WO2009068357A1 - Anordnung und verfahren, insbesondere für eine kraftfahrzeug-scheibenantenne zur beeinflussung der richtwirkung - Google Patents

Anordnung und verfahren, insbesondere für eine kraftfahrzeug-scheibenantenne zur beeinflussung der richtwirkung Download PDF

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Rainer Kuehne
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    • H—ELECTRICITY
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    • 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
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles

Definitions

  • the invention relates to an antenna arrangement or a method according to the preamble of the independent claims.
  • the heating field serves as an antenna for receiving U KW signals (FM).
  • Position of the heating field, at the base of a tapped on the heating FM antenna is changed by adding an impedance at the first location such that generates a different directional characteristic and thus a diverse radio reception is ensured.
  • the switching-on of the impedance is controlled by a known diversity logic, which detects whether there is a fault in the reception.
  • This system creates a virtual two-antenna system with only one physical antenna base. If the heating field is used as a LMK antenna at the same time, filter elements are necessary for decoupling the system. Disclosure of the invention
  • the antenna arrangement according to the invention or the method enables the
  • Filter elements for the decoupling of the LM K antenna function of the electrical system disturbances in the form of a current-compensated toroidal core choke (high-frequency high-impedance component) are necessary. It can be dispensed with an LMK filter element, since the capacitive coupling between the antenna and heater for LM K frequencies is so low that electrical system interference in
  • the LM K antenna structure can be designed so that the capacitive coupling for U KW frequencies is sufficiently high and the wiring of the LM K antenna with one or more additional impedances produces the desired behavior at the base of the FM antenna.
  • the invention is suitable for use in a motor vehicle window pane, in particular rear window, in which the heating field serves as U KW antenna line structure.
  • the heating field is provided with only one contact for the Antennefußddling. Further measures for diversity operation are not necessary on the heating field.
  • a conductor loop which is capacitively coupled to the U KW antenna line structure is preferably suitable.
  • connection of the impedance network can advantageously be controlled by means of a diversity device for U KW reception via only one control line.
  • the antenna base On a conductor of the heating field, which is located away from the LMK antenna line structure.
  • VHF reception means are advantageously provided to separate the LM K antenna line structure from the LM K receiving unit. This results in no interference or a mismatch with an associated signal impairment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an antenna arrangement according to the invention.
  • Figure 2 shows an embodiment of the impedance network.
  • the antenna line structure 1 for the VHF reception and the antenna line structure 2 for the LM K reception according to FIG. 1 are applied to a window pane 3 by conventional methods, it being within the meaning of the invention irrelevant whether it is a toughened safety glass or laminated safety glass.
  • Said window pane 3 is surrounded by a metallic frame 4 and z. B. executed as a rear window of a motor vehicle.
  • the antenna line structure 1 for the U KW reception is formed by the heating field. This consists of the parallel extending in the horizontal direction of the heating wires 5 and the vertical bus bars 20, in which the heating current is fed.
  • the antenna base point 6 for U KW reception is connected to the lowermost heating wire 5.
  • the antenna line structure 2 for LM K reception consists of a separate conductor loop, which is not electrically connected to the heating field and which is arranged between the heating field 6 and the uppermost edge of the disc 3. Due to the galvanic decoupling has the advantage that no complex suppression components are needed for vehicle electrical system filtering.
  • the conductor loop consists of two horizontally guided parallel conductors 7 and a vertical connecting conductor 8. The conductor 7 are thus also parallel to the heating wires. 5
  • the antenna base 9 of the antenna line structure 2 for LM K reception is connected to the receiving unit 10 for LM K reception (AM signals).
  • the antenna base point 6 of the antenna line structure 1 for U KW reception is connected to the reception unit 11 for U KW reception (FM signals).
  • the latter receiving unit 11 is associated with a conventional diversity device 12.
  • the Diversi- device 12 monitors the signal strength at U KW reception. If this is too weak, or is disturbed, an impedance network 14 is connected to the antenna structure 1 via the control line 13 in order to change the directional characteristic and again to ensure a trouble-free U KW reception.
  • This connection of the impedance network 14 does not take place directly, but according to the invention via the LM K line structure 2, which is coupled in terms of high frequency with the U KW antenna line structure 1.
  • the impedance network 14 permits the connection of one or more impedances 15 between the antenna base 9 and ground 16 or chassis via the selector switch 17 and the impedance connection points 18.
  • the control line 13 with different switching signals from the diversity device 12, are acted upon.
  • a sufficient distance results for an effective signal difference and thus the change in the directional characteristic of the U KW antenna arrangement.
  • the LM K receiving unit 10 is separated from the LMK antenna line structure 2 via the switch 18, which can be actuated, for example, by a signal indicator in the U KW receiving unit 11.
  • additional antenna conductors 19 can be provided in the heating field 1, which are arranged vertically to the heating wires 5 and are preferably connected to them at equipotential points.

