DE69115753T2

DE69115753T2 - Anpassungsglied für mobile Antenne

Info

Publication number: DE69115753T2
Application number: DE69115753T
Authority: DE
Inventors: Andrew Jesman; Christopher Jesman
Original assignee: PANORAMA ANTENNAS Ltd
Current assignee: PANORAMA ANTENNAS Ltd
Priority date: 1990-04-09
Filing date: 1991-04-08
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2011-04-09
Also published as: GB2245430A; DE69115753D1; CA2078977A1; EP0456350A1; GB9107379D0; AU7739391A; DK0456350T3; AU645084B2; GB9007979D0; EP0456350B1; US5212492A; CA2078977C; ES2081432T3; GB2245430B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Anpassungselement für eine mobile Antenne, insbesondere eine Antenne der Art, die an einer Glasscheibe eines Motorfahrzeugs befestigt werden soll.
Antennen der vorstehend angesprochenen Art sind wohlbekannt und umfassen im allgemeinen ein strahlendes Antennenelement, welches auf die Außenfläche einer Glasscheibe aufgeklebt ist, und ein Kopplungsglied, welches auf die Innenseite der Scheibe, dem Antennenelement gegenüberliegend, aufgeklebt ist. Durch Vorsehen überlappender leitender Platten, die außen und innen auf der Glasscheibe angeordnet sind, ist eine kapazitive Kopplung zwischen der äußeren Antenne und dem inneren Ankoppelglied gewährleistet. Das innere Ankoppelglied sollte darüber hinaus einen Impedanzanpassungskreis umfassen, um die Antenne an konventionelle 50-Ohm-Koaxialkabel anzupassen.
Bei bisher bekannt gewordenen Anordnungen kann der Impedanzanpassungskreis durch eine elektrisch leitfähige Schale des Kopplungsgliedes gebildet sein, welches eine Grundplatte bezogen auf die innere Platte des Koppelkondensators bildet. Durch Verbindung des äußeren Leiters des Koaxialkabels mit der Grundebene und durch Verbindungsabstiche vom zentralen Leiter des Koaxialkabels zur Grundebene ebenso wie zur inneren Platte des Koppelkondensators kann ein induktives und kapazitives Netzwerk eingerichtet werden, welches die gewünschte Anpassung schafft. Es ist jedoch eine sehr sorgfältige Justierung der Position der Grundebene relativ zur Kondensatorplatte und der Längen der Abstiche vom zentralen Leiter erforderlich, um einen geeignet abgestimmten Kreis zu erhalten und es ist schwierig, derartige Einheiten in Massenproduktion herzustellen, wenn eine gleichmäßige Qualität der Kopplungseinheiten aufrechterhalten werden soll. Da Luft das dielektrische Medium des getunten kapazitiven Gliedes bildet, kann der Impedanzanpassungskreis durch die Anwesenheit von Feuchtigkeit in der Luft unwirksam gemacht werden. Dies ist ein besonderes Problem wegen der Neigung von Feuchtigkeit, in der Nähe der Innenfläche eines Autofensters auszukondensieren.
Es ist darüber hinaus, vergleiche US-A-4882592, eine Kopplungseinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine solche Kopplungseinheit mit einem Anpassungskreis mit einem verbesserten Aufbau zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung wird beispielsweise in den beigefügten Zeichnungen illustriert. Dabei zeigen:
Figur 1 einen Schnitt der Kopplungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 eine Ansicht der Schaltplatine der Einheit nach Fig. 1 von der Scheibenseite her gesehen,
Figur 3 eine Ansicht der gegenüberliegenden Seite der Schaltplatine, und
Figur 4 ein äquivalentes Schaltbild der Kopplungseinheit nach den Figuren 1 bis 3.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen umfaßt die erfindungsgemäße Kopplungseinheit ein Schaltplatinensubstrat 1 aus irgendeinem geeigneten Isoliermaterial, welches auf der einen Seite mit einem leitfähigen Plattierungselement 2 versehen ist, welches eine Kondensatorplatte und ein Element 14 bildet, welches zum Anpassen und Ausgleichen der Antenne dient. Auf der gegenüberliegenden Seite der Schaltplatine 1 sind weitere leitfähige Elemente 3 und 12 vorgesehen, die den Anpassungs- und Ausgleichskreis vervollständigen. Ein Koaxialkabel 4, das an ein Antennenelement angekoppelt werden soll, besitzt einen zentralen Leiter 5, der sowohl an das Element 2 im Punkt 6 als auch das Element 3 im Punkt 7 angelötet ist. Der äußere Abschirmmantel des Koaxialkabels 4 ist ebenfalls an das Element 12 an den Punkten 8 und 13 angelötet. Ein leitfähiges Element 17 verbindet die Elemente 3 und 12. Man erkennt, daß das Element 