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Die
Erfindung betrifft eine Stabantenne für mobile Anwendungen,
die zum Senden und/oder Empfangen hochfrequenter Signale ausgebildet
ist.
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Stabantennen
für mobile Anwendungen, insbesondere zur Befestigung an
Kraftfahrzeugen, sind grundsätzlich bekannt. Diese weisen
endseitig ein Befestigungselement auf, mit dem die Stabantenne am
Kraftfahrzeug befestigt wird. Davon ausgehend befindet sich eine
Antennenrute, die in ihrem Inneren eine Antennenleiterstruktur aufweist.
Zum optimalen Senden und/oder Empfangen hochfrequenter Signale in
bestimmten Frequenzbändern ist eine Abstimmung der Länge
der Antennenrute auf das zu empfangende Frequenzband erforderlich.
Zum Empfang im UKW-Frequenzbereich ist die Länge der Antennenrute
bei einer Lambda-Viertel-Abstimmung (Lambda = Wellenlänge)
zu groß, da dadurch die Länge der Antennenrute
zu groß wird. Daher wurde die Antennenleiterstruktur zur
Verkürzung der Länge der Antennenrute wendelförmig
angeordnet. Damit konnte die mechanische Länge der Antennenrute
z. B. für den UKW-Frequenzbereich von ca. 700 bis 800 mm
Länge auf 170 bis 400 mm verkürzt werden. Eine andere
Art der Verkürzung der Länge der Antennenrute
kann durch den Einbau einer Induktivität, insbesondere
einer konzentrierten Induktivität in Form einer Spule in
der Nähe des Fußes (also des Befestigungselementes),
erreicht werden. Wird der Einbauort der gleichen Induktivität
in Richtung des Endes der Antennenrute verschoben, ergibt sich lediglich eine
kleinere Verkürzung. Durch das Einfügen von weiteren
Induktivitäten können Bereiche der Antennenrute
für höhere Frequenzen abgetrennt werden, die als
Lambda-Halbe-Dipole weitere Resonanzen der Antennenrute ermöglichen.
Für die erste so genannte Lambda-Viertel-Resonanz der Stabantenne gilt:
Die Nebenwirkung von zusätzlicher Induktivität
in der Anntennleiterstruktur ist, dass die Bandbreite der Stabantenne
in nachteiliger Weise geringer wird. Unterschiedlich hohe Einbaupositionen
der zusätzlichen Induktivität im Verlauf der Antennenleiterstruktur
der Antennenrute bedingen also eine unterschiedlich große
Bandbreite. Wird die konzentrierte Spule in einer Höhe
angebracht, dass der unterhalb der Spule liegende Teil des Antennenstrahlers
ein Monopol für eine höhere Frequenz (bzw. ein
anderes Frequenzband) darstellt, erhält man bei geeigneter
Dimensionierung der Spule eine Stabantenne, mit der man zwar in
zwei Frequenzbändern senden und empfangen kann, die aber
auf Grund ihrer Konstruktion im unteren Frequenzband schmalbandiger
ausfällt (siehe hierzu auch die
DE 44 33 724 C2 ).
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Die
eingesetzten Induktivitäten im unteren Teil des Strahlers
sind bei der Trennfrequenz, also der Arbeitsfrequenz des unteren
Teiles des Strahlers, schon in Eigenresonanz. Die parasitäre
Kapazität der Spule bildet zusammen mit der Induktivität
einen Parallel-Schwingkreis.
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An
Stelle der Induktivitäten werden auch Sperrkreise, bestehend
aus der Induktivität und einer parallel geschalteten Kapazität
eingesetzt, die den unteren Teil einer Stabantenne vom oberen Teil
elektrisch trennen.
