EP0837521B1 - Arrangement d'antenne radio et antenne patch sur la glace d'une fenêtre d'automobile - Google Patents

Arrangement d'antenne radio et antenne patch sur la glace d'une fenêtre d'automobile Download PDF

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EP0837521B1
EP0837521B1 EP97117080A EP97117080A EP0837521B1 EP 0837521 B1 EP0837521 B1 EP 0837521B1 EP 97117080 A EP97117080 A EP 97117080A EP 97117080 A EP97117080 A EP 97117080A EP 0837521 B1 EP0837521 B1 EP 0837521B1
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EP
European Patent Office
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antenna
radio
cable
arrangement according
emitter
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EP97117080A
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German (de)
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EP0837521A2 (fr
EP0837521A3 (fr
Inventor
Heinz Lindenmeier
Jochem Hopf
Leopold Reiter
Rainer Kronberger
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.)
Fuba Automotive GmbH and Co KG
Original Assignee
Fuba Automotive GmbH and Co KG
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    • 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
    • H01Q1/1271—Supports; Mounting means for mounting on windscreens
    • 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
    • H01Q1/3275—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted on a horizontal surface of the vehicle, e.g. on roof, hood, trunk
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/30—Combinations of separate antenna units operating in different wavebands and connected to a common feeder system

Definitions

  • the invention relates to a radio antenna arrangement for radio connections terrestrial radio stations for decimeter and / or centimeter waves, with one on the outside of the vehicle near the top of the window an inclined window 1 in a vehicle body mounted antenna element and with one on the Vehicle roof 10 or the window or the dividing line between roof and window partially overlapping base plate 4 with the on this attached and protruding antenna element as a radiator 3 with a Radiator connection point 2.
  • Radio antennas of this type are e.g. known from WO 93/23890 and executed as Group antennas in DE 4 339 162
  • Such antennas are often either on the roof of the vehicle, or on the Rear or front window attached to its upper edge. In special cases may the attachment also directly in the area of the dividing line between the the upper edge of the window and the vehicle roof, as it is e.g. in DE 4 339 162 (Fig. 6).
  • the GSM system is an example of the radio telephone services (D network) and the mobile radio system E network as well as the AMPS system used in the USA called that work in the frequency range from 800 MHz to 1900 MHz.
  • a satellite radio service should often be possible, such as. the Global Positioning System (GPS), or one in planning bidirectional satellite radio service with low-flying satellites (Leos), or a receiving antenna for terrestrial digital audio broadcasting signals in the L-band. All the services mentioned work in the range from 1400 to 1600 MHz.
  • the object of the invention is therefore a radio antenna arrangement according to the preamble of claim 1 with a patch antenna for to combine the satellite radio services in a space-saving way, that the strong signal coupling due to the crowded structure in the transmission mode of one antenna, the reception with the other antenna is not disturbed.
  • the common base plate 4 serves both as electrical counterweight for the radiator 3 as well as for the Patch antenna 7.
  • the radiation coupling between the radiator 3, which is designed as a rod radiator, and the patch antenna is smallest when the patch antenna as shown in FIG Spotlight is oriented, with the perpendicular bisector one Patch edge with the connecting line of the spotlight center whose lower end coincides with the center of the patch. Satellite radio services work for vehicle communication in the Frequency range around 1.5 GHz.
  • D-network / AMPS network antennas operate in the frequency range around 800 MHz or 900 MHz.
  • the resonance frequencies of the radiators and the Patch antennas are thus far enough apart.
  • the frequency spacing is sufficiently large to accommodate Arrange the patch antenna and the radiators so close together.
  • the patch antenna is in an embodiment of the invention between two emitters of the Mobile telephones arranged to save space. It is special Advantage of the invention that the DC power supply of the GPS antenna amplifier on the base plate 4, for example, over the signal-carrying conductor of an antenna line can take place. This ensures an optimal signal to noise ratio in the GPS reception system.
  • the antenna characteristics of the patch antenna is normal to the glass pane with its main direction. The large opening angle of the antenna lobe in connection with the flat angles of inclination of current front or rear window arrangements ensures the necessary radio contact to the satellites.
  • a particular problem is the edge radiation of the cell phone radiators in the form of noise on the reception frequency of the Satellite antenna. It is therefore often necessary to do this Edge emission by a bandstop on the frequency of the Satellite reception, which is in the signal path between the antenna line 5 and cellular radiator is switched to suppress (see Fig. 4a).
  • the Antenna line can be designed as a multiple line.
  • the signal-carrying conductor is extremely narrow must be realized so that a wave resistance of 50 ohms is realized can be.
  • the signal-carrying conductor can be very narrow between the be embedded in both outer ground surfaces. The outer Ground areas are spaced at appropriate intervals using Vias 19 connected to each other. Because of the very narrow signal-carrying conductor 20 can only relatively small high-frequency powers are transmitted, such as as reception powers of a satellite signal given are. In contrast to that, is the cellular antenna High-frequency power to be transmitted for one line this shape too big.
  • the two outer conductor layers are too large to avoid capacities removed in the area of the coplanar line.
  • narrow conductor bridges 22 are such designed that the wave resistance requirement at the concerned Frequency is satisfied. With the help of appropriately attached Vias 19, the ground surfaces 24 on both sides of the multiple line electrically connected become.

