EP1522120B1 - Niedrig bauende dual- oder multibandantenne, insbesondere für kraftfahrzeuge - Google Patents

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EP1522120B1
EP1522120B1 EP03738023A EP03738023A EP1522120B1 EP 1522120 B1 EP1522120 B1 EP 1522120B1 EP 03738023 A EP03738023 A EP 03738023A EP 03738023 A EP03738023 A EP 03738023A EP 1522120 B1 EP1522120 B1 EP 1522120B1
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EP
European Patent Office
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antenna
antenna element
frequency band
flat
transmission
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Frank Mierke
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Kathrein SE
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Kathrein Werke KG
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Publication date
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0471—Non-planar, stepped or wedge-shaped patch

Definitions

  • the invention relates to a low-build dual or Multiband antenna, in particular for motor vehicles after Preamble of claim 1.
  • the communication takes place in the 900 MHz or so-called 1800 MHz band.
  • the transmission takes place in the so-called 1900 MHz range.
  • the next upcoming UMTS networks are in the 2000 and 2100 MHz band range being constructed.
  • a known from the prior art such antenna has one over a metallic base or Base plate to parallel surface spotlight, on its one longitudinal side over a perpendicular to the surface radiating element and to the base plate running short circuit shorted to the metallic base plate is.
  • Length and width and thus the size of the surface radiating element is for example the lowest transmitting frequency, for example to the 900 MHz band customized.
  • the feed takes place via a preferably vertical to the surface radiating elements extending feed line, that from a feed-in point, for example one Adjustment network, in the area of the base plate, opposite the feed point is isolated, substantially perpendicular running up to the bottom of the uppermost lying surface radiating element is guided. Is to a corresponding passage opening in the underneath surface radiating element provided to the Infeed line up to the uppermost surface radiating element respectively.
  • a prior art single band antenna for broadcasting and / or the reception of electromagnetic signals, in particular Ultrahochfrequenzen, is known from DE 195 12 003 A1 become known.
  • This is a low-build antenna also described on a metallic Base or base plate arranged or positionable is, which comprises a surface radiator, wherein the Surface radiator has a short circuit on one side, namely the way that the surface spotlight over the short circuit with the metallic base or base plate connected is.
  • the antenna is as one piece Punch bending metal part formed.
  • the surface radiator has adjacent to its radiator surface also still radiator blades on, with the associated radiator surface electrically are connected.
  • a dual-band antenna described the two area radiators includes, each U-shaped under training of are designed laterally lying wings.
  • the surface radiator for operation in a higher frequency band lies within the area radiator for the lower Frequency band.
  • microstrip antenna in the form of a Inverted F antenna in principle also from EP 0 537 548 A1 as known.
  • Object of the present invention is, starting from the above-mentioned two Vorveröttingungen, a Dual or multi-band antenna to create the comparatively is simple.
  • the low-build dual or multi-band antenna according to the invention is characterized by the fact that its essential Parts of a complete one-piece punching-bending part are formed. Even the short circuit is between the at least two surface radiators, which are for two different Frequency bands are provided as one piece Part of the entire antenna is formed. Finally, even from under to the bottom of the uppermost and / or the highest transmitting frequency band provided area radiator extending feed line also as punching-bending part formed, which is integral with the remaining parts the antenna thus formed is connected.
  • the entire structure can be cascaded multiple times, so that not only two, but at least three different dimensioned one above the other substantially parallel surface radiating elements are formed so that the compact antenna, for example also as a multi-band antenna in three band ranges can radiate and receive.
  • the dual or multi-band antenna can surface radiating elements that are not necessarily different in each case Altitude to each other, but in a common High altitude lie, in which case the short circuit between two surface radiating elements then also is arranged running on the same contour line.
  • the surface radiating elements can be substantially in Top view with parallel and vertical cut and Be provided bending edges. But it is also possible that each outwardly facing punching edges of the higher lying surface elements for transmission in the higher Frequency band e.g. from their short-circuit connections too slightly diverging outwards at its free end are formed inwardly converging extending or obliquely extending end edge areas, in particular in their have free end. Likewise, the punched edges of the deeper lying surface elements formed obliquely be, with the punched edges both outside and inside not necessarily parallel.
  • radiator blades by one more bend to be extended down.
  • short circuit connections do not have to be for the formed entire width of the respective surface element be. You can face the adjacent transverse extension formed shorter of the respective surface element be.
  • a low-build compact dual band antenna according to the invention shown, consisting of two area radiator elements or area radiators 3a and 3b which are parallel are arranged to each other.
