EP0386678B1 - Active vehicle receiving antenna, its antenna conductor being provided on or in a non-conductive surface inserted in a metallic vehicle body - Google Patents

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EP0386678B1
EP0386678B1 EP90104209A EP90104209A EP0386678B1 EP 0386678 B1 EP0386678 B1 EP 0386678B1 EP 90104209 A EP90104209 A EP 90104209A EP 90104209 A EP90104209 A EP 90104209A EP 0386678 B1 EP0386678 B1 EP 0386678B1
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EP
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antenna
active
terminal
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fact
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EP90104209A
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Heinz Prof.-Dr.-Ing. Lindenmeier
Prof.-Dr.-Ing. Flachenecker
Jochen Dr.-Ing. Hopf
Leopold Dr.-Ing. Reiter
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Fuba Hans Kolbe and Co
Original Assignee
Hans Kolbe and Co
Fuba Hans Kolbe and Co
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
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Description

Die Erfindung betrifft eine Antenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus der Druckschrift DE-A1-24 29 628 bekannt ist.The invention relates to an antenna according to the preamble of claim 1, as is known from the document DE-A1-24 29 628.

Bei derartigen Windschutzscheibenantennen ist in der Mitte der Glasscheibe ein senkrechter Antennenleiter angeordnet, dessen eines Ende mit dem Eingangsanschluß eines unmittelbar am Rahmen der Glasscheibe befindlichen aktiven Vierpols, in dieser Druckschrift als Verstärker bezeichnet, verbunden ist, dessen anderer Eingangsanschluß durch einen kurzen Leiter an den als Masse dienenden metallischen Rahmen gelegt ist. Es handelt sich hier demnach, von der Wirkung des Randes der Windschutzscheibe in der leitenden Karosserie als Schlitzantenne einmal abgesehen, um einen sogenannten Monopol (auch Unipol genannt), bei dem die Empfangsspannung zwischen dem Anschluß des Antennenleiters und der durch den Rahmen gebildeten Masse abgenommen wird.In such windshield antennas, a vertical antenna conductor is arranged in the middle of the glass pane, one end of which is connected to the input connection of an active four-pole connector located directly on the frame of the glass pane, referred to in this document as an amplifier, the other input connection of which is connected by a short conductor to the Mass serving metallic frame is placed. Apart from the effect of the edge of the windshield in the conductive body as a slot antenna, this is a so-called monopole (also called a unipole) in which the received voltage between the connection of the antenna conductor and the mass formed by the frame is reduced .

In der Druckschrift EP-A2-0 124 055 ist eine Antenne der in Rede stehenden Art beschrieben, bei der die Verbindung zwischen dem eigentlichen Antennenleiter und einem aktiven Vierpol durch eine Leitung erfolgt, die durch einen sehr nahe am elektrisch leitenden Rahmen verlaufenden Draht und den diesem gegenüber liegenden elektrisch leitenden Rahmenabschnitt gebildet wird.In the document EP-A2-0 124 055 an antenna of the type in question is described, in which the connection between the actual antenna conductor and an active four-pole is made by a line which runs through a wire running very close to the electrically conductive frame and the this opposite electrically conductive frame portion is formed.

Die Druckschrift DE-A-21 36 759 schließlich betrifft zwar auch eine Fahrzeugantenne, auf deren Ausbildung als aktive Antenne jedoch nur kurz eingegangen wird; über die im vorliegenden Fall interessierende Anbringung des aktiven Teils der Antenne läßt sich diese Druckschrift nicht aus.Finally, the document DE-A-21 36 759 also relates to a vehicle antenna, but its design as an active antenna is only briefly discussed; This publication does not refer to the attachment of the active part of the antenna that is of interest in the present case.

Weitere ähnliche Antennen sind bekannt aus den Offenlegungsschriften DE-A-3410415, DE-A-3423205, DE-A-3618452, DE-A-3619704 und DE-A-3719692. Bei all diesen Antennen ist die Fensterscheibe als nichtleitfähige Fläche von einem leitenden Rahmen umgeben, an dem die Masse des Vierpols möglichst kurz angeschlossen ist.Other similar antennas are known from published patent applications DE-A-3410415, DE-A-3423205, DE-A-3618452, DE-A-3619704 and DE-A-3719692. With all these antennas, the window pane is surrounded as a non-conductive surface by a conductive frame, to which the mass of the four-pole connector is connected as short as possible.

Der Eingang des aktiven Vierpols wiederum ist bei aktiven Antennen zur Erzielung optimaler Antenneneigenschaften in unmittelbarer Nähe des Antennenleiteranschlusses angeordnet und mit diesem über einen kurzen Leiter verbunden. Die Lage des Antennenleiters auf oder in der Nähe der Scheibe und die Lage des Antennenleiteranschlusses sind auf Grund der geforderten Antenneneigenschaften im Hinblick auf die Erregung und das Polarisationsverhalten vorgegeben. Daher muß für Antennen nach dem Stande der Technik grundsätzlich in der unmittelbaren Nähe des Antennenleiteranschlusses sowohl der notwendige Raum für den Verstärker als auch eine Erdungsmöglichkeit in Form eines Massepunktes vorhanden sein.In the case of active antennas, the input of the active four-pole is in turn arranged in the immediate vicinity of the antenna conductor connection in order to achieve optimal antenna properties and is connected to it via a short conductor. The position of the antenna conductor on or near the pane and the position of the antenna conductor connection are due to the required Antenna properties specified with regard to excitation and polarization behavior. Therefore, for antennas according to the state of the art, both the necessary space for the amplifier and a grounding possibility in the form of a ground point must be present in the immediate vicinity of the antenna conductor connection.

Der Verstärkerausgang, der unmittelbar beim Massepunkt liegt, bildet dann die Antennenanschlußstelle, von der aus eine meist koaxiale Leitung zum Empfänger führt. In der Praxis müssen daher die Antennenformen unter Berücksichtigung einschränkender fahrzeugtechnischer Aspekte ausgewählt werden, da nur an wenigen Stellen der erforderliche nahe Massepunkt vorhanden ist. Daher können häufig Antennenformen trotz prinzipiell guter Leistungsfähigkeit der Antennenleiter nicht realisiert werden. Liegt z.B. der optimale Antennenleiteranschluß einer Antennenstruktur im Bereich der Kante des Fahrzeugdachs mit der Front- oder Heckscheibe, so müßte das Anpaßnetzwerk bzw. der Verstärker im Dachbereich montiert werden. In vielen Fahrzeugen ist der Himmel jedoch mit einer Stoffbahn bespannt, die eine derartige Montage zwischen Stoff und Blech nicht gestattet, da die Zugänglichkeit für die Montage nicht gegeben ist.The amplifier output, which is located directly at the ground point, then forms the antenna connection point, from which a mostly coaxial line leads to the receiver. In practice, therefore, the antenna shapes must be selected taking into account restrictive vehicle-technical aspects, since the required close ground point is only available at a few points. For this reason, antenna shapes can often not be implemented despite the generally good performance of the antenna conductors. For example, the optimal antenna conductor connection of an antenna structure in the area of the edge of the vehicle roof with the front or rear window, then the adapter network or the amplifier would have to be installed in the roof area. In many vehicles, however, the sky is covered with a sheet of fabric that does not allow such an assembly between fabric and sheet metal, since the assembly is not accessible.

Auch unter Kunststoffblenden ist häufig nicht genügend Raum, um selbst Komponenten mit geringer Bauhöhe unterzubringen. So müssen dann z.B. Massepunkte im Bereich der Hutablage in Kauf genommen werden, obwohl die Antennenstrukturen sich im oberen Bereich der Fahrzeugscheibe befinden.Even under plastic covers there is often not enough space to accommodate even components with a low overall height. For example, Earth points in the area of the parcel shelf are accepted, although the antenna structures are located in the upper area of the vehicle window.

Auch durch die Einführung von Kunststoffteilen in der Fahrzeugtechnik, z.B. für den die Heckscheibe umschließenden Rahmen einer Fahrzeugheckklappe bei Kombifahrzeugen, besteht die Möglichkeit eines Masseanschlusses in der unmittelbaren Nähe eines Antennenleiteranschlusses auf der Scheibe über eine hinreichend kurze Verbindungsleitung nicht mehr.Also through the introduction of plastic parts in vehicle technology, e.g. for the frame of a vehicle tailgate in combination vehicles surrounding the rear window, there is no longer the possibility of a ground connection in the immediate vicinity of an antenna conductor connection on the window via a sufficiently short connecting line.

Derartige Gegebenheiten erzwingen es dann, den Verstärker, im folgenden mit aktiver Vierpol bezeichnet, im Interesse einer kurzen Verbindung mit dem Masseanschluß relativ weit vom Antennenleiteranschluß entfernt an der Karosserie anzubringen und den Abstand zwischen Antennenleiteranschluß auf der Scheibe umd dem Vierpoleingang mittels eines entsprechend langen Verbindungsdrahts zu überwinden.Such conditions then force the amplifier, hereinafter referred to as an active four-pole, to be attached to the body relatively far from the antenna conductor connection in the interest of a short connection to the ground connection, and the distance between the antenna conductor connection on the window and the four-pole input is increased by means of a correspondingly long connecting wire overcome.