Landscapes

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  • Remote Sensing (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Claims (18)

  1. Disposition d'antennes de radio pour les communications radio avec des stations radio terrestres en ondes décimétriques et/ou centimétriques, comprenant un élément d'antenne disposé à l'extérieur du véhicule à moteur à proximité du bord supérieur d'une vitre de fenêtre (1) inclinée dans une carrosserie de véhicule et une platine de base (4) disposée sur le toit du véhicule (10) ou la fenêtre ou empiétant partiellement sur la ligne de séparation entre toit et fenêtre, sur laquelle est fixé et de laquelle dépasse l'élément d'antenne faisant office d'antenne rayonnante (3), ainsi qu'un point de connexion (2) de l'antenne rayonnante, caractérisée en ce que la platine de base est conductrice électrique au moins dans des zones essentielles et agit comme un contrepoids électrique de l'antenne rayonnante (3), en ce que le point de connexion (2) de l'antenne rayonnante est formé entre l'antenne rayonnante (3) et la platine de base (4) et reçoit une ligne d'antenne (5) suffisamment fine, qui passe sur la vitre de fenêtre (1) ou sur le toit du véhicule (10) jusqu 'au bord supérieur de la vitre, y forme un coude et passe sur la face intérieure de la vitre à travers le bourrelet adhésif (6) de la fenêtre vers l'intérieur du véhicule, et en ce qu'outre l'antenne rayonnante (3), une antenne patch (7) avec un point de connexion d'antenne patch (8) pour un autre service radio est fixée sur la platine de base (4), le signal de l'antenne patch étant également amené à partir du point de connexion (8) de l'antenne patch soit par la même ligne, soit par une autre ligne d'antenne (9) suffisamment fine, qui passe sur la vitre de fenêtre (1) ou sur le toit du véhicule (10) jusqu'au bord supérieur de la vitre, y forme un coude et passe sur la face intérieure de la vitre à travers le joint adhésif (6) de la fenêtre vers l'intérieur du véhicule.
  2. Disposition d'antennes de radio selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'antenne rayonnante (3) a sensiblement la forme d'une antenne tige rayonnante orientée verticalement et l'antenne patch (7) est orientée par rapport à l'antenne rayonnante de telle sorte que la ligne de liaison (18) entre l'extrémité inférieure (11) de l'antenne rayonnante et le centre de l'antenne patch (7) coïncide avec la perpendiculaire médiane sur l'un des bords de l'antenne patch.
  3. Disposition d'antennes de radio selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'un filtre passe-bande qui ne laisse passer les signaux que dans la plage de fréquences de réception de l'antenne patch est disposé entre le point de connexion d'antenne patch (8) et l'autre ligne d'antenne (9).
  4. Disposition d'antennes de radio selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'un préamplificateur (13) à faible bruit est monté entre le point de connexion d'antenne patch (8) et l'autre ligne d'antenne (9) et l'alimentation électrique du préamplificateur passe soit par le conducteur intérieur de l'autre ligne d'antenne (9), soit par une ligne supplémentaire posée de la même manière.
  5. Disposition d'antennes de radio selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'il est prévu entre le point de connexion d'antenne patch (8) et l'autre ligne d'antenne (9) une filtre passe-bande qui ne laisse passer les signaux que dans la plage de fréquences de réception de l'antenne patch et qui est disposé sur la platine de base, après lequel est monté un préamplificateur (13) à faible bruit, également disposé sur la platine de base (4), et l'alimentation électrique du préamplificateur passe soit par le conducteur intérieur de l'autre ligne d'antenne (9), soit par une ligne supplémentaire posée de la même manière.
  6. Disposition d'antennes de radio selon les revendications 1 à 5, caractérisée en ce que pour former une antenne groupée en vue de communications radio avec des stations radio terrestres, il est prévu au moins une deuxième antenne rayonnante (14) avec un deuxième point de connexion d'antenne patch (15) et les points de connexion des antennes rayonnantes sont reliés électriquement par un réseau (16) et un point de connexion d'antenne groupée (17) est formé sur la platine de base et se connecte à la ligne d'antennes (5) pour les communications radio avec des stations radio terrestres, et l'antenne patch (7) est disposée dans la zone comprise entre les antennes rayonnantes et la platine de base.
  7. Disposition d'antennes de radio selon les revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'il est prévu des lignes d'antenne séparées pour l'antenne de radio servant aux communications radio avec des stations radio terrestres et pour l'antenne destinée à un autre service radio et, en vue de supprimer les interférences marginales de l'antenne de radio pour les stations radio terrestres vers l'antenne pour un autre service radiocommunication, un filtre à suppression de bande est prévu trajet des signaux entre la ligne d'antenne (5) et l'antenne rayonnante (3) qui agit dans la plage de fréquences de l'autre service radio.
  8. Disposition d'antennes de radio selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'un filtre à suppression de bande est prévu dans le trajet des signaux entre l'autre ligne d'antenne (9) et l'antenne patch (7) pour protéger l'antenne de radio pour la communication avec les stations de radio terrestres des interférences marginales de l'antenne pour un autre service radiocommunication.
