EP0325946A1 - Antennensystem für den Rundfunk-Empfang in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Antennensystem für den Rundfunk-Empfang in Kraftfahrzeugen Download PDF

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EP0325946A1
EP0325946A1 EP89100398A EP89100398A EP0325946A1 EP 0325946 A1 EP0325946 A1 EP 0325946A1 EP 89100398 A EP89100398 A EP 89100398A EP 89100398 A EP89100398 A EP 89100398A EP 0325946 A1 EP0325946 A1 EP 0325946A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
bumper
antenna system
signals
antennas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP89100398A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Funk
Milan Krejci
Wolfgang Gräter
Karl-Heinz Pilz
Jürgen Fischer
Walter Buck
Dieter Schenkyr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hirschmann Electronics GmbH and Co KG
Original Assignee
Hirschmann Electronics GmbH and Co KG
Richard Hirschmann Radiotechnisches Werk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hirschmann Electronics GmbH and Co KG, Richard Hirschmann Radiotechnisches Werk filed Critical Hirschmann Electronics GmbH and Co KG
Publication of EP0325946A1 publication Critical patent/EP0325946A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3283—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle side-mounted antennas, e.g. bumper-mounted, door-mounted

Definitions

  • the invention relates to an antenna system for radio reception. with at least two antennas having different horizontal antenna patterns.
  • Antenna reception systems for mobile reception with several individual reception antennas are known, for example, from the magazine "Funkschau", 1986, pages 43 to 46, EP-A2-0 201 977 and DE-A2-33 34 725.
  • Such antenna arrangements which are also known as antenna diversity systems, are designed in particular for radio reception in motor vehicles in order to avoid inadequate reception conditions due to interference due to multipath reception.
  • At least two antennas which have different horizontal antenna patterns and are arranged at different points on the vehicle, are required. If the signal quality falls below a predetermined threshold, this method switches from one antenna to another or from a linear combination of antenna voltages to another linear combination.
  • a rod antenna having two antenna parts is not known for motor vehicle radio reception, but for radio devices.
  • This rod antenna for a diversity process which is made up of two antenna parts, has a small, compact spatial structure, but if such an antenna is used as a receiving antenna for motor vehicles, body openings would again have to be made and the lines are also relatively long.
  • the voltages of the two antenna parts are not available at the same time, so that methods for in-phase voltage addition are not possible.
  • the invention is therefore based on the object of providing an antenna system for radio reception in motor vehicles using the diversity method, which manages with fewer and shorter lines and fewer additional amplifier boxes to be installed, requires less production effort and, in particular, considerably increases the antenna assembly simplified.
  • this object is achieved according to the invention in that the antennas are part of a bumper.
  • the accommodation of the antennas in a bumper or the use of the bumper or bumper parts as an antenna enables the entire antenna system to be accommodated in a single compact vehicle part, so that the entire antenna system integrated in the bumper can be simply mounted on the vehicle by simply mounting the bumper can be easily installed both during initial assembly and subsequently. Due to the compact arrangement of the antennas or the entire antenna system in the bumper, it is possible to make do with fewer lines and fewer amplifier boxes, which further reduces the assembly effort and, in particular, enables easier troubleshooting in the event of errors or malfunctions in the system.
  • the entire system can be completely manufactured independently of the vehicle manufacturer, that is, the vehicle manufacturer no longer has to do with the antenna assembly itself and, above all, there are none Body breakthroughs required.
  • the saving in assembly work is considerable and, in particular for assembly line assembly, there is the advantage that when a vehicle is to be equipped with the antenna system, only another bumper, namely that which has to be installed with the integrated antenna system.
  • the design of the bumper as an antenna system for the diversity method.
  • the at least two antennas are each mechanically separated from one another and electrically isolated. This means that two signals can be tapped and processed at the same time. Since a bumper is relatively large, there is good decorrelation for the individual antennas, which is important for the diversity method to function properly. All known structures that can be accommodated in the available space are suitable as antennas, e.g. Dipoles, magnetic loops, traveling wave antennas etc.
  • the bumper consists of a metal and the antennas consist of bumper parts which are insulated from one another.
  • An advantageous embodiment of the invention also consists in the fact that the bumper consists of a plastic and the antennas are attached to it as metal parts which are insulated from one another
  • the bumper consists of a metal which is conductively connected to the body via at least one metal support, the antenna signals being tapped at spaced-apart connections of the bumper. It is advantageous if the connections are at least ⁇ / 8 apart, where ⁇ is the mean wavelength of the reception frequency range. In this way, a good decorrelation of the antenna signals is ensured. It is advantageous to tap the antenna signals at the bumper ends, the length of the bumper area between the metal support and the bumper end being in particular at least ⁇ / 8.
