EP0048788A1 - Stabantenne, insbesondere für UKW-Rundfunkempfang - Google Patents

Stabantenne, insbesondere für UKW-Rundfunkempfang Download PDF

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EP0048788A1
EP0048788A1 EP81102262A EP81102262A EP0048788A1 EP 0048788 A1 EP0048788 A1 EP 0048788A1 EP 81102262 A EP81102262 A EP 81102262A EP 81102262 A EP81102262 A EP 81102262A EP 0048788 A1 EP0048788 A1 EP 0048788A1
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EP81102262A
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Horst Dörrie
Kurt Klinkwitz
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/362—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith for broadside radiating helical antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole

Definitions

  • the invention is based on a rod antenna according to the preamble of the main claim.
  • a rod antenna is already known (US Pat. No. 2,938,210) which has an insulating rod which tapers towards the upper end of the antenna and which bears a helical wire winding over almost its entire length.
  • the winding end at the upper end of the rod is passed through the rod and electrically connected to a sleeve-shaped connecting piece arranged on the lower end of the rod.
  • the rod and wire winding are surrounded by a tubular plastic covering.
  • Such a rod antenna usually has a length of about one meter if it is to be used as an FM receiving antenna. If this antenna is to be used as a vehicle antenna, it is desirable to shorten the antenna length as much as possible, for example to 40 centimeters. In this case, however, such an antenna has a loss of approximately 14 to 20 dB in the FM range compared to a simple rod antenna of approximately 95 centimeters in length.
  • the rod antenna according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that, as a comparison of the directional diagrams and the frequency spectra of the simple rod antenna and the rod antenna according to the invention shows, the performance of both antennas can be regarded as approximately equivalent. As a rule, there is even no need for an amplifier, which would otherwise be used with shortened rod antennas and which leads to a relatively high noise component.
  • a rod antenna is particularly advantageous, in which the elongated wire length of the windings located on the two longitudinal parts of the rod is each about a quarter of the mean wavelength X. Under this condition, the rod antenna according to the invention has an optimal reception performance.
  • a rod antenna according to the invention has an insulating rod 10, for example made of glass fiber, which tapers conically towards the upper end of the antenna and has two wire windings 11, 12 wound in opposite directions over a length 1, which corresponds to almost the entire length of the rod.
  • the windings 11, 12 are produced by bifilar winding of a wire which is subsequently secured by adhesive or lacquer.
  • the length parts a, b correspond approximately to half the length of the total winding length 1.
  • the winding length 1 of the rod antenna corresponds to approximately one eighth of the medium wavelength, that is to say approximately 40 cm for a rod antenna for the FM radio range.
  • the wire of the wire windings 11 and 12 each has an elongated length of about a quarter of the middle wavelength.
  • the lower winding 12 ends at a distance c from the lower end of the insulating rod 10.
  • a connecting piece 14 is fastened with its sleeve-shaped extension 15; see. Fig. 2.
  • the free end 16 of the lower winding 12 is electrically conductively connected to the sleeve-shaped part 15.
  • the windings 11 and 12, the insulating rod 10 and the sleeve-shaped part 15 of the connector 14 are jointly surrounded by an elastic protective layer 17, which is formed, for example, from a heat-shrinking plastic tube
  • the connecting piece 14 is used to fasten the rod antenna to a foot piece which is omitted in the drawing for the sake of clarity and which, for example, belongs to a body of a motor vehicle and is connected to a motor vehicle receiver via a cable.
  • the rod antenna according to the invention is provided with an elastic intermediate piece 20 at its lower end; see. Fig. 3.
  • the elastic intermediate piece contains a coil spring 21, one end of which is plugged into a pin-shaped extension 22 at the free end of the connector 14 and the other end onto a pin-shaped extension 23 of a further connector 24.
  • the connecting piece 14, the helical spring 21 and the further connecting piece 24 are surrounded by a highly elastic layer 25, which is produced, for example, by pressing using a polyvinyl chloride material.
  • the further connector 24 has a connector 26 which is not covered by the highly elastic layer 25 and forms the electrical connection of the rod antenna.
  • a protective cap 27 is located on the upper end of the rod antenna.

