DE3534572A1

DE3534572A1 - Mobilantennenanordnung

Info

Publication number: DE3534572A1
Application number: DE19853534572
Authority: DE
Inventors: Shintaro Kawagoe Saitama Gomi; Tomohisa Yokogawa
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1984-09-29
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1986-04-30
Also published as: KR860002881A; JPS6182502A; KR900006043B1; JPH0374845B2; US4757322A; FR2571179A1

Description

Mobilantennenanordnung

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung, die als Hauptantenne zum Empfang von UKW-Rundfunksignalen in einem Automobil geeignet ist oder eine sogenannte "Unter-Antenne" in einem Antennendiversity-Empfangssystem. Speziell betrifft die Erfindung eine Antennenanordnung, deren Antennenelement auf einer Glasplatte eines Kraftfahrzeugs angebracht ist.

Ein typisches Beispiel einer üblichen UKW-Rundfunkempfangsantenne für ein Kraftfahrzeug ist eine Peitschen- oder Stabantenne, die dazu bestimmt ist, am vorderen Kotflügel, am Dach, am Kofferraum oder an anderen Teilen des Kraftfahrzeugs befestigt zu werden, wie beispielsweise in Fig. 7 mit 17, 18 und 19 bezeichnet. In letzter Zeit sind jedoch Antennenanordnungen bekannt geworden, die die Heckfensterscheibe als Antennenträger verwenden.

Ein Beispiel einer solchen Antennenanordnung letztgenannter Art ist in Fig. 5 dargestellt. Ein Heizdraht 20, der an der Heckscheibe des Fahrzeugs ausgebildet ist, um Beschlag, Reif usw. von der Scheibe zu entfernen, wird außerdem als Antennenelement verwendet. Bei einem anderen Beispiel ist ein Antennenelement 21 auf jenem Bereich der Glasplatte angeordnet, an welchem sich kein Heizdraht befindet. Bei einem weiteren Beispiel sind die beiden obenbeschriebenen Lösungen in Kombination verwendet.

3534572 _^_ 'οι In der Zeitschrift Dempa Shimbun (Radio Wave Newspaper), "High Technology", 5.JuIi 1984 ist eine Vielzahl von Antennenmustern beschrieben, die an den Vorder-, Heck- und Seitenfenstern eines Kraftfahrzeugs angebracht sind.

Von den obenbeschriebenen konventionellen Antennen zeichnet sich die Stab- oder Peitschenantenne durch ihre excellente Empfindlichkeit und ihr Strahlungsdiagramm aus. Da jedoch eine solche Antenne im allgemeinen 1 m vom Kraftfahrzeug wegsteht, ist es notendig, die Antenne einzufahren oder abzunehmen, wenn das Fahrzeug in eine Waschanlage gefahren wird. Weiterhin weist die Peitschenantenne den Nachteil auf, daß sie beim Fahren ein pfeifendes Geräusch erzeugt. Auch besteht die Gefahr des Diebstahls. Mitunter ist es auch schwierig, eine solche Antenne anzubringen, und die Handhabung der Peitschenantenne ist mühsam, wenn eine Unterantenne in einem Diversity-Empfangssystem hinzugefügt wird.

Bei den Fensterglasantennen ist das Antennenelement im Inneren des Fahrzeugs installiert. Die Verwendung solcher Fensterantennen kann daher die obenbeschriebenen Schwierigkeiten im wesentlichen beseitigen. Jedoch hat eine solche Antenne ein sehr ungünstiges Strahlungsdiagramm. Weiterhin sind solche Scheibenantennen weitaus weniger empfindlich als eine Peitschen- oder Stabantenne, deren Länge in der Größenordnung von einem Viertel der Empfangswellenlänge beträgt, die außerhalb des Fahrzeugs angebracht ist.

Wenn die Antenne an der Heckscheibe des Fahrzeugs installiert ist und außerdem als Heizdraht für die Glasplatte dient oder wenn sie sich nahe einem solchen Heizdraht befindet, dann besteht die Gefahr, daß die Antenne Störungen von elektrischen Stromversorgungsquellen aufnimmt, die den Heizdraht mit Strom versorgen.

