DE4324480C2 - Antennenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung mit einer Monopolantenne, die einen Antennenstrahler und ein elek­ trisches Gegengewicht aufweist, wobei Strahler und Gegen­ gewicht an sich gegenüberliegenden Speisepunkten mit je­ weils einem Leiter einer Zuleitung verbunden sind

Derartige Antennenanordnungen sind beispielsweise aus der DE 42 20 654 A1 bekannt. Antennenanordnungen dieser Art sind für die Anbringung auf einer der Fensterscheiben ei­ nes Kraftfahrzeuges vorgesehen. Derartige Antennenan­ ordnungen haben den Nachteil, daß sie unter anderem in den Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges hinein, bzw. durch diesen hindurch strahlen, um eine annähernd runde azimu­ tale Antennencharakteristik zu bekommen. Dies hat eine nennenswerte Erhöhung der elektromagnetischen Feldstärke im Fahrzeuginneren zur Folge. Befindet sich eine derar­ tige Antennenanordnung beispielsweise auf der Heckschei­ be, so werden im rückwärtigen Bereich des Fahrgastraumes des Kraftfahrzeuges elektrische Feldstärken von über 100 V/m gemessen. Nach Empfehlungen des VDE sind jedoch 40 V/m nicht zu überschreiten.

Aus der Patentschrift US 47 19 470 ist eine Antennenanordnung mit mehreren parallel geschalteten Monopolantennen bekannt, die über Streifenleitungen miteinander verbunden sind. Den einzelnen Monopolantennen ist eine einheitliche, gemeinsame Massefläche (14) zugeordnet. Eine Impedanzanpassung ist mit der bekannten Anordnung nicht möglich.

Aus der DE 41 21 333 A1 ist eine Folienantenne bekannt, bei der die Antenne in einzelne strahlende Elemente un­ terteilt ist, die miteinander über Induktivitäten ver­ bunden sind. Sowohl die strahlenden Elemente als auch die Induktivitäten sind auf einer Folie angeordnet. Das Ge­ häuse dient als Gegengewicht.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Antennenan­ ordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine annähernd runde azimutale Antennencharakteristik auf­ weist, ohne dabei durch den Fahrgastraum hindurch zu strahlen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Antennenanordnung wird er­ reicht, daß ein weitgehend rundes Azimutaldiagramm auch dann erzeugt werden kann, wenn die Antennen unterhalb der Fensterhöhe des Fahrgastraumes angebracht werden. Durch die Bereitstellung einer Mehrzahl parallel geschalteter Monopolantennen wird ermöglicht, daß die Antennen bei An­ bringung auch im unteren peripheren Chassisbereich ein weitgehend rundes Azimutaldiagramm erzeugen können, ob­ wohl die Antennen vor metallischen Chassisteilen ange­ ordnet sind, die die elektromagnetische Antennenstrahlung reflektieren. Auf diese Weise wird der Fahrgastraum durch die metallischen Chassisteile des Fahrzeugs von der An­ tennenstrahlung abgeschirmt.

Der Leitungstrans­ formator ist dabei besonders raumsparend und robust ausgeführt.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Antennenanordnung einen Leitungstransformator auf, der in Stripline-Technik ausgeführt ist. Der Leitungstransformator erfüllt die Aufgabe, den durch die Parallelschaltung einer Mehrzahl von Monopolantennen veränderten Wellenwiderstand auf den Wellenwiderstand der Zuleitung abzustimmen. Das Zulei­ tungskabel und das/die Verbindungsleitungen zwischen den Monopolantennen ist dabei vorteilhafterweise in Form ei­ nes Koaxialkabels ausgeführt. Die Ausführung des Lei­ tungstransformators in Stripline-Technik ermöglicht dabei eine einfache, kostengünstig herzustellende, robuste und raumsparende Art der Transformation.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Antennenanordnung weist der Strahler die Form eines gleichschenkligen Dreiecks auf. Dies hat den Vorteil, daß der Strahler gegenüber einem rechteckig aus­ geführten Strahler, wie er aus dem Stand der Technik be­ kannt ist, einen um den Faktor 1,5 bis 2 größeren Fre­ quenzbereich aufweist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung der erfin­ dungsgemäßen Antennenanordnung sind die Kanten des Strah­ lers und des Gegengewichtes abgerundet. Eine derartige Formgebung des Strahlers und des Gegengewichtes bewirkt ebenfalls eine Verbreiterung des Frequenzbereichs einer Monopolantenne.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Antennanordnung sind die Antennen in min­ destens einem der Kunststoffstoßfänger eines Kraftfahr­ zeuges untergebracht. Dadurch wird zum einen erreicht, daß die Antennen in definiertem Abstand von der Karos­ serie angebracht werden können, und zum anderen wird da­ durch erreicht, daß die Antennen vor der Endmontage des Kraftfahrzeuges fest installiert und getestet werden kön­ nen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Antennenanordnung sind die Antennen auf sich gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeuges ange­ ordnet. Dadurch wird ein weitgehend rundes Azimutaldia­ gramm unabhängig von der individuellen Formgestaltung des Chassis des Kraftfahrzeuges erreicht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Antennenanordnung weisen die Strahler im wesentlichen die Länge Lambda/4 im Betriebsfrequenzbe­ reich auf. Dadurch wird erreicht, daß die Länge der Strahler optimal auf den Betriebsfrequenzbereich abge­ stimmt ist.