  • a further possible embodiment of the antenna system according to the invention is that the bumper, which is made of a metal, is fastened to the body in an electrically insulated manner, and the antenna signals are connected to at least two spaced-apart connections Bumper can be tapped. While in the aforementioned cases the bumper parts serving as antennas are already electrically connected on one side to the body, the antenna signals in the latter embodiment are tapped from the isolated bumper parts.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is that the bumper consists of a plastic and at least one metal part is attached to it, and that the antenna signals are tapped at at least two spaced-apart connections. It is again advantageous if the connections are spaced at least ⁇ 8 from one another, as a result of which a good decorrelation of the antenna signals can be ensured.
  • a differential transformer which provides at least two signals generated from an antenna signal by forming the sum and / or difference. In this way, only one antenna can be used to generate two signals only by means of circuit measurements, which can be evaluated according to the diversity reception method.
  • the differential transformer thus performs the function of an adding matrix, as described, for example, in connection with a diversity system according to EP-A2-0 201 977.
  • an antenna is arranged symmetrically with respect to the differential transmitter, or in other words if the differential transmitter is arranged between two symmetrical parts of an antenna. This results in an optimal decorrelation of the output signals of the differential transformer, so that a decorrelation matrix is not necessary.
  • An embodiment of the invention is very advantageous, according to which controllable switches are provided between antenna parts which controllably change them into antennas with different diagrams.
  • the controllable switches can combine antenna parts to antennas with different antenna diagrams, so that the directional effect of an antenna configuration connected to an amplifier is changed, for example by changing from common mode to push mode.
  • the number of high-frequency switches and amplifiers within the antenna system can be significantly reduced.
  • the bumper therefore comprises a plurality of antennas and an adder network which is controlled by the processor. The partial voltage required for the synthesis of the desired directional diagram is connected to this network.
  • Switching diodes are preferably used as controllable switches.
  • At least one antenna has to be provided with a plurality of connections at spaced-apart locations at which antenna signals are tapped one after the other, so that the antenna scanning carried out successively in accordance with the so-called scanning diversity method can be carried out.
  • the phased array and the scanning diversity method in combination, for example in that a difference transmitter of an antenna simultaneously provides two signals generated by summation and / or difference formation, this antenna, for example by means of switching diodes in other antenna configurations are switched, as will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
  • the bumper advantageously has an integrated plug system which automatically connects the high-frequency control and / or supply lines when the bumper is installed to the corresponding body-side lines. In this way, assembly is further simplified and automated.
  • the amplifier can be integrated in the bumper but can also be provided in the body-side connector part.
  • the high-frequency and control line are advantageously carried out via a single cable, the control signals being superimposed on the high-frequency signals in the form of direct currents. In this way, a control line cable is unnecessary.
  • a further embodiment of the invention consists in that the contacting of the high-frequency line takes place via a capacitive coupling. It is possible that the coupling capacitance is the fixed, resonance-determining capacitance of the matching circuit of the amplifier.
  • the metal part or the metal parts are injected, cast, clipped and / or glued into or on it. It is particularly advantageous if the metal parts are mounted as far away from the body as possible so that the greatest possible signal strength is achieved. This advantage is also achieved in that the metal part or the metal parts is or are attached to the bumper as a decorative strip or as decorative strips.
  • one of the antennas is the license plate. This is preferably attached to the bumper and can represent an antenna configuration.
  • the bumper antenna system described above can be used exclusively, but also as a subsystem in a comprehensive system, for example in combination with other antennas, which are provided, for example, as window antennas or in some other way on the motor vehicle.
  • a bumper 2 with bumper brackets 3 is fastened to the body 1 of a motor vehicle.
  • the bumper 2 consists of a plastic, in which a metal part 4 acting as an antenna is cast in the example shown.
  • a metal part 4 acting as an antenna is cast in the example shown.
  • the metal part for example a metal wire, can be attached via appropriate clip fasteners or can be glued onto the outside of the plastic bumper as a metal strip or strip — optionally in a correspondingly shaped groove.
  • the antenna 4 is connected at its two ends 5 to the vehicle ground potential.
  • Controllable switches 6 are provided in the antenna 4, which enable a different antenna configuration depending on the switch position.
  • An amplifier 7 is connected to the antenna and amplifies the antenna signal, which is fed via a high-frequency cable 8 either to a central processor or to the radio receiver.
  • Another line 9 serves as a control cable and / or supply line.
  • the control signals running above come from a central processor and effect the switching of the controllable switches 6 in the desired manner. These controllable switches are preferably diode switches.
  • control signals can also be superimposed as direct currents on the high-frequency line, so that a separate line for the control signals is unnecessary.
  • the amplifier 8 is integrated in the bumper in the illustrated embodiment. As a box, it can either be injected or cast in, or it can also be clipped or screwed onto the bumper. However, it is also possible to mount the amplifier on the body side and to connect the amplifier to the antenna via cables.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the invention, in which corresponding parts are provided with the same reference numerals as in FIG. 1.