  • Antenna element with a larger metallic Surface or base plate 7, i. connected or a corresponding antenna is used, for example on the motor vehicle at the appropriate place on the Body panel of the vehicle attached, which then serves as a metallic counter surface or base.
  • the lower surface element or the lower surface radiator 3a is for transmission in a lower or lower Frequency band, for example tuned in the 900 MHz band.
  • the built-up smaller dimensioned Area radiator 3b is for example for transmission in 1800 MHz band range tuned.
  • the upper surface radiator 3b is at its in FIG. 1 left narrower boundary side or edge 9b over a short circuit 11b with the one underneath larger sized surface radiator 3a connected, wherein the short circuit 11b in the embodiment shown a Width has the width of the upper surface radiator 3b corresponds.
  • the lower surface radiator 3a is located on its left narrower boundary side 9a also with a vertical short-circuit surface 11a equipped over what usually an electrical connection to the mentioned electrical base or base plate 7 made is.
  • top and bottom panel radiators each equipped so that a part of each Area radiating element of a closed metal surface portion 103a or 103b exists, to which then each on the opposite side to short circuit 11a and 11b two in the transverse direction of the antenna radiator element offset antenna wings 203a and 203b in the following, partly as emitter blades 203a and 203b, respectively.
  • FIG. 5 shows a metallic starting sheet. in which the corresponding punching lines 19 dot-dashed lines and the bending edge 20 are shown dotted.
  • Area radiating element 3b for each higher frequency band range in a higher parallel position to the underneath lying surface radiating element 3a are brought as can be seen from Figures 2 and 3.
  • the bending process thereby becomes the short circuits 11a and 11b placed perpendicular to the plane of the surface radiating elements.
  • a feed line 25 is also necessary the preferred perpendicular to the plane of the surface radiating elements is provided and from below to the bottom of the overhead panel radiator element 3b is guided.
  • this is Feed line 25 also produced as a stamped and bent part, why the top surface radiator 3b a slot-shaped Recess 27 has, under remindbemik a left at the end of the slot-shaped recess 27 formed bending edge 29, creating a narrow strip of metal forming the aforementioned feed line 25 can be bent down vertically.
  • the leading ends of the radiator or Antenna wings 203a and 203b at their free end not with perpendicular to the longitudinal extension of the antenna wings running graduating or cutting edges 35 provided but with each other obliquely from outside to inside extending, ie converging closing or cutting edges 35th
  • this is likewise Feed line piece produced as a punched or bent part from top to bottom as increasingly narrower becoming metal strip, so as a metal strip with running towards each other, converging laterally opposite one another Punching edges 39 formed.
  • a short circuit 11a trapezoidal from bottom to top designed, at least with respect to the surface radiating element for the lower frequency band range.
  • the embodiment according to FIG. 11 shows that the antenna surfaces and also the antenna or Emitter blades for the different frequency ranges can also be arranged in a common height level, So are arranged U-shaped or forked, so that also in this embodiment, the short circuit 11b, which connects the two area radiating elements 11b and 11a, to lie in a common height arrangement.
  • a multiband antenna can also be constructed, if the corresponding cascading explained in the drawings two surface radiating elements, for example by a third panel radiator element is added, the smaller is dimensioned and on the second surface radiating element built up in a corresponding repetitive manner. Also in this case, the so-formed overall antenna be made as a single punching and bending part, so have a one-piece construction.
  • radiator vanes 203a of the bottom surface radiator with downwardly extended antenna wing sections Provided 203a ', which realize the advantage leaves the radiator vanes 203a in total opposite other embodiments can be shortened and are mechanically stable at the same time.
  • Such antenna wing sections also on a radiator wing 203b on a Area radiator 3b for transmission in a higher frequency band be provided alternatively or additionally.
  • FIG. 14 and 15 is a corresponding type of antenna shown, which is suitable in three offset from one another to radiate lying bands.
  • the corresponding Structure of the surface radiator 3b is in this embodiment compared to the previous embodiments quasi cascading around a higher one Smaller dimensioned surface radiator 3c extended been, the again corresponding radiator wings 303a.
  • the connection with the one below Emitter 3b also takes place via a corresponding Short circuit 11c.
  • the feed takes place via a Feeding line 25, which up to the top surface radiator 3c leads.
