilhafte Struktur des Antennenleiters vorschlägt. Sie tut dies, indem sie die quer zu den Heizleitern verlaufenden der Zuführung des Heizgleichstromes dienenden Sammelschienen in die Lösung der vorliegenden Problematik mit einbezieht.

Dies geschieht auf zweierlei Weise:
Zum einen wird die Sammelschiene als Teil einer aus Antennenleiter und Sammelschiene bestehenden Leitung benutzt, welche es erlaubt, das Ende des ersten Leiterteils auch dann durch den zweiten Leiterteil mit dem Antennenanschlußpunkt zu verbinden, wenn keine andere Möglichkeit besteht diese Verbindung herzustellen, weil das Heizfeld dazwischen liegt und die Sammelschienen unmittelbar am Scheibenrand liegen.

Zum andern wird die Sammelschiene selbst neben einem ersten Leiterteil eines Antennenleiters als zusätzlicher Antennenleiter mitbenutzt, wodurch der Antennenleiter eine besonders einfache und wirkungsvolle Ausbildung erfährt, bei der der zweite Leiterteil sehr kurz ausgebildet werden kann.

Die oben angegebene Aufgabe wird bei einer Kraftfahrzeug-Scheibenantenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die den im Kennzeichen dieses Anspruchs angegebenen Merkmalen entsprechenden Maßnahmen gelöst. Die Ansprüche 2 und 3 betreffen Ausführungsformen dieser Lösung.

Ein zweiter Lösungsweg der oben angegebenen Aufgabe ergibt sich bei einer Kraftfahrzeug- Scheibenantenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4 durch die im Kennzeichen dieses Anspruchs genannten Maßnahmen; besondere Ausbildungen dieser Antenne sind Gegenstand der Ansprüche 5 und 6.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren beschrieben und näher erläutert. Es seien:

Fig. 1 Eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Scheibenantenne, bei der das Heizfeld sich mit den Sammelschienen bis zum Scheibenrand erstreckt und der zweite Teil des drahtförmigen Antennenleiters die Heizleiter in geringem Abstand zu einer der Sammelschienen kreuzt.

Fig. 2 Eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Scheibenantenne, bei der das Heizfeld sich ebenfalls mit den Sammelschienen bis zum Scheibenrand erstreckt und bei der in unmittelbarer Nähe der einen Sammelschiene eine kapazitiv wirkende Fläche ausgebildet ist.

In Fig. 1 und 2 sind jeweils die aus konstruktiven Gründen geeigneten Antennenan­ schlußstellen 8 im oberen Drittel der hinteren Seitenpfosten der Kraftfahrzeugscheibe angenommen.

In Fig. 1 sind vier Antennen gezeigt, die mit den Indizes a, b, c und d unterschieden sind. Die ersten Leiterteile eines Antennenleiters sind jeweils mit Bezugsziffer 6, die zweiten Leiterteile mit Bezugsziffer 7 und die Antennenanschlußstellen jeweils mit Bezugsziffer 8 bezeichnet. Die Sammelschienen 4a, b, c und d der Heizfelder sind in sehr geringem Abstand zur Scheibenberandung angeordnet, so daß nicht genügend freier Raum vorhanden ist, um den zweiten Teil der Antennenleiter 7 im entsprechenden Abschnitt außerhalb der Sammel­ schienen vorbei zu führen. Diese Situation ist in der Regel bei Verbundglasscheiben gegeben, bei denen die Heizdrähte zwischen beiden Scheiben angeordnet sind und bei denen aus Gründen des Fertigungsvorgangs die Sammelschienen unmittelbar am Rand liegen.

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

Ist diese Sammelschiene hochfrequent niederohmig mit der Fahrzeugkarosserie verbunden, so führt die Sammelschiene gegenüber der Fahrzeugkarosserie keine hochfrequente Spannung und liegt daher auf Massepotential 3 und es ergibt sich für den zweiten Teil des Antennen­ leiters 7b₂ in diesem Bereich wiederum ein Leitungscharakter ohne Antennenfunktion mit der Folge einer im wesentlichen unveränderter 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 großflächige Verkopplung zwischen der jeweiligen Sammelschiene und dem eng benachbarten 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 Karosserie ein Wechselstromkurzschluß erzeugt wird, z. B. durch eine geeignete Kapazität 38. Solche Elemente sind dann ein Bestandteil der zuführenden Netzwerke 30a und 30d in Fig. 1, wobei über die zuführenden Netzwerke 30 der Heizgleichstrom dem Heizfeld über die Anschlüsse 34 und 35 zugeführt wird.

Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, wenn die jeweilige Sammelschiene hochfrequent isoliert von der Fahrzeugkarosserie ist. Auf diese Weise ist dann der zweite Teil des Antennenleiters in dem Bereich, in dem er parallel zur Sammelschiene geführt ist, hochfrequent niederohmig mit den Heizleitern und der benachbarten Sammelschiene 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 beinhaltet, wie dies im Beispiel des zuführenden Netzwerks 30c in Fig. 1 dargestellt ist.

In manchen Fällen ist dieses sich dem Antennenleiter im zweiten Bereich von der Sammelschiene und den daran angeschlossenen Heizleitern überkoppelnde Signal bereits für eine gute Antennenfunktion ausreichend. Eine derartige wegen der besonders einfachen Struktur des Antennenleiters vorteilhafte Anordnung zeigt die Fig. 2, bei der sich die kapazitive Fläche 10 dann unmittelbar im Bereich der Sammelschiene ausbildet.

