EP1920495B1 - Mehrbereichs-antennenanordnung - Google Patents

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EP1920495B1
EP1920495B1 EP06777925A EP06777925A EP1920495B1 EP 1920495 B1 EP1920495 B1 EP 1920495B1 EP 06777925 A EP06777925 A EP 06777925A EP 06777925 A EP06777925 A EP 06777925A EP 1920495 B1 EP1920495 B1 EP 1920495B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
conductor
heating
segment
conductor structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP06777925A
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English (en)
French (fr)
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EP1920495A1 (de
Inventor
Rainer Kuehne
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.)
Continental Advanced Antenna GmbH
Original Assignee
Blaupunkt Antenna Systems GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Blaupunkt Antenna Systems GmbH and Co KG filed Critical Blaupunkt Antenna Systems GmbH and Co KG
Publication of EP1920495A1 publication Critical patent/EP1920495A1/de
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Publication of EP1920495B1 publication Critical patent/EP1920495B1/de
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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
    • H01Q1/1278—Supports; Mounting means for mounting on windscreens in association with heating wires or layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/321—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors within a radiating element or between connected radiating elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements

Definitions

  • the invention relates to an antenna arrangement, in particular for a vehicle window pane with a heating conductor field, in particular on or in a vehicle window pane, and an antenna conductor structure which is coupled in a high frequency manner to the heating conductor field.
  • Such an antenna arrangement is known from DE 39 10 031 A1 known.
  • a similar antenna arrangement shows the WO 02/056412 A2 , There two antenna elements are provided for diversity evaluations.
  • the WO 99/66587 shows an antenna arrangement for diversity operation.
  • the Schuschfeld a motor vehicle window pane is used in conjunction with additional galvanic not connected to the Schuleiterfeld and located between Schuleiterfeld and the upper edge of the vehicle window line structures as an antenna for the reception of LMK, FM and optional TV signals.
  • Antenna arrangements are also known which form antennas for LMK and FM reception from the galvanically contacted heating conductor field.
  • Bordnetzentkoppelnde filter elements for FM / TV and LMK reception due to the galvanic connections between antenna connection point and heating conductor necessary ( EP 0269723 B1 ).
  • the heating conductors are substantially horizontal and substantially parallel to the metallic boundaries of the disc.
  • the on-board network interference transmitted by the heating current to the heating conductors serving as antenna must be are known to be suppressed by modules with high-frequency high-impedance behavior when the antenna connection point is galvanically connected to the Schuleiterfeld.
  • rod core chokes which are integrated into the heating current-supplying line parts and are usually located near the heating current connections of the heating conductor field.
  • AM blocking circuit is a very cost-intensive module whose own weight (about 200 g) leads to high mechanical loads on both the printed circuit board and the screwing points and is thus to be evaluated as extremely critical in the context of quality assurance. The vibrations occurring under normal driving conditions cause solder joints to be heavily stressed. In compact vehicles, this AM-blocking circuit is often mounted in the rear tailgate, so that when slamming the flap accelerations of about 50 g can occur and the entire component tears off the screwing points.
  • antenna arrangements in laminated glass panes such as front windows of cars.
  • the antenna wires in the space between the two glass panes, whereby an increased effort in contacting arises.
  • the contacting is often realized with so-called flat cables, which are introduced during the production process in the laminated safety glass. After mounting the disc in the vehicle, this flat cable is then connected to an electronic module.
  • the document EP 0 559 196 A1 relates to a generic multigrade antenna assembly comprising, inter alia, a glass pane antenna, wherein in the disc, a heating element is introduced.
  • the likewise arranged in the disc antenna also has in the heating field on lateral recesses, wherein an antenna conductor structure outside of the heating field, that is arranged substantially in the lateral recesses of the heating field.
  • the document US 2004/0056810 A1 discloses a glass antenna having a first and a second antenna element, each capacitively coupled to a heater.
  • the heating element serves to receive signals in two reception areas.
  • an antenna conductor structure for at least two receiving areas outside the Schuleiterfeldes which is arranged substantially in the lateral recesses of the Schuleiterfeldes, a high-frequency low-resistance but not galvanic coupling the antenna conductor structure with the Schuleiterfeld, which is effective for one of the at least two receiving areas, the reception of LMK and diversified VHF / TV signals in a single window pane is realized, the area to be heated is as large as possible.
  • the uniform condensation of the disc is over the Conductor width of the sub-heating conductor, so on the resulting ohmic resistance of the heating conductors ensured.
