DE3410950A1

DE3410950A1 - Antennenanordnung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3410950A1
Application number: DE19843410950
Authority: DE
Inventors: Bernhard 7968 Saulgau Weber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-24
Filing date: 1984-03-24
Publication date: 1985-09-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Antennenstab, einem an der Außenseite auf eine Fensterscheibe aufklebbaren Fußteil, einem dem Fußteil gegenüberliegend an der Innenseite auf die Fensterscheibe aufklebbaren Gegenstück, wobei Fußteil, Scheibe und Gegenstück einen Koppelkondensator bilden, und einer Schaltungsanordnung zur Anpassung der unterschiedlichen Impedanzen am innenseitigen Anschluß des Koppel kondensators und am Eingang des Anschluß-Axialkabels eines Funkgeräts.
Eine Antennenanordnung dieser Art, bei der kein Loch durch das Karosserieblech gebohrt werden muß, ist für den Frequenzbereich des CB-Funks (Citizen Band) aus der DE-OS 29 11 885 bekannt.
Hierbei wird eine induktiv belastete Halbwellen-Antenne verwendet mit dem erklärten Ziel, den Antennenstab an einer nicht metallischen Fahrzeugaußenhaut, z. B. einem Bootskörper, anbringen zu können. Dies ist möglich, weil bei Antennenlänge am Fußpunkt ein Stromminimum (Stromknoten) und ein Spannungsmaximum (Spannungsbauch) vorliegt und daher eine leitende Fläche als kapazitives Gegengewicht nicht erforderlich ist. Andererseits sind Halbwellen-Antennen infolge ihrer großen Länge für Kraftfahrzeuge praktisch nicht brauchbar, so daß man auf den Kompromiß einer induktiv belasteten Antennenpeitsche angewiesen ist. Zur Impedanzanpassung ist bei der bekannten Anordnung ein Parallelschwingkreis mit einer verhältnismäßig großen Spule vorgesehen, wobei die Seele des Anschlußkabels mit einer Anzapfung der Spule verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Anwendungen im VHF-und UHF-Bereich ab etwa 100 MHz bis über 1 GHz eine Viertelwellen-Antennenanordnung vorzuschlagen, die trotz Scheibenbefestigung zufriedenstellend arbeitet, einfach aufgebaut ist und problemlos eingestellt und angepaßt werden kann.
Diese Aufgabe wird ausgehend von der einleitend bezeichneten Antennenanordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Gegenstück eine doppelseitig beschichtete Isolierstoffplatte vorgesehen ist, deren eine leitfähige Schicht mit der Fensterscheibe verklebt ist, während die andere leitfähige Schicht in mehrere getrennte Bereiche unterteilt ist, die als Lötbasen für die Bauelemente eines Collins-Filters dienen, das einerseits mit der gegenüberliegenden Schicht und andererseits mit der Seele des Anschlußkabels verbunden ist und dessen Kondensator-Fußpunkte mit der Abschirmung des Anschlußkabels verbunden sind. Zweckmäßigerweise wird das Fußteil und das Gegenstück in der Nähe des Randes der Fensterscheibe angebracht, nämlich in geringem Abstand von einer ein elektrisches Gegengewicht bildenden metallischen Fensterfassung, insbesondere dem metallischen Fahrzeugdach.
Es hat sich gezeigt, daß mit dieser Anordnung der Vorteil der das Fahrzeug schonenden und einfachen Scheibenbefestigung auch bei kurzer Antenne und geringsten Herstellungskosten beibehalten werden kann. Infolge des geringen Abstandes zwischen dem Koppelkondensator und dem metallenen Fahrzeugdach wirkt dieses offenbar trotz Fehlens einer Masseverbindung als Gegengewicht. Jedenfalls ist der Antennengewinn nachweislich nahezu gleich groß wie bei einer üblichen Dachantenne.