Dieser Verbindungsdraht ist dann z.B. parallel zur Scheibenberandung auf die Scheibe aufgedruckt oder wird an der Oberfläche der Karosserie entlang geführt. Im Fall von Kunststoffteilen, die die Scheibe umgeben, kann der Verbindungsdraht auch auf der Oberfläche des Kunststoffteils angebracht werden oder in das Kunststoffteil eingebettet werden, falls die Verluste des Kunststoffs für den jeweiligen Frequenzbereich ausreichend gering sind. Heute im Automobilbau verwendete Kunststoffe weisen jedoch z.B. bereits bei Frequenzen des UKW-Wellenbereichs derart hohe dielektrische Verluste auf, daß selbst Verbindungsdrähte, die in der Nähe der Kunststoffoberfläche vorbeiführen, zu hohen Bedämpfungen führen und die Antennenfunktion für Antennen nach dem Stand der Technik häufig nicht mehr im erforderlichen Maß gegeben ist.This connecting wire is then, for example, printed on the window parallel to the edge of the window or is guided along the surface of the body. In the case of plastic parts that surround the pane, the connecting wire can also be attached to the surface of the plastic part or embedded in the plastic part if the losses of the plastic are sufficiently low for the respective frequency range. However, plastics used today in the automotive industry already demonstrate, for example Frequencies of the VHF waveband have such high dielectric losses that even connecting wires which pass near the plastic surface lead to high attenuation and the antenna function for antennas according to the prior art is often no longer provided to the extent required.

Das Gestaltungsprinzip der aktiven Antenne mit möglichst kurzen Leitungen zwischen Vierpol und Antennenleiter auf der Scheibe mit dem Vorteil des maximal möglichen Signal-Rauschabstands läßt sich somit nur unzureichend realisieren. Dies gilt grundsätzlich für alle Frequenzbereiche. Besonders gravierend sind die Nachteile jedoch bei den vergleichsweise tiefen Frequenzen des LMK-Bereichs, in dem Antennenverstärker mit kapazitiv hochohmigem Eingang verwendet werden. In diesem Frequenzbereich besitzt ein langer Verbindungsdraht den Nachteil einer zusätzlichen Kapazität zur Karosserie, was sich insbesondere bei elektrisch kurzen Antennen mit entsprechend kleiner Antennenkapazität nachteilig auswirkt.The design principle of the active antenna with the shortest possible lines between the four-pole and the antenna conductor on the disk, with the advantage of the maximum possible signal-to-noise ratio, can therefore only be implemented inadequately. This basically applies to all frequency ranges. However, the disadvantages are particularly serious with the comparatively low frequencies of the LMK range, in which antenna amplifiers with a capacitively high-impedance input are used. In this frequency range, a long connecting wire has the disadvantage of an additional capacity to the body, which has a disadvantageous effect in particular in the case of electrically short antennas with a correspondingly small antenna capacity.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine aktive Fahrzeug-Empfangsantenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart auszubilden, daß die Notwendigkeit, den aktiven Vierpol dort anzubringen, wo eine möglichst kurze Anschlußmöglichkeit an einen Massepunkt auf der Karosserie gegeben ist, nicht mehr besteht.The object of the invention is therefore to provide an active vehicle receiving antenna according to the preamble of claim 1 such that the need to attach the active four-pole where there is the shortest possible connection to a ground point on the body no longer exists.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

Die Vorteile von Antennen nach der Erfindung liegen in der Vermeidung des andernfalls erforderlichen langen Verbindungsdrahts zwischen Antennenleiteranschluß und Vierpoleingang aufgrund der Möglichkeit, den Vierpol in unmittelbarer Nähe des Antennenleiteranschlusses anzubringen. So kann z.B. bei erfindungsgemäßen Antennen der Verstärker auf der Scheibe angebracht werden. Auf diese Weise entsteht für den Fahrzeughersteller eine komplette "Antennenscheibe", an die nur noch eine Ausgangsleitung angeschlossen werden muß. Es entfallen also weitere Komponenten, die andernfalls an zusätzlichen Montagepunkten angebracht werden müßten.The advantages of antennas according to the invention lie in the avoidance of the otherwise long connecting wire between the antenna conductor connection and the four-pole input due to the possibility of attaching the four-pole in the immediate vicinity of the antenna conductor connection. For example, with antennas according to the invention, the amplifiers are mounted on the window. In this way, a complete "antenna disk" is created for the vehicle manufacturer, to which only one output line has to be connected. There are therefore no further components which would otherwise have to be attached to additional mounting points.

Der erste Abschnitt der Ausgangsleitung zwischen den Ausgangsanschlüssen des Vierpols und der Antennenanschlußstelle mit dem Masseanschluß wird bei erfindungsgemäßen Antennen zu einem Bestandteil der Antenne. Er geht somit in die Antenneneigenschaften ein und ist deshalb bei der Optimierung erfindungsgemäßer Antennen zu berücksichtigen.The first section of the output line between the output connections of the four-pole connector and the antenna connection point with the ground connection becomes part of the antenna in antennas according to the invention. It therefore goes into the antenna properties and must therefore be taken into account when optimizing antennas according to the invention.

Erfindungsgemäße Antennen werden im folgenden anhand der Fig. 1 bis 14 beschrieben. Im einzelnen zeigt:Antennas according to the invention are described below with reference to FIGS. 1 to 14. In detail shows:

Fig. 1: Aktive Antenne nach der Erfindung mit Antennenleiter und Vierpol 5 auf der von einem Kunststoffrahmen 12 umgebenen Scheibe 1 mit verlustarmen Transformationelementen 40 vor dem aktiven Verstärkerteil 41 als Bestandteil des aktiven Vierpols 5 und einer koaxialen Ausgangsleitung 8, die nach der Länge 20 die Antennenanschlußstelle 11 (11a,11b) am Massepunkt 10 auf der leitenden Karosserie 2 bildet.Fig. 1: Active antenna according to the invention with antenna conductor and quadrupole 5 on the disc 1 surrounded by a plastic frame 12 with low-loss transformation elements 40 in front of the active amplifier part 41 as part of the active quadrupole 5 and a coaxial output line 8, which according to the length 20 Forms antenna connection point 11 (11a, 11b) at ground point 10 on the conductive body 2.

Fig. 2: Aktive Antenne nach der Erfindung mit Antennenleiter und Vierpol auf der von einem Kunststoffrahmen 12 umgebenen Scheibe und einer koaxialen Ausgangsleitung 8 .2: Active antenna according to the invention with antenna conductor and quadrupole on the pane surrounded by a plastic frame 12 and a coaxial output line 8.

Fig.3: Aktive Antenne mit auf der Scheibe im Bereich eines Spoilers 24 montiertem Verstärker mit längs des Spoilers geführter koaxialer Ausgangsleitung 8. Dem Verstärker wird die Versorgungsspannung koaxial über das Netzwerk 35 zugeführt.3: Active antenna with an amplifier mounted on the window in the area of a spoiler 24 with a coaxial output line 8 running along the spoiler. The supply voltage is supplied coaxially to the amplifier via the network 35.

Fig. 4: Aktive Antenne nach der Erfindung mit auf der Scheibe in der Nähe der Scheibenberandung aufgebrachtem Verstärker und koaxialer Ausgangsleitung 8.4: Active antenna according to the invention with an amplifier applied to the window near the edge of the window and a coaxial output line 8.

Fig. 5: Aktive Antenne nach der Erfindung mit auf der Scheibe in der Nähe der Scheibenberandung aufgebrachtem Verstärker und im ersten Teil 21 des ersten Abschnitts 14 parallel zur Scheibenberandung auf der Scheibe 1 geführter koaxialer Ausgangsleitung 8.5: Active antenna according to the invention with an amplifier applied to the window near the edge of the window and in the first part 21 of the first section 14, coaxial output line 8 routed parallel to the window edge on the window 1.

Fig. 6: Aktive Antenne nach der Erfindung mit auf der Scheibe in der Nähe der Scheibenberandung aufgebrachtem Verstärker und mit einem auf die Scheibe aufgedruckten 1. Teil 21 des ersten Abschnitts 14 der Ausgangsleitung 8 .6: Active antenna according to the invention with an amplifier applied to the window near the edge of the window and with a first part 21 of the first section 14 of the output line 8 printed on the window.

Fig. 7: Aktive Scheibenantenne nach der Erfindung mit einem im Bereich des Scheibenrandes auf der Scheibe aufgebrachten umlaufenden leitenden Streifen 13, der an den zweiten Eingangsanschluß 6b des Antennenverstärkers angeschlossen ist und einer koaxialen Ausgangsleitung 8 .7: Active pane antenna according to the invention with a circumferential conductive strip 13 applied to the pane in the region of the pane edge, which is connected to the second input connection 6b of the antenna amplifier and a coaxial output line 8.

Fig. 8: Aktive Scheibenantenne nach der Erfindung mit einem im Bereich des Scheibenrandes auf der Scheibe aufgebrachten leitenden Streifen 13, der im oberen Scheibenbereich angebracht ist und an den der zweite Eingangsanschluß 6b des Antennenverstärkers angeschlossen ist und einer koaxialen Ausgangsleitung 8 .8: Active pane antenna according to the invention with a conductive strip 13 applied to the pane in the area of the pane edge, which is attached in the upper pane area and to which the second input connection 6b of the antenna amplifier is connected and a coaxial output line 8.