  • a bumper 2 made of plastic is fastened to a body 1 via bumper holder 3, in which the antenna 4 is shown schematically as a conductor.
  • the ends of the antenna 4 are in turn connected to the vehicle ground potential.
  • Switchable diodes 10 are provided as controllable switches 6, which are brought into the conductive or non-conductive state with control signals via a control line 11.
  • the inductance 12 in the control line serves as a high-frequency signal block.
  • a winding 13 with a center tap of a differential transformer 14 is preferably provided in the spatial center of the antenna 4, the schematically illustrated circuit elements of which are outlined in dashed lines.
  • a signal is tapped which corresponds to the difference between the voltages present at the two connections of the winding 13 with center tap.
  • This difference signal is amplified in a first amplifier 16 and provided as a first signal for diversity processing.
  • the center tap of the winding 13 is connected to the ground potential of the motor vehicle via a winding 17 and a capacitor 18.
  • the capacitor 18 serves to block direct current signals such as the diode control signals.
  • Via a winding 19 coupled to the winding 17 a second signal is tapped which corresponds to the sum of the voltages present at the connections of the winding 13 with a center tap. This second signal will amplified in a second amplifier 20 and fed to the diversity evaluation circuit together with the output signal of the first amplifier 16.
  • the differential transformer 14 thus supplies two signals from a single antenna arrangement, which signals the difference and the sum of the voltage present at the connections of the winding 13 connected in the antenna 4 with a central connection.
  • two signals can only be obtained for signal processing in a diversity system by means of circuitry measures.
  • the winding 13 with the center tap of the differential transformer 14 can in principle be provided at any point on the antenna 4. With a view to the best possible decorrelation of the two output signals, namely the sum and difference signals of the differential transformer 14, the winding 13 with center tap should, however, be in the center of the antenna 4, i.e. be arranged symmetrically.
  • the output signals of the differential transformer 14 and the first and second amplifiers 16 and 20 occur simultaneously, so that they can be used for the evaluation with a phased array diversity method.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Das Antennensystem für den Rundfunkempfang in Kraftfahrzeugen weist wenigstens zwei Antennen auf, die unterschiedliche Horizontal-Antennendiagramme besitzen, wobei diese Antennen Teil einer Stoßstange sind. Es ergibt sich dadurch ein kompaktes abgeschlossenes Antennensystem für Diversity-Empfangsverfahren, wobei die Montage in einfachster Weise ohne Karosseriedurchbrüche und ohne Montage an verschiedenen Karosseriestellen erforderlich ist. Vorzugsweise sind steuerbare Schalter vorgesehen, mit denen die Antennen unterschiedliche Konfigurationen und damit unterschiedliche Horizontal-Antennendiagramme zur Ableitung unterschiedlicher Antennensignale erhalten. Weiterhin sind alternativ oder zusätzlich Differential-Übertrager zur dezentralen Summierung und/oder Differenzbildung der Antennensignale vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Antennensystem für den Rundfunkempfang. mit wenigstens zwei zueinander unterschiedliche Horizontal-Antennendia­gramme aufweisenden Antennen.
  • Antennen-Empfangssysteme für mobilen Empfang mit mehreren einzelnen Empfangsantennen sind beispielsweise aus der Zeitschrift "Funkschau", 1986, Seiten 43 bis 46, der EP-A2-0 201 977 und der DE-A2-33 34 725 bekannt. Derartige, auch als Antennen-Diversity-Systeme bekannte An­tennenanordnungen werden insbesondere für den Rundfunkempfang in Kraft­fahrzeugen konzipiert, um unzureichende Empfangsverhältnisse durch Störungen auf Grund von Mehrwegeempfang zu vermeiden. Erforderlich sind dabei wenigstens zwei am Fahrzeug an unterschiedlichen Stellen angeordnete Antennen, die unterschiedliche Horizontal-Antennendia­gramme aufweisen. Wenn eine vorgegebene Schwelle der Empfangsquali­tät unterschritten wird, wird bei diesem Verfahren von einer Antenne zur anderen oder von einer Linearkombination aus Antennenspannungen auf eine andere Linearkombination umgeschaltet.