  • the area which is swept by the windshield wiper in the case of the rear window of a compact vehicle can be completely heated without being affected by the antenna conductor structure, since this is arranged substantially in a lateral area outside the Schuleiterfeldes, which is not swept by the windscreen wiper ,
  • the arrangement according to the invention overcomes a significant disadvantage of the aforementioned antenna arrangements, namely the need for a surface, e.g. in the upper part of the window, which can not be heated due to the lack of heat conductors and therefore can not be defrosted. Especially in cars with small windows of the resulting heatable area is impermissibly small.
  • the multigrade antenna structure according to the invention has the particular advantage that the area which is swept over by a rear window wiper is heated completely or at least substantially. At the same time a separate antenna conductor is available, which can be designed without mutual influence to the heating field in terms of optimal reception behavior.
  • the structure of the heating element is designed in particular in the middle region of the pane.
  • the coupling is high frequency low impedance, for example, capacitive - electrical system interference that are transmitted via the heating current, the antenna function less affect and filter measures are much easier and cheaper to implement or may possibly completely omitted.
  • the invention relates to an antenna arrangement, which is characterized, inter alia, in that a first segment is provided, which fills the vehicle window in its full width and a second segment is provided in only a portion of the width of the vehicle window, which is swept by the free wiper end.
  • the invention particularly relates to an antenna arrangement, which is characterized in that the antenna conductor structure is provided for the at least two receiving areas substantially in that lateral portion / recess of the width of the vehicle window, which is not filled by the second segment.
  • FIG. 1 shows a vehicle-glass antenna for multi-range reception, in particular for LMK and FM reception with the concomitant use of Schuleiterfeldes.
  • the heating conductors 3 are arranged parallel to one another. They open in a first segment 1, which fills the vehicle window in its full width, respectively at their left and right ends in a busbar 4.
  • the Schuleiterfeld on a second segment 2 which is not over the full width of the vehicle window extends, but only over that area, which is swept by the free wiper end.
  • the swept by the windshield wiper area 6 is shown as a dashed semicircle.
  • the width of the second segment 2 which also has two busbars 4 and is connected in parallel at the outermost heating conductor of the first segment 1 in the upper region, is adapted to the sweeping region of the windshield wiper such that the entire wiper region can be defrosted.
  • the lateral recesses 5 of the vehicle window which arise because the second segment 2 is provided in only a portion of the width of the vehicle window are used by Antennenleiter Modellen 7 without affecting the Scheiben Abtauung.
  • antenna conductor structure 7 consists of three parallel conductors in both the left and in the right recess 5.
  • the antenna conductor 8 at the top connects the Antennenleiter Modellen in the left and right recess.
  • the parallel-guided individual conductors of the antenna conductor structure 7 are combined in the region of the right-hand recess at one point to form an antenna connection point 9.
  • the associated mass point 10 is advantageously located in the immediate vicinity of the metallic body surrounding the vehicle window.
  • An antenna signal amplifier 11 separately for AM (LMK range) and FM is in close proximity. About the subsequent RF cable 12, the antenna signals are routed to the radio 13.
  • the supply voltage U b to the amplifier 11 can be transmitted via the RF cable.
  • the antenna connection point 9 is galvanically connected only to the antenna conductor structure 7, but not to the heating conductor field 1.
  • the heating circuit consists of the heating conductors of the Schuleiterfeldes 1, the busbars 4, the FM chokes 14 and the heating current supply source 15th
  • the antenna conductor structure in FIG. 1 is especially designed so that resonant behavior occurs in the VHF range. At the same time, it is as long as possible to ensure sufficient reception performance for the LMK (AM) range and optimum mass reception capacity.
  • LMK LMK
  • this embodiment by the proximity of at least one antenna conductor of the antenna conductor structure to the heating field 1 in addition a high-frequency low-impedance, in particular capacitive, coupling, so that for FM frequencies practically the entire Schuleiterfeld is available as an effective antenna surface.
  • This high-frequency technology low-impedance coupling to Schuleiterfeld turn on board filter elements are necessary in this case. It is also possible to insert conductor parts into the pane, which are placed essentially not for reception but mainly for optical reasons in order to generate a uniform visual appearance.
  • the heating conductor structure of the pane is preferably formed so that the wiper area can be heated completely or at least substantially.
  • the uniform heating of the upper section can according to FIG. 2 be realized as follows.