Fig. 9: Aktive Antenne nach der Erfindung für zwei Wellenbereiche mit jeweils einem Vierpol 5 und dem Antennenleiter 3a für den Empfang des UKW-Wellenbereichs und dem Antennenleiter 3c für den Empfang des LMK-Wellenbereichs und ausgangseitig zusammengeführten Signalen der beiden Vierpole 5 und mit einer koaxialen Ausgangsleitung 8 in einer Fahrzeugheckklappe aus Kunststoff, die mit den Scharnieren 32 mit der leitenden Karosserie verbunden ist. Die Ausgangsleitung 8 ist im Bereich eines Scharniers in der für Kabel vorgesehenen Durchführung von der Klappe zur Karosserie geführt.Fig. 9: Active antenna according to the invention for two wavebands, each with a four-pole 5 and the antenna conductor 3a for the reception of the FM waveband and the antenna conductor 3c for the reception of the LMK waveband and the merged signals on the output side of the two four-pole 5 and with one coaxial output line 8 in a vehicle tailgate made of plastic, which with the hinges 32 with the conductive body connected is. The output line 8 is guided in the area of a hinge in the passage provided for cables from the flap to the body.

Fig. 10: Aktive Antenne nach der Erfindung, bei der der hochfrequente Massepunkt 10 mit der Antennenanschlußstelle 11 durch im Abstand 34 vom Massepunkt 10 im Bereich des 2. Abschnitts 15 er koaxialen Ausgangsleitung 8 angebrachte Ferrite 17 bewirkt wird.Fig. 10: Active antenna according to the invention, in which the high-frequency ground point 10 with the antenna connection point 11 is effected by ferrites 17 arranged at a distance 34 from the ground point 10 in the area of the second section 15 of the coaxial output line 8.

Fig. 11: Masseverbindung am Massepunkt 10 durch ein der koaxialen Ausgangsleitung 8 in geringem Abstand parallel geführtes Masseband. Die Gleichstromversorgung des Antennenverstärkers erfolgt über einen separaten der koaxialen Ausgangsleitung parallel geführten Draht 18. Die Versorgungsspannung wird an der Klemme 38 eingespeist.Fig. 11: Ground connection at ground point 10 by a ground strap parallel to the coaxial output line 8 at a short distance. The antenna amplifier is supplied with direct current via a separate wire 18 which is routed in parallel with the coaxial output line. The supply voltage is fed in at terminal 38.

Fig. 12: Aktive Antenne nach der Erfindung mit auf dem Kunststoffrahmen aufgebrachtem Vierpol 5 und Antennenleiter 3a.Fig. 12: Active antenna according to the invention with four-pole 5 applied to the plastic frame and antenna conductor 3a.

Fig. 13: Aktive Antennen für Antennendiversity mit zwei für den gleichen Frequenzbereich genutzten Antennenleitern 3a und 3c, zwei Antennenverstärkern 5 und zwei Ausgangsleitungen 8 und einer Antennendiversity-Umschalteinheit 30.13: Active antennas for antenna diversity with two antenna conductors 3a and 3c used for the same frequency range, two antenna amplifiers 5 and two output lines 8 and an antenna diversity switchover unit 30.

Fig. 14: Aktive Antenne nach der Erfindung mit symmetrischem Verstärker 5 mit Gleichtaktunterdrückung und den beiden Eingängen 6a und 6b, von denen der Anschluß 6a mit dem Antennenleiter 3a und der andere 6b mit dem leitenden Streifen 13 verbunden ist.14: Active antenna according to the invention with a symmetrical amplifier 5 with common mode rejection and the two inputs 6a and 6b, of which the connection 6a is connected to the antenna conductor 3a and the other 6b to the conductive strip 13.

In den Fig. 1 bis 5 sind beispielhaft unterschiedliche fahrzeugspezifische Situationen und die jeweilige vorteilhafte Anwendung erfindungsgemäßer Antennen dargestellt. In allen Fällen ergibt sich ein hochfrequenzmäßig nicht vernachlässigbarer Abstand 20 zwischen den Ausgangsanschlüssen des Vierpols und der Antennenanschlußstelle 11 mit den Anschlußpunkten 11a und 11b mit dem möglichen Massepunkt 10 auf der leitenden Karosserie 2.1 to 5 exemplarily show different vehicle-specific situations and the respective advantageous application of antennas according to the invention. In all cases, there is a radio frequency not negligible distance 20 between the output connections of the four-pole connector and the antenna connection point 11 with the connection points 11a and 11b with the possible ground point 10 on the conductive body 2.

In den Fig. 1 und 2 ergibt sich dieser nicht vernachlässigbare Abstand 20 dadurch, daß die Scheibe 1 von einen breiten Rahmen 12 aus Kunststoff umgeben ist, in den sie eingebettet ist, also ein Aufbau, wie er z.B. bei modernen Fahrzeugheckklappen für Kombifahrzeuge gegeben sein kann. Die Heckklappe ist bei derartigen Fahrzeugen dann z.B. über die Scharniere 32 mit der leitenden Karosserie 2 verbunden.1 and 2, this non-negligible distance 20 results from the fact that the pane 1 is surrounded by a wide frame 12 made of plastic, in which it is embedded, that is to say a structure such as that e.g. can be given in modern vehicle tailgates for combination vehicles. The tailgate is then e.g. connected to the conductive body 2 via the hinges 32.

In Fig. 1 sind innerhalb des aktiven Vierpols 5 verlustarme Transformationslemente 40 vor dem aktiven Teil 41 vorhanden, die in Kombination mit der gewählten Konfiguration des Antennenleiters 3a und des ersten Abschnitts 14 der Ausgangsleitung 8 Anpassungsverhältnisse an den Eingangsanschlüssen 6a und 6b des aktiven Vierpols ergeben, die bezüglich der Ausgangsklemmen 7a und 7b des aktiven Vierpols 5 gute Signal-Rauscheigenschaften im jeweiligen Nutzfrequenz-Wellenbereich ergeben. Dabei wird man anstreben, durch entsprechende Gestaltung des Antennenleiters 3a und der Lage der Ausgangsleitung 8 im ersten Abschnitt die erforderlichen Transformationsschaltungen mit den Transforamtionslementen 40 im Vierpol 5 möglichst einfach ausführen zu können.In Fig. 1 there are 5 low-loss transformation elements 40 in front of the active part 41 within the active four-terminal network, which in combination with the selected configuration of the Antenna conductor 3a and the first section 14 of the output line 8 result in matching conditions at the input connections 6a and 6b of the active four-pole, which result in good signal-to-noise properties in the respective useful frequency waveband with respect to the output terminals 7a and 7b of the active four-pole. In doing so, one will strive to be able to carry out the necessary transformation circuits with the transformation elements 40 in the four-pole 5 as simply as possible by appropriately designing the antenna conductor 3a and the position of the output line 8 in the first section.

In besonderen Fällen können entsprechende zu guten Signal-Rauschabständen führende Anpassungsverhältnisse für den aktiven Vierpol 5 auch ohne transformierende verlustarme Blindelemente 40 durch geeignete Wahl der Struktur des Antennenleiters 3a und des ersten Teils 14 der Ausgangsleitung 8 erreicht werden. Auf diese Weise ergibt sich eine auf Grund der Einfachheit besonders vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antenne, wie dies Fig.2 zeigt.In special cases, matching ratios for the active four-pole 5 leading to good signal-to-noise ratios can also be achieved without transforming low-loss dummy elements 40 by suitable selection of the structure of the antenna conductor 3a and of the first part 14 of the output line 8. This results in an embodiment of an antenna according to the invention that is particularly advantageous due to the simplicity, as shown in FIG.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung einer erfindungsgemäßen aktiven Antenne, in der der Verstärker nicht direkt an der Scheibenberandung, sondern in einem erheblichen Abstand von dieser Scheibenberandung auf der Scheibe montiert ist.FIG. 3 shows an arrangement of an active antenna according to the invention, in which the amplifier is not mounted directly on the edge of the pane, but rather at a considerable distance from this edge of the pane on the pane.

Ein derartiger im Bereich der Scheibenmitte angebrachter Verstärker beeinträchtigt die Durchsicht durch die Scheibe. Mit miniaturisierten Verstärkern können die Abmessungen heute jedoch so klein gemacht werden, daß die Durchsicht zumindest vom Blickpunkt des Fahrers durch den Rückspiegel nur gering beeinträchtigt ist.Such an amplifier attached in the area of the center of the pane impairs the view through the pane. With miniaturized amplifiers, however, the dimensions can be made so small today that the view through the rear view mirror is impaired only slightly, at least from the driver's point of view.

Besonders vorteilhaft, da ohne Beeinträchtigung der Durchsicht, kann diese Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antenne eingesetzt werden, wenn der Verstärker, wie dies das Beispiel der Fig.3 zeigt, in einem Bereich der Scheibe montiert wird, in dem z.B. ein an der Heckklappe im Scheibenbereich montierter Heckspoiler 24 vorhanden ist. Vorteilhaft wird man die Ausgangsleitung 8 im ersten Abschnitt 14 ebenfalls im Bereich des Spoilers 24 zum Scheibenrand führen. Eine ähnlich günstige Montagesituation ergibt sich durch einen auf der Scheibe montierten Scheibenwischermotor.This embodiment of an antenna according to the invention can be used particularly advantageously, since it does not impair visibility, if the amplifier, as the example in FIG. 3 shows, is mounted in an area of the pane in which, for example, there is a rear spoiler 24 mounted on the tailgate in the window area. The output line 8 in the first section 14 will also advantageously lead to the edge of the pane in the area of the spoiler 24. A similarly favorable assembly situation results from a wiper motor mounted on the window.