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Eine
weitere Möglichkeit, eine Antenne mit einem zweiten Frequenzband
auszustatten, das in etwa dem 1.5 bis 2.5 fachen der Grundfrequenz
entspricht, besteht darin, dem oberen Teil der Antenne etwas mehr
Induktivität zu geben. Dadurch verschiebt sich die natürliche,
der Grundfrequenz nachfolgende höherfrequente nächste
Resonanz, die einer 3/4 Lambda Strombelegung entspricht, nach unten.
Die Grundfrequenz wird im Verhältnis nicht so stark verschoben,
da die wirksame Induktivität im oberen Teil des Strahlers
für die niedrige Frequenz weniger wirksam ist.
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Als
wirksame Möglichkeit bietet sich das Einfügen
zweier Induktivitäten an. Eine Induktivität in
der Nähe des Fußpunkts des Strahlers sorgt für
eine wirksame Verkürzung. In Kombination mit dieser sorgt
eine wesentlich größere Induktivität
am oberen Ende des Strahlers für eine definierte Stromverteilung
bei einer zweiten Nutzfrequenz.
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Es
bildet sich trotz reduzierter geometrischer Länge ein Strombauch
für die erste Nutzfrequenz im Fußpunkt aus. Für
die nächsthöhere, frei bestimmbare, Nutzfrequenz
entspricht, würde sich bei herkömmlicher Konfiguration
(nur eine Spule nahe dem Fußpunkt) kein Strombauch im Fußpunkt
ausbilden, sondern ein Stromminimum existieren, das einer sehr hochohmigen,
nicht an eine Kabelimpedanz oder Verstärkerimpedanz anpassbaren
Impedanz entspricht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Stabantenne für
mobile Anwendungen, die zum Senden und/oder Empfangen hochfrequenter
Signale ausgebildet ist, bereit zu stellen, die gegenüber
bekannten Stabantennen eine genaue Kontrolle der Resonanzfrequenzen
und in beschränktem Maß auch der Bandbreiten in
den verschiedenen Frequenzbändern erlaubt und gegenüber
bekannten Antennen wesentlich einfacher herzustellen ist, da die bekannten
Stabantennen einen aufwändigen Zusammenbau erfordern, da
zwischen die Antennenleiterstruktur Induktivitäten und
auch Kapazitäten, die als separate Bauteile (Spulen) zu
handhaben sind, angeordnet und geschaltet (üblicherweise
verlötet) werden müssen.
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Diese
Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Durch
Einfügen der Induktivität am oberen Ende des Strahlers
erhält man einen zweiten Strombauch in diesem Bereich,
so dass sich auch im Fußpunkt ein Strombauch ausbildet.
Erste und zweite Nutzfrequenz sind nicht durch einen numerischen Faktor,
z. B. 3 wie bei herkömmlichen Monopolen, miteinander verknüpft.
Durch Position und Wert der Induktivitäten lässt
sich vielmehr ein beliebiges Frequenzverhältnis einstellen.
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Erfindungsgemäß werden
zunächst unter den Rahmenbedingungen Antennenlänge,
Durchmesser der Antennenstruktur und Leiterbreite oder Leiterdurchmesser,
maximale und minimale Leiterabstand und umgebendes Dielektrikum
die maximal und minimal erreichbaren Induktivitätswerte
bestimmt. Physikalisch sinnvoll ist daher bei in der Länge
ausgedehnten Antennen eine Angabe des Wertes in H/m (Henry pro Meter).