  • the illustrated antennas are so-called PIF antennas, ie so-called "planar inverted F antennas". It is known that in such antennas by the design and by the location of the feed point and the shorts the characteristics of each Antenna can be influenced. Therefore, be through the execution and by the location of the feed point as well the shorts the characteristics of the antennas to the Influences of the respective vehicle body and the respective Installation location individually adapted. It lies in usually the short circuits, for example the short keys 11a and 11b respectively at the narrow side of the antenna arrangement, the preferred in principle longitudinally symmetrical is formed (that is symmetrical to a vertical Central longitudinal plane). The feed point of the antenna is preferred on this longitudinal symmetry line or longitudinal plane of symmetry the antenna provided. Also by the location and Distance of the feeding point related to the short circuit can be the antenna impedance, in the case of car radio antennas usually 50 ohms, adjust.

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Description

Die Erfindung betrifft eine niedrig bauende Dual-oder Multibandantenne, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Insbesondere in deutschen und europäischen Mobilfunknetzen erfolgt die Kommunikation im 900 MHz oder im sogenannten 1800 MHz Band. Insbesondere in den USA erfolgt die Übertragung im sogenannten 1900 MHz Bereich. Die als nächstes anstehenden UMTS-Netze werden im 2000 bzw. 2100 MHz Bandbereich aufgebaut werden.
Insbesondere im Kraftfahrzeugbereich werden niedrig bauende Antennen gewünscht, die möglichst gute elektrische Eigenschaften, d.h. insbesondere eine hohe Bandbreite, gute Rundstrahlcharakteristik sowie eine kompakte Bauform aufweisen sollen.
Von daher sind bereits Dualbandflächenantennen vorgeschlagen worden, die unter anderem auch als "stacked dual-frequency-microstripe"-PIF-Antennen bezeichnet werden.
Eine aus dem Stand der Technik bekannte derartige Antenne weist einen über einer metallischen Grundfläche oder Grundplatte dazu parallelen Flächenstrahler auf, der an seiner einen Längsseite über ein senkrecht zum Flächenstrahlerelement sowie zur Grundplatte verlaufenden Kurzschluss mit der metallischen Grundplatte kurzgeschlossen ist. Länge und Breite und damit die Größe des Flächenstrahlerelementes ist beispielsweise an die niedrigst zu übertragende Frequenz, beispielsweise an das 900 MHz Band angepasst.
Darauf aufbauend ist ein vom Prinzip her vergleichbarer Flächenstrahler aufgebaut, der für die Übertragung eines höheren Frequenzbandbereiches vorgesehen ist und entsprechend kleiner dimensioniert ist. Er sitzt mit insgesamt geringerer Längs- und Quererstreckung mit einem weiteren Flächenstrahlerelement in Draufsicht eher mittig auf dem darunter befindlichen größer dimensionierten Flächenstrahlerelement, und zwar ebenfalls in Parallellage dazu. An seiner einen Längsseite, bevorzugt an der gleichen Längsseite wie das Flächenstrahlerelement für den niedrigsten Frequenzbandbereich ist es über einen Kurzschluss mit dem darunter befindlichen Flächenstrahlerelement verbunden. Das Kurzschlusselement ist bevorzugt ebenfalls wieder senkrecht zu den beiden Flächenstrahlerelementen ausgerichtet.
Die Einspeisung erfolgt über eine vorzugsweise senkrecht zu den Flächenstrahlerelementen verlaufende Einspeiseleitung, die von einer Einspeisestelle, beispielsweise einem Anpassungsnetzwerk, im Bereich der Grundplatte, gegenüber der der Einspeisepunkt isoliert ist, im Wesentlichen senkrecht nach oben verlaufend bis zur Unterseite des zuoberst liegenden Flächenstrahlerelementes geführt ist. Dazu ist eine entsprechende Durchtrittsöffnung in dem darunter befindlichen Flächenstrahlerelement vorgesehen, um die Einspeiseleitung bis zum zuoberst liegenden Flächenstrahlerelement zu führen.
Eine vorbekannte Ein-Band-Antenne für die Ausstrahlung und/oder den Empfang elektromagnetischer Signale, insbesondere Ultrahochfrequenzen, ist aus der DE 195 12 003 A1 bekannt geworden. Darin wird eine niedrig bauende Antenne beschrieben, die ebenfalls auf einer metallischen Grundfläche oder Grundplatte angeordnet oder positionierbar ist, die einen Flächenstrahler umfasst, wobei der Flächenstrahler an einer Seite einen Kurzschluss aufweist, und zwar der Art, dass der Flächenstrahler über den Kurzschluss mit der metallischen Grundfläche oder Grundplatte verbunden ist. Die Antenne ist dabei als einteiliges Stanz-Biege-Metallteil gebildet. Der Flächenstrahler weist benachbart zu seiner Strahlerfläche ferner noch Strahlerflügel auf, die mit der zugehörigen Strahlerfläche elektrisch verbunden sind.
