EP0040674A1

EP0040674A1 - Stabantenne

Info

Publication number: EP0040674A1
Application number: EP81101847A
Authority: EP
Inventors: Hans Dr. Eisenmann; Josef Kronast
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE
Priority date: 1980-05-27
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1981-12-02
Also published as: DE3020063A1; DK231281A

Abstract

Die Stabantenne weist eine endseitig an einem Fuß (3) gehaltene Rute (1) aus Kunststoff auf. Die Rute (1) ist im wesentlichen über ihre gesamte Länge zumindest an ihrer Außenfläche mit ungefähr parallel zueinander in den Kunststoff eingebetteten Kohlenstoff-Fäden verstärkt. Die Kohlenstoff-Fäden ersetzen den üblicherweise in eine solche Antenne eingebetteten Metalldraht und können, da sie an der Oberfläche leicht zugänglich sind, problemlos kontaktiert werden. Die Antenne ist vorzugsweise bei Frequenzen von mehr als 70 MHz, insbesondere mehr als 150 MHz einsetzbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stabantenne mit einer endseitig an einem Fuß gehaltenen Rute aus faserverstärktem Kunststoff.
Kraftfahrzeug-Stabantennen sollen relativ steif sein, um Verbiegungen durch den Fahrtwind und Schwingungen bei Kurvenfahrten gering zu halten.
Bekannte Stabantennen, die diesen Forderungen gerecht werden, bestehen aus glasfaserverstärktem Kunststoff, in den eine Kupferlitze eingelegt ist. Die Kupferlitze hat die Funktion des Antennenleiters, da glasfaserverstärkter Kunststoff elektrisch nicht leitet. Die Kupferlitze muß, um die Rute nachträglich formbearbeiten zu können, möglichst zentrisch in dem glasfaserverstärkten Kunststoffstab angeordnet sein. Der glasfaserverstärkte Kunststoffstab der Rute wird üblicherweise endlos gefertigt. Um die Kupferlitze in der Rute anschließen zu können, muß sie am Fußende nachträglich freigelegt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stabantenne mit einer Kunststoffrute anzugeben, die auf einfachere Weise kontaktiert werden kann, als herkömmliche Stabantennen dieser Art.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rute im wesentlichen über ihre gesamte Länge zumindest an ihrer Außenfläche mit etwa parallel zueinander in den Kunststoff eingebetteten Kohlenstoff-Fäden verstärkt ist. Die Kohlenstoff-Fäden verstärken nicht nur die Rute in mechanischer Hinsicht, sondern bilden auch den elektrisch wirksamen Leiter der Stabantenne. Eine derartige Rute kann an ihrer Oberfläche kontaktiert werden, was auf relativ einfache Weise, beispielsweise mit Hilfe einer Hülse oder dgl. möglich ist.
überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die elektrischen Eigenschaften einer solchen Rute den elektrischen Eigenschaften herkömmlicher Antennen mit einem Metallleiter nicht nachstehen. Trotz der Einbettung in Kunststoff können sich die einzelnen Kohlenstoff-Fäden berühren, wodurch in der Regel eine galvanische Leitfähigkeit erreicht wird. Aber auch wenn die Kohlenstoff-Fäden mehr oder weniger gut gegeneinander isoliert sind, reicht die kapazitive Kopplung zwischen den nicht in direktem Kontakt miteinander stehenden Fäden bei Frequenzen von mehr als 7o MHz, insbesondere mehr als 15o MHz aus, um eine ausreichende HF-Leitfähigkeit zu gewährleisten.
Ein weiterer Vorteil der vorstehend erläuterten Rute ist ihre schwarze Farbe, die dem modernen Farbgebungstrend entspricht. Die Rute muß deshalb nicht, wie bisher üblich, nachträglich lackiert werden.
Ferner ist die Rute mechanisch außerordentlich fest und leicht, so daß sie nur sehr wenig zu unerwünschten mechanischen Schwingungen neigt.
Auch aus der Sicht der Breitbandigkeit bietet die Stabantenne gegenüber herkömmlichen Stabantennen mit glasfaserverstärkter Kunststoffrute Vorteile. Stabantennen werden breitbandiger, je kleiner ihr Schlankheitsgrad ist, d. h. je dicker die Rute im Verhältnis zu ihrer Länge ist. Ruten aus kohlenstoff-fadenverstärkten Kunststoffen zeigen eine größere elektrisch wirksame Dicke als herkömmliche glasfaserverstärkte Ruten, deren elektrisch wirksamer Leiter lediglich aus einer relativ dünnen Litze im Inneren der Rute besteht.
Zumindest ein Teil der Kohlenstoff-Fäden sollte sich über die gesamte Länge der Rute erstrecken. Ruten dieser Art lassen sich in kontinuierlichen Herstellungsprozessen aus endlosen Kohlenstoff-Fäden herstellen. Auf - diese Weise lassen sich gleichbleibende elektrische Eigenschaften der Rute über ihre gesamte Länge hinweg erzielen.
Die Rute sollte zum freien Ende hin konisch zulaufen, um einerseits ihr Gewicht und andererseits ihre Windangriffsfläche zu verringern. Die Formgebung kann ohne weiteres durch konisch Schleifen der kohlenstoff-fadenverstärkten Mantelfläche der Rute erreicht werden.
Die Rute läßt sich am einfachsten herstellen, wenn sie vollständig aus kohlenstoff-fadenverstärktem Kunststoff besteht. Zur Kostenreduzierung kann sie jedoch auch einen Kern aus glasfaserverstärktem Kunststoff aufweisen und mit einer Schicht aus kohlenstoff-fadenverstärktem Kunststoff ummantelt sein.
Um günstige elektrische Eigenschaften zu erhalten, sollte der Kohlenstoffanteil in den mit Kohlenstoff-Fäden verstärkten Bereichen der Rute wenigstens 5o Gew.-% des Gesamtgewichts dieser Bereiche betragen.
Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher-erläutert werden: Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Kraftfahrzeug-Stabantenne für ein transportables Sende- und Empfangsgerät;
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Rute der Stabantenne nach Fig. 1 und
Fig. 3 und 4 Querschnitte durch andere Ausführungsformen von Ruten.

