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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Kraftfahrzeugantenne und insbesondere eine
Kraftfahrzeug-Schleifenantenne.
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Herkömmlicherweise sind für gewöhnlich Stabantennen in
Kraftfahrzeugen verwendet worden. Jedoch können
Stabantennen aus einem ästethischen Gesichtspunkt unattraktiv sein.
Anders ausgedrückt, ihr äußeres Erscheinungsbild paßt
manchmal nicht zum besonderen Stil eines Kraftfahrzeugs.
Die Verwendung einer Stabantenne ist ebenso nicht
wünschenswert, wenn Windgeräusche betrachtet werden, die durch
eine solche Antenne erzeugt werden, wenn das Kraftfahrzeug
mit einer hohen Geschwindigkeit fährt.
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Um die Stabilität einer Fahrzeugkarosserie während
einer Fahrt mit einer hohen Geschwindigkeit sicherzustellen,
ist es in letzter Zeit üblich geworden, eine Klappe
(Spoiler) an der Rückseite des Kraftfahrzeugs zu
befestigen. Außerdem kann eine Diffuserplatte, welche als ein
Sonnenschutz verwendet wird, auf der Windschutzscheibe
angebracht werden. Somit besteht ein großer Bedarf nach
einer Antenne, welche zusammen mit diesen Arten von
Kraftfahrzeugzubehör, die dem Kraftfahrzeug ein Spoileraussehen
verleihen, verwendet werden kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
eine AM/FN-Antenne zu schaffen, welche keine Stabform
aufweist und kein Windgeräusch erzeugt.
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Eine Anzahl von Antennen, welche keine Stabform
aufweisen, sind vorgeschlagen worden. Ein Beispiel zur Verwendung
in tragbaren Funkempfängern, wie zum Beispiel Rufanlagen,
ist in der EP-A-0122485 offenbart. Die Antenne ist für
gewöhnlich rechteckig, damit sie in das Funkgerätgehäuse
paßt. Ein anderes Beispiel, das zwei Schleifen aufweist,
von denen zum Vorsehen eines breiten Abstimmbereichs eine
innerhalb der anderen angeordnet ist und die an ein
Koaxialkabel angeschlossen sind, ist in der US-A-3588905
gezeigt. Ein drittes Beispiel, welches die Merkmale der
Einleitung von Anspruch 1 aufweist, ist in der EP-A-0221694
gezeigt. Ein Ende einer Schleifenantenne ist über einen
Kondensator an einen äußeren Leiter eines Koaxialkabels
angeschlossen. Der Zweck des Kondensators in dieser Anordnung
ist es, den Abstimmbereich auszudehnen. Die Antenne ist
dafür gedacht, innerhalb einer Fahrzeugkarosserie
untergebracht zu werden.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der Entdeckung,
daß ein verbesserter Empfang durch ein Erden des
Koaxialkabels in einer Entfernung von seinem Ende anstatt an seinem
Ende erreicht werden kann. Somit ist die Antenne der
vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch den äußeren
Leiter des Koaxialkabels, der eine Erdverbindung aufweist,
die mindestens 50 mm von seinem Ende entfernt ist.
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Bevorzugt ist der äußere Leiter des Koaxialkabels an
ein Metallteil der Fahrzeugkarosserie an einem Punkt, der 5
bis 50 cm vom spitzen Ende des Koaxialkabels entfernt ist,
angeschlossen.
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Da die Antenne der vorliegenden Erfindung derart
aufgebaut ist, daß ein Ende der Schleife an den Mittelleiter des
Koaxialkabels angeschlossen ist und das andere Ende über
einen eine niedrige Kapazität aufweisenden Kondensator an
den äußeren Leiter des Koaxialkabels angeschlossen ist, ist
die Antenne ästethisch wünschenswert und erzeugt kein
Windgeräusch.
