NL8203562A - Multiband-antenne, speciaal geschikt voor een motorvoertuigruit. - Google Patents

Description

* <

Multiband-antenne, speciaal geschikt voor een motorvoertuigruit.

De uitvinding heeft betrekking op een multiband-antenne , speciaal geschikt voor toepassing bij een motorvoertuigruit .

Het antennestelselj of veeleer het antenne-5 circuit, volgens de uitvinding en de ruit, waarop dit circuit wordt aangebracht, wordt gewoonlijk alleen de "antenneruit" genoemd.

Multiband-antennes voor ontvangst van signalen in zowel de ultrakorte golfband (EM) als in de korte, midden-en lange golfband (AM) zijn reeds · welbekend in veel verschillen-10 de vormen, en vinden algemene toepassing, en vervangen de tot dusver op motorvoertuigen gebruikte vishengelantennes.

De circuits van deze antennes worden in het algemeen op de ruit aangebracht door middel van een zijderaster-drukproces op een glasfrit die een metalen geleider bevat, ge-15 . volgd door langzame koeling, of anders de inbedding van een ge- leiderdraad in de kunststoffilm die tussen twee glasruitpanelen opgenomen is.

De tot dusver bekende antennevonnen bestaan normaal uit centrale elementen voor EM-ontvangst, en zijele-20 menten, dielangs de randen van de ruit lopen, voor AM-ontvangst; deze elementen worden dan verbonden aan de kabel die van de antenne naar de radio-ontvanger voert.

Vooral wijd verspreid, tussen de verscheidene antennevonnen die worden toegepast, zijn die welke in het 25 Amerikaanse octrooischrift 9^+5«9^8 beschreven zijn, bestaande uit een verticale geleider van vishengel- of T-vorm voor ontvangst in de ultrakorte golfband (EM), die aangebracht wordt langs de hartlijn van de ruit, en uit een geleider voor ontvangst in de korte, midden- en lange golfband, die vertakt is van het 30 signaalopneempunt in twee armen die langs de rand van de ruit lo pen.

Ook vermeldenswaardig, dankzij de speciale karakteristieken daarvan, is de antennevorm volgens de Italiaanse 8203562 -2-.

t, *' 7 octrooiaanvrage no. 20387 A/79 bestaande uit verticale segmenten die verbonden zijn met horizontale segmenten, waarbij de laatste voomamelijk beperkt zijn tot het bovenste deed van de rait, en bun horizontaalheid afhangt van de schuinte van de bovenrand 5 van de ruit.

Als laatste moet worden genoemd de antennevorm, die in 't oog loopt door het vernuft daarvan, volgens de Franse octrooiaanvrage 7338052 (publieatie no. 2.205.755)· Deze antenne bestaat uit dubbele verticale en horizontale elementen die onder- ter 10 ling verbonden zijn^plaatse van het signaalopneempunt.

A1 de tot dusver bekende antennevormen, daar-onder begrepen die welke in het voorgaande beschreven zijn, hebben de verschillende geleiders, die de antenne vormen, dat wil zeggen voor FM en voor AM, convergerendnaar een of meer pun-15 ten die met elkaar verbonden zijn, en derhalve "in parallel ver- band".

Bijgevolg wordt bij deze vormen het van het centrale antennesegment ontvangen signaal dan gesommeerd in fase bij dat. signaal dat van het omtreksantennesegment ontvangen 20 wordt, teneinde het antennegedrag in AM of FM te verbeteren.

Deze reeds bekende antennevormen bezitten twee vrij aanzienlijke nadelen: in de eerste plaats is het niet moge-lijk bij de huidige practijk om de signaalopneempositie op de ruit te varieren, maar tegelijkertijd de vormgeometrie onge-25 varieerd te houden, daar de geleiderelementlengten onderling af- hankelijk zijn volgens ratio's die met de ontvangen golflengten in verband staan; in de tweede plaats zijn al de tot dusver beschreven antennevormen hoogst directionaal.

Dit betekent dat de antenne alleen in een aan-30 vaardbare mate ontvangt wanneer deze naar de zender georienteerd is binnen bepaalde hoeken, en deze ontvangsteigenschappen worden aanzienlijk verminderd wanneer de orientatiehoek boven 180° en onder 36o° bedraagt.