  • the conductor width of conductor L1 is assumed to be a standard value of 0.5 mm.
  • the conductor width of the conductors L2 and L3 by a factor of 7/3 must be less than that of the conductor L1, so in this example about 0, 2mm.
  • the vertical conductor sections have a greater width in order to ensure the current distribution on the conductors L2.
  • the heat conductor structure is usually applied by screen printing on the disc with the above-mentioned nominal width of 0.5 mm, so that also with regard to manufacturing tolerances of the screen, a continuous pressure of the conductors L2 and L3 (then with the width of 0.2 mm) is guaranteed.
  • the dimensioning of the strip width is of course only listed here by way of example. The exact dimensioning must be determined in conjunction with the size of the wheel, the wiper range and the manufacturing tolerances of the screen printing process.
  • the line structure is applied by conventional methods on a window pane, wherein it is irrelevant in the context of the invention, whether it is a window safety glass or laminated safety glass.
  • Said window pane is surrounded by a metallic frame and usually designed as a rear window of a motor vehicle.
  • FIG. 3 shows a further embodiment in which a second antenna structure 71 is formed with a plurality of antenna conductors on the opposite left side with an antenna connection point 18 and a closely adjacent ground terminal 16.
  • TV reception is implemented by the connected electronic module 17.
  • the second antenna structure 71 is also capacitively coupled, in particular for VHF and / or TV reception, to the heating conductor field 1.
  • FIG. 4 shows a third embodiment in which the second VHF antenna is formed of a conductor pattern 71 which is not electrically connected to the conductor pattern 7 of the first antenna.
  • FIG. 5 shows an embodiment in which the second VHF antenna structure by galvanic contacting 19 of the Schuleiterfeldes 1 and a closely adjacent ground terminal 16 emerges.
  • the second antenna structure is thus formed in this case essentially by the Schuleiterfeld.
  • Other antennas may also be formed in the same way from the heating conductor field at a different location, eg two additional ones in order to generate a four-antenna system, in particular for diversity reception.
  • the conductors 72 are provided either for design reasons only - symmetrical appearance - or are capacitively coupled to the conductors 7 to improve the resonance behavior and / or increase the antenna gain.
  • a second FM amplifier is inserted in the same mechanical component 11.
  • the second FM antenna is formed by galvanic contacting 20 of the heating field 1, while the first FM antenna to the component 11 consists of the conductor structure 7 with the contact 9.
  • the two outputs of the component 11 can either directly to the radio 13 with FM diversity supplied or alternatively, the supply to a separate Diversitybox is provided.
  • the diversity logic can also be integrated in the component 11.

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Abstract

Bei einer Mehrbereichsantennenanordnung für eine Fahrzeugscheibe ist eine Antennenleiterstruktur (7) in seitlichen Aussparungen (5) des Heizleiterfeldes (1, 2) vorgesehen. Die Antennenleiterstruktur (7) ist hochfrequenzmäßig niederohmig aber nicht galvanisch mit dem Heizleiterfeld (1, 2) gekoppelt. Diese Anordnung gewährleistet eine Abtauung der Fahrzeugscheibe im gesamten Wischerbereich ohne Beeinträchtigung durch die Antennenleiterstruktur (7).

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung insbesondere für eine Fahrzeugscheibe mit einem Heizleiterfeld insbesondere auf oder in einer Fahrzeugscheibe und einer Antennenleiterstruktur, die mit dem Heizleiterfeld hochfrequenzmäßig gekoppelt ist.
  • Eine solche Antennenanordnung ist aus der DE 39 10 031 A1 bekannt. Eine ähnliche Antennenanordnung zeigt die WO 02/056412 A2 . Dort sind zwei Antennenelemente für Diversity-Auswertungen vorgesehen.
  • Die WO 99/66587 zeigt eine Antennenanordnung für den Diversity-Betrieb. Das Heizleiterfeld einer Kraftfahrzeug-Fensterscheibe dient in Verbindung mit zusätzlichen galvanischen nicht mit dem Heizleiterfeld verbundenen und zwischen Heizleiterfeld und oberem Rand der Fahrzeugscheibe befindlichen Leitungsstrukturen als Antenne für den Empfang von LMK-, UKW- und optional TV-Signalen.