Wenn im Kraftfahrzeug während des Fahrens ein UKW-Rundfunksignal empfangen wird, dann nimmt die Antenne die Rundfunkwellen zum einen direkt und zum anderen erst nach Reflexion auf der Erde, an Gebäuden nahe der Straße usw. auf. Eine solche Mehrwegeausbreitung ruft aufgrund von Interferenzen bekanntlich Empfangsstörungen hervor.

Um die obigen Schwierigkeiten zu vermeiden, ist eine Signalempfangsanordnung vorgeschlagen worden, die ein Antennen-Diversity-System verwendet. Ein solches Signalempfangssystem verwendet erne Mehrzahl von Antennen in gewissen Intervallen, wobei die Richtungen der Strahlungsdiagramme der einzelnen Antennen voneinander unterschieden werden. Bei der so gestalteten Empfangsanordnung werden die Ausgänge aller Antennen zu allen Zeiten beobachtet und jene Antenne, deren Ausgangssignal den höchsten Pegel hat, wird verwendet, oder wenn der Ausgang der gegenwärtig in Verwendung befindlichen Antenne auf einen vorbestimmten Pegel abfällt, wird eine andere Antenne in Benutzung genommen.

Bei einem Antennen-Diversity-Empfangssystem der vorgenannten Art müssen wenigstens zwei Antennen vorgesehen sein. Das heißt, zusätzlich zu der existierenden Antenne muß eine weitere Antenne vorgesehen sein.

In diesem Falle ist es wünschenswert, eine Antenne zu verwenden, die frei von den obengenannten Problemen ist und einfach installiert werden kann.

Fig. 19 zeigt ein Smith-Diagramm, in welchem eine gemessene Impedanzcharakteristik einer Peitschenantenne von 90 cm Gesamtlänge eingezeichnet ist. Die Mitte des Diagramms (1,0) entspricht der Impedanz des Koaxialkabels (75 Ohm). Die Impedanz der Antenne ist bei der Mittenfrequenz des UKW-Rundfunkbandes mit 75 Ohm rein ohmisch.

Fig. 22 zeigt das Strahlungsdiagramm einer Peitschenantenne, wenn letztere vertikal polarisierte Wellen aufnimmt, während Fig. 23 das Strahlungsdiagramm derselben Antenne angibt, wenn letztere horizontal polarisierte Wellen aufnimmt.

Die Fig. 10B, 11 und 12 zeigen den Impedanzverlauf der Antenne, der sich durch Änderung der Länge des Antennenelements ergibt, wobei der Ausgang der Antenne am oberen linken Abschnitt der Innenfläche der Frontscheibe des Fahrzeugs lag, wie Fig. 10A zeigt, und eine Kupferfolie von 10 mm Breite und 0,3 mm Dicke als Antennenelement verwendet wurde. Aus diesen Diagrammen geht hervor, daß sich die Impedanz erheblich verändert hat und dementsprechend die Antenne eine niedrige Empfindlichkeit aufweist. Im Falle von Fig. 10B betrug die Länge des Antennenelementes etwa 1/4 Wellenlänge (90,4 cm). In den Fällen der Fig. 11 und 12 betrug die Länge des Antennenelementes etwa 1/7 (51,6 cm) bzw. 1/8 (45,2 cm) der Empfangswellenlänge.

Um die Nachteile der bekannten Peitschen- und Fensterantennen zu überwinden, schafft die vorliegende Erfindung eine Antennenanordnung zur Verwendung im UKW-Rundfunkband, die dazu geeignet ist, an der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs montiert zu werden und die einen Gewinn und ein Strahlungsdiagramm zeigt, die jenen einer externen Peitschenantenne ähnlich sind. Das Antennenelement nimmt die form eines Leiters an, der nahe dem einen der Pfeiler angebracht ist, der die Windschutzscheibe trägt. Der Pfeiler wirkt elektrisch als Induktur und der Leiter als Kondensator. Durch geeignete Dimensionierung und geeigneten Abstand des Leiters in Bezug auf den Pfeiler, kann man im UKW-Rundfunktband Resonanz erreichen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Antennenanordnung an einem Kraftfahrzeug;

Fig. 2 eine Darstellung der Anordnung nach Fig. 1, gesehen vom Fahrersitz aus;