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Abstract

Es wird eine Stabantenne vorgeschlagen, die insbesondere für den UKW-Rundfunkempfang dient. Die Stabantenne umfaßt einen zu ihrem oberen Ende hin konisch verjüngten Isolierstoffstab (10), der zwei Wicklungen (11, 12) mit entgegengesetztem Wicklungssinn trägt. Der bewickelte Teil des Isolierstoffstabes hat eine Länge (1) von etwa einem Achtel der mittleren Wellenlänge (λ). Die gestreckten Drahtlängen der beiden Wicklungen betragen je etwa ein Viertel der mittleren Wellenlänge.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Stabantenne nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Es ist schon eine Stabantenne bekannt (US-PS 2,938,210), die einen zum oberen Ende der Antenne hin verjüngten Isolierstoffstab aufweist, der auf annähernd seiner gesamten Länge eine wendelförmige Drahtwicklung trägt.
  • Das Wicklungsende am oberen Ende des Stabes ist durch den Stab hindurchgeführt und mit einem auf dem unteren Stabende angeordneten hülsenförmigen Anschlußstück elektrisch verbunden. Stab und Drahtwicklung sind von einer schlauchförmigen Kunststoffumhüllung umgeben.
  • Eine derartige Stabantenne hat gewöhnlich, wenn sie als UKW-Empfangsantenne Verwendung finden soll, eine,Länge von etwa einem Meter. Soll diese Antenne als Fahrzeugantenne eingesetzt werden, so ist es erwünscht, die Antennenlänge möglichst stark zu verkürzen, zum Beispiel auf 40 Zentimeter. Dann weist eine derartige Antenne allerdings im UKW-Bereich einen Verlust von etwa 14 bis 20 dB gegenüber einer einfachen Stabantenne von ca. 95 Zentimetern Länge auf.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Stabantenne mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß, wie ein Vergleich der Richtdiagramme und der Frequenzspektren der einfachen Stabantenne und der erfindungsgemäßen Stabantenne zeigt, beide Antennen leistungsmäßig als annähernd gleichwertig anzusehen sind. In der Regel kann sogar auf einen Verstärker, der sonst bei verkürzten Stabantennen Anwendung findet und zu einem verhältnismäßig hohen Rauschanteil führt, verzichtet werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Stabantenne möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Stabantenne, bei der die gestreckte Drahtlänge der auf den beiden Längenteilen des Stabes befindlichen Wicklungen je etwa ein Viertel der mittleren Wellenlänge X beträgt. Unter dieser Voraussetzung weist die erfindungsgemäße Stabantenne eine optimale Empfangsleistung auf.
    • Zeichnung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
    • Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Stabantenne mit einem konischen Isolierstoffstab und einer darauf befindlichen bifilaren Drahtwicklung,
    • Fig. 2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Stabantenne, bei der der Isolierstoffstab und die darauf befindliche Drahtwicklung von einem schrumpffähigen Schlauch umgeben sind und das untere Ende des Antennenstabes ein Anschlußstück trägt, und
    • Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stabantenne, bei der das untere Ende des Isolierstoffstabes über ein elastisches Zwischenstück mit einem elektrischen Anschlußstück verbunden ist.
    Beschreibung der Erfindung
  • Eine erfindungsgemäße Stabantenne weist einen zum oberen Ende der Antenne konisch verjüngten Isolierstoffstab 10, zum Beispiel aus Glasfiber, auf, der auf einer Länge 1, die fast der gesamten Länge des Stabes entspricht, zwei gegensinnig gewikkelte Drahtwicklungen 11, 12 aufweist. Die Wicklungen 11, 12 sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch bifilares Aufwickeln eines anschließend durch Klebstoff oder Lack gesicherten Drahtes entstanden. Die Längenteile a, b entsprechen etwa je der halben Länge der gesamten Wicklungslänge 1.
  • Die Wicklungslänge 1 der Stabantenne entspricht etwa einem Achtel der mittleren Wellenlänge, das heißt etwa 40 cm bei einer Stabantenne für den UKW-Rundfunkbereich. Der Draht der Drahtwicklungen 11 und 12 hat je eine gestreckte Länge von etwa einem Viertel der mittleren Wellenlänge.
  • Die untere Wicklung 12 endet in einem Abstand c von dem unteren Ende des Isolierstoffstabes 10. Auf dem nicht von einer Wicklung bedeckten Teil 13 des Isolierstoffstabes 10 ist ein Anschlußstück 14 mit seinem hülsenförmigen Ansatz 15 befestigt; vgl. Fig. 2. Das freie Ende 16 der unteren Wicklung 12 ist mit dem hülsenförmigen Teil 15 elektrisch leitend verbunden.
  • Die Wicklungen 11 und 12, der Isolierstoffstab 10 und der hülsenförmige Teil 15 des Anschlußstücks 14 sind gemeinsam von einer elastischen Schutzschicht 17 umgeben, die beispielsweise aus einem bei Wärme schrumpfenden Kunststoffschlauch gebildet wird Das Anschlußstück 14 dient zum Befestigen der Stabantenne an einem in der Zeichnung der übersichtlichkeit halber weggelassenen Fußstück, das zum Beispiel zu einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs gehört und das über ein Kabel mit einem Kraftfahrzeugempfänger verbunden ist.
  • Sofern der Isolierstoffstab 10 keine ausreichende Elastizität aufweist, um beim Durchfahren einer automatischen Fahrzeug-Waschanlage nicht beschädigt zu werden, wird die erfindungsgemäße Stabantenne an ihrem unteren Ende mit einem elastischen Zwischenstück 20 versehen; vgl. Fig. 3. Das elastische Zwischenstück enthält eine Schraubenfeder 21, deren eines Ende auf einen stiftförmigen Ansatz 22 am freien Ende des Anschlußstücks 14 und deren anderes Ende auf einen stiftförmigen Ansatz 23 eines weiteren Anschlußstücks 24 gesteckt ist. Das Anschlußstück 14, die Schraubenfeder 21 und das weitere Anschlußstück 24 sind von einer hochelastischen Schicht 25 umgeben, die beispielsweise durch Umpressen mittels eines Polyvinylchlorid-Materials entsteht.
  • Das weitere Anschlußstück 24 besitzt einen Anschlußteil 26, der von der hochelastischen Schicht 25 nicht erfaßt wird und den elektrischen Anschluß der Stabantenne bildet.
  • Auf dem oberen Ende der Stabantenne befindet sich eine Schutzkappe 27.