  • Es sind auch Antennenanordnungen bekannt, die Antennen für den LMK- und UKW-Empfang aus dem galvanisch kontaktierten Heizleiterfeld bilden. Hier sind bordnetzentkoppelnde Filterelemente für den UKW-/TV- und LMK-Empfang aufgrund der galvanischen Verbindungen zwischen Antennenanschlusspunkt und Heizleiter notwendig ( EP 0269723 B1 ). Die Heizleiter verlaufen im wesentlichen waagrecht und im wesentlichen parallel zu den metallischen Begrenzungen der Scheibe. Die vom Heizstrom auf die als Antenne dienenden Heizleiter übertragenen Bordnetzstörungen müssen bekanntermaßen durch Baugruppen mit hochfrequenztechnisch hochohmigem Verhalten unterdrückt werden, wenn der Antennenanschlusspunkt galvanisch mit dem Heizleiterfeld verbunden ist. Für den UKW-/TV-Empfang sind dies z.B. Stabkerndrosseln, die in den Heizstrom zuführenden Leitungsteilen integriert werden und sich in der Regel in der Nähe der Heizstromanschlüsse des Heizleiterfeldes befinden.
  • Für den LMK-Empfang ist dies eine stromkompensierte Ringkerndrossel (AM- Sperrkreis), die ebenfalls in der Heizstromzuführung angeordnet ist. Dieser AM- Sperrkreis ist eine sehr kostenintensive Baugruppe, deren Eigengewicht (ca. 200 g) zu hohen mechanischen Belastungen sowohl der Leiterplatte als auch der Verschraubungspunkte führt und damit im Rahmen der Qualitätssicherung als äußerst kritisch zu bewerten ist. Die bei normalen Fahrbedingungen auftretenden Vibrationen führen dazu, dass Lötstellen stark beansprucht werden. Bei Kompaktfahrzeugen ist dieser AM-Sperrkreis oftmals in der hinteren Heckklappe angebracht, so dass beim Zuschlagen der Klappe Beschleunigungen von ca. 50 g auftreten können und das gesamte Bauteil von den Verschraubpunkten abreißt.
  • Ebenfalls bekannt sind Antennenanordnungen in Verbundglasscheiben, z.B. Frontscheiben von PKWs. Hier liegen die Antennendrähte im Zwischenraum zwischen den beiden Glasscheiben, wodurch ein erhöhter Aufwand bei der Kontaktierung entsteht. Die Kontaktierung wird oftmals mit sogenannten Flachleitungen realisiert, die während des Produktionsprozesses in die VSG-Scheibe eingebracht werden. Nach der Montage der Scheibe ins Fahrzeug wird diese Flachleitung dann mit einer elektronischen Baugruppe verbunden.
  • Das Dokument EP 0 559 196 A1 betrifft eine gattungsildende Mehrbereichs-Antennenanordnung, die unter anderem eine Scheibenglasantenne umfasst, wobei in der Scheibe ein Heizelement eingebracht ist. Die ebenfalls in der Scheibe angeordnete Antenne weist zudem im Heizfeld seitliche Aussparungen auf, wobei eine Antennenleiterstruktur außerhalb des Heizfeldes, d.h. im Wesentlichen in den seitlichen Aussparungen des Heizfeldes, angeordnet ist.
  • Das Dokument US 2004/0056810 A1 offenbart eine Glasantenne mit einem ersten und einem zweiten Antennenelement, die jeweils kapazitiv mit einem Heizer gekoppelt sind. Das Heizelement dient dabei zum Empfang von Signalen in zwei Empfangsbereichen.
  • Schließlich offenbart auch die US 5 877 727 A eine Glasantenne für Kraftfahrzeuge mit einem Heizfeld.
    • Vorteile der Erfindung
  • Mit den Maßnahmen des Anspruchs 1, d.h. einem Heizleiterfeld, insbesondere auf oder in einer Fahrzeugscheibe mit seitlichen Aussparungen, einer Antennenleiterstruktur für mindestens zwei Empfangsbereiche außerhalb des Heizleiterfeldes, welche im wesentlichen in den seitlichen Aussparungen des Heizleiterfeldes angeordnet ist, einer hochfrequenzmäßig niederohmigen aber nicht galvanischen Kopplung der Antennenleiterstruktur mit dem Heizleiterfeld, die für einen der mindestens zwei Empfangsbereiche wirksam ist, ist der Empfang von LMK- und diversitären UKW-/TV-Signalen in einer einzigen Fensterscheibe realisierbar, wobei der zu beheizende Bereich so groß wie möglich ist. Die gleichmäßige Betauung der Scheibe wird über die Leiterbahnbreite der Teil- Heizleiter, also über den resultierenden ohmschen Widerstand der Heizleiter sichergestellt.