Fig. 3A eine Darstellung des Aufbaus eines Antennenelementes, und Fig. 3B einen Schnitt durch

selbiges;
30

Fig. 4 eine Darstellung der Installation einer konventionellen Peitschenantenne;

Ψ- Λ-

Fig. 5 eine Darstellung einer üblichen Scheibenantenne ;

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform, die einen Streifenleiteraufbau verwendet;

Fig. 7 ein Schaltbild mit verteilten Elementen

der bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 8 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 9 ein Aquivalenzschaltbild der bevorzugten

Ausführungsform;

Fig. 1OA eine Darstellung der Lage des Antennenelements ;

Fig. 1OB und Fig. 11 und 12 Diagramme bezüglich des Impedanzverlaufs im Falle einer horizontal montierten konventionellen Antenne;

Fig. 13A eine Darstellung der Position eines Antennenelements,

Fig. 13B und Fig. 14 bis 18 Diagramme des Impedanzverlaufs von Antennenelementen nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 19 ein Diagramm des Impedanzverlaufs einer konventionellen Peitschenantenne;

Fig. 20 ein Strahlungsdiagramm der bevorzugten

Ausführungsform für vertikal polarisierten Empfang;

- λο ·

Fig. 21 ein Strahlungsdiagramm der bevorzugten Ausführungsform für horizontal polarisierten Empfang;

Fig. 22 ein Strahlungsdiagramm einer konventionellen Peitschenantenne für vertikal polarisierten Empfang;

Fig. 23 ein Strahlungsdiagramm der konventionellen Peitschenantenne für horizontal polarisierten Empfang; 10

Fig. 24 ein Vergleichsdiagramm der Empfindlichkeit der Antenne nach der Erfindung und der von konventionellen Antennen;

Fig. 25 ein Schaltbild einer Ausführungsform, die einen Pufferverstärker verwendet;

Fig. 26 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels für die Stromversorgung des Pufferverstärkers;

Fig. 27 ein Schaltbild eines Filters des Pufferverstärkers;

Fig. 28 ein Schaltbild eines idealen Transformators ;

Fig. 29 ein Schltbild einer Last, die mit dem Filter nach der bevorzugten Ausführungsform verbunden ist;

Fig. 30 ein Schaltbild im Falle, daß die Last parametrisch ist und

Fig. 31 eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Antennenelements nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform

einer Mobilantennenanordnung nach der Erfindung. In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 die Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs bezeichnet, mit 2 ein Antennenelement in Form eines transparenten Aufklebers, der eine Kupferfolie 3 enthält, wobei das Antennenelement an der Innenseite der Frontscheibe angebracht ist. 4 ist das eine Ende eines Koaxialkabels und 5 der Ausgangsanschluß des Antennenelementes und der Außenleiter des Koaxialkabels, dessen

Ende mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist. Mit 7 ist ein vorderer Dachpfosten des Fahrzeugs bezeichnet und mit 12 das Lenkrad.

Fig. 2 zeigt die Antennenanordnung nach Fig. 1,

von der Fahrersitzseite her gesehen. In Fig. 2 sind solche Elemente, die schon unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben worden sind, mit denselben Bezugszeichen versehen. In Fig. 2 identifiziert das Bezugszeichen 8 eine Sonnenblende. Diese ist an einem Stab 9 schwenkbar befestigt, der seinerseits an einem Halter 9a befestigt ist, der am Fahrzeug mittels Schrauben 10 angebracht ist. Mit 11 ist ein Kabelschuh bezeichnet, der am Ende des Außenleiters des Koaxialkabels angelötet ist. Der

Kabelschuh 11 ist zusammen mit dem Halter 9a fest am Metallaufbau des Fahrzeugs angebracht, so daß das Koaxialkabel elektrisch geerdet ist.