Die in Fig. 1 dargestellte Stabantenne umfaßt eine zu ihrem freien Ende hin sich konisch verjüngende Rute 1, die an ihrem durchmessergrößeren Ende an einem Befestigungsfuß 3 gehalten ist. Die Rute 1 hat, wie Fig. 2 zeigt, einen vollflächigen Querschnitt und besteht aus Kohlenstoff-Fäden, die parallel zueinander in Kunststoff eingebettet sind und diesen verstärken. Am fußseitigen Ende umschließt eine Kappe 5 die Rute 1 und kontaktiert die zur Oberfläche freiliegenden Kohlenstoff-Fäden. An der Kappe 5 ist ein Koaxial-Innenleiter 7 beispielsweise einer Koaxial-Steckverbindung angeschlossen. Ein Isolierformteil 9 umschließt die Kappe 5 und trägt ein in nicht näher dargestellter Weise als Befestigungselement ausgebildetes Koaxial-Außenleiterteil 11.
Obwohl die Kohlenstoff-Fäden der Rute 1 durch den Kunststoff, in den sie eingelagert sind, zum Teil gegeneinander isoliert sind, sind die Leitungseigenschaften aufgrund-der kapazitiven Kopplung der elektrisch leitenden Kohlenstoff-Faden untereinander gut, wenn die Antenne bei Frequenzen von wenigstens 7o MHz betrieben .wird. Die kapazitive Kopplung zwischen den Kohlenstoff-Fäden ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn sich die oberflächennahen Kohlenstoff-Fäden nicht über die gesamte Länge der Rute 1 erstrecken; wie es aufgrund der konischen Form der Rute 1 nach Fig. 1 zu erwarten ist.
Eine elektrisch leitende Verbindung des fußseitigen En-. des der Rute mit einem Anschlußteil, beispielsweise der Kappe 5, kann durch Ankleben mit einem elektrisch leitenden Kleber hergestellt werden.
Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Rute einer Stabantenne. Diese Rute umfaßt einen zylindrischen Kern 13 aus glasfaserverstärktem Kunststoff, der von einem Mantel 15. aus kohlenstoff-fädenverstärktem Kunststoff umgeben ist. Der Mantel 15 ist so dick gewählt, daß er auch beim konisch Schleifen der Rute nicht durchschliffen wird.
Fig. 4 zeigt den Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Rute 17, die ebenfalls vollständig aus kohlenstoff-fädenverstärktem Kunststoff besteht, zur Kosten- und Gewichtsersparnis jedoch als Rohr ausgebildet ist.

Claims

1. Stabantenne mit einer endseitig an einem Fuß gehaltenen Rute aus faserverstärktem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet , daß die Rute (1; 13, 15; 17) im wesentlichen über ihre gesamte Länge zumindest an ihrer Außenfläche mit etwa parallel zueinander in den Kunststoff eingebetteten Kohlenstoff-Fäden verstärkt ist.

2. Stabantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest ein Teil der Kohlenstoff-Fäden über die gesamte Länge der Rute (1; 13, 15; 17) erstreckt.

3. Stabantenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rute (1; 13, 15; 17) zum freien Ende hin konisch zugeschliffen ist.

4. Stabantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rute (1; 17) vollständig aus kohlenstoff-fadenverstärktem Kunststoff besteht.

5. Stabantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rute einen Kern (13) aus glasfaserverstärktem Kunststoff aufweist und mit einer Schicht (15) aus kohlenstoff-fadenverstärktem Kunststoff ummantelt ist.

6. Stabantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den mit Kohlenstoff-fäden verstärkten Bereichen der Rute (1; 13, 15; 17) der Kohlenstoffanteil wenigstens 5o Gew.-% des Gesamtgewichts dieser Bereiche beträgt.