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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEGENSTAND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Glasfenster-Antennensystem für Kraftfahrzeuge,
insbesondere zur Erhöhung
der Empfindlichkeit für
ein AM-Band im System, welches sowohl AM- als auch FM-Bänder empfangen
kann.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Bei
einer Ausbildung als konventionelles Glasfenster-Antennensystem für Kraftfahrzeuge, welches sowohl
AM- als auch FM-Bänder empfangen
kann, ist ein Glasfenster-Antennensystem
vorgesehen, in dem Antennenmuster in der Nähe zu einer Beschlagentfernungseinrichtung
(im folgenden als "Beschlagentferner" bezeichnet) derart
angeordnet ist, daß es
kapazitiv daran angekoppelt ist. Der Beschlagentferner besteht aus
auf einem Heckfenster angeordneten Heizdrähten und Bus-Streifen, wobei
die Bus-Streifen
den Heizdrähten
einen Strom zuführen.
Zwischen den Bus-Streifen und einer Gleichstromversorgung für den Beschlagentferner ist
eine Drosselspule angeordnet.
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Diese
Art eines konventionellen Glasfenster-Antennensystems hat verschiedene
Probleme, wie die Verringerung des Signal-Rausch-Verhältnisses
infolge eines Motorrauschens für
den Beschlagentferner, die Verringerung einer Empfindlichkeit für ein FM-Band
infolge einer Interferenz zwischen den Antennenmustern und dem Beschlagentferner,
sowie die Schwierigkeit in der Ausfüh rung eines kompakten Antennensystems
infolge der großen
und schweren Drosselspule.
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Zur
Lösung
dieser Probleme ist in der japanischen Offenlegungsschrift 9-181513
ein Glasfenster-Antennensystem für
Kraftfahrzeuge vorgesehen, welches sowohl AM- als auch FM-Bänder empfangen kann. Das in
dieser Veröffentlichung
offenbarte Antennensystem ist dabei in 1 gezeigt.
Das Antennensystem weist eine Glasplatte eines Heckfensters 1,
eine Schaltkreis-Montagekomponente 2, eine Antennenanschluß-/Energieversorgungs-Anschlußbox 3,
eine Verbindungsbox für
eine zweite AM-Antenne 4, einen Bus-Streifen 5, eine
FM-Antenne 6, eine erste AM-Antenne 7, eine zweite
AM-Antenne 8, einen Empfänger 9, einen Heizdraht 10,
eine flexible Leiterplatte 11 und eine Gleichstromversorgung 12 auf.
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2 zeigt
eine Schaltung der Schaltkreis-Montagekomponente 2. Die
Schaltung umfaßt
eine AM-Resonanzinduktivität 13,
einen Dämpfungswiderstand 14,
eine Hochfrequenzinduktivität 15 zur
Kompensation des Impedanzabfalles in einem AM-Band, in dem die AM-Resonanzinduktivität 13 kapazitiv
wird, einen Dämpfungswiderstand 16,
eine AM-Resonanzinduktivität 17,
einen Koppelkondensator 18 und eine Verbindungsleitung 19 auf
der flexiblen Leiterplatte 11.
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Entsprechend
diesem Glasfenster-Antennensystem für Kraftfahrzeuge sind die auf
der Glasplatte 1 angeordneten ersten und zweiten AM-Antennen 7, 8 mittels
der Leitung 19 auf der flexiblen Leiterplatte 11 verbunden.
Als Ergebnis ist eine Reihenresonanz durch die Streukapazität für die AM-Antennen 7, 8 und
die Induktivität der
AM-Resonanzinduktivität 13 sowie
eine Reihenresonanz durch die Streukapazität für die AM-Antennen 7, 8 und
die Induktion der AM-Resonanzinduktivität 17 gebildet. Durch
diese beiden Arten von Resonanzen, d. h. die Reihenresonanz und
die Parallelresonanzen, ist eine flache Empfindlichkeitscharakteristik
für ein
empfangenes Frequenzband gebildet. Deshalb können sowohl die AM-Antennen 7, 8 und
die FM-Antenne 6 zum Empfang von AM-Rundfunk genutzt werden,
während
die Empfindlichkeit hierzu gesteigert ist.
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Das
in der japanischen Offenlegungsschrift 9-181513 offenbarte konventionelle
Glasfenster-Antennensystem hat sowohl Reihen- als auch Parallelresonanzen
zum Empfang eines AM-Bandes genutzt, so daß es schwierig ist, die Induktionswerte
der Resonanzinduktivitäten 15, 17 passend
einzustellen, um sowohl Reihen- als auch Parallelresonanzbedingungen
zu bewirken.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist die Steigerung der Empfindlichkeit
für ein
AM-Band in einem Glasfenster-Antennensystem
für Kraftfahrzeuge
mittels einer extrem einfachen Struktur in einem begrenzten Raum abseits
von einem Beschlagentferner auf einem Heckfenster.