  • Der Nachteil herkömmlicher Antennensysteme dieser Art für die Verwen­dung in Kraftfahrzeugen besteht insbesondere darin, daß die Montage der Antennen an verschiedenen Karosseriestellen vorgenommen werden muß. Dabei sind Karosseriedurchbrüche erforderlich, die auf Grund der Korrosionsanfälligkeit und des Montageaufwandes unbefriedigend sind. Weiterhin sind durch die an unterschiedlichen Stellen des Kraft­ fahrzeugs angeordnete Antennen viele und lange Leitungen erforderlich, die wiederum den Aufwand für die Installation derartiger Systeme am Kraftfahrzeug erhöhen und die bei heutigen Kraftfahrzeugen bereits erheblichen Leitungsinstallationen weiter aufblähen, wobei letzteres insbesondere im Zusammenhang mit dem Kundendienst und die Suche bei auftretenden Fehlern nachteilig ist. Schließlich ist es zumeist er­forderlich, daß unmittelbar in der Nähe der einzelnen Antennen ein Verstärker vorgesehen ist, so daß zusätzlich die Montage mehrerer Ver­stärkermodule an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs nötig ist. Auch bei der Verwendung von Scheibenantennen muß außer diesen jeweils ein Verstärker und damit ein zusätzlicher Kasten in der Nähe jeder Schei­benantenne montiert werden; das heißt, die Antenne selbst ist kein komplettes System, sondern besteht aus den die Scheibenantennen ent­haltenden Scheiben und unabhängig davon zu montierenden Verstärker­kästen. Auf Grund der Vielzahl von Bauelementen und der unterschied­lichen Zusammenstellung derselben bestehen Nachteile insbesondere im Zusammenhang mit der Fließbandmontage, da verschiedene Teile an­geliefert werden müssen und erst am Fließband entschieden werden kann, welche Teile an welchem Fahrzeugteil angebracht bzw. montiert werden sollen.
  • Aus der DE-Al 35 36 826 ist eine zwei Antennenteile aufweisende Stab­antenne zwar nicht für den Kraftfahrzeug-Rundfunkempfang, jedoch für Funkgeräte bekannt. Diese aus zwei Antennenteilen aufgebaute Staban­tenne für ein Diversity-Verfahren weist zwar einen kleinen, kompakten räumlichen Aufbau auf, bei der Verwendung einer derartigen Antenne als Empfangsantenne für Kraftfahrzeuge müßten jedoch wiederum Karosse­riedurchbrüche vorgenommen werden und auch die Leitungen sind relativ lang. Außerdem stehen die Spannungen der beiden Antennenteile nicht gleichzeitig zur Verfügung, so daß Verfahren zur phasenrichtigen Spannungsaddition nicht möglich sind.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Antennensystem für den Rundfunkempfang in Kraftfahrzeugen unter Verwendung des Diversity-Verfahrens zu schaffen, das mit weniger und kürzeren Leitungen und weniger zusätzlich zu montierenden Verstärkerkästen auskommt, einen geringeren Aufwand für die Herstellung erfordert und insbesondere die Antennenmontage erheblich vereinfacht.
  • Ausgehend von dem eingangs genannten Antennensystem wird diese Auf­gabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antennen Teil einer Stoßstange sind.
  • Die Unterbringung der Antennen in einer Stoßstange bzw. die Verwen­dung der Stoßstange bzw. von Stoßstangenteilen als Antenne ermöglicht es, das gesamte Antennensystem in einem einzigen kompakten Fahrzeug­teil unterzubringen, so daß das gesamte in der Stoßstange integrierte Antennensystem auf einfache Weise lediglich durch die Stoßstangen­montage am Fahrzeug sowohl bei der Erstmontage als auch nachträglich in einfacher Weise angebracht werden kann. Durch die kompakte Anord­nung der Antennen bzw. des ganzen Antennensystems in der Stoßstange ist es möglich, mit weniger Leitungen und weniger Verstärkerkästen auszukommen, was den Montageaufwand weiterhin verringert und insbe­sondere bei Auftreten von Fehlern oder Störungen des Systems eine einfachere Fehlersuche ermöglicht. Abgesehen von dem wesentlich geringeren Aufwand bei der Herstellung des Antennensystems ist es insbesondere von Vorteil, daß das gesamte System unabhängig vom Fahrzeughersteller komplett gefertigt werden kann, d. h., der Fahr­zeughersteller hat mit der Antennenmontage an sich nicht mehr zu tun und es sind vor allem auch keine Karosseriedurchbrüche mehr er­forderlich. Die Einsparung an Montageaufwand ist beträchtlich und ins­besondere für die Fließbandmontage besteht der Vorteil, daß dann, wenn ein Fahrzeug mit dem Antennensystem ausgerüstet werden soll, lediglich eine andere Stoßstange, nämlich die mit dem integrierten Antennen­system montiert werden muß.
