EP1647069B1 - Fahrzeugantenne - Google Patents

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EP1647069B1
EP1647069B1 EP04730966A EP04730966A EP1647069B1 EP 1647069 B1 EP1647069 B1 EP 1647069B1 EP 04730966 A EP04730966 A EP 04730966A EP 04730966 A EP04730966 A EP 04730966A EP 1647069 B1 EP1647069 B1 EP 1647069B1
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EP
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recesses
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antenna
antenna structure
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Jürgen HEUSER
Dieter Schenkyr
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Hirschmann Electronics GmbH and Co KG
Hirschmann Electronics GmbH
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Hirschmann Electronics GmbH and Co KG
Hirschmann Electronics GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a vehicle antenna according to the preamble of claim 1.
  • a visual protection surface which consists of a disk attached to the edge of the black and a grayscale adjacent thereto Graypack, which as a grid-like perforated blackened area from the black pressure towards the disk center increasingly larger recesses and thus has an optical soft transition forms.
  • the object of the invention is therefore to develop a vehicle antenna of the type mentioned in such a way that the antenna structure is completely covered by the visual protection surface and thus invisible and at the same time good electrical adaptation values of the antenna are achieved in the simplest and most cost-effective manner.
  • the antenna structure as in the known arrangement on the black print also, completely invisible, the disturbing influence of the metal body on the antenna adaptation, however, significantly improved due to the allowed by the arrangement of the antenna structure in the gray pressure greater distance from the body.
  • the maximum distance is limited by the required surface area of the conductors of the antenna structure on the one hand and the intermediate surfaces becoming smaller towards the center of the disk on the other hand.
  • the invention can also be used if the visual protection surface only consists of a gray print, provided that it is large enough to allow sufficient spacing of the antenna structure from the body in terms of the desired electrical adjustment of the vehicle antenna.
  • the antenna structure does not have to be black; Rather, it is invisible from the outside regardless of the color of the antenna structure applied to the screening surface. As a result, an optimal material selection for the antenna structure in terms of their electrical and mechanical properties and costs is possible.
  • An equally rational and permanently lagestabile and -exact attachment of the antenna structure on the visual protection surface according to claim 3 is to print them (about by screen printing).
  • the intermediate surfaces available in the region of the gray print for covering the antenna structure are optimally utilized with the advantage of a large antenna surface and the lowest possible contact resistance of the intermediate surfaces in their narrow regions and thus overall low losses.
  • this relatively small manufacturing tolerances in the successive manufacturing steps of applying the visual protection surface to the disc and the antenna structure to be observed on the visual protection surface so that the antenna structure is really completely covered by the intermediate surfaces optically.
  • the recesses of the gray print can in principle have any desired different shapes. In view of the least possible disturbing optical conspicuousness, however, it is expedient according to claim 6 to provide only one form for all recesses of a gray print.
  • the structures specified in claims 9 and 10 are much better suited for the invisible arrangement even in areas of gray print which are far away from the body.
  • they have the advantage of additional inductance, which can be used, for example, to improve the decoupling of other independent window antennas (e.g., heating conductor antennas in vehicle rear windows).
  • the meandering or sawtooth-shaped formation causes an electrical extension of the antenna, which thus requires a shorter length for the same frequency range.
  • the vehicle antenna consists of an antenna structure formed by an approximately meander-shaped conductor 2 and a supply conductor 3, which is connected to a receiver connecting cable 4.
  • the antenna structure is applied by screen printing on the interior of the vehicle 5 with metal body 6 facing surface of a non-conductive screen surface 7, which is printed on the inside of the edge region of the rear window 8 of the vehicle 5.
  • the screening surface 7 consists of a black print 9 running along the edge of the pane and a gray print 10 adjoining it towards the center of the pane.
  • the black print 9 consists of a completely blackened surface, while the gray print 10 is formed as a blackened region interrupted by square recesses 11 with rounded corners is, wherein the row-shaped recesses 11 are larger towards the center of the disk, resulting in a visually soft transition from the black pressure 9 to the rear window 8.
  • the recesses 11 adjacent rows are offset from each other and protrude into the outer, pointing towards the disk center rows due to their size in each case in the space between adjacent recesses of the next row.
  • the conductor track 2 of the antenna structure runs meandering between the two outermost rows of recesses 11 of the gray print 10 and thus at a maximum distance from the roof edge 12 of the metallic body surface 6 (here the roof surface of the vehicle 5), which thus has the least possible interference on the antenna structure , so that in this respect the best possible electrical adjustment of the vehicle antenna 1 is reached.