De multiband-antenne volgens de uitvinding 35 ondervangt deze nadelen en vertegenwoordigt een aanzienlijke voor- 8203562 \ ' .“4 - 3 - uitgang op het desbetreffende industriele terrein door het dras-tisch verminderen van de riehtinggevoeligheid van de ontvangst; bijgevolg is bet mogelijk om de positie van het signaalopneem-punt te wijzigen zonder deze de ontvangstaantastende hoedanighe-5 den. Als gevolg hiervan is het ontvangstvermogen in de ultra- korte golfband (FM) aanzienlijk verhoogd.

De multiband-antenne volgens de uitvinding ver-vult de in het voorgaande vermelde strekkingen dankzij de ver-schillende nieuwe aspecten daarvan.

10 Het voornaamste aspect bestaat uit de aan- brenging van een ehkele geleider die begint vanaf de signaalop-neempositie en verder gaat met een serie verticale en horizon-tale segmenten van variabele, maar steeds asymmetrische geometrie (bijvoorbeeld zoals voorgesteld in elk van de bijgaande teke-15 ningen), om uit te lopen bij slechts het ene vrije einde.

Kortgesteld is de antenne volgens de uitvinding gebaseerd op tvee antennes (voor FM en AM, die in serie geschakeld en electrisch geisoleerd zijn door middel van een smoorspoel.

20 Deze smoorspoel functioneert als open circuit in de FM-band en als kort circuit in plaats daarvan in de FM-band; bijgevolg functioneert de gehele draad van het circuit als slechts een enkele serie-antenne in de AM-band.

De serieschakeling verschilt van de tot dusver 25 toegepaste parallelschakeling doordat deze geen fase-afstelling tussen de twee antennes vereist, hetgeen aan de andere kant een niet-optimum gebruik, en aan de andere kant de richtinggevoelig-heid in de FM-band aantasten zou.

In de bijgaande tekeningen, die als een voor-30 beeld voor de toelichting van de beginselen van de uitvinding gegeven zijn zonder dat hieraan een beperkende betekenis gehecht moet worden, tonen figuur . 1, 2, 3» ^ vier verschillende vormge-vingen op de ruit; deze vormgevingen bestaan uit een enkele geleider volgens de uitvinding, bestaande uit de segmenten voor res-35 pectievelijk FM-ontvangst en voor AM-ontvangst, die in serie ge- 8203562 - k - schakeld en electrisch geisoleerd zijn door een smoorspoel; terwijl in fig. 5, 6, 7 een serie grafieken uitgezet zijn, die - voor de versehillende frequenties - de met de antenne volgens de uitvinding bereikhare maten van ontvangst vergelijken met een 5 reeds bekende antenne, en met de wagen geparkeerd in verschillen- de posities (figuur 5)· Zoals in de tekeningen (figuur 1) gezien kan worden, begint een verticale antennegeleider 5 in opwaartse richting vanaf het signaalopneempunt 1, dat op de hartlijn van de ruit ligt; de verticale antennegeleider 5 is in serie gescha- 10 keld met de horizontale antennegeleider 3 door middel van een een smoorspoel van 'doosribpatroon, waarvan de afmetingen in elk af-zonderlijk geval berekend -worden, teneinde de totale lengte van de ant enn e-element en voor M- en FM-ontvangst optimaal te stel-len.

15 Het horizontale deel van de antennegeleider gaat bij deze vormgeving verder met verticale en horizontale secties 6, 7j 8, die in serie geschakeld zijn en uitlopen in een vrij einde 9· Bijgevolg heeft, zoals reeds benadrukt,de antenne slechts twee einden: een voor het signaalopneempunt 1, 20 terwijl het andere het aansluiteinde 9 is.

De positie van het signaalopneempunt 1 kan zodoende alleen naar een zijzone verplaatst worden, en de seg-menten kunnen op elkaar volgen, waarbij deze in serie geschakeld zijn, zoals in figuur 2.

25 Bovendien behoeft de positie van het signaal opneempunt 1 zich niet noodzakelijk ter plaatse van de onderkant van de ruit te bevinden zoals bij de voorgaande voorbeelden, maar deze kan zich bovenaan links bevinden; ook in dit geval zijn alle antenne-elementen in serie geschakeld, zoals in figuur 3.

30 Bij de antennevorm, die in figuur ^ voorge- steld is, bevindt het s ignaalopne empunt zich nog steeds aan de onderkant naar het midden zoals bij het in figuur 1 weergegeven voorbeeld, maar al de andere element en 2, 3, 5, 6, 7, 8 zijn beperkt tot het bovenste deel van de ruit en zijn in serie ge- 35 schakeld, tot aan het vrije einde 9· 8203562 s * i - 5 -

De uitvinder heeft een aantal experimenten uitgevoerd door een ruit, vaarin een antennecireu.it met een vorm-geving yolgens de uitvinding, te monteren op een FIAT 132 wagen; bij deze experimenten verd de wagen aangedreven langs een ge-5 sloten lusbaan met constante snelheid op een afstand van ongeveer 20 km vanaf een RAI (Radio Televisione Italiana) -zender.