Abstract

Bei einer Antennenanordnung bestehend aus einer UKW- Antennenleitungsstruktur (1) und einer separaten LMK- Antennenleitungsstruktur (2) erfolgt die Zuschaltung eines Impedanznetzwerkes (14) zur Beeinflussung der Richtwirkung für den UKW-Empfang über die hochfrequenzmäßig mit der UKW- Antennenleitungsstruktur (1) gekoppelte LMK- Antennenleitungsstruktur (2).

Description

Beschreibung
Titel
Anordnung und Verfahren, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Scheibenantenne zur Beeinflussung der Richtwirkung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Antennenanordnung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Aus der US 6,307,516 Bl ist bereits eine solche Antennenanordnung bekannt.
Dort dient das Heizfeld als Antenne für den Empfang von U KW-Signalen (FM-
Signalen). Zwischen dem oberen Rand der Kraftfahrzeug- Fensterscheibe und dem Heizfeld befindet sich eine separate, nicht mit dem Heizfeld galvanisch ver- bundene Leitungsstruktur als Antenne für den Empfang von LMK-Signalen (AM-
Signalen).
Es sind diversitäre Antennensysteme für U KW bekannt (EP 1 076 375 A2, DE 44 08 744 Al), bei denen an einer ersten Stelle des Heizfeldes zusätzliche Impedanzen angeschlossen werden. Die Antennenimpedanz an einer zweiten
Stelle des Heizfeldes, im Fußpunkt einer am Heizfeld abgegriffenen FM-Antenne wird durch Hinzuschalten einer Impedanz an der ersten Stelle derart verändert, dass eine andere Richtcharakteristik erzeugt und damit ein diversitärer Rundfunkempfang gewährleistet wird. Das Hinzuschalten der Impedanz wird durch ei- ne bekannte Diversity- Logik gesteuert, die erkennt, ob eine Störung im Empfang vorliegt. Durch diese Systematik entsteht ein virtuelles Zweiantennen-System mit nur einem physikalischen Antennenfuß. Wenn das Heizfeld gleichzeitig als LMK- Antenne verwendet wird, sind Filterelemente zwecks Bordnetzentkopplung notwendig. Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Antennenanordnung bzw. das Verfahren ermöglicht die
Zuschaltung eines Impedanznetzwerkes und damit die Änderung der Richtcharakteristik einer U KW- Antenne ohne zusätzliche Kontaktpunkte am Heizfeld oder an der LM K- Leitungsstruktur. Der sowieso vorhandene Antennenanschlusspunkt für die LMK-Leitungsstruktur wird als Anschlusspunkt für das Impedanznetzwerk mitbenutzt. Zusätzliche kostenintensive und korrosionsanfällige Hochfrequenzkontaktierungen auf der Kfz-Scheibe zur Zuschaltung des Impedanznetzwerkes ebenso wie zusätzliche Leitungsstrukturen auf oder in der Scheibe können eingespart werden.
Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass keine besonderen
Filterelemente für die Entkopplung der LM K- Antennenfunktion von den Bordnetzstörungen in Form einer stromkompensierten Ringkerndrossel (hochfrequenztechnisch hochohmiges Bauelement) notwendig sind. Es kann auf ein LMK- Filterelement verzichtet werden, da die kapazitive Kopplung zwischen Antenne und Heizfeld für LM K- Frequenzen so gering ist, dass Bordnetzstörungen im
Heizstrom nicht übersprechen. Gleichzeitig kann die LM K- Antennenstruktur so ausgelegt werden, dass die kapazitive Kopplung für U KW- Frequenzen ausreichend hoch ist und die Beschaltung der LM K- Antenne mit einer oder mehreren zusätzlichen Impedanzen das gewünschte Verhalten im Fußpunkt der FM- Antenne erzeugt.
Ein am Heizfeld angebrachter niederohmiger Verkopplungsleiter vorgegebener Länge und Breite, wie etwa bei der EP 1 076 375 A2 ist nicht notwendig.
Die Erfindung eignet sich für den Einsatz bei einer Kraftfahrzeug- Fensterscheibe, insbesondere Heckscheibe, bei der das Heizfeld als U KW- Antennenleitungsstruktur dient. Mit der Erfindung ist das Heizfeld mit nur einem Kontakt für den Antennefußpunkt zu versehen. Weitere Maßnahmen für den Diversity- Betrieb sind am Heizfeld nicht notwendig. AIs LM K- Antennenleitungsstruktur eignet sich vorzugsweise eine Leiterschleife, die kapazitiv mit der U KW- Antennenleitungsstruktur gekoppelt ist.
Die Zuschaltung des Impedanznetzwerkes lässt sich vorteilhaft mittels einer Di- versity- Einrichtung für U KW-Empfang über nur eine Steuerleitung steuern.
Für ein ausgeprägtes Diversity-Verhalten ist es vorteilhaft, den Antennenfuß- punkt an einem Leiter des Heizfeldes auszubilden, der der LMK- Antennenleitungsstruktur entfernt gelegen ist.
Insbesondere ist es vorteilhaft die Leiterschleife der LMK-Leitungsstruktur parallel zu mindestens einem Leiter des Heizfeldes zu führen, der nicht Bestandteil einer niederohmigen Sammelschiene ist, um eine gute HF-Kopplung zum Heizfeld zu erreichen.