  • Insbesondere der Bereich, der im Falle der Heckscheibe eines Kompaktfahrzeuges vom Scheibenwischer überstrichen wird, kann komplett beheizt werden, ohne dass eine Beeinträchtigung durch die Antennenleiterstruktur erfolgt, da diese im wesentlichen in einem seitlichen Bereich außerhalb des Heizleiterfeldes angeordnet ist, der vom Scheibenwischer nicht überstrichen wird.
  • Damit überwindet die erfindungsgemäße Anordnung einen wesentlichen Nachteil vorgenannter Antennenanordnungen, nämlich die Notwendigkeit einer Fläche, z.B. im oberen Bereich der Fensterscheibe, die aufgrund fehlender Heizleiter nicht beheizt und damit nicht abgetaut werden kann. Gerade bei PKW mit kleinen Scheiben ist der sich ergebende beheizbare Bereich unzulässig klein.
  • Die erfindungsgemäße Mehrbereichs-Antennenstruktur hat den besonderen Vorteil, dass der Bereich, der durch einen Heckscheibenwischer überstrichen wird, komplett oder mindestens zum wesentlichen Teil beheizt wird. Gleichzeitig steht ein separater Antennenleiter zur Verfügung, der ohne wechselseitigen Einfluss zum Heizfeld hinsichtlich eines optimalen Empfangsverhaltens ausgelegt werden kann. Dafür ist die Struktur der Heizleiter insbesondere im mittleren Bereich der Scheibe ausgelegt.
  • Durch den Verzicht auf eine galvanische Kontaktierung des Heizleiterfeldes - die Kopplung erfolgt hochfrequenzmäßig niederohmig, z.B, kapazitiv - können Bordnetzstörungen, die über den Heizstrom übertragen werden, die Antennenfunktion weniger stark beeinflussen und Filtermaßnahmen sind erheblich einfacher und kostengünstiger zu realisieren oder können gegebenenfalls ganz entfallen.
  • In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antennenanordnung aufgezeigt.
  • Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung, welche unter anderem dadurch gekennzeichnet ist, dass ein erstes Segment vorgesehen ist, das die Fahrzeugscheibe in ihrer vollen Breite ausfüllt und ein zweites Segment in nur einem Teilbereich der Breite der Fahrzeugscheibe vorgesehen ist, der vom freien Wischerende überstrichen wird.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung insbesondere eine Antennenanordnung, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Antennenleiterstruktur für die mindestens zwei Empfangsbereiche im wesentlichen in jenem seitlichen Teilbereich/Aussparung der Breite der Fahrzeugscheibe vorgesehen ist, der nicht vom zweiten Segment ausgefüllt ist.
    • Zeichnungen
  • Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen
    • Figur 1 eine erfindungsgemäße Mehrbereichs-Antennenanordnung,
    • Figur 2 die Heizleiterstruktur für eine gleichmäßige Beheizung,
    • Figur 3 eine Mehrbereichs-Antennenanordnung mit zwei Antennenanschlusspunkten,
    • Figur 4 eine Mehrbereichs-Antennenanordnung mit zwei Antennenleiterstrukturen, die galvanisch voneinander getrennt sind,
    • Figur 5 eine Mehrbereichs-Antennenanordnung, deren zweite Antennenleiterstruktur im wesentlichen aus dem Heizleiterfeld gebildet ist,
    • Figur 6 eine Mehrbereichs-Antennenanordnung mit FM-Diversity.
    Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Figur 1 zeigt eine Fahrzeug-Scheibenantenne für Mehrbereichs-Empfang, insbesondere für LMK- und UKW-Empfang unter Mitverwendung des Heizleiterfeldes. Die Heizleiter 3 sind parallel zueinander angeordnet. Sie münden in einem ersten Segment 1, das die Fahrzeugscheibe in ihrer vollen Breite ausfüllt, jeweils an ihren linken und rechten Enden in eine Sammelschiene 4. Im oberen Bereich weist das Heizleiterfeld ein zweites Segment 2 auf, das sich nicht über die volle Breite der Fahrzeugscheibe erstreckt, sondern nur über jenen Bereich, der vom freien Scheibenwischerende überstrichen wird. Der vom Scheibenwischer überstrichene Scheibenbereich 6 ist als gestrichelter Halbkreis dargestellt. Die Breite des zweiten Segments 2, das ebenfalls zwei Sammelschienen 4 aufweist und an dem äußersten Heizleiter des ersten Segments 1 im oberen Bereich parallel geschaltet ist, ist an den Überstreichbereich des Scheibenwischers derart angepasst, dass der gesamte Wischerbereich abgetaut werden kann. Die seitlichen Aussparungen 5 der Fahrzeugscheibe, die dadurch entstehen, dass das zweite Segment 2 in nur einem Teilbereich der Breite der Fahrzeugscheibe vorgesehen ist, werden durch Antennenleiterstrukturen 7 ohne Beeinträchtigung der Scheibenabtauung genutzt. Die in Figur 1 gezeigte Antennenleiterstruktur 7 besteht aus jeweils drei parallel geführten Leitern sowohl in der linken als auch in der rechten Aussparung 5. Der Antennenleiter 8 am oberen Rand verbindet die Antennenleiterstrukturen in der linken und rechten Aussparung. Die parallel geführten Einzelleiter der Antennenleiterstruktur 7 sind im Bereich der rechten Aussparung an einer Stelle zu einem Antennenanschlusspunkt 9 vereinigt. Der zugehörige Massepunkt 10 befindet sich vorteilhaft in unmittelbarer Nähe an der die Fahrzeugscheibe umgebenden metallischen Karosserie. Ein Antennensignalverstärker 11 getrennt für AM (LMK-Bereich) und FM befindet sich in unmittelbarer Nähe. Über das sich anschließende HF-Kabel 12 werden die Antennensignale zum Radio 13 geführt. Die Versorgungsspannung Ub zu dem Verstärker 11 kann über das HF-Kabel mit übertragen werden. Der Antennenanschlusspunkt 9 ist galvanisch nur mit der Antennenleiterstruktur 7 verbunden, aber nicht mit dem Heizleiterfeld 1. Der Heizkreis besteht aus den Heizleitern des Heizleiterfeldes 1, den Sammelschienen 4, den FM-Drosseln 14 und der Heizstrom-Speisequelle 15.
  • Die Antennenleiterstruktur in Figur 1 ist insbesondere so ausgeführt, dass im UKW-Bereich resonantes Verhalten auftritt. Gleichzeitig ist sie möglichst lang, um eine ausreichende Empfangsperformance für den LMK- (AM-) Bereich sicherzustellen und eine optimale Empfangskapazität gegen Masse vorliegt. In dieser Ausführung besteht durch die Nähe mindestens eines Antennenleiters der Antennenleiterstruktur zum Heizfeld 1 zusätzlich eine hochfrequenztechnisch niederohmige, insbesondere kapazitive, Kopplung, so dass für UKW-Frequenzen praktisch das gesamte Heizleiterfeld als wirksame Antennenfläche zur Verfügung steht. Durch diese hochfrequenztechnisch niederohmige Kopplung zum Heizleiterfeld sind in diesem Fall wiederum Bordnetzfilterelemente notwendig. Es können weiter Leiterteile in die Scheibe eingefügt werden, die im wesentlichen nicht zum Empfang, sondern hauptsächlich aus optischen Gründen platziert werden, um ein gleichmäßiges optisches Erscheinungsbild zu generieren.
  • Die Heizleiterstruktur der Scheibe wird vorzugsweise so ausgebildet, dass der Wischerbereich vollständig oder mindestens zum wesentlichen Teil beheizt werden kann. Die gleichmäßige Beheizung des oberen Teilbereichs (Segment 2) kann gemäß Figur 2 folgendermaßen realisiert werden. Die Heizleiter werden durch ihren Widerstand charakterisiert. Dabei besitzt ein waagrechter Heizleiter der Länge L1 über den gesamten Scheibenbereich einen ohmschen Widerstand R1. Ausgehend von einer näherungsweise Drittelung des Heizfeldes durch die vertikalen Leiter (L2 = L3 = 1/3*L1) muss für die gleichmäßige Abtauung der Scheibe die Parallelschaltung der im mittleren Bereich gezeigten drei waagrechten Heizleiter der Länge L2 in Verbindung mit der Reihenschaltung der beiden Widerstände R3 wiederum einen ohmschen Widerstand gemäß R1 sichergestellt werden. Für die Leiterbreite der Leiter L1 geht man von einem Standardwert von 0,5mm aus. Außerdem ist gefordert, dass die Leiterbahnbreite der Leiter L2 und L3 (R2=R3) gleich ist. Für diesen Fall ergibt sich als Ersatzwiderstand der obersten Heizverbindung ein Ersatzwiderstand von: RGES = R ⁢ 3 + 1 / 3 * R ⁢ 2 + R ⁢ 3 also RGES = R ⁢ 3 + 1 / 3 * R ⁢ 3 + R ⁢ 3 = 7 / 3 * R ⁢ 3
    Figure imgb0001
  • Dieser Ersatzwiderstand muss mit dem Widerstand R1 übereinstimmen: R ⁢ 1 = 7 / 3 * R ⁢ 3.