  • Für die Ausbildung der Stoßstange als Antennensystem für das Diver­sity-Verfahren sind verschiedene Ausführungsformen möglich. Gemäß einer Ausführungsform sind die wenigstens zwei Antennen jeweils von­einander mechanisch getrennt und elektrisch isoliert. Dadurch können gleichzeitig zwei Signale abgegriffen und verarbeitet werden. Da eine Stoßstange relativ groß ist, ergibt sich für die einzelnen An­tennen eine gute Dekorrelation, was für eine gute Funktion des Diversity-Verfahrens wichtig ist. Als Antennen eignen sich alle be­kannten Gebilde, die sich im zur Verfügung stehenden Raum unterbrin­gen lassen, z.B. Dipole, magnetische Schleifen, Wanderwellenantennen usw.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Stoßstange aus einem Metall besteht, und die Antennen aus voneinander isolierten Stoßstangenteilen be­stehen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht auch darin, daß die Stoßstange aus einem Kunststoff besteht, und die An­tennen daran als voneinander isolierte Metallteile befestigt sind
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung besteht die Stoßstange aus einem Metall, das über wenigstens eine Metallstütze mit der Karosserie leitend verbunden ist, wobei die Antennensignale jeweils an voneinander beabstandeten Anschlüssen der Stoßstange ab­gegriffen werden. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Anschlüsse wenigstens um λ/8 voneinander beabstandet sind, wobei λ die mittlere Wellenlänge des Empfangsfrequenzbereichs ist. Auf diese Weise wird eine gute Dekorrelation der Antennensignale sichergestellt. Vorteil­haft ist es dabei, die Antennensignale jeweils an den Stoßstangen­enden abzugreifen, wobei insbesondere die Länge des Stoßstangebe­reiches zwischen Metallstütze und Stoßstangenende wiederum wenig­stens λ/8 ist.
  • Eine weitere Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Antennen­systems besteht darin, daß die aus einem Metall bestehende Stoßstange an der Karosserie elektrisch isoliert befestigt ist, und die Antennen­signale an wenigstens zwei voneinander beabstandeten Anschlüssen der Stoßstange abgegriffen werden. Während in den vorgenannten Fällen die als Antennen dienenden Stoßstangenteile einseitig bereits mit der Karosserie elektrisch verbunden sind, werden die Antennensig­nale in der letztgenannten Ausführungsform von den isolierten Stoß­stangenteilen abgegriffen.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Stoßstange aus einem Kunststoff besteht und an ihr wenigstens ein Metallteil befestigt ist, und daß die Antennensignale an wenig­stens zwei voneinander beabstandeten Anschlüssen abgegriffen werden. Hierbei ist es wieder vorteilhaft, wenn die Anschlüsse wenigstens um λ 8 voneinander beabstandet sind, wodurch sich eine gute Dekorre­lation der Antennensignale sicherstellen läßt.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Differential-Übertrager vorgesehen, der aus einem Antennensignal wenigstens zwei durch Summen- und/oder Differenzbildung erzeugte Sig­nale bereitstellt. Auf diese Weise lassen sich nur mit einer Antenne lediglich durch schaltungstechnische Meßnahmen zwei Signale erzeugen, die gemäß dem Diversity-Empfangsverfahren ausgewertet werden können. Der Differential-Übertrager führt also die Funktion einer Addiermatrix aus, wie sie beispielsweise im Zusammenhang mit einem Diversity-System gemäß der EP-A2-0 201 977 beschrieben ist.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Antenne bezüglich des Diffe­rential-Übertragers symmetrisch angeordnet ist, oder anders ausge­drückt, wenn der Differential-Übertrager zwischen zwei symmetrischen Teilen einer Antenne angeordnet ist. Auf diese Weise ergibt sich eine optimale Dekorrelation der Ausgangssignale des Differential-­Übertragers, so daß eine Dekorrelationsmatrix nicht erforderlich ist.
  • Sehr vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der Erfindung, wonach steuer­bare Schalter zwischen Antennenteilen vorgesehen sind, die diese steuerbar in Antennen mit unterschiedlichen Diagrammen ändern. Durch die steuerbaren Schalter lassen sich Antennenteile zu Antennen mit unterschiedlichen Antennendiagrammen kombinieren, so daß die Richt­wirkung einer an einem Verstärker angeschlossenen Antennenkonfigu­ration geändert wird, beispielsweise durch Übergang von Gleichtakt in Gegentakt. Auf diese Weise läßt sich die Zahl der Hochfrequenz-­Umschalter und Verstärker innerhalb des Antennensystems erheblich reduzieren. Es ergibt sich dadurch ein in der Stoßstange zusammenge­faßtes dezentrales Antennenuntersystem, von dem eine Hochfrequenz-­Leitung zu einem Zentralprozessor und eine oder mehrere Steuerlei­tungen von diesem zu dem in der Stoßstange integrierten Untersystem führen. Auf diese Weise läßt sich die Anzahl der zu verlegenden Lei­tungen, insbesondere bei entsprechender Codierung, erheblich verringern. Gemäß dieser Ausführungsform umfaßt die Stoßstange also mehrere Anten­nen und ein Addiernetzwerk, das vom Prozessor aus gesteuert wird. An diesem Netzwerk liegt die jeweils zur Synthese des gewünschten Richt­diagramms benötigte Teilspannung.
  • Vorzugsweise werden Schaltdioden als steuerbare Schalter eingesetzt.