Weitere Vorteile kommen hinzu. Das metallene Fußteil hat vorzugsweise eine plattenartige Form und trägt eine Aufnahmehülse, in welcher der Antennenstab mittels einer Klemmschraube längenveränderbar gehalten ist. Diese Anordnung ist denkbar einfach und daher preiswert herzustellen. Kostengesichtspunkte sprechen auch für die Wahl eines Collins-Filters zur Impedanzanpassung, denn bei diesem können preiswerte Trimmkondensatoren verwendet werden, während die Induktivität bei geeigneter Bemessung unverändert bleiben kann. Bevorzugte Werte für das 2 m - Amateurfunkband (genauer 145 MHz) sind eine Induktivität von etwa 0,1 pH und Kapazitäten von je etwa 40 pF. Für eine Frequenz von 430 MHz ergeben sich beispielsweise eine Induktivität von 10 nH und Kapazitäten von je 10 pF.
Schaltungsbausteine mit diesen Werten sind außerordentlich klein und können in einem Gehäuse von beispielsweise 15 mm Höhe gut untergebracht werden. Wenn der Antennenstab, bezogen auf eine Frequenz von etwa 145 MHz, eine Länge von 50 cm hat, genügen Auflageflächen des Fußteils und des Gegenstücks von etwa 900 mm², wodurch diese Teile aus dem Blickwinkel des Autofahrers hinter dem Rückspiegel völlig verschwinden und somit das Gesichtsfeld nicht beeinträchtigen. Bei einer Frequenz von 1 GHz ergibt sich eine Strahlerlänge von nur ca. 7 cm Länge und eine Koppelkondensatorfläche von ca. 100 bis 200 mm2.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, ausgelegt für Frequenzen um 145 MHz, wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein schematisches Schnittbild der Antennenanordnung, Fig. 2 die Draufsicht auf das Gegenstück ohne Deckel vom Fahrzeuginnenraum aus und Fig. 3 ein Schaltbild der Antennenanordnung.
In Fig. 1 ist die Frontscheibe 1 eines Kraftfahrzeugs gezeigt, die mittels einer Gummiprofilleiste 2 in die Fensteröffnung des Fahrzeugkörpers eingesetzt ist, der mit dem Fahrzeugdach 3 angedeutet ist. In der Nähe der Gummiprofilleiste 2 ist außen auf die Scheibe ein Fußteil 4 aus etwa 2 mm starkem Edelstahl-Blech aufgeklebt. Auf der unteren, abgekanteten Partie des Fußteils, die sich von der Scheibe abhebt, sitzt eine Aufnahmehülse 5, in welcher mittels einer Klemmschraube 6 ein Antennenstab 7 gehalten ist.
Auf der Innenseite der Scheibe 1 ist ein Gegenstück 8 aufgeklebt, das in Fig. 2 bei abgenommenem Deckel 9 in der Draufsicht gezeigt ist. Der Deckel 9 besteht im Beispiel aus Kunststoff und ist mittels einer nach innen weisenden ebenen Partie 9a aufgeklebt.
Das insgesamt mit 8 bezeichnete Gegenstück besteht aus einer doppelseitig mit leitfähigen Schichten versehenen Isolierstoffplatte 10 von etwa 2,5 mm Dicke. Die mit der Scheibe verklebte Schicht 11 überdeckt die volle Fläche der Isolierstoffplatte 10.
Sie bildet mit dem Fußteil 4 den Koppelkondensator, in Fig. 3 mit C1 bezeichnet. Die gegenüberliegende Schicht ist in drei getrennte Bereiche 12, 13 und 14 getrennt, die nur einen Teil der Oberfläche der Isolierstoffplatte belegen. Der winkelförmige Bereich 12 ist durch die Isolierstoffplatte hindurch mit der leitfähigen Schicht 11 leitend verbunden. Eine Induktivität L = 0,1 pH ist zwischen die Bereich 12 und 13 eingelötet, während Trimmkondensatoren von je 40 pF an den Bereichen 13 und 12 bzw.
13 angelötet sind. Die Seele 15 des zum Funkgerät führenden Koaxialkabels ist am Bereich 13 und die an Masse angeschlossene Abschirmung über eine Verbindungsleitung 16 am Bereich 14 angelötet.