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Diese Erfindung kann aus der folgenden detaillierten
Eeschreibung besser verstanden werden, wenn diese in
Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung durchgeführt
wird, in welcher:
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Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt;
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die Figuren 2, 3, 4 und 5 Abänderungen davon zeigen;
und
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Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Es wird zuerst Bezug auf Figur 1 genommen, welche ein
erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
darstellt, wobei die Antenne eine leitende Schleife 10 in
einer langestreckten Form, um das FM-Wellen-Band in Resonanz
zu bringen, ein Koaxialkabel 20, das in einer
Fahrzeugkarosserie 40 vorgesehen ist und daraus hervorsteht und einen
eine niedrige Kapazität aufweisenden Kondensator 30
beinhhaltet.
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Ein Ende 11 der Schleife 10 ist an einen mittleren
Mittelleiter 21 des Koaxialkabels 20 angeschlossen und das
andere Ende 12 der Schleife 10 ist an einen äußeren Leiter 22
des Koaxialkabels 20 angeschlossen. Der eine niedrige
Kapazität aufweisende Kondensator 30 ist zwischen dem Ende 12
der Schleife 10 und dem äußeren Leiter 22 vorgesehen. Die
Fahrzeugkarosserie 40 muß nicht aus Metall hergestellt sein
und die äußere Oberfläche des äußeren Leiters 22 des
Koaxialkabels 20 kann mit einem Isolationsfilm (nicht
gezeigt) bedeckt sein. Es ist möglich, ohne dies zu sagen,
daß der Isolationsfilm weggelassen werden kann.
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Im Betrieb wird die leitende Schleife 10 veranlaßt, mit
dem FM-Wellen-Band in Resonanz zu treten. Anders
ausgedrückt, kann die Schleife 10 mit einem Pfad in Resonanz
treten, welcher durch das Ende 11, bei dem der Mittelleiter
21 und die Schleife 10 verbunden sind, die Schleife 10, das
Ende 12, bei dem die Schleife 10 mit dem Kondensator 30
verbunden ist, und einen Punkt A, bei dem der Kondensator
30 und der äußere Leiter 22 verbunden sind, ausgebildet
ist. Auf diese Weise tritt die Schleife 10 mit dem
FM-Wellen-Rundfunkband in Resonanz.
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Eine Impedanz der Schleife 10 selbst ist deutlich
niedriger, als die Lastimpedanz des Kabels, usw. Somit kann die
Schleife 10 selbst nicht als eine Antenne für das AM-
Wellen-Band wirken. Jedoch sind der mittlere Mittelleiter
21 und der äußere Leiter 22 voneinander isoliert, da der
eine niedrige Impedanz aufweisende Kondensator 30 an dem
Anschluß der Schleife 10 vorgesehen ist. Daraus folgt, daß
eine hohe Impedanz für das AM-Band erzielt wird, und die
Antenne kann somit ebenfalls das AM-Band empfangen. Da die
Frequenz in dem FM-Band hoch ist und nahe der Lastimpedanz
ist, ergibt sich keine Schwierigkeit, das FM-Band zu
empfangen.
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Die zuvor beschriebene Antenne kann als Teil eines
Spoilerzubehörs angebracht werden. In diesem Fall tritt
kein Hervorstehen auf, wie dies bei Stabformantennen
vorliegen wird. Eine solche Anordnung ist ästethisch
wünschenswert und verhindert zusätzlich eine Erzeugung
jedes Windgeräuschs, wenn sich das Fahrzeug in Bewegung
befindet.
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Desweiteren wird es bevorzugt, die Antenne derart
einzustellen, daß die Schleife 10 mindestens 50 mm von der
Fahrzeugkarosserie 40 beabstandet ist, wenn die zuvor
beschriebene Schleifenantenne mit einem Spoilerzubehör
kombiniert wird. Je größer die Entfernung ist, desto besser
ist die Empfangsempfindlichkeit. Zum Beispiel erzeugt eine
Trennung von 90 mm eine Empfindlichkeit von ungefähr +3 dB
und eine Trennung von 200 mm erzeugt eine Empfindlichkeit
von +5 dB, wenn die Empfindlichkeit bei 50 mm 0 dB beträgt.