  • Neben einer gleichzeitigen Bereitstellung und Verarbeitung von An­tennensignalen nach dem Phased-Array-Diversity-Verfahren sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei wenigstens einer Antenne mehre­rer Anschlüsse an voneinander beabstandeten Stellen vorzusehen, an denen zeitlich nacheinander Antennensignale abgegriffen werden, so daß die nacheinander erfolgte Antennenabtastung gemäß dem sogenannten Scanning-Diversity-Verfahren durchgeführt werden kann. Vorteilhaft ist es auch hierbei wieder, Steuerdioden zur zeitlichen aufeinander­folgenden Aktivierung der Anschlüsse vorzusehen. Auch ist es möglich, das Phased-Array- und das Scanning-Diversity-Verfahren kombiniert anzuwenden, etwa dadurch, daß ein Differenz-Übertrager einer Antenne gleichzeitig zwei durch Summen- und/oder Differenzbildung erzeugte Signale bereitstellt, wobei diese Antenne z.B. mittels Schaltdioden in andere Antennenkonfigurationen umgeschaltet wird, wie dies nach­folgend anhand eines Ausführungsbeispiels noch im einzelnen erläutert wird.
  • Die Stoßstange weist vorteilhaft ein integriertes Steckersystem auf, das die Hochfrequenz-Steuer- und/oder Versorgungsleitungen bei der Stoßstangenmontage automatisch mit den ensprechenden karosseriesei­tigen Leitungen verbindet. Auf diese Weise wird die Montage noch weiter vereinfacht und automatisiert. Der Verstärker kann dabei in der Stoßstange integriert aber auch im karosserieseitigen Steckerteil vor­gesehen sein. Vorteilhafterweise erfolgt die Hochfrequenz- und Steuer­leitung über ein einziges Kabel, wobei die Steuersignale den Hoch­frequenz-Signalen in Form von Gleichströmen überlagert sind. Auf diese Weise ist ein Steuerleitungskabel entbehrlich.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Kontaktierung der Hochfrequenz-Leitung über eine kapazitive Kopplung erfolgt. Dabei ist es möglich, daß die Koppelkapazität die feste, resonanzbestimmende Kapazität der Anpaßschaltung des Verstärkers ist.
  • Bei Verwendung einer Kunststoffstoßstange ist das Metallteil bzw. sind die Metallteile in bzw. an ihr eingespritzt, eingegossen, ein­geklipst und/oder angeklebt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Metallteile möglichst weit von der Karosserie beabstandet angebracht sind, damit eine möglichst große Signalstärke erreicht wird. Dieser Vorteil wird auch dadurch erreicht, daß das Metallteil bzw. die Metallteile als Zierleiste bzw. als Zierleisten an der Stoßstange befestigt ist bzw. sind.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß eine der Antennen das Nummernschild ist. Dieses ist vorzugsweise an der Stoßstange be­festigt und kann eine Antennenkonfiguration darstellen.
  • Das zuvor beschriebene Stoßstangen-Antennensystem kann ausschließlich, aber auch als Untersystem in einem übergreifenden System verwendet werden, beispielsweise in Kombination mit weiteren Antennen, die bei­spielsweise als Scheibenantennen oder in sonstiger Weise am Kraftfahr­zeug vorgesehen sind.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 die schematische Darstellung einer Ausführungsform des er­findungsgemäßen Antennensystems unter Verwendung von Schaltern zur Erzeugung unterschiedlicher Antennenkonfigurationen und
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform unter Verwendung eines Differential-Übertragers.
  • An der Karosserie 1 eines Kraftfahrzeuges ist eine Stoßstange 2 mit Stoßstangenhaltern 3 befestigt. Die Stoßstange 2 besteht aus einem Kunststoff, in dem im dargestellten Beispiel ein als Antenne wirken­des Metallteil 4 eingegossen ist. Selbstverständlich sind auch ande­re Möglichkeiten der Anbringung des Metallteils in oder an der Kunst­stoffstoßstange möglich. Das Metallteil, beispielsweise ein Metall­draht, kann über entsprechende Klipsbefestiger angebracht oder als Metallband oder -streifen auf die Außenseite der Kunststoffstoßstange - gegebenenfalls in einer entsprechend ausgeformten Nut - aufgeklebt sein.
  • Die Antenne 4 ist an ihren beiden Enden 5 mit dem Fahrzeug-Massepoten­tial verbunden. In der Antenne 4 sind steuerbare Schalter 6 vorgesehen, die je nach der Schalterstellung eine andere Antennenkonfiguration er­möglichen.
  • Ein Verstärker 7 ist mit der Antenne Verbunden und verstärkt das An­tennensignal, das über ein Hochfrequenz-Kabel 8 entweder einem zen­tralen Prozessor oder dem Rundfunkempfänger direkt zugeleitet wird. Eine weitere Leitung 9 dient als Steuerkabel und/oder Versorgungslei­tung. Die darüber laufenden Steuersignale kommen von einem zentralen Prozessor und bewirken die Schaltung der steuerbaren Schalter 6 in ge­wünschter Weise. Vorzugsweise sind diese steuerbaren Schalter Dioden­schalter.