  9. Disposition d'antennes de radio selon les revendications 8 et 9, caractérisée en ce que les deux mesures de suppression de bande sont combinées.
  10. Disposition d'antennes de radio selon les revendications 8 et 9, caractérisée en ce que la platine de base est un circuit imprimé, éventuellement en plusieurs couches, et elle est construite aussi bien comme un élément électrique pour la connexion électrique des trajets de signaux que comme un support mécanique pour les composants électriques.
  11. Disposition d'antennes de radio selon les revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la ou les lignes d'antenne sont conçues comme des guide de micro-ondes en ruban parallèles les uns aux autres et réalisés en deux couches avec un conducteur fin par-dessus une surface de masse ou en trois couches avec deux surfaces de masse (24) reliées à des intervalles appropriés par des trous métallisés (19) et un conducteur (20) fin acheminant les signaux et situé entre ces surfaces, et toutes les lignes sont de préférence réunies dans une ligne multiple.
  12. Disposition d'antennes de radio selon les revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'en vue de la transmission de puissances élevées, une ligne d'antenne est conçue comme une ligne coplanaire ayant un conducteur de signaux (21) relativement large et une large surface de masse (23).
  13. Disposition d'antennes de radio selon les revendications 11 et 12, caractérisée en ce que toutes les lignes sont réunies dans une ligne multiple fine construite en trois couches et l'une des lignes d'antenne possède deux surfaces de masse extérieures (24) reliées entre elles par des trous métallisés (19) à des intervalles appropriés et un conducteur (20) très fin afin de respecter l'exigence d'impédance caractéristique, et en ce qu'en vue de la transmission de puissances élevées, l'une des lignes d'antenne est conçue comme une ligne coplanaire ayant un conducteur de signaux (21) relativement large dans la couche centrale de la disposition en trois couches et les deux couches conductrices extérieures sont enlevées au niveau de la ligne coplanaire, mais reliées entre elles par d'étroits ponts conducteurs (22) à des intervalles plus petits que la longueur d'onde, et l'écartement et la largeur des ponts conducteurs (22) sont choisis de telle sorte que l'exigence d'impédance caractéristique soit respectée à la fréquence en question.
  14. Disposition d'antennes de radio selon la revendication 13, caractérisée en ce que toutes les lignes sont réunies dans une ligne multiple fine construite en trois couches et l'une des lignes d'antenne possède deux surfaces de masse extérieures (24) reliées entre elles par des trous métallisés (19) à des intervalles appropriés et un conducteur (20) très fin afin de respecter l'exigence d'impédance caractéristique, et en ce qu'en vue de la transmission de puissances élevées, l'une des lignes d'antenne est disposée sur l'un des bords de la ligne multiple fine et conformée comme une ligne coplanaire ou une ligne coplanaire asymétrique possédant un conducteur de signaux (21) relativement large dans la couche centrale de la disposition en trois couches et les deux couches conductrices extérieures (24) sont enlevées au niveau de la ligne coplanaire.
  15. Disposition d'antennes de radio selon les revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'il est prévu des lignes d'antenne séparées pour l'antenne de radio servant aux communications radio avec des stations radio terrestres et l'antenne destinée à un autre service radiocommunication et, en vue de supprimer les interférences marginales de l'antenne de radio servant aux communications radio avec des stations radio terrestres vers l'antenne servant à un autre service radio, il est prévu sur le trajet des signaux entre la ligne d'antenne (5) et l'antenne rayonnante (3) un filtre à suppression de bande dont l'effet de barrage est réalisé dans la plage de fréquences de l'autre service radiocommunication.
  16. Disposition d'antennes de radio selon les revendications 1 à 15, caractérisée en ce qu'il est prévu entre l'antenne patch (7) et le circuit qui lui fait suite un filtre à suppression de bande réalisant une suppression de bande dans la plage de fréquences de l'antenne de radio servant aux communications radio avec des stations radio terrestres afin d'éviter les effets non linéaires sur le trajet des signaux de l'autre service radio.
  17. Disposition d'antennes de radio selon les revendications 1 à 16, caractérisée en ce que l'antenne rayonnante (3) ou les antenne rayonnantes sont disposés de manière à former une antenne groupée pour les communications radio avec des stations radio terrestres et éventuellement le réseau pour plusieurs services radio (par exemple réseaux D-Netz, E-Netz, AMPS) et la ligne d'antenne (5) émet et reçoit alternativement un signal des services de radio terrestres prévus.
  18. Disposition d'antennes de radio selon les revendications 1 à 17, caractérisée en ce qu'il est prévu une antenne patch supplémentaire pour un service radio supplémentaire sur une fréquence supplémentaire, et le trajet électrique des signaux pour l'autre service radio est conformé de la même manière que selon les revendications 1 à 17 pour l'antenne patch.
EP97117080A 1996-10-16 1997-10-02 Arrangement d'antenne radio et antenne patch sur la glace d'une fenêtre d'automobile Revoked EP0837521B1 (fr)

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