Aus der US 5,977,916 A ist in einem Ausführungsbeispiel eine Dual-Band-Antenne beschrieben, die zwei Flächenstrahler umfasst, die jeweils U-förmig unter Ausbildung von seitlich liegenden Flügeln gestaltet sind. Der Flächenstrahler für den Betrieb in einem höheren Frequenzband liegt dabei innerhalb des Flächenstrahlers für das niedrigere Frequenzband.
Aus der Vorveröffentlichung Richard C. Johnson: "Antenna Engineering Handbook" 1993, MCGRAWHILL, New York, USA, XP002256266 sind allgemeine Ausführungen für eine Dualfrequenz-Antenne als bekannt zu entnehmen, die zwei auf unterschiedlichem Höhenniveau übereinander angeordnete Strahlerflächen umfasst.
Schließlich ist eine Microstrip-Antenne in Form einer Inverted-F-Antenne grundsätzlich auch aus der EP 0 537 548 A1 als bekannt zu entnehmen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von den eingangs genannten beiden Vorveröffentlichungen, eine Dual- oder Multibandantenne zu schaffen, die vergleichsweise einfach aufgebaut ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße niedrig bauende Dual- oder Multibandantenne zeichnet sich dadurch aus, dass ihre wesentlichen Teile aus einem kompletten einteiligen Stanz-Biege-Teil gebildet sind. Dabei ist selbst der Kurzschluss zwischen den zumindest beiden Flächenstrahler, die für zwei verschiedene Frequenzbandbereiche vorgesehen sind, als einteiliger Bestandteil der gesamten Antenne ausgebildet. Schließlich ist sogar die von unter her auf die Unterseite des zuoberst angeordneten und/oder des für das höchste zu übertragende Frequenzband vorgesehenen Flächenstrahlers verlaufende Speiseleitung ebenfalls als Stanz-Biege-Teil ausgebildet, welches einteilig mit den verbleibenden Teilen der so gebildeten Antenne verbunden ist.
Der gesamte Aufbau kann mehrfach kaskadiert werden, so dass nicht nur zwei, sondern zumindest auch drei unterschiedlich dimensionierte jeweils übereinander angeordnete im Wesentlichen parallel verlaufende Flächenstrahlerelemente ausgebildet sind, damit die kompakte Antenne beispielsweise auch als Multibandantenne in drei Bandbereichen strahlen und empfangen kann.
Die Dual- oder Multibandantenne kann Flächenstrahlerelemente aufweisen, die nicht zwingend jeweils in unterschiedlicher Höhenlage zueinander, sondern in einer gemeinsamen Höhenlage liegen, wobei in diesem Fall der Kurzschluss zwischen zwei Flächenstrahlerelementen dann ebenfalls auf gleicher Höhenlinie verlaufend angeordnet ist.
Die Flächenstrahlerelemente können im Wesentlichen in Draufsicht mit parallelen und senkrechten Schnitt- und Biegekanten versehen sein. Möglich ist aber genauso, dass die jeweils nach außen weisenden Stanzkanten der höher liegenden Flächenelemente für die Übertragung im höheren Frequenzband z.B. von ihren Kurzschlussanbindungen zu ihrem freien Ende hin leicht nach außen divergierend oder nach innen konvergierend verlaufend ausgebildet sind oder schräg verlaufende Endkantenbereiche insbesondere in ihrem freien Ende aufweisen. Ebenso können die Stanzkanten der tiefer liegenden Flächenelemente schräg verlaufend ausgebildet sein, wobei die Stanzkanten außen- wie innenliegend nicht zwingend parallel verlaufen müssen.
In einer nochmals bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass die Strahlerflügel durch eine weitere Biegung nach unten verlängert werden.