Im Falle des UKW-Empfangs sind vorteilhafter Weise Mittel vorgesehen, um die LM K- Antennenleitungsstruktur von der LM K- Empfangseinheit zu trennen. Damit kommt es zu keiner Störbeeinflussung oder einer Fehlanpassung mit einer damit verbundenen Signalbeeinträchtigung.
Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 ein Blockschaltbild für eine Antennenanordnung nach der Erfindung und
Figur 2 eine Ausgestaltung des Impedanznetzwerkes.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Antennenleitungsstruktur 1 für den UKW-Empfang und die Antennenleitungsstruktur 2 für den LM K- Empfang gemäß Figur 1 werden durch gängige Ver- fahren auf eine Fensterscheibe 3 aufgebracht, wobei es im Sinne der Erfindung unerheblich ist, ob es sich um ein Einscheibensicherheitsglas oder Verbundssicherheitsglas handelt. Besagte Fensterscheibe 3 ist durch einen metallischen Rahmen 4 umgeben und z. B. als Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs ausgeführt.
Die Antennenleitungsstruktur 1 für den U KW-Empfang wird durch das Heizfeld gebildet. Dieses besteht aus den parallel in horizontaler Richtung verlaufenden Heizdrähten 5 und den vertikalen Sammelschienen 20, in die der Heizstrom eingespeist wird. Der Antennenfußpunkt 6 für U KW-Empfang ist an den untersten Heizdraht 5 angeschlossen. Die Antennenleitungsstruktur 2 für LM K- Empfang besteht aus einer separaten Leiterschleife, die galvanisch nicht mit dem Heizfeld verbunden ist und die zwischen dem Heizfeld 6 und dem obersten Rand der Scheibe 3 angeordnet ist. Durch die galvanische Entkopplung tritt der Vorteil ein, dass keine aufwendigen Entstörkomponenten zur Bordnetzfilterung benötigt werden. Die Leiterschleife besteht aus zwei horizontal parallel geführten Leitern 7 und einem senkrechten Verbindungsleiter 8. Die Leiter 7 liegen somit auch parallel zu den Heizdrähten 5.
Der Antennenfußpunkt 9 der Antennenleitungsstruktur 2 für LM K- Empfang ist mit der Empfangseinheit 10 für LM K- Empfang verbunden (AM-Signale). Der Anten- nenfußpunkt 6 der Antennenleitungsstruktur 1 für U KW-Empfang ist mit der Empfangseinheit 11 für U KW-Empfang verbunden (FM-Signale). Letzterer Empfangseinheit 11 ist eine übliche Diversity- Einrichtung 12 zugeordnet. Die Diversi- ty- Einrichtung 12 überwacht die Signalstärke bei U KW-Empfang. Wird diese zu schwach, oder ist gestört, wird über die Steuerleitung 13 ein Impedanznetzwerk 14 an die Antennenstruktur 1 zugeschaltet, um die Richtcharakteristik zu ändern und wieder einen störungsfreien U KW-Empfang zu gewährleisten. Diese Zu- schaltung des Impedanznetzwerkes 14 erfolgt nicht direkt, sondern erfindungsgemäß über die LM K- Leitungsstruktur 2, die hochfrequenzmäßig mit der U KW- Antennenleitungsstruktur 1 gekoppelt ist. Durch die Auslegung der LMK- Antennenleitungsstruktur 2 - Führung der Leiter 7 parallel zu den Heizdrähten 5, sowie Berücksichtigung der Leitungslänge - kann hochfrequenzmäßig eine kapazitive Kopplung erzielt werden, die für U KW- Frequenzen ausreichend hoch ist. Das Impedanznetzwerk 14 erlaubt, wie Figur 2 zeigt, die Zuschaltung einer oder mehrerer Impedanzen 15 zwischen dem Antennenfußpunkt 9 und Masse 16 bzw. Chassis über den Auswahlschalter 17 und den Impedanzanschlusspunkten 18. Zur Steuerung des Auswahlschalters 17 kann die Steuerleitung 13 mit unterschiedlichen Schaltsignalen von der Diversity- Einrichtung 12 aus, beaufschlagt werden. Zwischen dem Fußpunkt 6 am unteren Ende des Heizfeldes 1 und dem über dem Heizfeld 1 entfernt gelegenen Anschlusspunkt 9 für das Impedanz- netzwerk 14, ergibt sich ein ausreichender Abstand für einen wirksamen Signalunterschied und damit die Änderung der Richtcharakteristik der U KW- Antennenanordnung.
Bei U KW-FM-Empfang wird die LM K- Empfangseinheit 10 von der LMK- Antennenleitungsstruktur 2 über den Schalter 18 abgetrennt, der beispielsweise von einem Signalindikator in der U KW- Empfangseinheit 11 aus betätigbar ist.
Über die Steuerleitung 13 ist es aber weiterhin möglich, eine oder mehrere Impedanzen 15 an die LM K- Antennenleitungsstruktur 2 anzuschalten (Punkt 9). Diese bewirken dann wieder eine Änderung des Richtdiagramms der U KW- Antenne derart, dass bei gestörtem FM-Signal im Fußpunkt 6 der U KW-Antenne wieder ungestörter Empfang möglich ist.
Zur Verbesserung der Empfangseigenschaften können im Heizfeld 1 zusätzliche Antennenleiter 19 vorgesehen sein, welche vertikal zu den Heizdrähten 5 angeordnet sind und vorzugsweise an Äquipotentialpunkten mit diesen verbunden sind.