  • Zur Vereinfachung der Anschlüsse können die Steuersignale auch als Gleichströme der Hochfrequenzleitung überlagert werden, so daß eine separate Leitung für die Steuersignale entbehrlich ist. Der Ver­stärker 8 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Stoß­stange integriert. Er kann als Kästchen entweder miteingespritzt bzw. eingegossen sein oder auch an der Stoßstange angeklipst oder ange­schraubt sein. Es ist jedoch auch möglich, den Verstärker auf der Karosserieseite anzubringen und die Verbindung des Verstärkers mit der Antenne über Leitungen vorzunehmen.
  • In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen sind. Wiederum ist an einer Karosserie 1 über Stoßstangen­halter 3 eine Stoßstange 2 aus Kunststoff befestigt, in der die An­tenne 4 als Leiter schematisch dargestellt ist. Die Enden der Antenne 4 sind wiederum mit dem Fahrzeugmassepotential verbunden. Als steuerbare Schalter 6 sind Schaltdioden 10 vorgesehen, die über eine Steuerleitung 11 mit Steuersignalen in den leitenden oder nicht leitenden Zustand gebracht werden. Die Induktivität 12 in der Steuerleitung dient als Hochfrequenz-Signalsperre. Vorzugsweise in der räumlichen Mitte der Antenne 4 ist eine Wicklung 13 mit Mittelanzapfung eines Differen­tial-Übertragers 14 vorgesehen, dessen schematisch dargestellte Schaltungselemente gestrichelt umrandet sind. Über eine weitere zur Wicklung mit Mittelanzapfung parallele Wicklung 15 wird ein Signal abgegriffen, das der Differenz der an den beiden Anschlüssen der Wicklung 13 mit Mittelanzapfung anliegenden Spannungen entspricht. Dieses Differenz-Signal wird in einem ersten Verstärker 16 verstärkt und als ein erstes Signal für die Diversity-Verarbeitung bereitge­stellt. Die Mittelanzapfung der Wicklung 13 ist über eine Wicklung 17 und einen Kondensator 18 mit dem Massepotential des Kraftfahrzeugs verbunden. Der Kondensator 18 dient der Sperrung von Gleichstrom­signalen wie etwa den Diodensteuersignalen. Über eine mit der Wick­lung 17 verkoppelte Wicklung 19 wird ein zweites Signal abgegriffen, das der Summe der an den Anschlüssen der Wicklung 13 mit Mittelan­zapfung anliegenden Spannungen entspricht. Dieses zweite Signal wird in einem zweiten Verstärker 20 verstärkt und der Diversity-Auswerte­schaltung zusammen mit dem Ausgangssignal des ersten Verstärkers 16 zugeleitet.
  • Ohne Diodensteuerung liefert der Differential-Übertrager 14 also von einer einzigen Antennenanordnung zwei Signale, die einmal die Differenz und zum anderen die Summe der an den Anschlüssen der in der Antenne 4 eingeschalteten Wicklung 13 mit Mittelanschluß anliegenden Spannung wiedergibt. Mit einer einzigen Antennenordnung lassen sich damit lediglich durch schaltungstechnische Maßnahmen zwei Signale für die Signalverarbeitung in einem Diversitysystem gewinnen.
  • Die Wicklung 13 mit Mittelanzapfung des Differential-Übertragers 14 kann grundsätzlich an einer beliebigen Stelle der Antenne 4 vorgesehen sein. Im Hinblick auf eine möglichst gute Dekorrelation der beiden Ausgangssignale, nämlich des Summen- und des Differenzsignals des Differential-Übertragers 14, sollte die Wicklung 13 mit Mittelanzapfung jedoch möglichst in der Mitte der Antenne 4, d.h. symmetrisch angeordnet sein. Die Ausgangssignale des Differential-Übertragers 14 bzw. des ersten und zweiten Verstärkers 16 bzw. 20 treten dabei gleichzeitig auf, so daß sie für die Auswertung mit einem Phased-Array-Diversity-Verfahren herangezogen werden können.
  • Zusätzlich ist es jedoch möglich, durch Steuerung der Schaltdioden 10 die Konfiguration der Antennen 4 zu ändern. Dadurch ergeben sich unter­schiedliche Signalpaare an den Ausgängen des ersten und zweiten Ver­stärkers 16 bzw. 20 des Differential-Übertragers 14. Durch die Umschal­tung ist es möglich, zeitlich nacheinander unterschiedliche Antennen­signale zu erhalten und das sogenannte Scanning-Diversity-Verfahren an­zuwenden.