Auch die Kurzschlussverbindungen müssen nicht für die gesamte Breite des jeweiligen Flächenelementes ausgebildet sein. Sie können gegenüber der angrenzenden Quererstreckung des jeweiligen Flächenelementes kürzer ausgebildet sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen:
Figur 1 :
eine erste perspektivische Ansicht einer ersten Dualbandantenne;
Figur 2 :
eine andere perspektivische Darstellung der in Figur 1 wiedergegebenen Dualbandantenne;
Figur 3 :
eine entsprechende Seitenansicht der in Figur 1 und 2 wiedergegebenen Flächenantenne;
Figur 4 :
eine entsprechende Draufsicht auf die Flächenantenne gemäß den Figuren 1 bis 3;
Figur 5 :
eine Draufsicht auf eine metallische Ausgangsplatte (Blech), auf der die Stanz-und Biegelinien zur Herstellung einer Antenne gemäß Figuren 1 bis 4 eingezeichnet sind;
Figur 6 :
ein zu Figur 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer entsprechenden Flächenantenne;
Figur 7 :
eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6;
Figur 8 :
ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Flächenantenne in perspektivischer Darstellung;
Figur 9 :
eine Draufsicht auf die Abbildung gemäß Figur 8;
Figur 10 :
ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung;
Figur 11 :
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Dualbandantenne mit Antennenflächen auf gleicher Höhe;
Figur 12:
ein weiteres Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung mit nach unten verlängerten Antennenflügeln;
Figur 13:
eine rückwärtige Seitenansicht auf die Abbildung gemäß Figur 12;
Figur 14:
ein weiteres Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung bzgl. einer Dreibandantenne; und
Figur 15:
eine Seitenansicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 14.
In den Figuren 1 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen niedrig bauenden kompakten Dualbandantenne gezeigt, die aus zwei Flächenstrahlerelementen oder Flächenstrahlern 3a und 3b besteht, die parallel zueinander angeordnet sind. Üblicherweise ist ein derartiges Antennenelement mit einer größeren metallischen Fläche oder Grundplatte 7 versehen, d.h. verbunden oder eine entsprechende Antenne wird beispielsweise bei Verwendung am Kraftfahrzeug an entsprechender Stelle auf dem Karosserieblech des Fahrzeuges angebracht, welches dann als metallische Gegenfläche oder Grundfläche dient.
Das untere Flächenelement bzw. der untere Flächenstrahler 3a ist zur Übertragung in einem niedrigeren oder niedrigen Frequenzband, beispielsweise im 900 MHz Bandbereich abgestimmt. Der darüber aufgebaute kleiner dimensionierte Flächenstrahler 3b ist beispielsweise zur Übertragung im 1800 MHz Bandbereich abgestimmt.
Der obere Flächenstrahler 3b ist an seiner in Figur 1 links liegenden schmäleren Begrenzungsseite oder -kante 9b über einen Kurzschluss 11b mit dem darunter befindlichen größer dimensionierten Flächenstrahler 3a verbunden, wobei der Kurzschluss 11b im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Breite aufweist, die der Breite des oberen Flächenstrahlers 3b entspricht.
Der untere Flächenstrahler 3a ist an seiner links liegenden schmäleren Begrenzungsseite 9a ebenfalls mit einer vertikalen Kurzschlussfläche 11a ausgestattet, worüber üblicherweise eine elektrische Verbindung zu der erwähnten elektrischen Grundfläche oder Grundplatte 7 hergestellt ist.
Schließlich ist der obere und der untere Flächenstrahler jeweils so ausgestattet, dass ein Teil des jeweiligen Flächenstrahlerelementes aus einem geschlossenen Metallflächenabschnitt 103a oder 103b besteht, an den sich dann jeweils an der gegenüberliegenden Seite zum Kurzschluss 11a bzw. 11b zwei in Querrichtung des Antennenstrahlerelementes versetzt liegende Antennenflügel 203a bzw. 203b anschließen, die nachfolgend teilweise auch als Strahlerflügel 203a bzw. 203b bezeichnet werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die gesamte in Figur 1 gezeigte Antenne aus einem einzigen Stanz-Biege-Teil hergestellt, jedoch unter Ausnahme der Grundplatte 7. In Figur 5 ist dabei eine metallisches Ausgangsblech gezeigt, in welchem die entsprechenden Stanz-Linien 19 strichpunktiert und die Biegekante 20 punktiert eingezeichnet sind. Durch den Stanz-Schneidvorgang und die nachfolgende Biegung längs der Biegekante 21'a und 21'b kann dann das Flächenstrahlerelement 3b für den jeweils höheren Frequenzbandbereich in eine höhere Parallellage zu dem darunter liegenden Flächenstrahlerelement 3a gebracht werden, wie dies aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen ist. Durch den Biegevorgang werden dabei die Kurzschlüsse 11a und 11b senkrecht zur Ebene der Flächenstrahlerelemente aufgestellt.
Bei der Draufsicht auf das Ausgangs-Blechteil gemäß Figur 5 ist dabei zu ersehen, dass bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich der mit x gekennzeichnete Materialbereich im Rahmen des Stanzvorganges ausgeschnitten und entfernt werden muss. Die verbleibenden Teile werden nur gestanzt bzw. an den entsprechenden Linien gekantet und gebogen, um dann die in Figur 1 bis 4 dargestellte Dual-Band-Antenne zu erstellen.