Anders ausgedrückt, je näher die Schleifenantenne an der
Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist, desto mehr fällt der
Wirkungsgrad der Antenne ab. Demgemäß verbessert sich der
Wirkungsgrad, wenn die Antenne weiter entfernt von der
Karosserie 40 plaziert wird.
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Die Figuren 2, 3, 4 und 5 zeigen andere
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
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In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel in Figur
1 ist das Koaxialkabel 20 an eine der längeren Seiten der
langgestreckten Schleife 10 angeschlossen. In dem
Ausführungsbeispiel in Figur 2 ist das Koaxialkabel 20 an eine
der kürzeren Seiten der Schleife 10 angeschlossen. Wie in
dem ersten Ausführungsbeispiel werden AM- und FM-Wellen-
Bänder von der Schleifenantenne in Figur 2 mit großem
Empfindlichkeitsvertrauen empfangen.
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Somit paßt die Antenne in Figur 2 besser zur Form des
Spoilers, wenn die Schleife 10 an einem inneren Ende des
Spoilers angebracht ist. Die Antenne in Figur 1 kann ebenso
verwendet werden, wenn das Koaxialkabel 20 an dem inneren
Mittelpunkt des Spoilers plaziert ist.
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In dem Ausführungsbeispiel in Figur 3 wird eine zweite
Schleife 50 zu der Schleife 10 in Figur 1 hinzugefügt.
Diese zweite Schleife 50 ist eine Hilfsantenne und wird
verwendet, um das FM-Eznpf angsband auszuweiten. Die zweite
Schleife 50 wird unter Verwendung eines Teils der ersten
Schleife 10 ausgebildet und ist innerhalb der Schleife 50
angeordnet.
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Die in Figur 4 gezeigte Antenne weist eine zweite
Schleife 50a auf, welche im Durchmesser größer als die
erste Schleife 10 ist und um die erste Schleife 10 herum
vorgesehen ist. Bei der Antenne in Figur 5 ist eine zweite
Schleife 50b, welche der Schleife 50 in Figur 3 ähnlich
ist, außerhalb der ersten Schleife 10 vorgesehen.
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Bei den Antennen der Figuren 2, 4 und 5 sind die
Schleifen, wie es in den Figuren gezeigt ist, an der
kürzeren Seite an das Koaxialkabel angeschlossen.
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Die in Figur 6 gezeigte Antenne ist mit Ausnahme davon
grundlegend die gleiche, wie die Antenne in Figur 1, daß
der äußere Leiter 22 des Koaxialkabels 20 an die
Fahrzeugkarosserie 41, welche aus Metall hergestellt ist, an einem
Punkt angeschlossen ist, der von dem Ende (dem oberen Ende
in der Figur) des Koaxialkabels 20 durch eine vorbestimmte
Entfernung d beabstandet ist.
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Es wird bevorzugt, die Entfernung d, welche sich
zwischen dem Punkt 42, bei dem die Metallkarosserie 41 und der
äußere Leiter 22 verbunden sind, und dem Ende des
Koaxialkabels 20 befindet, auf 5 bis 50 cm einzustellen. Anders
ausgedrückt, wird es bevorzugt, einen Raum (zwischen dem
Punkt 42 und dem oberen Ende des Koaxialkabels 20) von 5
bis 50 cm auszubilden.
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Wenn die Schleife 10, welche der gesamte Strahlungsteil
der Antenne ist, an das Koaxialkabel 20 angeschlossen ist,
wie es in Figur 6 gezeigt ist, weist der äußere Leiter 22
an dem Ende des Koaxialkabels 20 als ein Ergebnis eines
Nichterdens von der Metallkarosserie eine Impedanz bei
hohen Frequenzen auf. Somit wird es bevorzugt, den äußeren
Leiter 22 an Masse zu legen.