Erfindungsgemäß werden danach mit einer numerischen
Feldberechnung die Lagen und Längen der verschiedenen Induktivitätsbereiche
derart festgelegt, dass im oberen Bereich ein höherer Induktivitätswert
pro Meter verwendet wird, so dass sich die gewünschten
Frequenzen und Bandbreiten einstellen. Bei der Optimierung werden die
zuvor beschriebenen Stromverteilungen als Referenzverlauf für
das Optimierungsziel verwendet. Die berechneten verteilten Induktivitätswerte
werden dann wieder in Leiterabstände umgerechnet und damit
die Geometrie der Antenne festgelegt.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass die Stabantenne zum Senden und/oder Empfangen mehrerer
unterschiedlicher Frequenzbänder ausgebildet ist und hierfür
die Antennenleiterstruktur abschnittsweise unterschiedlich gestaltet
ist, wobei die Gestaltung von dem jeweiligen Frequenzband abhängig
ist. Die Antenneleiterstruktur als ein einziges Bauteil realisiert
erfindungsgemäß sowohl Antennenstrahler (Abschnitte
der Antennenleiterstruktur zum Senden und/oder Empfangen der hochfrequenten
Signale) als auch Induktivitäten und/oder Resonanzkreise,
die die einzelnen Abschnitte der Antennenleiterstruktur voneinander
trennen, um somit mehrere unterschiedliche Frequenzbänder
empfangen zu können. Der wesentliche Vorteil der Stabantenne
gemäß der Erfindung gegenüber den bisher
bekannten Stabantennen ist derjenige, dass die Antennenleiterstruktur
in einem einzigen Bauteil sowohl Antennenstrahler als auch Induktivitäten
und/oder Resonanzkreise realisiert. Dadurch kann mit der Antennenleiterstruktur
die Abstimmung auf die jeweiligen Frequenzbänder sowie
die Herstellung der Stabantenne wesentlich vereinfacht werden, so
dass die fertige Stabantenne genauer und flexibler einstellbare Bandbreiten
für die verschiedenen Bänder erhält,
als bisherige unterschiedliche Antennenleiterstrukturen, die mittels
zusätzlicher Induktivitäten hochfrequenzmäßig
zusammengeschaltet waren.
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Zur
Realisierung einer erfindungsgemäßen Stabantenne
sind z. B. zwei Möglichkeiten denkbar, wobei die Erfindung
darauf jedoch nicht beschränkt ist. Zum einen ist es denkbar,
dass die Antennenleiterstruktur als eine mäanderförmige
Leiterbahn ausgebildet ist, die auf einem entsprechenden starren Träger
(Leiterplatte) oder flexiblem Träger (Trägerfolie)
angeordnet ist, wobei der entsprechend ausgebildete Träger
eine der Stabantenne entsprechende Form aufweist.
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Da
heutzutage längliche Stabantennen mit einem kreisrunden
oder elliptischen Querschnitt Standard sind, kann die Trägerfolie
konisch oder zylindrisch zur Bildung der Antennenrute gerollt und von
der Ummantelung umgeben sein.
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Die
weitere Lösung besteht darin, dass die Antennenleiterstruktur
aus einer Antennenwicklung besteht, die mit abschnittsweise unterschiedlichen Steigungen
und/oder Mehrfachwicklungen zur Erzeugung eines Strahlers bzw. einer
Induktivität und/oder Resonanzkreisen auf den Träger
aufgewickelt wird. Dabei muss darauf geachtet werden, dass die aufgewickelten
Bereiche nicht galvanisch verbunden sind, damit hochfrequenzmäßig
kein Kurzschluss entsteht. Dies ist insbesondere in den Bereichen
der Fall, in denen eine Induktivität oder ein Resonanzkreis
erzeugt werden soll, wozu beispielsweise ein gelackter Kupferdraht
zum Einsatz kommt.
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Ein
Resonanzkreis besteht aus einer Induktivität und einer
Parallelkapazität. Dabei wird die Induktivität
wie bereits beschrieben durch eine Leiterstruktur realisiert, die
mäanderförmig oder gewickelt sein kann. Eine Kapazität
besteht aus zwei Leitern, zwischen denen eine Potentialdifferenz
auftreten kann. Dabei gilt, je kleiner der Abstand zwischen den Leitern,
desto größer die Kapazität.