De in figuur 5 s 6, 7 uitgezette grafieken werden verkregen voor frequentiesvan 93s5 MHz, 91s5 MHz en 89,5 MHz respeetievelijk.

In deze grafieken stelt de voile lijn ontvangst 10 met de ruitantenne volgens de uitvinding voor, terwijl de streep- stippellijn ontvangst met een ruitantenne van gebruikelijke vorm voorstelt.

De grafieken tonen duidelijk het verbeterde ontvangstveimogen van de antenne volgens de uitvinding, dat on-15 geveer i)-0 tot 60 % hoger is.

Voorts tonen deze grafieken de duidelijke af-name in amplitude van de hoek waartussen de ontvangst aanmerke-lijk verlaagd is als gevolg van de richtinggevoeligheid.

In feite is, verondersteld dat een lijn van 20 constante dB getrokken wordt, corresponderende met een vooraf ingestelde waarde A, gebleken dat de lengte van segmenten B~B' steeds korter is dan de lengte van de segmenten C-C’.

De grafiek in figuur 5 toont hoe deze lengte met ongeveer kQ % teruggebracht wordt; in figuur 6 is de vermin-25 dering in lengte zelfs nog groter - ongeveer 80 in figuur 7 is de vermindering ongeveer 50 %.

Bijgevolg is gebleken dat de antenne volgens de uitvinding, zoals reeds vermeld, een aanzienlijke technische vooruitgang voorstelt op het gebied van de tot dusver bekende 30 ruitantennes, daar het op hoogst suceesvolle wijze het bezwaar ondervangt dat de ontvangst aanzienlijk verminderd wordt wanneer de antenne hoeken van boven 180° en onder 360° met de zender maakt.

Voor een duidelijk begrip van de reikwijdte 35 van de uitvinding en hoe de antenne optimaal te maken, hetgeen 8203562 - 6 - het oogmerk van de uitvinding is, moet het motorvoertuig, electro-magnetisch beschouwd, geacht worden te bestaan uit een holle metalen romp die met de buitenzijde in verbinding staat door verscheidene openingen, waarvan een de ruit is; ook zijn de wa-5 genafmetingen zeer gering ten opzicbte van de inkomende golf hectometrieke golven). Bijgevolg is het te rechtvaardigen om een quasi-statische uit gangs lijn aan te nemen bij het beschouwen van het probleem.

Het motorvoertuig kan derhalve voorgesteld 10 worden als een holle metalen romp die opgenomen is in een elec- trisch potentiaal dat door het uitwendige veld voortgebracht wordt.

Een electrische lading wordt in de wagen opge-wekt en de wagen wordt dan op een ruimtelijk constant potentiaal 15 gebracht. In de openingen treedt in plaats daarvan een ruimte- lijke potentiaalverdeling op, die hetzij numeriek (momentmetho-de) of analytisch berekend kan worden op vereenvoudigde modellen van het systeem.

De draad 1-2-^--5-6-7 integreert dit verschil 20 in potentiaal en legt het op de ingangsaansluiting 1 aan.

Zo maakt een fysisch begrip van het fenomeen de afleiding van het meest geschikte draadstelsel teneinde de opgenomen spanning maximaal te stellen mogelijk.

Teneinde de naar de ontvanger overgebrachte 25 spanning optimaal te stellen is het echter ook nodig dat de im- pedantie ter plaatse van de antenneingang, dat wil zeggen in hoofdzaak de capaciteit van draad 1-2-^--5-6-7 in verband staat met de capaciteit van de kabel die de antenne met de ontvanger verbindt.

30 Deze capaciteit kan gevarieerd worden door de draadlengte en de afstand van de draad van de rand van de ruit te varieren.

Op deze wijze zal volledige optimaalstelling van de antenne verkregen worden.

35 Kort samengevat is in het voorgaande een 8203562 - ' S*- 1 ' _· -r . . - -r t - T - multiband-antenne, speciaal geschikt voor een motorvoertuigruit of voor toepassing op de ruit ontvorpen, vaarbij de antenne be-staat uit een enkele geleiderdraad die uitgaat van een signaalop-neempositie, en uitloopt in alleen het ene vrije einde, en die 5 de FM-antenneseetie en de AM-antennesectie omvat, vaarbij deze secties in serie geschakeld - derhalve geen fase-afstelling ver-eisen - en electriscb geisoleerd zijn door Biiddel van een smoor-spoel, bij voorkeur van een doosribpatroon.