  • Die Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben und erläutert. Dem Fachmann sind zahlreiche Ausgestaltungen und Abwand­lungen möglich, ohne daß dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Beispielsweise ist es möglich, in der Kunststoffstoßstange wenigstens zwei voneinander isolierte, unabhängige Antennen vorzusehen, die jeweils wiederum mit zusätzlichen steuerbaren Schaltern zur Änderung der Anten­nenkonfiguration und/oder mit jeweils zugehörigen Differential-Übertra­gern ausgerüstet sind, so daß sich eine Vielzahl von Antennensignalen ergibt, die mit Hilfe des Diversity-Verfahrens einen optimalen Rundfunk­empfang in Kraftfahrzeugen ermöglichen.

Claims (24)

1. Antennensystem für den Rundfunkempfang in Kraftfahrzeugen mit wenig­stens zwei zueinander unterschiedliche Horizontal-Antennendiagramme aufweisenden Antennen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen Teil einer Stoßstange sind.
2. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Antennen (4) jeweils voneinander mechanisch getrennt und elektrisch isoliert sind.
3. Antennensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange (2) aus einem Metall besteht und die Antennen (4) aus voneinander isolierten Stoßstangenteilen bestehen.
4. Antennensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange (2) aus einem Kunststoff besteht, und die Antennen (4) daran als voneinander isolierte Metallteile befestigt sind.
5. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange aus einem Metall besteht, das über wenigstens eine Metall­stütze (3) mit der Karosserie (1) leitend verbunden ist, und daß die Antennensignale jeweils an voneinander beabstandeten Anschlüssen der Stoßstange (2) abgegriffen werden.
6. Antennensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse wenigstens um /8 voneinander beabstandet sind, wobei die mittlere Wellenlänge des Empfangsfrequenzbereichs ist.
7. Antennensystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennensignale jeweils an den Stoßstangenenden abgegriffen werden.
8. Antennensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Stoßstangenbereichs zwischen Metallstütze (3) und Stoßstan­genende wenigstens /8 ist.
9. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Metall bestehende Stoßstange (2) an der Karosserie (1) elektrisch isoliert befestigt ist, und daß die Antennensignale an wenigstens zwei voneinander beabstandeten Anschlüssen der Stoßstange (2) abgegriffen werden.
10. Antennensystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange (2) aus einem Kunststoff besteht und an ihr wenigstens ein Metallteil (4) befestigt ist, und daß die Antennensignale an wenigstens zwei voneinander beabstandeten Anschlüssen des Metallteils (4) abgegriffen werden.
11. Antennensystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse wenigstens um λ/8 voneinander beabstandet sind, wobei die mittlere Wellenlänge des Empfangsfrequenzbereichs ist.
12. Antennensystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, da­durch gekennzeichnet, daß ein Differential-Übertrager (14) vorgesehen ist, der aus einem Antennensignal wenigstens zwei durch Summen- und/­oder differenzbildung erzeugte Signale bereitstellt.
13. Antennensystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antenne (4) vorgesehen und diese bezüglich des Differential-Übertra­gers (14) symmetrisch angeordnet ist.
14. Antennensystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, da­durch gekennzeichnet, daß steuerbare Schalter (6) zwischen Antennentei­len vorgesehen sind, die diese steuerbar in Antennen mit unterschied­lichen Antennendiagrammen ändern.
15. Antennensystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Schalter (6) Schaltdioden (10) sind.
16. Antennensystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4 und 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Antenne mehrere Anschlüsse an voneinander beabstandeten Stellen aufweist, an denen zeitlich nacheinander Antennensignale abgegriffen werden.
17. Antennensystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerdioden zur zeitlich aufeinanderfolgenden Aktivierung der An­schlüsse vorgesehen sind.
18. Antennensystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, da­durch gekennzeichnet, daß die Stoßstange ein integriertes Steckersystem aufweist, das die Hochfrequenz-, Steuer- und/oder Versorgungsleitungen bei der Stoßstangenmontage automatisch mit den entsprechenden karosserieseitigen Leitungen verbindet.
19. Antennensystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz- und Steuerleitung über ein einziges Kabel erfolgt, wo­bei die Steuersignale den Hochfrequenzsignalen in form von Gleich­strömen überlagert sind.
20. Antennensystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, da­durch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung der Hochfrequenzleitung über eine kapazitive Kopplung erfolgt.
21. Antennensystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelkapazität die feste resonanzbestimmende Kapazität der Anpaß­schaltung ist.
22. Antennensystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1, 2, 4 und 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil (4) bzw. die Metall­teile in bzw. an der Kunststoffstoßstange (2) eingespritzt, eingegossen, eingeklipst und/oder angeklebt ist bzw. sind.
23. Antennensystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1, 2, 4 und 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil (4) bzw. die Metall­teile als Zierleiste bzw. als Zierleisten an der Stoßstange (2) be­festigt ist bzw. sind.
24. Antennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekenn­zeichnet, daß eine Antenne das Nummerschild ist.
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