Schließlich ist auch noch eine Einspeiseleitung 25 notwendig, die bevorzugt senkrecht zur Ebene der Flächenstrahlerelemente vorgesehen ist und von unten her bis zur Unterseite des oben liegenden Flächenstrahlerelementes 3b geführt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Speiseleitung 25 ebenfalls als Stanz-Biege-Teil hergestellt, wozu der oberste Flächenstrahler 3b eine schlitzförmige Ausnehmung 27 aufweist, und zwar unter Zurückbelassung einer links am Ende der schlitzförmigen Ausnehmung 27 gebildeten Biegekante 29, wodurch ein schmaler Metallstreifen unter Bildung der erwähnten Speiseleitung 25 senkrecht nach unten herabgebogen werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 4 ist also das plattenförmige Ausgangsmaterial fast vollflächig ausgenutzt, da das zwischen den außenliegenden Seitenkanten 31 des oberen Flächenstrahlerelementes 3b und den innenliegenden Seitenkanten 33 des darunter befindlichen Flächenstrahlerelementes nur durch eine Stanz- oder Schneidlinie 19 gebildet ist, ohne dass das Material ausgestanzt werden muss. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 6 und 7 ist demgegenüber ein jeweiliger Kurzschluss 11a bzw. 11b in Querrichtung der Flächenstrahlerelemente schmäler gestaltet, weshalb bei Durchführung des Stanz- und Biegevorganges entsprechende Materialflächen von einer Ausgangs-Metallplatte ausgestanzt werden müssen.
Darüber hinaus sind die vorlaufenden Enden der Strahler-oder Antennenflügel 203a und 203b an ihrem freien Ende nicht mit senkrecht zur Längserstreckung der Antennenflügel verlaufenden Abschluss- oder Schneidkanten 35 versehen, sondern mit schräg von außen nach innen aufeinanderzu verlaufenden, also konvergierenden Abschluss- bzw. Schneidkanten 35.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 8 und 9 sind die außen liegenden Schneidkanten 31 des jeweils höheren Flächenstrahlers von der Kurzschlussseite zum freien Ende hin konvergierend gestaltet, und dabei parallel zu den entsprechend konvergierenden innenliegenden Schneidkanten 33 des tiefer liegenden Flächenstrahlerelementes 3a. Dadurch ergeben sich zumindest für das höherliegende Flächenstrahlerelement 3b spitz zulaufende Antennenflügel 203b. Die Antennenflügel 203a des tiefer liegenden Flächenstrahlerelementes weisen zu ihrem freien Ende hin zunehmend größere Breite und Erstreckung auf. Die außenliegende Abschluss- oder Schneidkante kann ebenfalls wieder konvergierend ausgestaltet sein, wobei die Antennenflügel 203a des tieferliegenden Flächenstrahlerelementes mit ihren vorlaufenden Endspitzen sich dann gegenseitig berühren oder fast berühren können.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 ist das ebenfalls als Stanz- oder Biegeteil hergestellte Speiseleitungsstück von oben nach unten als zunehmend schmäler werdender Metallstreifen, also als Metallstreifen mit aufeinanderzu verlaufenden, konvergierenden seitlich gegenüberliegenden Stanzkanten 39 ausgebildet. Umgekehrt ist der Kurzschluss 11a von unten nach oben verlaufend trapezförmig gestaltet, zumindest bezüglich des Flächenstrahlerelementes für den niedrigeren Frequenzbandbereich. Schließlich zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 11, dass die Antennenflächen und auch die Antennen- oder Strahlerflügel für die unterschiedlichen Frequenzbereiche auch in einer gemeinsamen Höhenebene angeordnet sein können, also U- oder gabelförmig angeordnet sind, so dass auch in diesem Ausführungsbeispiel der Kurzschluss 11b, der die beiden Flächenstrahlerelemente 11b und 11a verbindet, in gemeinsamer Höhenanordnung zu liegen kommt.
Entsprechend dem erläuterten Ausführungsbeispiel kann auch eine Multibandantenne aufgebaut sein, wenn nämlich die entsprechende Kaskadierung der in den Zeichnungen erläuterten beiden Flächenstrahlerelemente beispielsweise durch ein drittes Flächenstrahlerelement ergänzt wird, das kleiner dimensioniert ist und auf dem zweiten Flächenstrahlerelement in entsprechender wiederholender Weise aufbaut. Auch in diesem Fall kann die so gebildete Gesamtantenne als einziges Stanz- und Biege-Teil hergestellt sein, also eine einstückige Bauweise aufweisen.