  • the width of the conductor 2 is dimensioned so that it corresponds to the smallest distance between two recesses 11 adjacent rows.
  • the intermediate surface 13 available for covering the antenna structure is optimally utilized without the antenna structure being visible in recesses 11.
  • a large antenna surface and a low contact resistance of the intermediate surfaces 13 in their narrow areas is thereby achieved.
  • the conductor track 2 could still be increased in the wider areas of the intermediate surfaces 13 until they also adjoin the recesses 11 of the next row (s). This would indeed be a further increase in the antenna surface but on the other hand, an undesirable reduction in the distance to the body connected.
  • the described embodiment of the embodiment in contrast, represents a favorable compromise, with both a sufficient antenna efficiency and a good electrical adjustment is achieved.
  • the meandering shape of the conductor track 2 Due to the meandering shape of the conductor track 2, an electrical extension of the antenna is achieved, which can thereby be dimensioned shorter compared to an elongated antenna conductor at the same frequency. Moreover, the meander-shaped structure has a higher inductance, which causes a better decoupling of a likewise mounted on the rear window 8 Kirleitertantenne 14.

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Abstract

Meinem Fahrzeug (5) ist im Randbereich einer Scheibe (8) eine einen vollständig undurchsichtigen Schwarzdruck (9) sowie einen sich daran zur Scheibenmitte hin anschliessenden, durch Ausnehmungen (11) rasterartig durchbrochenen Graudruck (10) aufweisende Sichtschutzfläche (7) vorgesehen, auf deren zum Fahrzeuginneren weisenden Seite eine aus einer Antennenstruktur (2) und einer Zuleitung (3) bestehende Fahrzeugantenne (1) angebracht ist. Erfindungsgemäss ist die Antennenstruktur (2) wenigstens teilweise im Bereich des Graudrucks (10) angeordnet und derart ausgebildet, dass sie von der durch die Ausnehmungen (11 ) gebildeten Zwischenfläche (13) vollständig abgedeckt ist. Dadurch ist auf einfache Weise erreicht, dass unter Wahrung des Vorteils der Unsichtbarkeit der Antenne von aussen ein grösserer Abstand der Antennenstruktur von der Karosserie und damit eine günstigere elektrische Antennenanpassung erreicht ist. Weitere Vorteile ergeben sich aus den in den Unteransprüchen beschriebenen Aus- bzw. Weiterbildungen der Erfindung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugantenne gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Aus der DE 44 03 643 A1 ist es bekannt, Antennen in Kehlungen oder Kalotten von metallischen Fahrzeugkarosserien insbesondere im oberen Randbereich von zur Aufnahme von Scheiben bestimmten Karosserieöffnungen anzuordnen. Bei montierten Scheiben sind die Kehlungen oder Kalotten und damit auch die Antennen von den zugeordneten oberen Randteilen der Scheiben überdeckt und dadurch mechanisch geschützt sowie feuchtigkeitsdicht angebracht.
    Die genannten Scheiben-Randteile weisen an ihrer Innenseite einen sogenannten Schwarzdruck aus nicht leitendem Material auf, der mit seiner vollständig geschwärzten Fläche die Antennen verdeckt, so dass sie optisch nicht störend in Erscheinung treten und Dritten keinen Aufschluss über ihre Existenz sowie etwa vorhandene, zusammen mit den Antennen betriebene Geräte geben.
  • Zum gleichen Zweck ist es auch bekannt, Antennenstrukturen direkt auf den Schwarzdruck anzubringen (siehe z.B. US-A-3 208 070).
  • Aufgrund des starken Kontrastunterschieds zwischen dem Scheibenglas und dem Schwarzdruck ist dieser in störender Weise optisch auffällig. Zur Vermeidung dieses Effekts ist es weiterhin bekannt, eine Sichtschutzfläche vorzusehen, die aus einem am Scheibenrand angebrachtem Schwarzdruck und einem sich daran zur Scheibenmitte hin anschließenden Graudruck besteht, welcher als rasterartig durchbrochener geschwärzter Bereich vom Schwarzdruck zur Scheibenmitte hin zunehmend größere Ausnehmungen aufweist und dadurch einen optisch weichen Übergang bildet.