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Erfindungsgemäß besteht
die Kapazität mechanisch gesehen ebenfalls aus einer Leiterstruktur, die
jedoch nicht separat, sondern in der Gesamtstruktur bzw. Wicklung
enthalten ist, d. h. es sind keine zusätzlichen mechanischen
oder elektrischen Bauteile nötig. Dabei ist es möglich,
durch Wahl der Anordnung bzw. Wickelparameter den Kapazitätswert
genau zu definieren und zusammen mit dem Induktivitätswert
die Resonanzfrequenz genau zu wählen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung, auf die diese jedoch nicht beschränkt ist,
sind in den Unteransprüchen und in den Figuren angegeben
und im Folgenden beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 bis 6:
Eine Stabantenne mit einem stabförmigen Träger,
auf den abschnittsweise eine Antennenwicklung mit abschnittsweise
unterschiedlichen Steigungen gewickelt ist,
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7:
Eine Stabantenne mit einer Trägerfolie, auf der mäanderförmige
Antennenstrukturen angeordnet sind,
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8:
eine Antenne mit herkömlichen Sperrkreis,
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9:
ein herkömlicher Sperrkreis und seine Elemente bei einem
durchgehend gewickeltem Sperrkreis,
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10: Übergang
zu einemdurchgehend gewickeltem Sperrkreis,
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11:
Ansicht der Wicklungslagen bei einem durchgehend gewickeltem Sperrkreis,
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12 bis 14:
Ansichten der praktischen Ausführung des durchgehend gewickelten Sperrkreises,
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15:
Antennstrukturen auf der Trägerfolie,
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16 bis 18:
weitere Ausführungsformen.
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Die 1 bis 6 zeigen,
soweit im Einzelnen dargestellt, eine Stabantenne mit der Bezugsziffer 1,
die eine in etwa runden Querschnitt aufweisende Antennenrute 2 besitzt,
an der sich endseitig ein Befestigungselement 3 beispielsweise
zum Einschrauben in einen entsprechenden Halter an einem Fahrzeug
befindet. Diese äußere Form der Stabantenne 1 ist
grundsätzlich bekannt und kann je nach Sende- und/oder
Empfangseigenschaften, die die Stabantenne haben soll, variieren.
Der erfindungsgemäße Aufbau der Stabantenne 1 ist
in 2 zu erkennen, wobei im Inneren der Stabantenne 1,
genauer der Antennenrute 2, sich ein Trägerstab 4,
befindet. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Glasfiberstab
oder einen Stab aus einem entsprechenden anderen Material handeln,
das relativ biegesteif ist, sich in gewissen kleinen Grenzen aber
elastisch verformen lässt. Auf diesem Trägerstab 4 ist eine
Antennenwicklung 5 mit unterschiedlichen Wicklungsabschnitten 51–56 (s. 3 und 4)
aufgewickelt. Die unterschiedlichen Wicklungsabschnitte 51–56 bilden,
je nach ihrer Steigung, Strahler zum Senden und/oder Empfangen hochfrequenter
Signale in bestimmten Frequenzbändern (z. B. 53, 54, 56) oder
Induktivitäten und/oder Resonanzkreise (beispielsweise 52 oder 55).
Das Ende der Antennenwicklung 5 ist entweder direkt mit
dem Befestigungselement 3 verbunden, das die hochfrequente
Verbindung zwischen der Stabantenne 1 und einem entsprechenden
Sende- und/oder Empfangsgerät herstellt. Bei der Stabantenne 1 gemäß 2 weist
der Trägerstab 4 endseitig ein Anschlussstück 6 auf,
mit dem der Trägerstab 4 z. B. mit dem Befestigungselement 3 verbunden
ist. Hier ist das Anschlussstück 6 allerdings
im Durchmesser kleiner als der Trägerstab 4 selber,
wobei ein Zwischenstück 7, hier ausgebildet als
Federelement, die Verbindung zwischen dem Trägerstab 4 und
dem Befestigungselement 3 herstellt. Vorzugsweise mit dem
gleichen Durchmesser des Anschlussstücks 6 des
Trägerstabes 4 weist das Befestigungselement 3 ebenfalls
ein Anschlussstück 8 auf, wobei die Enden des
als Feder ausgebildeten Zwischenstückes 7 auf
die Anschlussstücke 6 und 8 aufgepresst
werden. Alternative Verbindungsmöglichkeiten zwischen dem
Trägerstab 4 und dem Zwischenstück 7 sind
in den 5 und 6 erkennbar, wobei dann zwischen
den Trägerstab 4 und dem Zwischenstück 7 ein
weiteres Verbindungsstück 13 vorhanden ist, wenn
der Trägerstab 4 endseitig einen Durchmesser aufweist,
der größer ist als der Innendurchmesser des Verbindungsstückes 7.