Die Fig. 3A und 3B zeigen den Aufbau des Antennenelementes 2 nach Fig. 1 in größerem Detail. Speziell zeigt Fig. 3A eine Draufsicht auf das Antennenelement 2 und Fig. 3B zeigt einen Schnitt davon. Transparente Plastikfilme 13 und 14 sind beispielsweise mit einem thermokompressiven Bindemittel so miteinander vereinigt, daß ein Leiterelement 15 zwischen den Filmen 13 und 14 festgehalten wird. Die Außenfläche des Filmes 13 ist mit einem Klebstoff 16 befestigt, so daß das Antennenelement an der Windschutzscheibe angeheftet werden kann. Ein Ende des Leiters 15 ist nach außen geführt, so daß es als äußerer Anschluß dienen kann.

Fig. 25 zeigt ein Beispiel eines Schaltkreises, in we-lchem ein Pufferverstärker mit dem Antennenelement nach der Erfindung verbunden ist. In Fig. 25 bezeichnet AE das Antennenelement und GND bezeichnet einen Anschluß, der mit der Fahrzeugkarosserie zu verbinden ist.

Ein Schaltkreis aus den Schaltelementen C₁ bis C^ und L₁ bis L-, kann in ein Hochpaßfilter , bestehend aus den Kondensatoren C₁, Cp und der Induktivität L₁, und ein Tiefpaßfilter , bestehend aus den Induktivitäten L₂, L-, und dem Kondensator C, unterteilt werden. Die zwei Filter erzeugen zusammen eine Bandpaßcharakteristik im UKW-Rundfunkband.

Die Prinzipien der Antennenanordnung nach der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Fig. 6-9 erläutert.

Fig. 6 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, in der eine

parallel gekoppelte Streifenleiterstruktur verwendet wi rd.

Ein Pfosten 31 des Fahrzeugs erscheint elektrisch als Streifenleitung, deren Enden mit dem Fahrzeugkörper und einem Metallteil großer Fläche, nämlich dem Dach, verbunden sind, die auf Null-Potential (Erd-Potential) stehen. Ein Antennenelement 32 ist parallel zu dem Pfeiler 31 angeordnet und hat zwei freie Enden. Ein Verbindungsanschluß 33 ist mit dem einen der beiden Enden des Antennenelements verbunden.

Die erfindungsgemäße Antennenanordnung ist schematisch in Fig. 7 mit verteilten Elementen dargestellt.

Der Pfeiler 31 in Fig. 6 ist mit beiden Enden geerdet. Er hat im UKW-Rundfunktband eine elektrische Länge von weniger als λ/2 (=* 1,8 mm) und ist daher induktiv. Der Pfeiler wird daher als Induktivität 35 und Strahlungswiderstand 3^ in Fig. 7 dargestellt. Das Antennenelement 32 in Fig. 6 ist an beiden Enden offen und hat weiterhin eine elektrische Länge von weniger als λ/4. Das Antennenelement ist daher kapazitiv. Dementsprechend wird das Antennenelement als Strahlungswiderstand 37 und Kapazität 38 ausgedrückt. Wie Fig.7 zeigt, wird ein Transformator 36 dazu verwendet, den Pfeiler 31 mit dem Antennenelement 32 zu koppeln.

Der verteilte Kreis nach Fig. 7 kann als ein Schaltbild mit konzentrierten Schaltelementen gemäß Fig. 8 ausgedrückt werden. Ein Strahlungswiderstand 39 , eine Induktivität 40, ein Transformator 41, ein Strahlungswiderstand 42 und eine Kapazität 43 in Fig. 8 entsprechen dem Strahlungswiderstand 34, der Induktivität 35, dem Transformator 36, dem Strahlungswiderstand 37 und der Kapazität 38 in Fig. 7.

-V-. fk,

Fig. 9 ist das Äquivalenzschaltbild des Kreises nach Fig. 8. Das heißt, der Schaltkreis nach Fig. 8 kann äquivalent durch einen Serienresonanzkreis ausgedrückt werden, bestehend aus dem zusammengesetzten Strahlungswiderstand 44, einer zusammengesetzten Reaktanz, d.h. einer zusammengesetzten Induktivität 45 und einer Kapazität 46.

Dies bedeutet, daß im UKW-Rundfunktband der Pfeiler als Induktivität wirkt, während das Antennenelement als Kapazität wirkt, was die Möglichkeit angibt, einen Resonanzpunkt in das UKW-Band zu legen.

Anschließend wird der Betrieb des Pufferverstärkerkreises nach Fig. 25 erläutert.