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Nach
der vorliegenden Erfindung ist ein Glasfenster-Antennensystem für Kraftfahrzeuge
vorgesehen, umfassend eine Vielzahl von Heizdrähten (22; 32)
zur Beschlagent fernung, die in einem Mittelbereich eines Heckfensters
angeordnet sind, ein auf dem Heckfenster angeordnetes AM/FM-Antennenmuster
(23; 33) zum hauptsächlichen Empfang eines FM-Bandes
unter Beibehaltung einer AM-Empfangscharakteristik, ein oder mehrere
auf dem Heckfenster angeordnete AM-Antennenmuster (24, 34, 35)
zum Empfang eines AM-Bandes und einen oder mehrere Tiefpaßfilter
(L3, L4), durch
die eine erste, von den AM-Antennenmustern empfangene AM-Spannung
mit einer zweiten, von dem AM/FM-Antennenmuster empfangenen AM-Spannung überlagert wird,
um die ersten und zweiten empfangenen AM-Spannungen zusammenzusetzen,
dadurch gekennzeichnet, daß die
gesamte eingeschlossene Fläche
des AM/FM-Antennenmusters und der AM-Antennenmuster mindestens 0,2
m2 ist und ein Antennenelement des AM/FM-Antennenmusters
(23; 33) und ein Drahtelement der Beschlagentfernungs-Heizdrähte (22; 32)
einander gegenüberliegen
und in einem Abstand von zwischen 10 mm und 30 mm voneinander getrennt
sind und ein Antennenelement der AM-Antennenmuster (24; 34, 35) und
ein anderes Drahtelement der Beschlagentfernungs-Heizdrähte (22; 32)
einander gegenüberliegen
und in einem Abstand von zwischen 10 mm und 30 mm voneinander getrennt
sind.
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Bevorzugt
umfaßt
das Antennensystem für
Kraftfahrzeuge ein auf dem Heckfenster angeordnetes AM/FM-Antennenmuster
(23, 33, 42) zum hauptsächlichen
Empfang eines FM-Bandes
unter Beibehaltung einer AM-Empfangscharakteristik, sowie ein oder
mehrere auf mindestens einem Seitenfenster angeordnete AM-Antennenmuster
(24, 34, 35, 44) zum Empfang
eines AM-Bandes.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein konventionelles Antennensystem.
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2 zeigt
eine Schaltung einer Schaltkreis-Montagekomponente.
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3 zeigt
eine erste Ausführung
der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt
bedeckte Flächen
der Antennenmuster.
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5 zeigt
einen die Verbesserung einer Empfindlichkeitscharakteristik bezeichnenden
Graphen.
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6 zeigt
eine zweite Ausführung
der vorliegenden Erfindung.
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7 zeigt
eine dritte Ausführung
der vorliegenden Erfindung.
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8 zeigt
eine vierte Ausführung
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN DER ERFINDUNG
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3 zeigt
ein Glasfenster-Antennensystem der ersten Ausführung nach der vorliegenden
Erfindung. Dieses Antennensystem umfaßt ein AM/FM-Antennenmuster 23 auf
einem Raum, der oberhalb einer Fläche liegt, die durch eine Vielzahl
von auf der Mittelfläche
einer Glasplatte 21 eines Heckfensters angeordneten Beschlagentfernungs- Heizdrähten 22 belegt
ist, sowie ein AM-Antennenmuster 24 auf einem unterhalb
der durch die Beschlagentfernungs-Heizdrähte 22 belegten Fläche liegenden
Raum, wie in der Zeichnung zu sehen. Es sollte bemerkt werden, daß das Wort "AM/FM-Antennenmuster" ein Antennenmuster
bedeutet, welches in der Lage ist, sowohl AM- als auch FM-Bänder zu
empfangen. Das AM/FM-Antennenmuster 23 empfängt hauptsächlich ein
FM-Band unter Beibehaltung einer AM-Empfangscharakteristik. In diesem
Falle hat das Antennenmuster eine Gabelform. Die Entfernung x zwischen
dem untersten Element des AM/FM-Antennenmusters 23 und
dem obersten Element der Heizdrähte 22 sowie
die Entfernung y zwischen dem obersten Element des AM-Antennenmusters 24 und
dem untersten Element der Heizdrähte 22 liegen
beide in dem Bereich von 10 bis 30 mm.
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Die
gesamte eingeschlossene Fläche
dieser Antennenmuster 23, 24 muß größer als
0,2 m2 sein. Es sollte bemerkt werden, daß das Wort "eingeschlossene Fläche" eine von dem Antennenmuster
umschlossene Fläche
bedeutet. In 4 ist jede durch die Antennenmuster 23, 24 eingeschlossene
Fläche
durch schräge Linien
schattiert gezeigt.