    Zur vollständigen optischen Abdeckung sind die Antennenstrukturen bei diesen Sichtschutzflächen - ebenso wie bei reinen Schwarzdrucken - innerhalb der vollständig geschwärzten Fläche und somit nahe an der metallischen Karosserie angeordnet. Dadurch ist jedoch die elektrische Anpassung der Antenne in für viele Anwendungsfälle untragbarem Maße verringert.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Fahrzeugantenne der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Antennenstruktur vollständig von der Sichtschutzfläche abgedeckt und damit unsichtbar ist und zugleich auf möglichst einfache und kostengünstige Weise gute elektrische Anpassungswerte der Antenne erreicht sind.
  • Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Damit ist die Antennenstruktur, wie bei der bekannten Anordnung auf dem Schwarzdruck auch, vollständig unsichtbar, der störende Einfluss der Metallkarosserie auf die Antennenanpassung jedoch aufgrund des durch die Anordnung der Antennenstruktur im Graudruck ermöglichten größeren Abstandes von der Karosserie wesentlich verbessert.
    Der größtmögliche Abstand ist dabei begrenzt durch die erforderliche Fläche der Leiter der Antennenstruktur einerseits und den zur Scheibenmitte hin kleiner werdenden Zwischenflächen andererseits.
  • Der Freiheitsgrad bezüglich der Formgebung der Antennenstruktur ist bei der erfindungsgemäßen Lösung im Vergleich zur Anordnung auf dem Schwarzdruck zwar prinzipiell eingeschränkt, ermöglicht aber alle praktisch sinnvollen Gestaltungen und ist im Vergleich zur direkten Anordnung im Durchsichtbereich von Fahrzeugscheiben erheblich größer.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich auch dann anwendbar, wenn die Sichtschutzfläche nur aus einem Graudruck besteht, sofern dieser groß genug ist, um einen hinsichtlich der angestrebten elektrischen Anpassung der Fahrzeugantenne ausreichenden Abstand der Antennenstruktur von der Karosserie zu ermöglichen.
  • Vorteilhafte Ausführungen, Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Bei einer Ausführung gemäß Anspruch 2 muss die Antennenstruktur nicht schwarz sein; vielmehr ist sie unabhängig von der Farbe der auf die Sichtschutzfläche aufgebrachten Antennenstruktur von außen unsichtbar. Dadurch ist eine optimale Materialauswahl für die Antennenstruktur hinsichtlich ihrer elektrischen und mechanischen Eigenschaften sowie der Kosten ermöglicht.
  • Eine ebenso rationelle wie dauerhaft lagestabile und -exakte Anbringung der Antennenstruktur auf der Sichtschutzfläche besteht gemäß Anspruch 3 darin, sie (etwa im Siebdruckverfahren) aufzudrucken.
  • In den Ansprüchen 4 und 5 sind zwei alternative Möglichkeiten für die Ausbildung der Antennenstruktur angegeben.
    Bei einer Ausführung nach Anspruch 4 sind die im Bereich des Graudrucks für die Abdeckung der Antennenstruktur zur Verfügung stehenden Zwischenflächen optimal ausgenutzt mit dem Vorteil einer großen Antennenfläche sowie dem geringstmöglichen Übergangswiderstands der Zwischenflächen in ihren schmalen Bereichen und damit insgesamt geringen Verlusten. Allerdings sind dabei relativ kleine Fertigungstoleranzen bei den nacheinander erfolgenden Fertigungsschritten des Aufbringens der Sichtschutzfläche auf die Scheibe und der Antennenstruktur auf die Sichtschutzfläche einzuhalten, damit die Antennenstruktur von den Zwischenflächen wirklich vollständig optisch abgedeckt ist.
    Demgegenüber ist bei einer Ausführung nach Anspruch 5 eine sichere Abdeckung auch bei verhältnismäßig groben Toleranzen der beiden genannten Fertigungsschritte (z.B. Siebdruckverfahren) bezüglich der. genauen gegenseitigen Positionierung erzielt.
  • Die Ausnehmungen des Graudrucks können im Prinzip beliebige unterschiedliche Formen aufweisen. Im Hinblick auf eine möglichst geringe störende optische Auffälligkeit ist es jedoch gemäß Anspruch 6 zweckmäßig, für alle Ausnehmungen eines Graudrucks lediglich eine Form vorzusehen.