Claims

Ansprüche
1. Antennenanordnung insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Scheibenantenne, bestehend aus einer U KW- Antennenleitungsstruktur (1) und einer separaten LM K- Antennenleitungsstruktur (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- Schaltung eines Impedanznetzwerkes (14) zur Beeinflussung der Richtwirkung für den U KW-Empfang über die hochfrequenzmäßig mit der U KW- Antennenleitungsstruktur (1) gekoppelte LM K- Antennenleitungsstruktur (2) vorgesehen ist.
2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
LM K- Antennenleitungsstruktur (2) galvanisch entkoppelt von der U KW- Antennenleitungsstruktur (1) ausgebildet ist.
3. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die U KW- Antennenleitungsstruktur (1) durch das Heizfeld einer Kraftfahrzeug-Fensterscheibe gebildet ist.
4. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die LM K- Antennenleitungsstruktur (2) aus einer Leiterschleife besteht, die kapazitiv mit der U KW- Antennenleitungsstruktur (1) gekoppelt ist.
5. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschaltung des Impedanznetzwerkes (14) über eine Di- versity- Einrichtung (12) für U KW-Empfang steuerbar ist.
6. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenfußpunkt (6) für U KW-Empfang an einen Leiter (5) des Heizfeldes (1) angeschlossen ist, der der LMK- Antennenleitungsstruktur (2) entfernt gelegen ist.
7. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschleife der LMK-Leitungsstruktur (2) parallel zu mindestens einem Leiter (5) des Heizfeldes (1) geführt ist, der nicht Bestand- teil der niederohmigen Sammelschiene (20) ist.
8. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (18) vorgesehen sind, die im Falle des U KW-Empfangs die LM K- Antennenleitungsstruktur (2) von der LMK-Empfangseinheit (10) trennen.
9. Verfahren für eine Antennenanordnung, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Scheibenantenne mit einer U KW- Antennenleitungsstruktur (1) und einer separaten LM K- Antennenleitungsstruktur (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschaltung eines Impedanznetzwerkes (14) zur Beeinflussung der
Richtwirkung für den U KW-Empfang über die hochfrequenzmäßig mit der U KW- Antennenleitungsstruktur (1) gekoppelte LMK- Antennenleitungsstruktur (2) vorgenommen wird.
10. Verwendung der Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder des Verfahrens nach Anspruch 9 für den U KW- Diversity- Empfang in Kraftfahrzeugen.
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