Claims (6)

1. Kraftfahrzeug-Scheibenantenne für Frequenzen oberhalb des Hochfrequenzbereichs mit einem oder mehreren an einem Ende hochfrequenzmäßig miteinander verbundenen drahtförmigen Antennenleitern (6, 6a, b, c) und einem Antennenanschlußpunkt (8), welche Antenne in einer Kraftfahrzeugscheibe (1) mit Scheibenheizung zusammen mit einem Heizfeld angeordnet ist, das durch etwa parallel zueinander geführte drahtförmige Heizleiter (5) gebildet ist, die an den den Scheibenrändern benachbarten Enden jeweils durch eine quer zu den Heizleitern verlaufende Sammelschiene (4a, b) zur Zuführung des Heizgleichstroms verbunden sind, wobei ferner der (6) oder die mehreren Antennenleiter (6a, b, c) zum Teil innerhalb des Heizfeldes und dort quer zu den Heizleitern (5) geführt sind (erste Leiterteile), mit denen der bzw. die Antennenleiter an den Kreuzungspunkten (25) hochfrequenzmäßig niederohmig verbunden ist bzw. sind und so mit den benachbarten Abschnitten dieser Heizleiter (5) eine kapazitiv wirkende Antennenfläche (10) bilden, wobei ein zweiter Teil des bzw. der drahtförmigen Antennenleiter (zweiter Leiterteil (7) bzw. zweite Leiterteile (7a, b, c)) hochfrequenzmäßig niederohmig mit dem bzw. dem zugehörigen ersten Leiterteil verbunden ist und am anderen Ende zum Antennenanschlußpunkt (8) führt, nach Patent 39 14 424, dortige Ansprüche 1 bis 5, wobei der zum Antennenanschlußpunkt (8) führende zweite Leiterteil (7) bzw. zweite Leiterteile (7a, b, c) zunächst zum Scheibenrand (2) und dann parallel und in geringem Abstand zu diesem in einem oder mehreren vorzugsweise geradlinigen Abschnitten (7 _{1. . .n}) geführt ist bzw. sind, dadurch gekennzeichnet, daß der vorhin genannte zweite Leiterteil (7) in einem seiner Abschnitte (7 _{1. . .n}) die Heizleiter (5) in geringem Abstand zu einer der Sammelschienen (4a, b) auf der dem Heizfeld zugewandten Seite dieser Sammelschiene (32) kreuzt. (Fig. 1).

2. Kraftfahrzeug-Scheibenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Heizgleichstroms zu dieser Sammelschiene (32) über ein zuführendes Netzwerk (30) erfolgt, in dem ein elektrisches Bauteil (38) untergebracht ist, durch welches eine hochfrequenzmäßig niederohmige Verbindung zwischen dieser Sammelschiene (32) und dem metallischen Rahmen der Kraftfahrzeugscheibe (1) erzwungen ist.

3. Kraftfahrzeug-Scheibenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Heizgleichstroms zu dieser Sammelschiene (32) über ein zuführendes Netzwerk (30c) erfolgt, in dem ein elektrisches Bauteil untergebracht ist, durch welches eine hochfrequenzmäßige Isolierung dieser Sammelschiene (32) von dem metallischen Rahmen der Kraftfahrzeugscheibe (1) erreicht ist.

4. Kraftfahrzeug-Scheibenantenne für Frequenzen oberhalb des Hochfrequenzbereichs mit einem oder mehreren an einem Ende hochfrequenzmäßig miteinander verbundenen drahtförmigen Antennenleitern (6, 6a, b, c) und einem Antennenanschlußpunkt (8), welche Antenne in einer Kraftfahrzeugscheibe (1) mit Scheibenheizung zusammen mit einem Heizfeld angeordnet ist, das durch etwa parallel zueinander geführte drahtförmige Heizleiter (5) gebildet ist, die an den den Scheibenrändern benachbarten Enden jeweils durch eine quer zu den Heizleitern verlaufende Sammelschiene (4a, b) zur Zuführung des Heizgleichstroms verbunden sind, wobei ferner der (6) oder die mehreren Antennenleiter (6a, b, c) zum Teil innerhalb des Heizfeldes und dort quer zu den Heizleitern (5) geführt sind (erste Leiterteile), mit denen der bzw. die Antennenleiter an den Kreuzungspunkten (25) hochfrequenzmäßig niederohmig verbunden ist bzw. sind und so mit den benachbarten Abschnitten dieser Heizleiter (5) eine kapazitiv wirkende Antennenfläche (10) bilden, daß ein zweiter Teil des bzw. der drahtförmigen Antennenleiter (zweiter Leiterteil (7) bzw. zweite Leiterteile (7a, b, c)) hochfrequenzmäßig niederohmig mit dem bzw. dem zugehörigen ersten Leiterteil verbunden ist und am anderen Ende zum Antennenanschlußpunkt (8) führt, nach Patent 391 424, dortige Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein nur einer Antenne der Antennenleiter (6) (erster 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 Zuführung des Heizgleichstroms zu dieser Sammelschiene (32) über ein zuführendes Netzwerk (30) erfolgt. (Fig. 2).

5. Kraftfahrzeug-Scheibenantenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Frequenzen des Betriebsfrequenzbereichs die wechselstrommäßige Belastung der Sammelschiene (32) durch das zuführende Netzwerk (30) so hochohmig eingestellt ist, daß die Antennenfunktion nicht beeinträchtigt ist.

6. Kraftfahrzeug-Scheibenantenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Frequenzen des Betriebsfrequenzbereichs die wechselstrommäßige Belastung der Sammelschiene (32) durch das zuführende Netzwerk (30) verlustarm ist und so eingestellt ist, daß die Antennenimpedanz am Antennenanschlußpunkt (8) den Sollwert annimmt.