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Während es
wünschenswert
für eine
AM-Empfangscharakteristik ist, daß die eingeschlossene Fläche von
Antennenmustern so groß wie
möglich
ist, ist die eingeschlossene Fläche
auf natürliche
Weise begrenzt, da die Antennenmuster in einem kleinen Raum vorgesehen
sind. Wenn die eingeschlossene Fläche, wie oben genannt, mindestens
0,2 m2 beträgt, kann die erwünschte Empfangscharakteristik
erzielt werden. Es sollte bemerkt werden, daß die eingeschlossene Fläche von
Antennenmustern nicht die Fläche
des abseits vom Beschlagentferner auf dem Heckfenster liegenden
Raumes übersteigen
kann.
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Nach
dieser Ausführung
beträgt
die eingeschlossene Fläche
des AM/FM-Antennenmusters 23 0,13 m2 und
die des AM-Antennenmusters 24 0,17 m2,
woraus sich eine Gesamtfläche
von 0,3 m2 ergibt.
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Die
empfangene Spannung in einem AM-Band wird erlangt durch Zusammensetzung
beider durch die entsprechenden Antennen empfangenen Spannungen.
Die Zusammensetzung wird durch Überlagerung
dieser empfangenen Spannungen ausgeführt. Im vorliegenden Falle
wird lediglich die im AM-Band empfangene Spannung vom AM-Antennenmuster 24 durch
einen Tiefpaßfilter
L3 in Form einer Spule abgeleitet und dann mit
der durch das AM/FM-Antennenmuster 23 empfangenen Spannung überlagert.
Der Tiefpaßfilter
L3 bewirkt, daß die empfangene Spannung des
AM-Antennenmusters 24 nicht die Hochfrequenzspannung des AM/FM-Antennenmusters 23 beeinflußt. Die
zusammengesetzte Spannung wird durch eine nicht gezeigte Koaxialleitung
zu einem Empfänger
geführt.
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Wenn
die AM-Sendung in dem oben beschriebenen Glasfenster-Antennensystem
für Kraftfahrzeuge empfangen
wird, werden die empfangene AM-Spannung vom AM/FM-Antennenmuster 23 und
die empfangene AM-Spannung vom AM-Antennenmuster 24 überlagert.
Die überlagerte
Spannung wird größer als
die jeweilig empfangenen Spannungen des AM/FM-Antennenmusters 23 und
des AM-Antennenmusters 24. Der Graph in 5 zeigt
eine Empfindlichkeitscharakteristik vor und nach der Überlagerung,
wobei die Ordinate in der Zeichnung die empfangenen Spannungen in
dB und die Abszisse eine Frequenz in Hz zeigen. Es wird klar, daß die Empfangsempfindlichkeit
nach dem Zusammensetzen um 5 dB in dem AM-Band von 522 bis 1629 kHz
vergrößert worden
ist.
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Die
Differenz zwischen der resultierenden Empfindlichkeit und einer
Zielempfindlichkeit bei Variierung der gesamten, vom AM/FM-Antennenmuster
23 und
vom AM-Antennenmuster
24 eingeschlossenen Fläche ist
in Tabelle 1 gezeigt. Nach Tabelle 1 ist es offensichtlich, daß es erforderlich
ist, daß die
gesamte eingeschlossene Fläche
größer als
0,2 m
2 ist. Tabelle
1
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Nach
der vorliegenden Ausführung
kann eine gewünschte
AM-Empfangscharakteristik durch Zusammensetzung der empfangenen
AM-Spannung vom AM/FM-Antennenmuster 23 und der empfangenen AM-Spannung
vom AM-Antennenmuster 24 erzielt werden.
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Um
die empfangene Spannung zu erhöhen,
kann ein Resonanzkreis hinzugefügt
werden. In 6 ist eine zweite Ausführung gezeigt,
in der ein Resonanzkreis 25 zugefügt ist. Der Resonanzkreis 25 in 6 umfaßt zwei
Widerstände
R1, R2, zwei Induktivitäten L1, L2 und eine Kapazität C1. Die Widerstände R1,
R2 sind Dämpfungswiderstände zur
Verringerung des Q vom Resonanzpunkt. Die Kapazität C1 ist ein Hochpaßfilter für einen Durchlaß der vom
AM/FM-Antennenmuster 23 empfangenen FM-Spannung zum Empfänger.
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Die
Werte dieser Induktivitäten,
Kapazitäten
und Widerstände
sind beispielhaft L1 = 68 μH, L2 = 390 μH,
C1 = 56 pF, R1 =
5,1 kΩ und
R2 = 5,1 kΩ. Der Wert der Induktivität L3 ist 4 μH.