3 die Form eines im wesentlichen ringförmigen Leiterabschnitts 9 aufweist, der nach innen gerichtete Stegabschnitte 10 und 19 besitzt. Der Stegabschnitt 10 bildet eine Anschlußverbindung für den Zentralleiter 5 des Koaxialkabels 4. Das Koaxialkabel 4 ist an die Anschlußabschnitte 6, 7, 8 und 13 derart angelötet, daß die leitenden Pfade zwischen den Anschlüssen 6 und 7 und den Anschlüssen 7 und 8 jeweils eine definierte Länge aufweisen, und dies sorgt in Verbindung mit der gezeigten Form und Anordnung der Elemente 2 und 3 für die Schaffung einer induktiven Kopplung zwischen dem Koaxialkabel 4 und der Antenne in einem Netzwerk, das darüber hinaus eine verteilte Induktivität und Kapazität aufweist, wie dies allgemein im Schaltbild der Fig. 4 dargestellt ist. Der äußere Leiter des Koaxialkabels 4 ist ebenso elektrisch mit dem Element 14 an den Punkten 15 und 16 verbunden.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Scheibenseite der Schaltplatine 1 mit einer Klebebeschichtung 11 bedeckt, die in der Lage ist, an einer Glasscheibe befestigt zu werden, während die gegenüberliegende Seite der Schaltplatine und das Koaxialkabel 4 in einer synthetischen Kunststofform 18 eingebettet sind.
Die dargestellte Anordnung kann wirtschaftlich in Massenproduktion gefertigt werden, wobei enge Toleranzen der Werte der Komponenten des Schaltkreises der Fig. 4 aufrechterhalten werden können. In Fig. 4 bezeichnen die Bezugszeichen C&sub1;, C&sub2;, C&sub3;, C&sub4; und und C&sub5; verteilte Kapazitäten, die Bezugszeichen L&sub1;, L&sub2;, L&sub3; und L&sub4; bezeichnen eine verteilte Induktivität und das Bezugszeichen LT steht für eine "Schutzdrossel" zur Verhinderung von Strom im Außenleiter des Koaxialkabels 4. Die übrigen Bezugszeichen bezeichnen Teile, die bereits im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 beschrieben worden sind.
Die Art und Weise, in welcher die Konstruktion nach den Figuren 1 bis 3 einen Schaltkreis nach Fig. 4 schafft, ergibt sich unter Bezugnahme auf die untenstehende Tabelle, in der die Schaltkreiselemente der Fig. 4 mit den physischen Bauteilen der Figuren 1 bis 3 verknüpft sind:
L1, L4 - Die verteilte Induktivität der Elemente 12 und 14.
C1, C2 - Die verteilte Kapazität, die durch die Elemente 12 und 17 und das überlappende Element 14 verursacht wird.
Lt - Die Transformation, die durch die körperliche Form und Abmessung der Elemente 3 erreicht wird.
L2 - Die verteilte Induktivität der Drahtverbindungspunkte 7 und 6 durch die Platine.
C4 - Die verteilte Kapazität, verursacht durch das das Element 2 überlappende Element 10.
C3 - Die verteilte Kapazität, verursacht durch das Element 9 das teilweise das Element 2 überlappt.
L3 - Die verteilte Induktivität des Elements 9.
C5 - Die verteilte Kapazität, verursacht durch die Nähe des Elements 10 zum Element 17.
Man versteht, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen der gezeigten Anordnung gemacht werden können, ohne aus dem Rahmen der vorliegenden Erfindung herauszufallen.
So ist es beispielsweise, obgleich das Anpassungs- und Balancierkreiselement 3 als ringförmiger Abschnitt 9 dargestellt ist, nicht unbedingt notwendig, daß dieser Abschnitt einen vollständigen Ring bildet, solange die leitende Verbindung zwischen den Enden 7 und 8 und 13 aufrechterhalten bleibt. Darüber hinaus kann ein Koaxialverbinder jedes geeigneten Typs mit dem Anpassungs- und Ausgleichskreis verbunden werden anstelle des Koaxialkabels 4, solange die inneren und äußeren Leiterverbindungen, wie in den Figuren 1, 2 und 3 im Falle der Kabelverbindung gezeigt ist, richtig gemacht werden. Die Abschnitte 12 und 14 können so justiert werden, daß die Arbeitsfrequenz variiert wird, so daß die Anordnung in mehreren Anwendungen mit geänderter Frequenz eingesetzt werden kann.
Ebenso wie die direkten Verbindungen zum Anpassungs- und Ausgleichskreis über einen Koaxialverbinder oder Koaxialkabel ist es möglich, diese durch jede geeignete Zweitor-Antenne zu ersetzen, wobei ein Tor elektrisch mit den Punkten 8 und 16 oder 13 und 15 und das andere elektrisch mit den Punkten 6 und 7 verbunden ist. Diese Konfiguration ermöglicht es, die Anordnung als einen fenstermontierten Fernsprechverstärker zu verwenden, um den Betrieb eines tragbaren Empfängers innerhalb des Fahrzeugs zu verbessern.