Nachfolgend wird auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 und 13 Bezug genommen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Strahlerflügel 203a des untersten Flächenstrahlers mit nach unten verlängerten Antennenflügelabschnitten 203a' versehen, wodurch sich der Vorteil realisieren lässt, dass die Strahlerflügel 203a insgesamt gegenüber anderen Ausführungsbeispielen verkürzt werden können und zugleich mechanisch stabiler sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind dabei die entsprechenden Antennenflügelabschnitte 203a' an der Außenkante der Antennenflügel mit senkrecht nach unten abstehenden gekanteten Metallabschnitten gebildet.
Bei entsprechender Vorgebung können derartige Antennenflügelabschnitte auch an einem Strahlerflügel 203b an einem Flächenstrahler 3b zur Übertragung in einem höheren Frequenzband alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein.
Anhand der Figuren 14 und 15 ist ein entsprechender Antennentyp gezeigt, der geeignet ist, in drei versetzt zueinander liegenden Bändern zu strahlen. Der entsprechende Aufbau des Flächenstrahlers 3b ist in diesem Ausführungsbeispiel gegenüber den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen quasi nochmals kaskadiert um einen darüber befindlichen kleiner dimensionieren Flächenstrahler 3c erweitert worden, der ebenfalls wieder entsprechende Strahlerflügel 303a aufweist. Die Verbindung mit dem darunter befindlichen Strahler 3b erfolgt ebenfalls über einen entsprechenden Kurzschluss 11c. Die Einspeisung erfolgt über eine Speiseleitung 25, die bis zum obersten Flächenstrahler 3c führt.
Bei den erläuterten Antennen handelt es sich um sogenannte PIF-Antennen, also um sogenannte "planar inverted F-Antennen". Dabei ist es bekannt, dass bei derartigen Antennen durch die Ausführung und durch die Lage des Speisepunktes und der Kurzschlüsse die Eigenschaften der jeweiligen Antenne beeinflusst werden können. Von daher werden durch die Ausführung und durch die Lage des Speisepunktes sowie der Kurzschlüsse die Eigenschaften der Antennen an die Einflüsse der jeweiligen Fahrzeug-Karosserie und dem jeweiligen Einbauort individuell angepasst. Dabei liegen in der Regel die Kurzschlüsse, beispielsweise die Kurzschlüssel 11a und 11b jeweils an der Schmalseite der Antennenanordnung, die bevorzugt grundsätzlich längssymmetrisch ausgebildet ist (also symmetrisch zu einer vertikalen Mittellängsebene). Der Speisepunkt der Antenne ist bevorzugt auf dieser Längssymmetrielinie oder Längssymmetrieebene der Antenne vorgesehen. Auch durch die Lage und Entfernung des Speisepunktes bezogen auf den Kurzschluss lässt sich die Antennenimpedanz, die bei Autofunkantennen üblicherweise 50 Ohm betragen soll, anpassen.

Claims (12)

  1. Niedrig bauende Dual- oder Multibandantenne, mit folgenden Merkmalen
    a) die Dual- oder Multibandantenne ist auf einer metallischen Grundfläche oder Grundplatte (7) angeordnet oder positionierbar,
    b) die Dual- oder Multibandantenne umfasst zumindest zwei Flächenstrahler (3a, 3b) zum Betrieb in zwei versetzt zueinander liegenden Frequenzbändern,
    c) die beiden Flächenstrahler (3a, 3b) sind parallel oder zumindest näherungsweise parallel zueinander ausgerichtet,
    d) die Größe der zumindest beiden Flächenstrahler (3a, 3b) nimmt von dem Flächenstrahler (3a) zum Betrieb in einem niedrigeren Frequenzband zum Flächenstrahler (3b) zum Betrieb in einem demgegenüber höheren Frequenzband ab,
    e) der Flächenstrahler (3b) zur Übertragung in einem höheren Frequenzband ist zu den Flächenstrahlern (3a) zur Übertragung in einem dazu niedrigeren Frequenzband in einer gleichen Ebene liegend oder mit Querversatz dazu in einer parallel oder zumindest näherungsweise parallel dazu verlaufenden Ebene angeordnet,
    f) der Flächenstrahler (3b) zur Übertragung in einem höheren Frequenzband ist jeweils mit dem Flächenstrahler (3a) verbunden, welcher für die Übertragung in einem dazu niedrigeren Frequenzband vorgesehen ist,