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Jedoch wird die Impedanz in dein Ausführungsbeispiel in
Figur 6 durch ein Legen des Endes des äußeren Leiters 22 an
Masse nicht auf Null verringert. Besser gesagt, wird ein
Bereich des äußeren Leiters 22, welcher sich von dem Ende
des Koaxialkabels 20 zu dem Punkt der Verbindung 42
erstreckt, fest als ein Teil der Antenne verwendet. Anders
ausgedrückt, werden zusätzlich zu der Schleife 10 (welche
sich von dem Punkt der Verbindung zwischen dem Mittelleiter
21 des Koaxialkabels 20 and der Schleife 10 und dem eine
niedrige Kapazität aufweisenden Kondensator 30 erstreckt)
der Bereich des äußeren Leiters 22, der sich von dem Ende
des Koaxialkabels 20 zu dem Punkt der Verbindung 42
erstreckt, und die Metallkarosserie 41 als Teile der
Antenne verwendet, welche veranlaßt wird, mit den
Empfangsbändern in Resonanz zu treten. Aus dieser Anordnung folgt,
daß der Empfangswirkungsgrad verbessert werden kann.
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Desweiteren kann die in Figur 6 gezeigte Entfernung d
abhängig von der Länge der Schleife 10, der Kapazität des
Kondensators 30 und den Anbringungsbedingungen der Schleife
10, des Kondensators 30 und der Metallkarosserie 41
variieren. Es ist wünschenswert, daß eine Entfernung,
welche eine maximalen Empfangsempfindlichkeit erzeugt, als die
Entfernung d auf der Grundlage dieser Bedingungen
eingestellt wird.
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Das Konzept, einen mittleren Teil des äußeren Leiters
22 an die Karosserie 41 anzuschließen, wie es zuvor
beschrieben worden ist, ist es, was die Erfindung von
herkömmlichen Antennen unterscheidet. Insbesondere ist es bei
herkömmlichen Antennen notwendig, die Beziehung zwischen
dem zu dem Kabelende auf der Empfängerseite ausgesendeten
Pegel und dem durch den äußeren Leiter des Kabels
fließenden Empfangsstrom zu eliminieren. Aus diesem Grund ist in
herkömmlichen Antennen der äußere Leiter des Koaxialkabels
nicht an seinem Mittelpunkt an Masse gelegt. Jedoch wird
ein maximale Empfindlichkeit lediglich durch geeignetes
Auswählen des Ortes des Kontaktpunkts 42 erzielt, da der in
dem äußeren Leiter 22 erzeugte Empfangssignalstrom nicht
ignoriert werden kann.
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Bei der in Figur 6 gezeigten Antenne können die
Schleife 10 und das Koaxialkabel 20 auf die gleiche Weise, wie es
in Figur 2 gezeigt ist, verbunden werden; das heißt, an der
kürzeren Seite der schiefen Schleife 10. Desweiteren ist es
ebenso möglich, eine zweite Schleife 50, 50a oder 50b, wie
sie in Figur 3, 4 bzw. 5 gezeigt sind, zu der Antenne in
Figur 6 hinzuzufügen.
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In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist
die Kapazität des Kondensators 30 auf 10 PF eingestellt.
Jedoch kann diese Kapazität auf jeden Wert in dem Bereich
von 1 bis 30 PF eingestellt werden.
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Desweiteren kann die Schleifenantenne der vorliegenden
Erfindung an dem Fenster eines Kraftfahrzeugs, d.h., an der
Heckscheibe, Seitenscheibe oder vorderen Windschutzscheibe,
usw. oder anderen Stellen angebracht sein.
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Wie zuvor im Detail beschrieben worden ist, schafft die
vorliegende Erfindung eine ästethisch wünschenswerte
Antenne, welche kein Windgeräusch erzeugt und in der Lage
ist, AM- und FM-Bänder zuverlässig und mit großer
Empfindlichkeit zu empfangen.