Eine andere Situation für die vorteilhafte Anwendung erfindungsgemäßer Antennen zeigt Fig. 4. Hier ist zwar gegebenenfalls der Verstärker in der Nähe der Scheibenberandung angebracht, jedoch kann aus fahrzeugspezifischen Gründen die Antennenanschlußstelle 11 mit der Masseverbindung zum Massepunkt 10 häufig nicht an einem dem Verstärker dicht benachbarten Punkt der Karosserie erfolgen, z.B. weil keine Blende vorhanden ist, die die Zugänglichkeit zum Masseanschluß 10 erlaubt. In derartigen Fällen kann bei Antennen nach der Erfindung die Ausgangsleitung 8 vorteilhaft parallel zur Scheibenberandung geführt und an einem gut zugänglichen Massepunkt angeschlossen werden.Another situation for the advantageous use of antennas according to the invention is shown in FIG. 4. Here, the amplifier may be located near the edge of the window, but for vehicle-specific reasons the antenna connection point 11 with the ground connection to the ground point 10 can often not at a point close to the amplifier the body are done, for example, because there is no panel that allows access to the ground terminal 10. In such cases, antennas can be affected According to the invention, the output line 8 is advantageously guided parallel to the edge of the pane and connected to an easily accessible ground point.

Eine "hochfrequenzmäßig nicht vernachlässigbare Länge" 20 bedeutet im Zusammenhang mit erfindungsgemäßen Antennen, daß der aktive Vierpol 5 nicht über eine im üblichen Sinn hochfrequenzmäßig niederohmige Verbindung am Massepunkt 10 angeschlossen ist.A “length that cannot be neglected in terms of high frequency” in connection with antennas according to the invention means that the active four-pole 5 is not connected to the ground point 10 via a connection in the usual sense of high-frequency low-impedance.

Die Masseverbindung wird für Antennen nach dem Stande der Technik möglichst niederohmig, also induktivitätsarm, ausgeführt. Nach Möglichkeit verwendet man in der Automobiltechnik flächige metallische und auf die Karosserie geschraubte Teile, die gleichzeitig die nahezu ideale Masseverbindung herstellen und die Komponente mechanisch fixieren. Ist dies nicht möglich, werden für die Masseverbindung möglichst kurze Leiter in Form eines Leitergeflechts, sogenannte Massebänder, eingesetzt. Ziel dieser Maßnahmen ist es, die längs der Masseverbindung auf Grund eines auf der Oberfläche fließenden Stroms sich ergebende Spannung vernachlässigbar klein zu machen.The ground connection is carried out for antennas according to the prior art with as low an impedance as possible, that is to say with little inductance. If possible, flat metallic parts screwed onto the body are used in automotive engineering, which at the same time create the almost ideal earth connection and mechanically fix the component. If this is not possible, the shortest possible conductors in the form of a braid, so-called ground straps, are used for the ground connection. The aim of these measures is to make the voltage that arises along the ground connection negligible due to a current flowing on the surface.

Bei Antennen nach dem Stand der Technik wird die den Verstärker speisende Antennenimpedanz daher ausschließlich durch den Antennenleiter in Kombination mit der die Fensterscheibe umgebenden Karosserie gebildet mit einem Massebezug, der durch den Masseanschluß des Verstärkers gegeben ist.In the case of antennas according to the prior art, the antenna impedance feeding the amplifier is therefore formed exclusively by the antenna conductor in combination with the body surrounding the window pane with a ground reference which is given by the ground connection of the amplifier.

Ist die Impedanz dieser Masseverbindung, wie bei erfindungsgemäßen Antennen, nicht vernachlässigbar niederohmig, so ergibt sich eine nicht vernachlässigbare Veränderung der Impedanz des passiven Teils der Antenne. Deren Impedanz liegt hochfrequenzmäßig vom Wesen her der Impedanz des Antennenleiters, die sich bei ideal niederohmigen Erdungspunkt ergäbe, in Serie und verändert diese entsprechend.If, as with antennas according to the invention, the impedance of this ground connection is not negligibly low-resistance, there is a non-negligible change in the impedance of the passive part of the antenna. In terms of radio frequency, their impedance is essentially in series with the impedance of the antenna conductor, which would result from an ideally low-resistance grounding point, and changes this accordingly.

Die für Antennen nach dem Stand der Technik zulässige Impedanz der Masseverbindung hängt daher von der Impedanz des Antennenleiters bei ideal niederohmigem Erdungspunkt ab. Je niederohmiger diese Impedanz ist, desto höhere Anforderungen sind an die Niederohmigkeit der Masseverbindung zu stellen.The permissible impedance of the ground connection for antennas according to the prior art therefore depends on the impedance of the antenna conductor at an ideally low-resistance grounding point. The lower the impedance, the higher the requirements for the low impedance of the ground connection.

Antennen sind häufig für breitere Frequenzbänder konzipiert. Dies trifft nahezu ausnahmslos für aktive Empfangsantennen zu, mit denen breitbandig z.B. der UKW-Wellenbereich, der LMK-Wellenbereich oder die Wellenbereiche des Fernsehens VHF und UHF empfangen werden sollen. Selbst Antennenstrukturen, die vom Wesen her hochohmig sind, z.B. Lambda/2 lange Leiterkonfigurationen, die am Ende leerlaufen, besitzen diese Hochohmigkeit nicht in größeren Frequenzbereichen. Für Breitbandantennen sind deshalb jeweils die im Band auftretenden niederohmigsten Impedanzwerte für die Ermittlung der zulässigen Impedanz des Masseanschlußes für Antennen nach dem Stand der Technik anzusetzen.Antennas are often designed for wider frequency bands. This applies almost without exception to active receiving antennas with which broadband, for example, the FM waveband, the LMK waveband or the wavebands of television VHF and UHF are to be received. Even antenna structures that are inherently high-impedance, for example lambda / 2 long conductor configurations that ultimately run empty, do not have this high-impedance in larger frequency ranges. For broadband antennas are therefore always in the band the lowest impedance values occurring for determining the permissible impedance of the ground connection for antennas according to the prior art.

Zur näheren Erläuterung der auftretenden Effekte soll folgendes Beispiel betrachtet werden. Geht man von einer Masseverbindung mittels eines üblichen Massebandes mit dem Querschnitt 6 mal 1mm aus einem Leitergeflecht aus, so ergibt sich für dieses Masseband ein Induktivitätsbelag von ca. 8 nH/cm. Bezieht man sich im weiteren auf eine passive Antenne und eine Ausgangsleitung mit einem üblichen Wellenwiderstand von 50 Ohm und setzt voraus, daß die Antennenleiter so gestaltet sind, daß sich eine Impedanz von 50 Ohm mit einem Stehwellenverhältnis von 2 für die passive Antenne ergibt, so ergibt sich ein minimaler reeller Impedanzwert von 25 Ohm.The following example should be considered for a more detailed explanation of the effects that occur. If one assumes a ground connection by means of a common ground strap with a cross section of 6 times 1 mm from a braided wire, an inductance covering of approx. 8 nH / cm results for this ground strap. If one refers further to a passive antenna and an output line with a usual characteristic impedance of 50 ohms and assumes that the antenna conductors are designed so that there is an impedance of 50 ohms with a standing wave ratio of 2 for the passive antenna there is a minimum real impedance value of 25 ohms.

Toleriert man in diesem Beispiel eine in Serie geschaltete Impedanz von j25 Ohm, so daß sich insgesamt eine Impedanz mit 45 Grad Phase ergibt, durch das Masseband, so führt dies auf eine zulässige Länge des Massebandes von etwa Lambda/60. Für das Beispiel des UKW-Bereichs mit einer Wellenlänge von 3m entspricht dies einer maximal zulässigen Länge von etwa 5cm.If one tolerates a series connected impedance of j25 ohms in this example, so that an overall impedance with 45 degrees phase results through the ground strap, this leads to a permissible length of the ground strap of approximately Lambda / 60. For the example of the FM range with a wavelength of 3m, this corresponds to a maximum permissible length of about 5cm.

In den in den Figuren beispielhaft dargestellten erfindungsgemäßen Antennen ist der Antennenleiteranschluß 4a jeweils mit dem Eingangsanschluß 6a des aktiven Vierpols 5 unmittelbar verbunden. An die beiden Ausgangsanschlüsse 7a und 7b des Verstärkers ist unmittelbar die Ausgangsleitung 8 angeschlossen. Die Unterscheidung zwischen dem Anschluß 4a des Antennenleiters 3a und dem Anschluß 6a des Vierpols ist dabei nur in Ausnahmefällen erforderlich. In der Praxis sind die beiden Anschlüsse meist identisch. Eine "unmittelbare" Verbindung liegt jedoch auch bei nicht identischen Anschlußpunkten solange vor, wie die hochfrequenzmäßigen Eigenschaften, z.B. die Anpassungsverhältnisse wie z.B. auch die kapazitive Belastung des Antennenleiters 3a am Antennenleiteranschluß 4a, durch die Verbindung nicht unzulässig verändert werden.In the antennas according to the invention, shown by way of example in the figures, the antenna conductor connection 4a is in each case directly connected to the input connection 6a of the active four-terminal network 5. The output line 8 is connected directly to the two output connections 7a and 7b of the amplifier. The distinction between the connection 4a of the antenna conductor 3a and the connection 6a of the four-pole is only necessary in exceptional cases. In practice, the two connections are mostly identical. However, an "immediate" connection is also present at non-identical connection points as long as the high-frequency properties, e.g. the adaptation conditions such as also the capacitive loading of the antenna conductor 3a at the antenna conductor connection 4a, through the connection not to be changed inadmissibly.