Der Betriebsfrequenzbereich entspricht dabei weitgehend dem Frequenzbereich, der den elektromagnetischen Dezi­ meterwellen zugeordnet ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Antennenanordnung sind die Antennen in einem Abstand zu dem Chassis des Kraftfahrzeuges ange­ ordnet, der Lambda/4 des Betriebsfrequenzbereiches ent­ spricht. Dadurch wird erreicht, daß die sich hinter einer Antenne befindlichen metallischen Chassisteile des Kraft­ fahrzeugs als Reflektor für die von der Antenne abge­ strahlten elektromagnetischen Wellen wirken. Auf diese Weise wird die Leistung der einzelnen Antennen optimiert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Antennenanordnung sind die Einzelantennen als in Kunststoff-Folien eingeschweißte Metallfolien aus­ geführt. Dies hat den Vorteil, daß die Antennen besonders kostengünstig und gleichzeitig robust hergestellt werden können.

Einer vorteilhaften Ausführungsform entsprechend sind die Einzelantennen als Leiterplatten in Drucktechnik ausge­ führt. Das hat den Vorteil, daß die Einzelantennen und der Leitungstransformator sehr kostengünstig und sehr gut reproduzierbar gefertigt werden können
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Antennenanordnung sind mehr als zwei An­ tennen in einer Baumstruktur zusammengeschaltet. Dadurch wird eine optimale Leistungsabgabe der Antennen erreicht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Antennenanordnung sind mehr als zwei An­ tennen in einer Linie zusammengeschaltet. Auch bei dieser Art der Zusammenschaltung der Antennen wird eine sehr gute Leistungsabgabe erzielt. Zusätzlich ist die einfa­ chere Kabelführung im Automobil von Vorteil.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer vorteilhaften Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeich­ nung dargestellt ist.

Es zeigt:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Antennenstrahlers,

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Antennenanordnung.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Antennenstrahler 1, der die Form eines gleichschenkligen Dreiecks mit abge­ rundeten Basiskanten 2 und 3 aufweist. Die Basiskante 4 des Strahlers 1 ist parallel zu der oberen Kante 5 des elektrischen Gegengewichtes 6 angeordnet. Das elektrische Gegengewicht 6 ist im wesentlichen rechteckig ausgeführt, wobei seine Kanten 7, 7′, 7′′ und 7′′′ abgerundet sind. Die Längskante 5 des elektrischen Gegengewichtes 6 ist dabei länger ausgeführt als die Basiskante 4 des Antennenstrah­ lers 1. Der Antennenstrahler 1 und das elektrische Gegen­ gewicht 6 sind an gegenüberliegenden Speisepunkten 8 und 9 mit einer als Koaxialkabel ausgeführten Zuleitung 10 verbunden. Der Antennenstrahler 1 und das elektrische Ge­ gengewicht 6 sind als Metallfolie ausgebildet, die zwi­ schen zwei Kunststoff-Folien eingeschweißt ist.

Bei der in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Anten­ nenanordnung ist eine erste, aus einem Antennenstrahler 1 und einem elektrischen Gegengewicht 6 bestehende Mono­ polantenne über eine Zuleitung 10 mit einer zweiten, aus einem Antennenstrahler 11 und einem elektrischen Gegen­ gewicht 12 bestehenden Monopolantenne elektrisch verbun­ den. Dabei sind der Antennenstrahler 11 und das elek­ trische Gegengewicht 12 mit einer den Wellenwiderstand berücksichtigenden Stripline 16, die auf dem elektrischen Gegengewicht 12 angebracht ist, an gegenüberliegenden Speisepunkten 13 und 14 elektrisch verbunden. Ein in Stripline-Technik ausgebildeter Leitungstransformator 15 ist über die Kontaktstelle 17 mit der ,Zuleitung 10 und über die Kontaktstelle 18 mit der Zuleitung 19 elektrisch verbunden. Der Leitungstransformator 15 ist ebenfalls auf dem elektrischen Gegengewicht 12 der zweiten Monopolan­ tenne angeordnet.

Claims (13)

1. Antennenanordnung für Fahrzeuge mit einer Monopol­ antenne, die einen Antennenstrahler (1) und ein elektrisches Gegengewicht (6) aufweist, wobei Strah­ ler (1) und Gegengewicht (6) an sich gegenüberlie­ genden Speisepunkten (8, 9) mit jeweils einem Leiter einer Zuleitung (10) verbunden sind, wobei minde­ stens zwei parallel geschaltete Monopolantennen (1, 6, 11, 12) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leitungstransformator (15) in der Zuleitung (10) auf dem jeweiligen Gegengewicht (12) wenigstens einer Monopolantenne (11, 12) angeordnet ist.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Leitungstransformator (15) in Stripline-Technik ausgeführt ist.

3. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahler (1, 11) die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweist.

4. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten eines Strah­ lers (1, 11) und eines Gegengewichts (6, 12) abge­ rundet sind.

5. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Monopolantennen in mindestens einem der Kunststoffstoßfänger eines Kraftfahrzeugs untergebracht sind.

6. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Monopolantennen auf sich gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.

7. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahler (1, 11) im wesentlichen die Länge Lambda/4 im Betriebsfrequenz­ bereich aufweist.

8. Antennenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Betriebsfrequenzbereich derjenige der elektromagnetischen Dezimeterwellen ist.

9. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Monopolantennen (1, 6; 11, 12) im Betriebsfrequenzbereich einen Ab­ stand von Lambda/4 zur Karosserie aufweisen.

10. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Monopolantennen (1, 6; 11, 12) als in Kunststoff-Folien eingeschweißte Metallfolien ausgeführt sind.

11. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Monopolantennen (1, 6; 11, 12) als Leiterplatten in Drucktechnik ausgeführt sind.

12. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Monopolan­ tennen (1, 6; 11, 12) in einer Baumstruktur zusammen­ geschaltet sind.

13. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Monopolan­ tennen (1, 6; 11, 12) in einer Linie zusammengeschal­ tet sind.