Hierzu ist gemäß 5 das Verbindungsstück 13 in
etwa trichterförmig ausgebildet, während das Verbindungsstück 13 gemäß 6 als
Hülse ausgebildet ist. Alternativ ist es denkbar, das Zwischenstück 7 nicht
als Feder, sondern aus Vollmaterial herzustellen, in das die Anschlussstücke 6, 8 eingesteckt
und verpresst oder sonst wie befestigt werden. Dabei ist es je nach Anforderung,
die an die Stabantenne 1 gestellt wird, wichtig, dass der
Bereich der Antennenrute 2 (also im Bereich des Trägerstabes 4)
relativ biegesteif ist, wohingegen im Bereich des Zwischenstückes 7 gegenüber
dem Bereich des Trägerstabes 4 eine größere elastische
Verformbarkeit mit entsprechendem Rückstellmoment zugelassen
werden kann. Sind diese Rahmenbedingungen nicht gegeben, ist es
auch denkbar, den Trägerstab 4 bis in das Befestigungselement 3 hineinzuführen,
und dort festzulegen.
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In 2 ist
noch erkennbar, dass die auf dem Trägerstab 4 aufgewickelte
Antennenwicklung 5, beispielsweise aus Kupferlackdraht
bestehend, von einer Isolierung 9 umgeben ist. Diese Isolierung 9 bewirkt,
dass sich die abschnittsweise unterschiedlich gestaltete Antennenwicklung 5 beim
Umspritzen der Stabantenne 1 mit einer Ummantelung 10 in
ihrer Lage fixiert ist und die einzelnen Wicklungen nicht auf dem
Trägerstab 4 während des Spritzvorganges
bewegbar sind. Diese Isolierung 9 kann beispielsweise eine
Klebeschicht zwischen dem Trägerstab 4 und der
Antennenwicklung 5 sein, aber auch ein Klebeband oder ein
Schrumpfschlauch, der nach dem Aufwickeln der Antennenwicklung 5 auf
dem Trägerstab 4 angebracht wird.
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Ein
beispielhaftes, aber nicht einschränkendes Herstellverfahren
der Stabantenne 1 gemäß 2 wird
noch im Folgenden erläutert.
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Der
Trägerstab 4 wird auf entsprechende Länge
abgelängt und mit einem Absatz (Anschlussstück 6)
versehen. Anschließend erfolgt mittels eines Wickelautomaten
das Aufbringen der Antennenwicklung 5 mit den unterschiedlichen
Abschnitten (z. B. 51 bis 56) und das Festlegen
der aufgebrachten Antennenwicklung 5 auf dem Trägerstab 4 mittels
der Isolierung 9. Das Ende der Antennenwicklung 5 wird bis
in den Bereich des Anschlussstückes 6 geführt und
elektrisch mit dem dort aufzubringenden Zwischenstück 7 kontaktiert
(z. B. verlötet). Hierzu muss die Antennenwicklung 5 freigelegt
werden, beispielsweise wenn es sich um einen Kupferlackdraht handelt.
Anschließend erfolgt am anderen Ende des Zwischenstückes 7 das
Anbringen des elektrisch leitfähigen Befestigungselementes 3,
wobei danach dieses fertige Gebilde („Innenleben” der
Stabantenne 1) in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und
vollständig mit der Ummantelung 10 umspritzt wird
(bis auf den untersten Gewindezapfen des Befestigungselementes 3).