Die Ausgangsleitung 8 besteht bei Antennen nach der Erfindung aus zwei Abschnitten, wobei mit einem erstem Abschnitt 14 der Bereich bezeichnet ist, der zwischen dem Vierpolausgang mit den Anschlüssen 7a und 7b und der Antennenanschlußstelle 11 mit dem Massepunkt 10 auf der leitenden Karosserie 2 liegt. Dieser erste Abschnitt 14 ist ein Bestandteil des passiven Antennenteils und führt in der Regel Gleichtaktströme, die am Massepunkt 10 zur Karosserie abfließen. Der Massepunkt 10 ist dabei ein hochfrequenzmäßig niederohmiger Anschlußpunkt auf der leitenden Karosserie 2, dessen Lage unter fahrzeugspezifischen Gesichtspunkten ausgewählt wird.The output line 8 in antennas according to the invention consists of two sections, with a first section 14 denoting the area which lies between the four-pole output with the connections 7a and 7b and the antenna connection point 11 with the ground point 10 on the conductive body 2. This first section 14 is a component of the passive antenna part and generally carries common mode currents that flow to the body at the point of mass 10. The ground point 10 is a high-frequency, low-impedance connection point on the conductive body 2, the position of which is selected from a vehicle-specific point of view.

Stehen unterschiedliche Massepunkte zur Auswahl, wird man in der Regel dem dem Ausgang des aktiven Vierplos nächstgelegenen den Vorzug geben. Dies resuliert aus der Tatsache, daß der erste Abschnitt 14 der Ausgangsleitung 8 ein Bestandteil der Antenne ist und die Ausgangsleitung 8 in diesem Abschnitt 14 daher definiert zu verlegen ist, was bei einem kürzeren ersten Abschnitt 14 in der Regel leichter zu bewerkstelligen ist. Spezielle Aspekte einer einfacheren Verlegung der Ausgangsleitung 8 im ersten Abschnitt 14 unter fahrzeugspezifischen Aspekten oder Gesichtspunkte der Antennenfunktion können jedoch auch die Wahl eines entfernteren Massepunktes 10 nahelegen.If there are different mass points to choose from, you will usually choose the one closest to the exit of the active four-point model. This results from the fact that the first section 14 of the output line 8 is part of the antenna and the output line 8 in this section 14 is therefore to be laid in a defined manner, which is generally easier to accomplish in the case of a shorter first section 14. However, special aspects of a simpler laying of the output line 8 in the first section 14 from vehicle-specific aspects or aspects of the antenna function can also suggest the choice of a more distant ground point 10.

Der zweite Abschnitt 15 der Ausgangsleitung 8 schließt an der Antennenanschlußstelle 11 unmittelbar an den ersten Abschnitt 14 an und weist in der Regel auch den gleichen Leitungstyp und Leitungsquerschnitt auf. Der Vorteil der Erfindung bleibt jedoch uneingeschränkt erhalten, wenn z.B. der erste Abschnitt 14 als Zweidrahtleitung und der zweite Abschnitt als vorzugsweise dünne Koaxialleitung ausgeführt ist. Vorteilhafterweise wird man bestrebt sein, beide Leitungstypen mit möglichst gleichen Wellenwiderständen auszuführen. Der zweite Abschnitt 15 der Ausgangsleitung 8 führt von der Anschlußstelle 11 auf übliche Weise zum Empfänger 39.The second section 15 of the output line 8 connects directly to the first section 14 at the antenna connection point 11 and generally also has the same line type and line cross section. However, the advantage of the invention remains unrestricted if e.g. the first section 14 is designed as a two-wire line and the second section as a preferably thin coaxial line. Advantageously, efforts will be made to implement both types of conductors with the same impedances as possible. The second section 15 of the output line 8 leads from the connection point 11 to the receiver 39 in the usual way.

Die für die Anpassung des aktiven Vierpols 5 wesentliche speisende Impedanz liegt bei Antennen nach der Erfindung zwischen den Eingangsanschlüssen 6a und 6b des Vierpols 5. Diese Impedanz kann in bekannter Weise mit Impedanzmeßgeräten mit Hilfe der Ausgangsleitung 8 gemessen werden, wobei deren Meßebene an die Anschlüsse 6a und 6b gelegt wird und bei entnommenem Vierpol die Anschlüsse 6a und 7a verbunden sind.The essential for the adaptation of the active four-pole 5 feeding impedance lies in antennas according to the invention between the input connections 6a and 6b of the four-pole 5. This impedance can be measured in a known manner with impedance measuring devices with the aid of the output line 8, the measurement plane of which at the connections 6a and 6b is placed and the connections 6a and 7a are connected when the four-pin connector is removed.

Sowohl diese den Verstärker speisende Impedanz als auch die Erregung und damit auch die auskoppelbare Signalleistung hängen sowohl von der Geometrie und Lage des Antennenleiters 3a als auch von der Verlegung des ersten Abschnitts 14 der Ausgangsleitung 8, von der Länge 20 und von der Lage der Antennenanschlußstelle 11 mit dem Massepunkt 10 auf der Karosserie 2 ab.Both this impedance feeding the amplifier and the excitation and thus also the signal power that can be coupled out depend both on the geometry and position of the antenna conductor 3a and on the laying of the first section 14 of the output line 8, on the length 20 and on the position of the antenna connection point 11 with the mass point 10 on the body 2.

Beispiele für typische erfindungsgemäße Leitungsführungen der Ausgangsleitung 8 im ersten Abschnitt 14 sind in den Zeichnungen dargestellt. In Fig.1 und 2 liegen die Ausgangsanschlüsse des Vierpols in der Nähe der Scheibenberandung. Die Scheibe selbst ist in einen Kunststoffrahmen eingebettet und die Ausgangsleitung ist auf dem kürzesten Wege über den Kunststoffrahmen hinweg im wesentlichen längs der vertikalen Symmetrielinie der Scheibe zur leitenden Karosserie geführt und dort der Außenmantel des Kabels galvanisch mit dem Massepunkt 10 verbunden. An dieser Stelle liegt bei erfindungsgemäßen Antennen die Anschlußstelle 11.Examples of typical line routing according to the invention of the output line 8 in the first section 14 are shown in the drawings. In Fig. 1 and 2, the output connections of the four-pole are located near the edge of the disk. The pane itself is embedded in a plastic frame and the output line is routed along the shortest path over the plastic frame, essentially along the vertical line of symmetry of the pane to the conductive body, and the outer sheath of the cable is galvanically connected to ground point 10 there. At this point, the connection point 11 is located in the antennas according to the invention.

Die in Fig.3 dargestellte aktive Antenne nach der Erfindung mit einem aktiven Vierpol 5, der z.B. im Bereich eines Heckspoilers 24 montiert ist, ermöglicht eine vorteilhafte unsichtbare Führung des Ausgangskabels 8 im vom Spoiler überdeckten Bereich der Scheibe 1. Spoiler aus Kunststoffen oder gummiartigen Materialien weisen häufig hohe Verluste bei höheren Frequenzen auf. Der auf dem Außenmantel des koaxialen Ausgangskabels 8 fließende Strom ist mit diesem verlustbehafteten Material stark verkoppelt. Dadurch ergeben sich umso größere Verluste, je höher dieser Strom ist.The active antenna shown in Figure 3 according to the invention with an active four-pole 5, which e.g. mounted in the area of a rear spoiler 24 enables an advantageous invisible guidance of the output cable 8 in the area of the pane 1 covered by the spoiler. Spoilers made of plastics or rubber-like materials often have high losses at higher frequencies. The current flowing on the outer jacket of the coaxial output cable 8 is strongly coupled to this lossy material. The higher the current, the greater the losses.

Bei erfindungsgemäßen Antennen kann vorteilhaft dieser Strom klein gemacht und die Verluste dadurch gering gehalten werden, indem für die Antenne ein aktiver Vierpol 5 mit hochohmiger Eingangsimpedanz verwendet wird.In the antennas according to the invention, this current can advantageously be made small and the losses can thereby be kept low by using an active four-pole 5 with a high-impedance input impedance for the antenna.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen erfindungsgemäße Antennen, bei denen jeweils der aktive Vierpol 5 in der Nähe der oberen Scheibenberandung in der Mitte der Scheibe angebracht, z.B. aufgeklebt oder aufgelötet ist. In Fig.4 ist die koaxiale Ausgangsleitung 8 im ersten Abschnitt im wesentlichen auf der leitenden Karosserie 2, z.B. unter einer Blende, zur Antennenanschlußstelle 11 mit dem Massepunkt 10 geführt. Eine derartige Anordnung besitzt den Vorteil, kein über einen längeren Bereich sichtbares Kabel im ersten Abschnitt 14 der Ausgangsleitung zu besitzen.Figs. 4 and 5 show antennas according to the invention, in which the active four-pole 5 is attached in the vicinity of the upper edge of the pane in the middle of the pane, e.g. is glued or soldered on. In Figure 4, the coaxial output line 8 in the first section is essentially on the conductive body 2, e.g. under an aperture, to the antenna connection point 11 with the ground point 10. Such an arrangement has the advantage of not having a cable visible over a longer area in the first section 14 of the output line.