Deze smoorspoel kan functioneren als open 10 circuit in de FM-band en als kort circuit in de AM-band.

De serie van verticale en horizontale segmenten, die de enkele antennegeleiderdraad vormen, kan van variabele, maar steeds asymmetrische geometrie zi«Jn.

De resulterende multiband-antenne kan opti-15 maal gesteld worden ten aanzien van het ontvangstvermogen in de verschillende gevallen, door eenvoudig de positie van het sig-naalopneempunt te varieren tot ergens op de ruit, of anders door de lengte van de enkele antennedraad te varieren, of toch veer door de afstand van de draad van de rand van de ruit te varieren.

20 De terzake deskundige kan gemakkelijk verschei- dene variaties ten aanzien van de hier beschreven en voorgestel-,: de antennevormen afleiden zonder buiten het kader van de uitvin- ding te treden.

8203562

Claims (6)

1. Multlband-antenne, speciaal geschikt voor een motorYoertuigruit, gekenmerkt doordat de antenne bestaat uit een enkele geleiderdraad, beginnende vanaf een signaalopneem-5 punt en uitlopende in een enkel vrij einde, bestaande uit de antennesectie Yoor FM en de antennesectie voor AM, waarbij deze secties in serie geschakeld - en derhalve geen fase-afstelling vereisen - en electrisch geisoleerd zijn door een smoorspoel, die functioneren kan in open circuit voor de FM-band en in kort 10 circuit voor de AM-band.

2. Multiband-antenne volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de ene enkele geleiderdraad., die de antenne vormt, bestaat uit een serie van verticale en horizontale seg-menten volgens een geometrie zonder enige as van symmetrie. 15 3· Multiband-antenne volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt doordat het verticale segment voor ontvangst in de ultra-korte golfband (FM), die begint vanaf het signaalopneem-punt, evengoed of langs de hartlijn van de ruit of op varierende afstanden van een van de zijden van de ruit, vaarop de antenne 20 wordt aangebracht, kan worden aangebracht. Multiband-antenne volgens een der conclusies 1 tot en met 3, gekenmerkt doordat het signaalopneempunt waarvan de enkele geleiderdraad die de antenne vormt begint, zich of aan de bovenkant of aan de onderkant van de ruit, waarin de an-25 tenne opgenomen is, bevindt zonder dat dit de ontvangsthoedanig- heden aantast.

5· Multiband-antenne volgens een der voorgaan-de conclusies, gekenmerkt doordat de serie van verticale en horizontale segmenten van de antenne voor ontvangst in de korte, 30 midden- en lange golfband (AM) zich dicht bij elk van de vier randen van de ruit, of alleen dicht bij drie van deze randen, of alleen op een deel daarvan, bevindt en of beperkt is tot het bovenste of het onderste deel van de ruit, en of aan de zijde of op de hartlijn eindigen kan al naar vereist is, met uitloop in 35 een vrij einde, bij voorkeur dicht bij de smoorspoel. 8203562 ___ / ":»« " - 9 -

6. Multiband-antenne volgens een der conclu-sies 1 tot en met 5, gekenmerkt doordat een smoorspoel in de geleiderdraad aangebracht is voor de electrische isolatie van de geleiderdraadsegmenten die gebruikt worden bij ontvangst in de 5 ultra-korte golfband (EM) en in de korte, midden- en lange golf- band (AM), waarbij deze smoorspoel van een doosribpatroon is, waarvan de afmetingen in elk afzonderlijk geval berekend worden. J. Multiband-antenne volgens een der conclu-sies 1 tot en met 6, gekenmerkt doordat de antenne optimaal ge-10 steld kan worden in de verschillende gevallen door eenvoudig de signaalopneempuntpositie langs de ruit, of de lengte van de enkele draad, die de antenne vormb, of de afstand van de draad van de rand van de ruit te vijzigen.

8. Multiband-antenne, in hoofdzaak zoals voor-15 gesteld in de beschrijving en/of tekeningen.

9· Ruit voor een motorvoertuig, voorzien van een multiband-antenne volgens een der voorgaande conclusies. TO. Inrichting, in hoofdzaak zoals voorgesteld in de beschrijving en/of tekeningen. . ^ . 5# \ * 820 3 5 6 2