Der ganz wesentliche Vorteil einer derart hergestellten Stabantenne 1 ist
der, dass der Wickelautomat so eingestellt und betrieben werden
kann, dass die unterschiedlichen Wicklungsabschnitte 51 bis 56 zur
Erzielung von Antennenstrahlern bzw. Induktivitäten und/oder
Resonanzkreisen herstellbar sind. Damit ist eine ganz wesentliche
Vereinfachung bei der Herstellung der Stabantenne 1 gegeben,
da die einzelnen Abschnitte der Antennenrute 2 nicht mehr
separat (Wicklungsabschnitte und zusätzliche Induktivitäten)
hergestellt und elektrisch miteinander verbunden werden müssen.
Damit bietet die Erfindung auch den Vorteil, dass Fehlfunktionen der
Stabantenne 1 ausgeschlossen sind, da schlechte oder gar
keine Verbindungen (insbesondere Lötverbindungen) zwischen
Antennenwicklung und Induktivitäten und/oder Resonanzkreisen
oder Teilen derselbens entstehen können bzw. diese mit
der Erfindung vermieden werden.
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Die
beiden in den Figuren gezeigten und vorstehend beschriebenen Stabantennen 1 haben
den Vorteil, dass durch die abschnittsweise unterschiedlichen Antennenwicklungen 51 bis 56 bzw.
die mäanderförmig ausgebildete Leiterbahn 12 eine
einzige Stabantenne 1 für unterschiedliche Frequenzbereiche
entsteht. Bei diesen Frequenzbereichen handelt es sich beispielsweise
um Langwelle, Mittelwelle, Kurzwelle, UKW oder Telefon bzw. entsprechende Kombinationen
der genannten Frequenzbereiche. So kann beispielsweise mit der erfindungsgemäßen Stabantenne 1 eine
neuartige Stabantenne realisiert werden, die kompakt (insbesondere
kurz) gebaut ist, sich leicht herstellen lässt und eine
große Bandbreite aufweist. Auf Grund der abschnittsweise
unterschiedlichen Antennenwicklungen bzw. abschnittsweise unterschiedlichen
Leiterbahnen kann z. B. eine einzige Stabantenne für die
Frequenzbereiche Langwelle (153–279 kHz), Mittelwelle (522–1710
kHz), Kurzwelle (5900–6250 kHz), UKW (87,5–108
MHz), Telefon (z. B. 810–960 MHz) sowie DAB (Digital Audio
Broadcast) (170–230 MHz und 1452–1492 MHz), realisiert
werden. Die Frequenzbänder mit amplitudenmoduliertem Signal
Langwelle, Mittelwelle sowie Kurzwelle werden hochohmig ausgekoppelt,
während in allen anderen Bändern die Stabantenne
Anpassung hat.
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7 zeigt
die Stabantenne 1, bei der der Träger als starrer
Träger, oder wie in der 7 dargestellt,
als Trägerfolie 11 ausgebildet ist. Auf der beispielsweise
rechteckigen oder trapezförmigen Kunststoff-Trägerfolie 11 wird
eine leitfähige Struktur derart mäanderförmig
aufgebracht (z. B. als Leiterbahn 12 aufgedruckt), dass
sich bei der fertigen Stabantenne 11 Resonanzen in mehreren
Frequenzbändern einstellen. Diese Resonanzen sind direkt
auf die einzelnen unterschiedlichen abschnittsweisen Gestaltungen
der Leiterbahn 12 zurückzuführen. Die
z. B. zylindrisch oder konisch zusammengerollte Trägerfolie 11 wird
direkt oder unter Zwischenschaltung eines Zwischenstückes
(siehe 2 bis 6) mit dem Befestigungselement 3 mechanisch
und elektrisch verbunden, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen
dem metallischen Befestigungselement 3 (Gewindefußteil)
und den elektrisch leitfähigen aufgedruckten Strukturen
der Kunststoff-Trägerfolie 11 entsteht. Anschließend
wird die Ummantelung 10 angebracht, wieder z. B. in einem
Kunststoff-Spritzgussverfahren oder auch in einem anderen denkbaren Verfahren,
um das „Innenleben" der Stabantenne 1 wetterfest
zu machen und vor äußeren mechanischen Einflüssen
zu schützen.