  • Praktische Versuche haben ergeben, dass insbesondere die in den Ansprüchen 7 und 8 angeführten Formen sowie Kombinationen davon (beispielsweise quadratische Ausnehmungen mit abgerundeten Ecken) in vorteilhafter Weise unauffällig wirken sowie unkompliziert herstellbar und für praktisch sinnvolle Ausbildungen von Antennenstrukturen besonders geeignet sind.
  • Im Vergleich zu Antennenstrukturen mit geraden (gestreckten) Leitern eignen sich die in den Ansprüchen 9 und 10 angegebenen Strukturen wesentlich besser zur unsichtbaren Anordnung auch in weit von der Karosserie entfernten Bereichen des Graudrucks. Außerdem weisen sie den Vorteil einer zusätzlichen Induktivität auf, mit der etwa die Entkopplung von anderen unabhängigen Scheibenantennen (z.B. Heizleiterantennen in Fahrzeug-Heckscheiben) verbessert werden kann. Schließlich bewirkt die mäander- oder sägezahnförmige Ausbildung eine elektrische Verlängerung der Antenne, die somit bei gleichem Frequenzbereich eine geringere Länge benötigt.
  • Durch eine in Anspruch 11 angegebene Ausbildung ist nicht nur ein geringer Übergangswiderstand des Antennenleiters im Bereich der schmalen Zwischenflächen erreicht sondern auch eine hohe Kontaktsicherheit.
  • Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in den Figuren weiter erläutert. Es zeigen ausschnittsweise:
    • Fig. 1 -
    eine perspelctivische Darstellung eines Fahrzeuges mit im Randbereich der Heckscheibe angeordneter Sichtschutzfläche,
    Fig. 2 -
    eine Prinzipansicht der Sichtschutzfläche und
    Fig. 3 -
    eine Prinzipansicht dieser Sichtschutzfläche ohne Schwärzung und dadurch sichtbarer Fahrzeugantenne.
  • Die Fahrzeugantenne besteht aus einer durch eine etwa mäanderförmige Leiterbahn 2 gebildeten Antennenstruktur und einer Zuleitungs-Leiterbahn 3, die mit einem Empfängeranschlusskabel 4 verbunden ist.
  • Die Antennenstruktur ist im Siebdruckverfahren auf der dem Innenraum des Fahrzeugs 5 mit Metallkarosserie 6 zugewandten Fläche einer nicht leitenden Sichtschutzfläche 7 aufgebracht, die im Randbereich der Heckscheibe 8 des Fahrzeugs 5 auf deren Innenseite aufgedruckt ist.
  • Die Sichtschutzfläche 7 besteht aus einem am Scheibenrand entlang verlaufenden Schwarzdruck 9 und einem sich daran zur Scheibenmitte hin anschließenden Graudruck 10. Der Schwarzdruck 9 besteht aus einer vollständig geschwärzten Fläche, während der Graudruck 10 als rasterartig von quadratischen Ausnehmungen 11 mit gerundeten Ecken durchbrochener geschwärzter Bereich ausgebildet ist, wobei die reihenförmig angeordneten Ausnehmungen 11 zur Scheibenmitte hin größer werden, wodurch sich ein optisch weicher Übergang vom Schwarzdruck 9 zur Heckscheibe 8 ergibt.
    Die Ausnehmungen 11 benachbarter Reihen sind gegeneinander versetzt angeordnet und ragen in den äußeren, zur Scheibenmitte hin weisenden Reihen aufgrund ihrer Größe jeweils in den Zwischenraum benachbarter Ausnehmungen der jeweils nächsten Reihe hinein.
    Die Leiterbahn 2 der Antennenstruktur verläuft mäanderförmig zwischen den beiden äußersten Reihen von Ausnehmungen 11 des Graudrucks 10 und somit in einem maximalen Abstand von der Dachkante 12 der metallischen Karosseriefläche 6 (hier der Dachfläche des Fahrzeugs 5), die somit den geringstmöglichen Störeinfluss auf die Antennenstruktur hat, so dass insoweit die bestmögliche elektrische Anpassung der Fahrzeugantenne 1 erreicht ist.
    Außerdem ist die Breite der Leiterbahn 2 so bemessen, dass sie den geringsten Abstand zweier Ausnehmungen 11 benachbarter Reihen entspricht. Durch diese größtmögliche Breite in den schmalen Bereichen der Zwischenfläche 13 ist die zur Abdeckung der Antennenstruktur zur Verfügung stehende Zwischenfläche 13 optimal ausgenützt, ohne dass die Antennenstruktur in Ausnehmungen 11 sichtbar wird. Darüber hinaus ist hierdurch eine große Antennenfläche sowie ein geringer Übergangswiderstand der Zwischenflächen 13 in ihren schmalen Bereichen erreicht.