In Fig.5 ist die koaxiale Ausgangsleitung längs der Scheibenberandung auf der Scheibe in den Bereich einer Scheibenecke geführt und der Außenmantel der Koaxialleitung dort in der Nähe dieser Ecke an der Antennenanschlußstelle 11 mit der leitenden Karosserie 2 am Massepunkt 10 verbunden.In FIG. 5, the coaxial output line is guided along the edge of the window on the window in the area of a corner of the window, and the outer jacket of the coaxial line is connected there near the corner at the antenna connection point 11 to the conductive body 2 at the ground point 10.

Fig.6 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Antenne ähnlich Fig.5 mit einer Ausgangsleitung, deren erster Abschnitt 14 aus zwei Teilen 21 und 22 besteht, von denen der erste Teil 21 als auf der Scheibe aufgedruckte flache Pseudo-Koaxleitung ausgeführt ist, an die an der Verbindungsstelle 25 eine Koaxialleitung angeschlossen ist, die den zweiten Teil 22 des ersten Abschnitts 14 der Ausgangsleitung 8 bildet. Durch geeignete Wahl der Leiterbreiten der aufgedruckten Leitung kann ein der Koaxialleitung ähnlicher Wellenwiderstand erreicht werden. Diese aufgedruckte Leitung kann bei Scheiben, die im Siebdruckverfahren mit einem Heizfeld bedruckt werden, im gleichen Arbeitsvorgang mit aufgedruckt werden, wodurch der zusätzlich erforderliche technische Aufwand für den ersten Teil des ersten Abschnitts der Ausgangsleitung 8 sehr gering bleibt.FIG. 6 shows an advantageous embodiment of an antenna similar to FIG. 5 with an output line, the first section 14 of which consists of two parts 21 and 22, of which the first part 21 is designed as a flat pseudo-coax line printed on the disk, to which an the connection point 25 is connected to a coaxial line which forms the second part 22 of the first section 14 of the output line 8. With a suitable choice of the conductor widths of the printed line, a characteristic impedance similar to that of the coaxial line can be achieved. In the case of panes which are screen-printed with a heating field, this printed line can also be printed in the same operation, as a result of which the additional technical effort required for the first part of the first section of the outlet line 8 remains very low.

Fig.7 zeigt eine erfindungsgemäße Antenne auf einer Scheibe, die von einem Kunststoffrahmen 12 umgeben ist und bei der im Bereich des Scheibenrands ein umlaufender leitender Streifen 13 auf die Scheibe aufgebracht ist. Dieser leitende Streifen ist im Beispiel der Fig.7 mit dem zweiten Eingangsanschluß 6b des aktiven Vierpols 5 verbunden. Diese Anordnung ist bei erfindungsgemäßen Antennen speziell von Vorteil, wenn z.B. die Verluste des Kunststoffs, der die Scheibe umgibt, erheblich sind. Dies führt bei Abwesenheit des leitenden Streifens 13 zu unerwünschten Verlusten und einer entsprechend reduzierten Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Antenne. Der zusätzliche leitende Streifen 13 mit der Wirkung eines elektrischen Gegengewichts konzentriert die Feldlinien des einfallenden Wellenfelds auf seine Oberfläche mit der Folge einer reduzierten Feldintensität im Bereich des Kunststoffs und damit geringerer Gesamtverluste mit dem Vorteil einer besseren Leistungsfähigkeit einer erfindungsgemäßen Antenne.7 shows an antenna according to the invention on a pane, which is surrounded by a plastic frame 12 and in which a circumferential conductive strip 13 is applied to the pane in the region of the pane edge. This conductive strip is in the example 7 connected to the second input terminal 6b of the active four-pole 5. This arrangement is particularly advantageous in antennas according to the invention if, for example, the losses of the plastic that surrounds the pane are considerable. In the absence of the conductive strip 13, this leads to undesirable losses and a correspondingly reduced performance of the antenna according to the invention. The additional conductive strip 13 with the effect of an electrical counterweight concentrates the field lines of the incident wave field on its surface with the consequence of a reduced field intensity in the area of the plastic and thus lower overall losses with the advantage of better performance of an antenna according to the invention.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit, durch eine derartigen umlaufenden leitenden Streifen 13 eine Veränderung der Eigenresonanzfrequenz der durch die nicht leitfähige Fläche gegebenen Öffnung in der Karosserie zu höheren Frequenzen hin zu bewirken, da die insgesamt wirksame Öffnung kleiner wird. Auf diese Weise kann die für das Empfangsverhalten nützliche Resonanzfrequenz der Öffnung abgestimmt und gegebenenfalls ins Nutzband verschoben werden.Another advantage is the possibility of such a circumferential conductive strip 13 causing a change in the natural resonance frequency of the opening in the body given by the non-conductive surface to higher frequencies, since the overall effective opening becomes smaller. In this way, the resonance frequency of the opening that is useful for the reception behavior can be tuned and, if necessary, shifted into the useful band.

In Fig.8 ist dieser leitende Streifen 13 nicht umlaufend ausgeführt, sondern erstreckt sich im wesentlichen nur auf den oberen Bereich der Scheibe, in dem mittig ebenfalls der aktive Vierpol 5 angebracht ist. Diese Anordnung konzentriert ebenfalls Feldlinien auf den leitenden Streifen 13, die Verstimmung der Resonanzfrequenz der Karosserieöffnung ist jedoch im Vergleich zur Anordnung nach Fig.7 unbedeutend. Ein wie in Fig.8 ausgeführter Streifen wirkt ebenfalls als Gegengewicht für den Antennenleiter 3a. Es ergibt sich eine Entkopplung vom die Scheibe umgebenden Kunststoff und eine Möglichkeit, die den Verstärker 5 speisende Impedanz durch geeignete Wahl der Länge 33 des leitenden Streifens günstig zu beeinflussen.In FIG. 8, this conductive strip 13 is not circumferential, but extends essentially only to the upper area of the disk, in which the active four-pole 5 is also attached in the center. This arrangement also concentrates field lines on the conductive strip 13, but the detuning of the resonance frequency of the body opening is insignificant compared to the arrangement according to FIG. A strip as shown in FIG. 8 also acts as a counterweight for the antenna conductor 3a. This results in a decoupling from the plastic surrounding the pane and a possibility of favorably influencing the impedance feeding the amplifier 5 by a suitable choice of the length 33 of the conductive strip.

Antennen für den Rundfunkempfang müssen in der Regel die Wellenbereiche LMK und UKW abdecken. Fig.9 zeigt eine derartige Antenne nach der Erfindung. Für die beiden Wellenbereiche ist in der Regel jeweils ein aktiver Vierpol 5 vorhanden. Bei einer ausreichenden Leistungsfähigkeit des den UKW-Wellenbereich empfangenden Antennenleiters 3a kann gegebenenfalls der UKW-Signalzweig der aktiven Antenne auch passiv ausgeführt werden.Antennas for radio reception usually have to cover the LMK and FM bands. 9 shows such an antenna according to the invention. There is usually an active four-pole 5 for each of the two wavebands. If the antenna conductor 3a receiving the VHF waveband has sufficient performance, the VHF signal branch of the active antenna can also be implemented passively, if necessary.

Der Antennenleiter 3c ist dabei in bekannter Weise nach DE-A- 3410415 für den Wellenbereich des LMK-Rundfunks optimiert, der Antennenleiter 3a ist dem UKW-Wellenbereich zugeordnet und besteht aus einem mittigen senkrechten Leiter und aus den mit ihm elektrisch verbundenen Heizleitern der Scheibenheizung. Die Ausgänge der Vierpole 5 sind in bekannter Weise über Frequenzweichen zusammengeführt und an den gemeinsamen Ausgangsanschlüssen 7a und 7b mit der Ausgangsleitung 8 verbunden. Die Überkreuzung des Antennenleiters 3b mit den zu den Ausgangsanschlüssen 7a und 7b führenden Leitern wird dabei vorteilhaft so ausgeführt, daß die zu den Anschlüssen 7a und 7b führenden Leiter auf der Platine des Vierpols 5 geführt sind.The antenna conductor 3c is optimized in a known manner according to DE-A-3410415 for the waveband of the LMK radio, the antenna conductor 3a is assigned to the VHF waveband and consists of a central vertical conductor and the heating conductors of the window heating electrically connected to it. The outputs of the four-pole 5 are brought together in a known manner via crossovers and connected to the output line 8 at the common output connections 7a and 7b. The crossing of the antenna conductor 3b with the conductors leading to the output connections 7a and 7b are advantageously carried out in such a way that the conductors leading to the connections 7a and 7b are guided on the circuit board of the four-pin connector 5.