Claims

1. Kopplungseinheit zur Verwendung mit einer abgeschirmt montierten Antenne, umfassend ein Leiterplattensubstrat (1) aus geeignetem dielektrischem Material mit Mustern aus leitfähigem Plattierungsmaterial auf beiden Oberflächen, wobei das genannte Muster auf einer Oberfläche der Platte, das gedacht ist zur Befestigung in Gegenüberstellung zur Oberfläche einer Abschirmung, eine Kondensatorplatte (2) zur Schaffung einer kapazitiven Kopplung zur Basismontierung einer Antenne umfaßt, die auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Abschirmung befestigt werden soll, wobei die genannten Muster leitfähigen Plattierungsmaterials so geformt und angeordnet sind, daß sie in Zusammenwirkung mit der genannten Kondensatorplatte (2) einen Anschlußkreis zum Ankoppeln der genannten Antenne an ein Koaxialkabel bilden und wobei die genannten Muster darüber hinaus Anschlußabschnitte umfassen, die an Koaxialleiter angeschlossen sind oder an solche angeschlossen werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte eine Oberfläche der Leiterplatte zusätzlich zu einer ersten Fläche (2) der genannten leitenden Plattierung, welche die besagte Kondensatorplatte bildet, eine zweite Fläche (14) einer leitenden Plattierung umfaßt, die so geformt ist, daß sie eine Induktivität bildet, daß ein erster der genannten Koaxialleiter (5) direkt mit einem ersten Anschlußabschnitt (6) der genannten ersten Fläche (2) der Plattierung verbunden ist, während ein zweiter Koaxialleiter (4) direkt mit einem zweiten Anschlußabschnitt (15, 16) der besagten zweiten Fläche (14) der leitfähigen Plattierung verbunden ist, daß die andere Oberfläche der Leiterplatte dritte (12) und vierte (9, 10) Flächen leitfähiger Plattierung umfaßt, von denen jede so geformt ist, daß sie eine Induktivität bildet, daß die dritte Plattierungsfläche (12) so angeordnet ist, daß sie die besagte zweite Plattierungsfläche (14) überlagert und einen dritten Anschlußabschnitt (8, 13) einschließt, der ebenfalls direkt mit dem besagten zweiten Koaxialleiter (4) verbunden ist, und daß die vierte Fläche (9, 10) der leitfähigen Plattierung einen vierten Anschlußabschnitt (7) umfaßt, der mit dem besagten ersten Koaxialleiter (5) verbunden ist, wodurch die zweite Fläche (14) und die dritte Fläche (12) der leitfähigen Beschichtung in Kombination und die erste Fläche (2) und die vierte Fläche (9, 10) der leitfähigen Plattierung jeweils in Kombination aufgeteilte Induktivitäten und Kapazitäten bilden, die in einem Anpassungskreis wirken, der eine angepaßte Ankopplung zwischen dem Koaxialkabel und der besagten Kondensatorplatte bildet.

2. Einheit nach Anspruch 1, bei der die besagte vierte Fläche der leitenden Plattierung (9, 10) im wesentlichen die Form eines Rings (9) aufweist mit einem nach innen gerichteten Steg (10), wobei der Umfang des Rings (9) mit dem besagten dritten Anschlußabschnitt (8, 13) verbunden ist und der genannte Steg (10) den besagten vierten Anschlußabschnitt (7) enthält.

3. Einheit nach Anspruch 2, bei der die genannten zweiten und dritten Plattierungsabschnitte (14, 12) U-förmige leitende Flächen umfassen, die jeweils die genannte Kondensatorplatte (2) und den besagten Ring (9) umfassen.

4. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der äußere Koaxialleiter (4) mit den genannten zweiten und dritten Anschlußabschnitten (15, 16; 8, 13) und der zentrale Leiter (5) mit den ersten und vierten Anschlußabschnitten (6, 7) verbunden ist.