    g) die Flächenstrahler (3a, 3b) weisen an einer Seite (9a, 9b) einen Kurzschluss (11a, 11b) auf, derart, dass ein Flächenstrahler (3b) für die Übertragung in einem höheren Frequenzband über den Kurzschluss (11b) mit dem Flächenstrahler (3a) zur Übertragung in einem dazu niedrigeren Frequenzband verbunden ist und das Flächenstrahlerelement (3a) zur Übertragung in dem niedrigsten Frequenzband über einen Kurzschluss (11a) mit der metallischen Grundfläche oder Grundplatte (7) verbunden oder verbindbar ist,
    gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale
    h) die Dual- oder Multibandantenne ist als einteiliges Stanz-Biege-Metallteil gebildet,
    i) die Antenne umfasst dazu als einstückiges Bauteil zumindest zwei Flächenstrahler (3a, 3b) und den die Flächenstrahler (3a, 3b) verbindenden Kurzschluss (11b),
    j) zumindest der Flächenstrahler (3a) für die Übertragung in einem niedrigsten Frequenzband und/oder für die Übertragung in einem gegenüber einem höheren Frequenzband niedrigeren Frequenzband weist bzw. weisen benachbart zu ihrer Strahlerfläche (103a, 103b) Strahlerflügel (203a, 203b) auf, die mit den zugehörigen Strahlerflächen (103a, 103b) elektrisch verbunden sind, wobei in Draufsicht auf die Antenne zwischen diesen Strahlerflügeln (203a, 203b) der jeweilige Flächenstrahler (3b, 3c) für die Übertragung in einem dazu höheren Frequenzband zu liegen kommt, und
    k) eine von unten her auf die Unterseite des zuoberst angeordneten und/oder des für das höchste zu übertragende Frequenzband vorgesehenen Flächenstrahlers (3b) verlaufende Speiseleitung (25) ist ebenfalls als Stanz-Biege-Teil ausgebildet, welches einteilig mit den verbleibenden Teilen der so gebildeten Antenne verbunden ist.
  2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Antenne mit zumindest zwei, mit Höhenversatz zueinander angeordneten Flächenstrahlern (3a, 3b) der diese Flächenstrahler (3a, 3b) verbindende elektrische Kurzschluss (11b) über zwei gegensinnige Biegekanten (21'a, 21'b) mit den beiden Flächenstrahlern (3a, 3b) verbunden ist.
  3. Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zuunterst angeordnete Flächenstrahler (3a) mit einem einen Teil der Antenne bildenden Kurzschluss (11a) versehen ist, welcher mit den Strahlerflächen (103a) des Flächenstrahlers (103a) über eine Biegelinie (21b) verbunden ist.
  4. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zuoberst angeordneten Flächenstrahler (3b) eine schlitzförmige Ausnehmung (27) eingearbeitet ist, und zwar unter Bildung einer Speiseleitung 25, die über eine Biegelinie im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Flächenstrahler (3b) nach unten herausgebogen ist.
  5. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlusskanten (35) der Strahlerflügel (203a, 203b) senkrecht zu den Längskanten des Strahlerflügels (203a, 203b) verlaufen.
  6. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlusskanten (35) der Strahlerflügel (203a, 203b) von den Außenkanten zur Mitte hin konvergierend oder nach außen divergierend ausgerichtet sind.
  7. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die nach außen weisenden Seitenkanten (31) der Strahlerflügel (203b) der Antennenstrahler (3b) für höhere Frequenzen von ihrer mit einem Kurzschluss (11b) versehenen Seite zu ihrem freien Ende hin konvergierend oder nach außen divergierend verlaufen.
  8. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die nach innen weisenden Stanzkanten (33) der Strahlerflügel (203a) der für die niedrigeren Übertragungsbereiche vorgesehenen Antennenstrahler (3a) von ihrer Kurzschlussseite zu ihrem freien Ende hin konvergierend oder nach außen divergierend verlaufen.
  9. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlüsse (11a, 11b) Rechteckform aufweisen und sich vorzugsweise über die gesamte Breite des zugehörigen Antennenstrahler (3a, 3b) erstrecken.
  10. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlüsse (11a, 11b) gegenüber der Breite der Antennenstrahler (3a, 3b) kürzer sind.
  11. Antenne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlüsse (11a, 11b) Dreiecks- oder Trapezform aufweisen.
  12. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlerflügel (203a, 203b) an ihrer nach außen weisenden Begrenzungskante mit nach unten weisender Ausrichtung mit Strahlerflügelabschnitten (203a', 203b') versehen sind.
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