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Die 8 bis 14 zeigen
das wesentliche und wichtige erfindungsgemäße
Verfahren zu Realisierung von Sperrkreisen innerhalb der Antenne
sowie deren konstruktive Ausgestaltungsmöglichkeiten.
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Der
Sperrkreis wird gebildet aus der Induktivität 101 und
der Kapazität 102. Er lässt sich auch
in gestreckter Form darstellen mit einer Kondensatorplatte 103,
der Induktivität 104 und einer Kondensatorplatte 105.
In gewickelter Form geht der Antennenwickelbereich 106 in
die untere Kondensator-„Wicklung” 107 über.
Der Leiter 108 bildet die Verbindung zwischen der unteren
Kondensator-„Platte” 107 und der Induktivität 109 und
der Leiter 110 bildet die Verbindung zwischen der Induktivität 109 und
der oberen Kondensator-„Platte” 111. 112 kennzeichnet
den Fortsatz der Antennenwicklung nach dem Sperrkreis. Beim Wickelvorgang
werden zunächst die Bereiche 106, 107, 108 und 109 in
dieser Reihenfolge auf den Träger gewickelt, dann wird
der Bereich 110 mit negativem Vorschub über die
Induktivität 109 gewickelt. Am Anfang der Wicklung 107 angekommen
wird mit positivem Vorschub der Bereich 111, der die obere Kondensator-„Platte” darstellt,
so gewickelt, dass er zwischen den Wicklungen der unteren Kondensator-„Platte” 107 zu
liegen kommt. Dabei wird der Bereich 110 automatisch fixiert.
Am Ende der Wicklung 111 wird mit großem Vorschub 112 der
Bereich des Sperrkreises verlassen. Analog ist ein Sperrkreis auch
innerhalb der gedruckten Antennenstruktur realisierbar. Die Bereiche 107 und 111 kommen
dann nicht übereinander zu liegen, sondern werden fingerartig
ineinander angeordnet.
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Wie
vorstehend beschrieben und anhand der 12 bis 14 erläutert,
ist die Antennenleiterstruktur in Form eines Drahtes auf verschiedene
Art und Weise (siehe Bezugsziffern 106 bis übergehend in 112)
auf den Trägerstab 4 aufgewickelt worden. Dabei
ist es zur Bildung der gewünschten Sperrkreise und daraus
resultierend der Empfang unterschiedlicher Frequenzbänder
wesentlich und wichtig, dass die Antennenwicklung in der gezeigten
Form vor- und zurückgewickelt auf dem Trägerstab 4 angeordnet wird.
Erst durch dieses vor- und zurückwickeln, aber auch durch
das Auflegen von Drahtabschnitten auf schon aufgewickelte Drahtabschnitte
(beispielsweise Auflegen des Drahtabschnittes 110 auf den
schon gewickelten Drahtabschnitt 109) wird es möglich,
die Stabantenne 1 mit der gewünschten Funktion,
nämlich dem Senden und/oder Empfangen mehrerer Frequenzbänder,
zu realisieren.