Die empfangene AM-Spannung ist nach dem Zusammensetzen durch den
Resonanzkreis 25 verstärkt
und zur Koaxialleitung 26 geführt. Die Nutzung eines solchen
Resonanzkreises vergrößert weiter
die Empfangsempfindlichkeit gegenüber der in 5 gezeigten.
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Während die
Anzahl der AM-Antennenmuster in der ersten und der zweiten Ausführung eins
beträgt, können weitere
AM-Antennenmuster zugefügt
werden. 7 zeigt eine dritte Ausführung der
vorliegenden Erfindung, in der ein AM/FM-Antennenmuster 33 und
ein erstes AM-Antennenmuster 34 auf einem Raum angeordnet
sind, der oberhalb der Heizdrähte 32 liegt,
die auf der Mittelfläche
der Heckfenster-Glasplatte 31 angeordnet sind, sowie ein
zweites AM-Antennenmuster 35 auf einem Raum unterhalb der
Heizdrähte 32.
In diesem Falle hat das AM/FM-Antennenmuster 33 eine im
wesentlichen umgedrehte T-Form, das erste AM-Antennenmuster 34 hat
eine gekippte eckige U-Form, und das zweite AM-Antennenmuster 35 hat
eine Gabelform.
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Die
durch das erste AM-Antennenmuster 34 empfangene AM-Spannung und die
durch das zweite AM-Antennenmuster 35 empfangene AM-Spannung
werden mit einer durch das AM/FM-Antennenmuster 33 empfangenen
AM-Spannung zusammengesetzt. Hierbei läuft die vom ersten AM-Antennenmu ster 34 empfangene
AM-Spannung durch eine Induktivität L4 als
einem Tiefpaßfilter,
und die durch das zweite AM-Antennenmuster 35 empfangene
AM-Spannung läuft
durch eine Induktivität
L3 als einem Tiefpaßfilter. Nach der vorliegenden
Ausführung
ist ein Resonanzkreis 36 hinzugefügt, in dessen Folge die empfangene
Spannung nach dem Zusammensetzen weiter vergrößert ist. Die Struktur dieses
Resonanzkreises 36 ist die gleiche wie die des Resonanzkreises 25 nach 6.
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In
jeder der oben beschriebenen Ausführungen sind die Antennenmuster
auf dem Heckfenster von Kraftfahrzeugen angeordnet, aber der Ort,
an dem die Antennenmuster angeordnet sind, ist nicht auf das Heckfenster
beschränkt.
Eine vierte Ausführung
ist in 8 gezeigt, wo Antennenmuster auf Seitenfenstern angeordnet
sind.
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Ein
AM/FM-Antennenmuster 42 ist auf einem ersten Seitenfenster 41 angeordnet,
und ein AM-Antennenmuster 44 ist auf einem zweiten Seitenfenster 43 angeordnet.
Jedes dieser Antennenmuster 42, 44 hat eine um
den Umfang eines jeden Fensters herumgeführte U-Form. Der Aufbau des
Zusammensetzungsschaltkreises und des Resonanzschaltkreises ist
der gleiche wie in der zweiten Ausführung. Die eingeschlossene Fläche des
Antennenmusters 44 ist durch gepunktete, schräg verlaufende
Linien in der Zeichnung gekennzeichnet. Es ist noch angemerkt, daß jede durch
das AM/FM-Antennenmuster 42 oder AM-Antennenmuster 44 eingeschlossene
Fläche
innerhalb der Fläche
des jeweiligen Seitenfensters 41 oder 43 beschränkt ist.
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Es
ist auch möglich,
die Antennenmuster sowohl auf einem Heckfenster als auch auf einem
Seitenfenster anzu ordnen. In diesem Falle ist ein AM/FM-Antennenmuster
auf einem Heckfenster angeordnet, während ein AM-Antennenmuster
auf einem Seitenfenster angeordnet ist. Alternativ ist es möglich, ein
AM/FM-Antennenmuster auf einem Heckfenster, ein erstes AM-Antennenmuster
auf einem ersten Seitenfenster und ein zweites AM-Antennenmuster
auf einem zweiten Seitenfenster anzuordnen.
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Jede
Form des AM/FM-Antennenmusters und des AM-Antennenmusters in den
oben beschriebenen Ausführungen
ist beispielhaft gezeigt, demnach es nicht vorgesehen ist, die Form
eines Antennenmusters auf diese Antennenmuster zu beschränken. Wie
hier zuvor beschrieben, ist jede Form eines AM/FM-Antennenmusters
erlaubt, in der eine AM-Empfindlichkeitscharakteristik sichergestellt
ist, ohne eine FM-Empfindlichkeitscharakteristik signifikant herabzusetzen.