In den Fig.1 bis 9 und 11 bis 14 erfolgt jeweils die hochfrequent wirksame Verbindung eines der beiden Leiter der Ausgangsleitung 8, in der Regel des Außenleiters der Koaxialleitung, an der Antennenanschlußstelle 11 mit dem Massepunkt 10 durch eine kurze galvanische Verbindung, z.B. durch Anschrauben an die metallische Karosserie. Fig. 10 zeigt eine Antenne nach der Erfindung mit einer der in Fig.5 dargestellten Antenne ähnlichen Grundanordnung.1 to 9 and 11 to 14, the high-frequency effective connection of one of the two conductors of the output line 8, generally the outer conductor of the coaxial line, is carried out at the antenna connection point 11 with the ground point 10 by a short galvanic connection, e.g. by screwing onto the metallic body. FIG. 10 shows an antenna according to the invention with a basic arrangement similar to the antenna shown in FIG. 5.

In Fig. 10 erfolgt nun die hochfrequent niederohmige Verbindung am Massepunkt 10 durch Ferrite 17, die über die Ausgangsleitung 8 im zweiten Abschnitt 15 geschoben sind und die vorzugsweise eine hochohmig breitbandig wirkende Verdrosselung für Gleichtaktströme auf der Ausgangsleitung bewirken. Im Beispiel einer koaxialen Ausgangsleitung ergibt sich auf diese Weise im Bereich der Ferrite 17 ein Leerlauf für die Leitungsanordnung 26, die aus dem Außenmantel der Koaxialleitung zum einen und aus der leitenden Umgebung, die im wesentlichen aus der Karosserie besteht, zum anderen. Bei Zweidrahtleitungen ergibt sich eine gleichartige Wirkung.In Fig. 10, the high-frequency, low-impedance connection at ground point 10 is carried out by ferrites 17, which are pushed over the output line 8 in the second section 15 and which preferably effect a high-impedance broadband choke for common-mode currents on the output line. In the example of a coaxial output line, this results in an idling in the area of the ferrites 17 for the line arrangement 26, which on the one hand consists of the outer jacket of the coaxial line and on the other hand the conductive environment, which essentially consists of the body. A similar effect results with two-wire lines.

Dieser Leerlauf transformiert sich auf bekannte Weise entsprechend dem Wellenwiderstand der so gebildeten Leitungsanordnung 26. Für eine Länge 34 von etwa einer Viertel der wirksamen Wellenlänge zwischen dem Massepunkt 10 und dem Bereich mit den Ferriten ergibt sich auf diese Weise für eine einzige Frequenz ein Hochfrequenzkurzschluß am Massepunkt 10. Für benachbarte Frequenzen ergibt sich eine niederohmige Impedanz.This idling is transformed in a known manner in accordance with the characteristic impedance of the line arrangement 26 thus formed. For a length 34 of approximately a quarter of the effective wavelength between the ground point 10 and the area with the ferrites, a high frequency short-circuit at the ground point results for a single frequency 10. A low-impedance results for neighboring frequencies.

Die sich am Massepunkt 10 ergebende Impedanz innerhalb eines Nutzbands ist dabei um so niederohmiger, je hochohmiger zum einen die Verdrosselung durch die Ferrite ausgeführt wird und je geringer zum anderen der Wellenwiderstand der Leitungsanordnung 26 ist. Die Hochohmigkeit der Verdrosselung wird durch eine geeignete Auswahl des Ferritmaterials erreicht. Der Wellenwiderstand der Leitungsanordnung 26 wird daher vorzugsweise möglichst niederohmig ausgeführt, z.B. dadurch, daß die Ausgangsleitung 8 im zweiten Abschnitt 15 im Bereich der Länge 34 in geringem Abstand an der leitenden Oberfläche der Karosserie 2 geführt wird.The impedance that results at ground point 10 within a useful band is the lower the resistance, the higher the impedance on the one hand is by the ferrites and the lower the wave impedance of the line arrangement 26. The high impedance of the choke is achieved by a suitable selection of the ferrite material. The characteristic impedance of the line arrangement 26 is therefore preferably made as low as possible, e.g. characterized in that the output line 8 is guided in the second section 15 in the region of the length 34 at a short distance on the conductive surface of the body 2.

Bei den Beispielen erfindungsgemäßer Antennen, wie sie in den Fig.1 bis 9 und 12 bis 14 dargestellt sind, ist der Außenmantel der Koaxialleitung 8 an der Antennenanschlußstelle 11 galvanisch mit dem Massepunkt 10 verbunden. Hierzu ist es erforderlich, die Isolation des Kabels an dieser Stelle aufzuschneiden. Dies ist in manchen Fällen unerwünscht. Vorteilhaft kann bei erfindungsgemäßen Antennen dieses Auftrennen der Isolation vermieden werden, wenn, wie in Fig.11 dargestellt, im ersten Abschnitt 14 der Ausgangsleitung 8 ein weiterer Leiter 28, vorzugsweise ein Masseband geeigneten Querschnitts, parallel mitgeführt wird.In the examples of antennas according to the invention, as shown in FIGS. 1 to 9 and 12 to 14, the outer jacket of the coaxial line 8 is galvanically connected to the ground point 10 at the antenna connection point 11. For this it is necessary to cut open the cable insulation at this point. This is undesirable in some cases. This separation of the insulation can advantageously be avoided in antennas according to the invention, if, as shown in FIG. 11, a further conductor 28, preferably a ground strap of suitable cross section, is carried in parallel in the first section 14 of the output line 8.

Dieser Leiter 28 ist an seinem einen Ende mit dem Ausgangsanschluß 7b des Vierpols und an seinem anderen Ende hochfrequent niederohmig mit dem Massepunkt 10 verbunden. Die Leiteranordnung aus Ausgangsleitung 8 und Leiter 28 wird vorzugsweise von einer weiteren Isolation umschlossen. Auf diese Weise ergibt sich eine definierte kapazitive und niederohmige Verkopplung zwischen dem Leiter 28 und dem Außenmantel der koaxialen Ausgangsleitung 8 mit einem elektrisch gleichartigen Verhalten wie bei der entsprechenden Anordnung im Beispiel der Fig.5.This conductor 28 is connected at one end to the output terminal 7b of the four-pole connector and at its other end to the ground point 10 at a low frequency with a high frequency. The conductor arrangement consisting of output line 8 and conductor 28 is preferably enclosed by further insulation. This results in a defined capacitive and low-resistance coupling between the conductor 28 and the outer jacket of the coaxial output line 8 with an electrically similar behavior as in the corresponding arrangement in the example in FIG. 5.

Fig.12 zeigt eine erfindungsgemäße Antenne, bei der der aktive Vierpol 5 und der Antennenleiter 3a auf dem die Scheibe umgebenden Kunststoffrahmen aufgebracht ist. Eine gute Antennenfunktion ist dabei in der Regel dann zu erreichen, wenn der Kunststoff geringe Verluste aufweist. Die Verluste sind dabei bei tiefen Frequenzen, z.B. im LMK-Wellenbereich, meist gering, so daß dort bei der erfindungsgemäßen Ausführung als aktive Antenne gute Antenneneigenschaften erreicht werden können. Mit steigender Frequenz nehmen die Verluste zu und können gegebenenfalls eine ausreichende Antennenfunktion unmöglich machen.FIG. 12 shows an antenna according to the invention, in which the active four-pole 5 and the antenna conductor 3a are applied to the plastic frame surrounding the pane. A good antenna function can usually be achieved if the plastic has low losses. The losses are at low frequencies, e.g. in the LMK waveband, usually low, so that good antenna properties can be achieved there in the embodiment according to the invention as an active antenna. With increasing frequency, the losses increase and can possibly make an adequate antenna function impossible.

Im Falle aktiver Antennen nach der Erfindung ist eine Gleichstromversorgung für den aktiven Vierpol 5 erforderlich. Die Zuführung der Versorgungsspannung kann z.B., wie in Fig. 11 beispielhaft dargestellt, über einen der Ausgangsleitung parallel geführten Leiter 18 und die Rückführung über den Außenmantel der koaxialen Ausgangsleitung 8 erfolgen.In the case of active antennas according to the invention, a direct current supply for the active four-pole 5 is required. The supply voltage can be supplied, for example, as shown in FIG. 11 by way of example, via a conductor 18 which is routed in parallel with the output line and the return can be carried out via the outer jacket of the coaxial output line 8.

Es ist jedoch ebenso möglich, die Versorgungsspannung, wie in Fig.3 dargestellt, über die beiden Leiter der Ausgangsleitung 8, im Falle einer koaxialen Ausgangsleitung also koaxial, zuzuführen. Über an sich bekannte Netzwerke 35 mit Drosseln 36 und Kondensatoren 37 erfolgt dann die Trennung zwischen Gleichstrom und hochfrequenten Signalen. Dies hat den Vorteil, daß kein weiterer Leiter benötigt wird.However, it is also possible to supply the supply voltage, as shown in FIG. 3, via the two conductors of the output line 8, that is to say coaxially in the case of a coaxial output line. The separation between direct current and high-frequency signals then takes place via networks 35 known per se with chokes 36 and capacitors 37. This has the advantage that no further conductor is required.