Claims (12)

1. Stabantenne, insbesondere für UKW-Rundfunkempfang, aus einem zum oberen Ende der Antenne hin verjüngten Isolierstoffstab, der über annähernd der gesamten Länge eine wendelförmige Drahtwicklung trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (10) auf einem ersten Längenteil (a) eine erste Wicklung (11) und auf einem zweiten Längenteil (b) eine zweite Wicklung (-12) trägt, daß die beiden Wicklungen gegensinnig gewickelt sind, daß die einander zugekehrten Enden der Wicklungen miteinander verbunden sind und daß der mit Draht bewickelte Teil des Stabes eine Länge (l) von etwa einem Achtel der mittleren Wellenlänge (X) aufweist.
2. Stabantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gestreckte Drahtlänge der beiden Wicklungen (11, 12) je etwa ein Viertel der mittleren Wellenlänge (A) beträgt.
3. Stabantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wicklungen (11, 12) aus einem bifilar gewickelten Draht bestehen.
4. Stabantenne nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (11, 12) mittels eines Klebstoffes oder Lackes auf dem Isolierstoffstab (10) festgelegt sind.
5. Stabantenne nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffstab (10) mit den beiden Wicklungen (11, 12) von einer elastischen Schutzschicht. (17) umgeben ist.
6. Stabantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterer Endbereich (13) des Isolierstoffstabes (10) unbewickelt ist und einen hülsenförmigen Ansatz (15) eines Anschlußstücks (14) trägt, das mit dem freien Ende (16) der unteren Wicklung (12) elektrisch verbunden ist.
7. Stabantenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Schutzschicht (17) zusätzlich das Anschlußstück (14) auf einem Teil seiner Länge umschließt.
8. Stabantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (14) über ein elastisches Zwischenstück (20) mit einem weiteren Anschlußstück (24) mechanisch und elektrisch verbunden ist.
9. Stabantenne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Zwischenstück (20) eine Schraubenfeder (21) enthält, deren eines Ende mit dem Anschlußstück (14) und deren anderes Ende mit dem weiteren Anschlußstück (24) mechanisch und elektrisch verbunden ist.
10. Stabantenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (21) außen vollständig und die Anschlußstücke (14, 24) zumindest auf einem Teil ihrer Länge von einer hochelastischen Schicht (25) umgeben sind.
11. Stabantenne nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffstab (10) aus Glasfiber besteht.
12. Stabantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die hochelastische Schicht (25) des elastischen Zwischenstücks (20) aus einem bei Wärme schrumpfenden Polyvinylchlorid-Schlauch besteht.
EP81102262A 1980-09-25 1981-03-26 Stabantenne, insbesondere für UKW-Rundfunkempfang Withdrawn EP0048788A1 (de)

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