    Figure imgb0002
  • Damit muss die Leiterbahnbreite der Leiter L2 und L3 um den Faktor 7/3 geringer sein als die der Leiter L1, also in diesem Beispiel ca. 0, 2mm.
  • Die vertikalen Leiterabschnitte besitzen dabei eine größere Breite, um die Stromverteilung auf den Leitern L2 sicherzustellen. Die Heizleiterstruktur wird in der Regel mit Siebdruckverfahren auf die Scheibe mit der oben genannten nominellen Breite von 0,5mm aufgebracht, so dass auch im Hinblick auf Fertigungstoleranzen des Siebes ein durchgängiger Druck der Leiter L2 und L3 (dann mit der Breite von 0,2mm) gewährleistet ist.
  • Die Dimensionierung der Leiterbahnbreite ist hier natürlich nur beispielhaft aufgeführt. Die exakte Dimensionierung muss in Verbindung mit der Scheibengröße, des Wischerbereiches und den Fertigungstoleranzen des Siebdruckverfahrens festgelegt werden.
  • Die Leitungsstruktur wird durch gängige Verfahren auf eine Fensterscheibe aufgebracht, wobei es im Sinne der Erfindung unerheblich ist, ob es sich um ein Scheibensicherheitsglas oder Verbundsicherheitsglas handelt. Besagte Fensterscheibe ist durch einen metallischen Rahmen umgeben und meist als Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges ausgeführt.
  • Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem eine zweite Antennenstruktur 71 mit mehreren Antennenleitern auf der gegenüber liegenden linken Seite mit einem Antennenanschlusspunkt 18 und einem dicht benachbarten Masseanschluss 16 gebildet wird. Optional ist auch TV-Empfang durch die angeschlossene elektronische Baugruppe 17 implementiert. Hiermit ist dann ein Zweiantennensystem gebildet, um diversitären Rundfunk- und TV-Empfang zu gewährleisten. Die zweite Antennenstruktur 71 ist insbesondere für UKW- und/oder TV-Empfang ebenfalls an das Heizleiterfeld 1 kapazitiv gekoppelt.
  • Figur 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem die zweite UKW-Antenne aus einer Leiterstruktur 71 gebildet wird, die nicht galvanisch mit der Leiterstruktur 7 der ersten Antenne verbunden ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung wird an dieser Stelle deutlich: Beim LMK-Empfang kommt es sehr entscheidend auf die Kapazität des Antennenleiters gegenüber der Fahrzeugmasse an. Bei dem System nach dem Stand der Technik wird bei dem Zweiantennen-System durch den Anschluss einer zweiten elektronischen Baugruppe mit einer gewissen Eingangskapazität die Gesamtkapazität der Anordnung bezogen auf den Antennenanschlusspunkt 9 erhöht. Mit anderen Worten wird ein Teil des empfangenen LMK-Signals über die zweite Baugruppe gegen Masse abgeleitet und verschlechtert damit den Gesamtempfang. Dieser Umstand wird bei einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung mit separaten Antennenstrukturen gemäß Figur 4 vermieden.
  • Figur 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die zweite UKW-Antennenstruktur durch galvanische Kontaktierung 19 des Heizleiterfeldes 1 und einem dicht benachbarten Masseanschluss 16 hervorgeht. Die zweite Antennenstruktur wird also in diesem Falle im wesentlichen durch das Heizleiterfeld gebildet. Es können an anderer Stelle auch noch weitere Antennen in gleicher Weise aus dem Heizleiterfeld gebildet werden, z.B. noch zwei zusätzliche, um ein Vierantennen-System insbesondere für Diversity-Empfang zu generieren. Die Leiter 72 sind entweder lediglich aus Designgründen - symmetrisches Erscheinungsbild - vorgesehen oder sind kapazitiv an die Leiter 7 angekoppelt zur Verbesserung des Resonanzverhaltens und/oder Erhöhung des Antennengewinns.