  • Die Leiterbahn 2 könnte in den breiteren Bereichen der Zwischenflächen 13 noch so weit vergrößert werden bis sie auch an die Ausnehmungen 11 der nächsten Reihe(n) angrenzen. Damit wäre zwar eine weitere Vergrößerung der Antennenfläche aber andererseits auch eine unerwünschte Verringerung des Abstands zur Karosserie verbunden. Die beschriebene Ausbildung des Ausführungsbeispiel stellt demgegenüber einen günstigen Kompromiss dar, mit dem sowohl ein ausreichender Antennenwirkungsgrad als auch eine gute elektrische Anpassung erzielt ist.
  • Durch die Mäanderform der Leiterbahn 2 ist eine elektrische Verlängerung der Antenne erreicht, die dadurch im Vergleich zu einem gestreckten Antennenleiter bei gleicher Frequenz kürzer bemessen sein kann. Überdies weist die mäanderförmige Struktur eine höhere Induktivität auf, welche eine bessere Entkopplung von einer ebenfalls an der Heckscheibe 8 angebrachten Heizleitertantenne 14 bewirkt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1 -
    Fahrzeugantenne
    2 -
    Leiterbahn der Antennenstruktur
    3 -
    Zuleitungsleiterbahn
    4 -
    Empfängeranschlusskabel
    5 -
    Fahrzeug
    6 -
    Metallkarosserie
    7 -
    Sichtschutzfläche
    8 -
    Heckscheibe
    9 -
    Schwarzdruck
    10 -
    Graudruck
    11 -
    Ausnehmungen des Graudrucks
    12 -
    Dachkante der Metallkarosserie
    13 -
    Zwischenfläche
    14 -
    Heizleiterantenne

Claims (11)

  1. Fahrzeugantenne (1) mit wenigstens einer Antennenstruktur (2), die an einer in einer Öffnung einer metallischen Fahrzeugkarosserie (6) angebrachten Fahrzeugscheibe (8) angeordnet ist, welche in einem Randbereich eine Sichtschutzfläche (7) aus nicht leitendem Material aufweist, die aus einem Schwarzdruck (9) und einem sich daran zur Scheibenmitte hin anschließenden Graudruck (10) besteht, wobei der Schwarzdruck (9) als vollständig geschwärzter Bereich und der Graudruck (10) als rasterartig durchbrochener geschwärzter Bereich mit zur Scheibenmitte hin zunehmend größeren Ausnehmungen (11) und entsprechend kleiner werdenden Zwischenflächen (13) ausgebildet ist, und wobei die Antennenstruktur (2) auf der Sichtschutzfläche (7) aufgebracht ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstruktur (2) wenigstens teilweise im Bereich des Graudrucks (10) angeordnet und derart ausgebildet ist, dass sie von den Zwischenflächen (13) vollständig abgedeckt ist.
  2. Fahrzeugantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstruktur (2) auf der dem Fahrzeuginneren zugewandten Innenseite der Sichtschutzfläche (7) angeordnet ist.
  3. Fahrzeugantenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstruktur (2) auf die Sichtschutzfläche (7) aufgedruckt ist.
  4. Fahrzeugantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstruktur (2) aus wenigstens einer Leiterbahn (2) besteht, welche zumindest an den Ausnehmungen (11) mit dem geringsten gegenseitigen Abstand angrenzt.
  5. Fahrzeugantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstruktur (2) aus wenigstens einer Leiterbahn (2) besteht, die von den Ausnehmungen (11) des Graudrucks (10) beabstandet ist.
  6. Fahrzeugantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Ausnehmungen (11) eines Graudrucks (10) die gleiche Form aufweisen.
  7. Fahrzeugantenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (11) rechteckig, insbesondere quadratisch sind.
  8. Fahrzeugantenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (11) kreisförmig sind.
  9. Fahrzeugantenne nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Leiterbahn (2) mäanderförmig ausgebildet ist.
  10. Fahrzeugantenne nach dem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Leiterbahn (2) sägezahnförmig ausgebildet ist.
  11. Fahrzeugantenne nach dem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die schmalen Bereiche der Zwischenflächen (13) zwischen den Ausnehmungen (11) mit dem geringsten gegenseitigen Abstand möglichst kurz und breit sind.
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