In dem Schaltbild nach Fig. 3 sind neben den erwähnten Schaltungsbauteilen der Antennenstab 7 und ein Sende- und Empfangsgerät 17 gezeigt. Die Induktivität L und die Kondensatoren C2 und C3 bilden das Collins-Filter zur Impedanzanpassung. L und C3 zusammen bilden außerdem einen Tiefpass, der di Oberwellen de@ Sonde@@ unterdrückt.
Nach dem Ankleben des Fußteils 4 und des Gegerlstücks 8 an die Scheibe 1 wird die Abstimmung auf Resonanzfrequenz wie folgt vorgenommen: Zunächst erfolgt eine Grobeinstellung der Antennenlänge mit Hilfe der Klemmschraube 6. Der Antennenstab 7 läßt sich um etwa @ 1 cm verschieben. Dabei ist zu beachten, daß die Koppelkapazität C1 verkürzend wirkt, d. h. die Antennengesamtlänge ist um etwa 3 bis 10 % kürzer als der rechnerische Wert zu nehmen. Sodann wird an den Trimmkondensatoren C2 und C3 abgeglichen. Bei einem Stehwellenverhältnis von etwa 1 : 1,1 ergibt sich eine hervorragende Bandbreite von 144 bis 146 MHz. Der querschnittlich runde Antennenstab kann einen Durchmesser von etwa 2 mm haben. Die Stehwellenkurve verläuft aber noch flacher, wenn der Durchmesser etwa 3 mm beträgt. Der Antennengewinn ist annähernd gleich groß wie bei einer üblichen Dachantenne.
1 Scheibe 2 Gummiprofilleiste 3 Fahrzeugdach 4 Fußteil 5 Aufnahmehülse 6 Klemmschraube 7 Antennenstab 8 Gegenstück 9 Deckel 9a Klebelasche 10 Isolierstoffplatte 11 Schicht 12 Bereich 13 Bereich 14 Bereich 15 Seele 16 Verbindungsleitung 17 Sende- und Empfangsgerät Leerseite

Claims

amtl. Bez.: "Antennenanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuge" ANSPRUCHE Antennenanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Antennenstab, einem an der Außenseite auf eine Fensterscheibe aufklebbaren Fußteil, einem dem Fußteil gegenüberliegend an der Innenseite auf die Fensterscheibe aufklebbaren Gegenstück, wobei Fußteil, Scheibe und Gegenstück einen Koppelkondensator bilden, und einer Schaltungsanordnung zur Anpassung der unterschiedlichen Impedanzen am innenseitigen Anschluß des Koppelkondensators und am Eingang des Anschluß-Axialkabels eines Funkgeräts, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenstück (8) eine doppelseitig beschichtete Isolierstoffplatte (10) vorgesehen ist, deren eine leitfähige Schicht (11) mit der Fensterscheibe (1) verklebt ist, während die andere leitfähige Schicht in mehrere getrennte Bereiche (12, 13, 14) unterteilt ist, die als Lötbasen für die Bauelemente (L, C2, C3), eines Collins-Filters dienen, das einerseits mit der gegenüherliegenden Schicht (11) und andererseits mit der Seele (15) des Anschlußkabels verbunden ist und dessen Kondensator-Fußpunkte mit der Abschirmung des Anschlußkabels verbunden (16) sind.
2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fußteil (4) und das Gegenstück (8) in der Nähe des Randes der Fensterscheibe (1) angebracht ist in geringem Abstand von einer ein elektrisches Gegengewicht bildenden metallischen Fensterfassung (3).
3. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fußteil (4) eine plattenartige Form hat und eine Aufnahmehülse (5) trägt, in welcher der Antennenstab (7) mittels einer Klemmschraube (6) längenveränderbar gehalten ist.
4. Antennenanordnung nach Anspruch 1 für das 2 m - Amateurfunkband, dadurch gekennzeichnet, daß das Collins-Filter aus einer Induktivität (L) von etwa 0,1 #H und aus zwei Trimmkondensatoren (C2, C3) mit einer Kapazität von je etwa 40 pF besteht.
5. Antennenanordnung für das 2 m - Amateurfunkband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenstab etwa 50 cm lang ist und die Auflageflächen des Fußteils und des Gegenstücks etwa 900 mm² betragen.