Fig.13 zeigt eine Anordnung mit zwei erfindungsgemäßen Antennen für den gleichen Frequenzbereich, wie sie z.B. für Antennendiversitysysteme erforderlich sind. Hierzu sind für die beiden Antennen zwei unterschiedliche erste Antennenleiter 3a und 3c vorhanden, von denen jeder einen zugeordneten aktiven Vierpol am ersten Eingangsanschluß 6a bzw. 6c speist. Die ersten Ausgangsanschlüsse 7a und 7c speisen im Beispiel der Fig.13 jeweils den Innenleiter einer der beiden Ausgangsleitungen 8, die Außenleiter der beiden Ausgangsleitungen sind untereinander und mit dem gemeinsamen Ausgangsanschluß 7b beider Verstärker verbunden und damit auch mit den beiden zweiten Eingangsanschlüssen 6b der aktiven Vierpole 5 verbunden.FIG. 13 shows an arrangement with two antennas according to the invention for the same frequency range as are required, for example, for antenna diversity systems. For this purpose, two different first antenna conductors 3a and 3c are provided for the two antennas, each of which feeds an assigned active four-pole connector at the first input connection 6a or 6c. In the example of FIG. 13, the first output connections 7a and 7c each feed the inner conductor of one of the two output lines 8, the outer conductors of the two output lines are mutually and with the common output connection 7b of both Amplifier connected and thus also connected to the two second input connections 6b of the active four-pole 5.

Zur Erzielung einer guten Entkopplung der Antennensignale untereinander sind die beiden Antennenleiterstrukturen geeignet zu wählen. Um bei Scanning-Diversitysystemen Rückwirkungen der Belastungsänderungen der Ausgangsleitungen 8 bei Umschaltvorgängen in der Diversity-Umschalteinheit auf die Antennenstrukturen zu vermeiden, sind die beiden Diversityantennen vorzugsweise mit Verstärkern mit einer geringen inneren Rückwirkung auszuführen.In order to achieve good decoupling of the antenna signals from one another, the two antenna conductor structures are to be selected appropriately. In order to avoid the effects of changes in the load on the output lines 8 during switching processes in the diversity switchover unit on the antenna structures in the case of scanning diversity systems, the two diversity antennas should preferably be designed with amplifiers with a low internal reaction.

Fig.14 zeigt eine erfindungsgemäße aktive Antenne, bei der vorzugsweise ein Verstärker mit hoher Gleichtaktunterdrückung zur Anwendung kommt. Bei dieser Antenne ist der zweite Eingangsanschluß 6b des Antennenverstärkers zwar mit einem geeignet als Gegengewicht ausgeführten leitenden Streifen 13 verbunden, jedoch nicht mit dem zweiten Ausgangsanschluß 7b des Verstärkers.FIG. 14 shows an active antenna according to the invention, in which an amplifier with high common mode rejection is preferably used. In this antenna, the second input connection 6b of the antenna amplifier is connected to a conductive strip 13 which is suitably designed as a counterweight, but not to the second output connection 7b of the amplifier.

Claims (20)

  1. Active car receiving antenna whose frequency range including the UHF band, the aerial conductor (3a) of which is installed on or within a non-conductive surface integrated in the metal car body (2), and having an active four-terminal antenna network (5) equipped with a first and a second input terminal (6a, 6b) as well as a first and a second output terminal (7a, 7b); the second input terminal (6b) and the second output terminal (7b) being galvanically connected to each other using the shortest possible length of connection lead and the aerial conductor (3a) being galvanically connected to the first input terminal (6a) of the active four-terminal antenna network (5) using the shortest possible length of connection lead; the car antenna is linked to an antenna junction point (11, 11a, 11b) and to a grounding point (10) located on the conductive car body (2); futhermore, the antenna has a two-wire output line (8) whose one end is galvanically connected to the output terminals (7a, 7b) of the active four-terminal antenna network (5), the other end going to the receiver (38), characterized by the fact that
    the output line (8) consists of a first (14) and a second (15) line section which are directly connected to each other;
    in addition to the said first aerial conductor (3a) a second aerial conductor is provided consisting of the conductor of the first line section (14) of the output line (8) that is connected to the second output terminal (7b) of the four-terminal antenna network (5);
    this second aerial conductor is RF-connected to the grounding point (10) and
    the required length (20) of the first line section (14) for covering the distance between the second output terminal (7b) of the active four-terminal antenna network (5) and the grounding point (10) is of certain importance with respect to RF.
  2. Antenna as per claim 1, characterized by the fact that
    the active four-terminal antenna network (5) is designed as a low-noise ampllfier and said four-terminal antenna network (5) at its input comprises low-loss passive reactance elements; and the the aerial conductor (3a), the first line section (14) of the output line (8) as well as the reactance elements of the active four-terminal antenna network (5) are designed such that the matching between the aerial conductor terminal (4a) and the second input terminal (6b) of the active four-terminal antenna network (5) provides for a good signal-to-noise ratio.
  3. Antenna as per claim 1, characterized by the fact that
    the active four-terminal antenna network (5) is designed as a low-noise amplifier and the aerial conductor (3a) and the first line section (14) of the output line (8) are designed such that the matching between the aerial conductor terminal (4a) and the second input terminal (6b) of the active four-terminal antenna network (5) provides for a good signal-to-noise ratio.
  4. Antenna as per claims 1 through 3 characterized by the fact that
    the output line (8) is designed as a thin coaxial RF cable.
  5. Antenna as per claims 1 through 4 characterized by the fact that
    the non-conductive surface is a glass pane (1) surrounded by a broad plastic frame (12), the active four-terminal antenna network (5) being located near the edge of the glass pane (1), and that the first section (14) of the output line (8) goes from the amplifier's output to the first possible grounding point (10) on the conductive car body (2) combined with the antenna connection point (11).
  6. Antenna as per claims 5 characterized by the fact that
    the non-conductive surface consisting of the glass screen (1) and the plastic framing (12) is the rear screen.
  7. Antenna as per claims 6 characterized by the fact that
    the antenna output (8) is routed through the cable glands near the hinges.
  8. Antenna as per claims 5 through 8 characterized by the fact that
    the screen (1) has a conductive strip (13) along its edge electrically counterbalancing the aerial conductor (3a) and that the second terminal (6b) of the antenna amplifier (5) is RF-connected to this strip (13).
  9. Antenna as per claims 1 through 4 characterized by the fact that
    the non-conductive surface only includes the screen (1) and that the active four-terminal antenna network is fixed to the screen.
  10. Antenna as per claims 1 through 9 characterized by the fact that
    the output line (8) is designed as a twin wire lead at least in its first section (14).
  11. Antenna as per claims 9 characterized by the fact that
    the active four-terminal antenna network is located on the screen (1) near the framing the first section (14) of the output line (8) consisting of a first part (21) and a directly following second part (22) and that the said first part (21) is routed in parallel to the screen edge and the said second part (22) is routed to the grounding point (10) combined with the antenna junction point (11).
  12. Antenna as per claims 11 characterized by the fact that
    the said first part (21) of the line section (14) of the output line (8) is printed onto the screen (1).
  13. Antenna as per one of the claims 1 through 12 characterized by the fact that
    the RF connection of the second aerial conductor to the grounding point (10) is effected on the end of the line section (14) of the output line (8) by galvanic junction, e. g. by means of a screw in the car body.
  14. Antenna as per one of the claims 1 through 12 characterized by the fact that
    the RF connection of the second aerial conductor on the end of the second line section (15) of the output line (8) to the grounding point (10) is made by means of ferrite cores (17) threaded onto the second section (15) of the output line (8);
    the distance between the grounding point (10) and the length of wire where the ferrite cores are threaded onto the second section (15) of the output line (8) being about a quarter wavelength and that the second line section (15) of the output line (8) is routed closely to the conductive car-body plate.
  15. Antenna as per claims 1 through 14 characterized by the fact that
    an additional lead (18) is used to feed the supply voltage to the active four-terminal antenna network (5) routed in parallel with the output line (8).
  16. Antenna as per claims 1 through 14 characterized by the fact that
    the supply voltage is fed to the amplifier (5) by coaxial means through the output line.
  17. Antenna as per claims 1 through 16 characterized by the fact that
    a grounding strip (31) is connected on its one end to the second output (7h) of the of the active four-terminal antenna network (5) and on its other end to the grounding point (10) combined with the antenna junction point (11) which grounding strip is routed close to the first section (14) of the output line (8).
  18. Antenna as per claims 1 through 17 characterized by the fact that
    the first aerial conductor (3a) and the active four-terminal antenna network (5) are installed on the plastic framing around the screen (1).
  19. Antenna as per one of the claims 1 through 18 characterized by the fact that in addition to the said first aerial conductor (3a) the system provides another first aerial conductor (3c) operative in a different wavelength and another active four-terminal antenna network connected through the shortest possible means to said other first aerial conductor (3c) whose output signal is also fed into the antenna output line (8).
  20. Antenna as per one of the claims 1 through 18 characterized by the fact that
    in addition to the said first aerial conductor (3a) the system provides another first aerial conductor (3c) operative in the same wavelength and another active four-terminal antenna network connected through the shortest possible means to said other first aerial conductor (3c) whose output signal is fed into a second antenna output line (8) which together with the first antenna output line (8) goes to the antenna junction point (11) combined with the grounding point (10) from where the two output lines continue to an antenna diversity switching device (30).
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