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Alternativ
dazu ist in 15 gezeigt, dass mit der gleichen
Funktion (Realisierung eines Stabantenne zum Senden und/oder Empfangen
hochfrequenter Signale mehrerer Frequenzbänder nicht nur die
in den 12 bis 14 gezeigte
Drahtwickeltechnik zum Einsatz kommen muss, sondern dass sich die
Funktion auch in Form unterschiedlicher Leiterbahnabschnitte auf
der Trägerfolie realisieren lassen. Daher sind in 15 die
Leiterabschnitte analog zu dem Drahtabschnitt und der 12 bis 14 gezeigt,
wobei die mit gleichen Bezugsziffern versehenen Abschnitte die gleichen
Funktionen (Sperrkreise) bezeichnen.
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In
den 16 bis 18 sind
weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Stabantenne gezeigt. In 16 ist
erkennbar, dass Teile der an einem Stück ausgebildeten
Antennenleiterstruktur so angeordnet sind, dass sie einen oder mehrere
Sperrkreise mit vorbestimmter Frequenz bilden. Dazu ist es vorgesehen, dass
die Trägerfolie oder Leiterplatte zur Erhöhung
der Biegeflexibilität im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse
verlaufende Einschnitte aufweist.
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In 17 ist
gezeigt, dass die Trägerfolie oder Leiterplatte über
ihre Länge wendel- oder spiralförmig gewunden
und von der Ummantelung anschließend (hier nicht dargestellt)
umgeben ist. Durch die wendel- oder spiralförmige Windung
der Trägerfolie oder Leiterplatte mit entsprechender Dimensionierung
(Länge bzw. Breite und Höhe der einzelnen Windungen)
können wiederum die unterschiedlichen Sperrkreise realisiert
werden, woraus sich wiederum der unterschiedliche Empfang mehrerer
Frequenzbänder ergibt.
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In 18 ist
schließlich gezeigt, dass die Trägerfolie oder
Leiterplatte spiralzylinderförmig zur Bildung der Antennenroute 2 gewunden
und von der Ummantelung 10 (hier nicht dargestellt) anschließend
umgeben ist. Dadurch lässt sich die Stabantenne 1 in
besonders einfacher und kompakter Form realisieren.
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Zusammenfassend
wird noch einmal festgestellt, dass einer der wesentlichen Aspekte
der Erfindung eine durchgehend aus einem elektrisch leitfähigen
Material (z. B. Draht) auf einen Träger (z. B. Stab aus
elektrisch nicht leitfähigen Material) gewickelte Antennenrute
ist, die in der einzigen durchgehenden (und festen und somit weder
in der mechanischen noch in der elektrischen Länge abstimmbaren)
Wicklung sowohl Strahlerelemente (zum Senden und/oder Empfangen
hochfrequenter Signale in mehreren Frequenzbereichen oder auf mehreren
Frequenzen) als auch einen Sperrkreis oder mehrere Sperrkreise für
definierte Frequenzen oder definierte Frequenzbereiche verwirklicht
durch definiertes Aufwickeln der Antennenwicklung in der einen Längsrichtung
des Trägers und in Teilbereichen in die andere Längsrichtung
und wieder zurück in die eine Längsrichtung, wobei
gleiche oder unterschiedliche Steigungen realisiert werden, sowie
Aufeinanderlegen von Wicklungsabschnitten (ohne elektrischen Kurzschluss),
wobei aus den genannten Maßnahmen erhöhte Streukapazitäten
resultieren, insbesondere durch Annähern des Anfangs der
Wicklung und deren Ende bzw. durch Annähern des Spulenanfangs
und des Spulenendes.
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Alternativ
läßt sich dieses Ziel dadurch erreichen, dass
nicht ein Draht auf einen Stab aufgewickelt wird, sondern dass die
Antennenleiterstruktur durch das Aufbringen von elektrisch leitfähigen
bereichen (z. B. Kupferbahnen) auf einen flächigen Träger (z.
B. Leiterplatte) gebildet wird. Auch hierbei kann zum Beispiel ein
Kondensator durch Rück- und Hinführen einer übereinanderliegenden
Leiterbahn (wobei die übereinanderliegenden bereichen elektrisch voneinander
isoliert sind) gebildet wird, ebenso wie eine Induktivität.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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