  • In Figur 6 ist ein zweiter FM-Verstärker in derselben mechanischen Komponente 11 eingefügt. Die zweite FM-Antenne ist durch galvanische Kontaktierung 20 des Heizfeldes 1 gebildet, während die erste FM-Antenne zur Komponente 11 aus der Leiterstruktur 7 besteht mit der Kontaktierung 9. Die beiden Ausgänge der Komponente 11 könne entweder direkt dem Radio 13 mit FM-Diversity zugeführt werden oder alternativ ist die Zuführung zu einer separaten Diversitybox vorgesehen. Die Diversitylogik kann natürlich auch in der Komponente 11 integriert sein.

Claims (9)

  1. Mehrbereichs-Antennenanordnung insbesondere für eine Fahrzeugscheibe mit folgenden Merkmalen:
    - einem Heizleiterfeld (1, 2) mit seitlichen Aussparungen (5) insbesondere auf oder in einer Fahrzeugscheibe,
    - eine Antennenleiterstruktur (7) außerhalb des Heizleiterfeldes (1, 2), welche im wesentlichen in den seitlichen Aussparungen (5) des Heizleiterfeldes (1, 2) angeordnet ist,
    - wobei das Heizleiterfeld (1, 2) aus mindestens zwei zusammenhängenden Segmenten (1, 2) besteht, die so angeordnet sind, dass das Heizleiterfeld (1, 2) den gesamten Wischerbereich einer Fahrzeugscheibe im wesentlichen überdeckt, und
    - das erste Segment (1) füllt die Fahrzeugscheibe in ihrer vollen Breite aus und das zweites Segment (2) erstreckt sich in nur einem Teilbereich der Breite der Fahrzeugscheibe, der vom freien Wischerende überstrichen wird,
    gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
    - die Antennenleiterstruktur (7) ist für mindestens zwei Empfangsbereiche geeignet,
    - für einen der mindestens zwei Empfangsbereiche ist eine hochfrequenzmäßig niederohmige aber nicht galvanische Kopplung der Antennenleiterstruktur (7) mit dem Heizleiterfeld (1, 2) wirksam, und
    - die Leiterbahnbreite der Heizleiter eines zweiten Segments (2) der mindestens zwei zusammenhängenden Segmente (1, 2) ist gegenüber der Leiterbahnbreite der Heizleiter eines ersten Segments (1) der mindestens zwei zusammenhängenden Segmente um so viel geringer, dass ein im wesentlichen gleichmäßiges Abtauen der Fahrzeugscheibe gewährleistet ist.
  2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenleiterstruktur (7) für die mindestens zwei Empfangsbereiche im wesentlichen in jenem seitlichen Teilbereich/Aussparung (5) der Breite der Fahrzeugscheibe angeordnet ist, der nicht vom zweiten Segment (2) ausgefüllt ist.
  3. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenleiterstruktur (7) so ausgelegt ist, dass sie im UKW-Empfangsbereich resonantes Verhalten aufweist.
  4. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenleiterstruktur (7) bezüglich ihrer wirksamen Leiterlänge so gewählt ist, dass eine ausreichende Empfangsperformance im AM-Bereich gegeben ist.
  5. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenleiterstruktur (7) aus zu einander parallel geführten Einzelleitern besteht, die mindestens an einer Stelle zu einem Antennenanschlusspunkt (9) vereinigt sind, wobei einer dieser Einzelleiter mit mindestens einem Heizleiter des Heizleiterfeldes (1, 2) kapazitiv gekoppelt ist, so dass für einen Empfangsbereich, vorzugsweise den UKW-Bereich, das gesamte Heizleiterfeld als wirksame Antennenfläche zur Verfügung steht.
  6. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Antennenleiterstruktur (71) vorgesehen ist für einen weiteren Empfangsbereich und/oder den Diversity-Betrieb für einen Empfangsbereich.
  7. Antennenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Antennenleiterstruktur (71) durch das zweite Segment (2) getrennt gegenüberliegend zur Antennenleiterstruktur (7) angeordnet ist.
  8. Antennenanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Antennenleiterstruktur (71) mit der Antennenleiterstruktur (7) über mindestens einen Leiter (8) verbunden ist, wobei dieser insbesondere über dem freien Ende des zweiten Segments (2) verläuft.
  9. Antennenanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Antennenstruktur (71) von der Antennenstruktur (7) galvanisch entkoppelt ist.
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