Fig. 27 zeigt den Teil von Fig. 25 vom Ausgangsanschluß des Antennenelementes AE bis zum Gate des

Transistors Q₁.
20

Eine der Charakteristika des Kreises nach Fig.25 wird nun erläutert. Zur Vereinfachung bei der Rechnung sei angenommen, daß C. = Cp = C, L₁ = L, Lp = L- = L¹ und Ο, r C.
³

Die F-Parameter dieses Kreises lassen sich wie folgt berechnen:

O 1 35

'-US*

Wenn die Mittenfrequenz des Hochpaföfilters an der Eingangsstufe gleich der des Tiefpaßfilters in der zweiten Stufe gemacht wird, dann ist

(DqLW - U)JjL¹C = 1

Eingesetzt in die Gleichung (1) ergibt sich (F)

¹⁵ f ° ficV O J»L·

/c'/c

20 ^ °

LC = L¹C, wie oben beschrieben. Daher ist L'/L = C/C = n,

/l/n 0\

25 (F) = ... (2)

\ 0 n/

Wenn in dem idealen Transformator nach Fig. 28 das Verhältnis der Windungszahl der Sekundärwicklung zu 30 der der Primärwicklung gleich η ist, dann können die folgenden Gleichungen geschrieben werden:

V₂ = nV! and I₂ = (l/n) = I₁

Ausgedrückt in Matrixform:

^il/n Τ²) - <ηΓ²

; 0 n/\Io/ \to

Wie aus einem Vergleich dieses Ausdrucks mit der Gleichung (2) entnommen werden kann, ist es bezüglich des Kreises nach Fig. 27 theoretisch möglich, eine höhere Ausgangsspannung zu erzeugen, als am ,Q Eingang ansteht.

In dem Falle, wo eine Signalquellenimpedanz R„ und eine Lastimpedanz R.an den Schaltkreis nach Fig.27 angeschlossen werden, wie in Fig. 29 gezeigt, ist der F-Parameter (F') wie folgt:

/1 RlWh ⁰V ^λ °

B¹

¹ C D¹

Dann kann der Schaltkreis nach Fig. 29 so ausgedrückt werden, wie in Fig. 30 gezeigt. Für diesen Schaltkreis ist die Spannungsverstärkung G :

ti

^Vs " ^A' ⁼

I 1

^Vs " hi

n⁺R_L

Wenn R^/R, konstant ist, dann ist für η = L

O Lj -q

die Spannungsverstarkung G maximal. Bei diesem Punkt ist G wie folgt:

6 XücLX

G₆ max = (1/2)

Im Falle, wo die Antenne eine Signalquellenimpedanz von 75 Ohm hat, mit diesem Kreis verbunden ist und der Ausgangsabschnitt des Kreises mit 300 Ohm g abgeschlossen ist, gilt daher:

Wenn eine 75 Ohm-Last direkt mit einer Antenne verbunden ist, die eine 75 Ohm-Signalquellenimpedanz hat, dann wird über der Last eine Spannung entwickelt, die die Hälfte der Signalquellenspannung ist. Die Spannung, die man im vorhergehenden Fall erhält, ist daher doppelt so groß wie die spannung im letzterwähnten Fall.

Es sei nun der Schaltkreis des Transistors Q-beschrieben. Der Transistor Q₁ ist ein Feldeffekttransistor (FET), dessen Drain-Ausgang mit seiner Source in einem Gegenkopplungskreis über einen Transformator verbunden ist, der ein Wicklungsverhältnis von 1 aufweist. Die Verstärkung ist 1. Der Transistor liefert jedoch eine niedrige Ausgangsimpedanz, ähnlich einem konventionellen Transistor-Emitter-Folgerkreis, so daß er einen Pufferverstärker bildet, der eine niedrige Rauschzahl und einen weiten Dynamikbereich hat.

Im Schaltkreis nach Fig. 25 enthält ein Filterabschnitt die Kondensatoren C, bis C-, und die Induktivitäten L, bis L,,. Er erhöht die Eingangsspannung. Ein Ausgangskreis konstanter Impedanz, der von dem Transistor Q. gebildet wird, ist mit dem Filterabschnitt verbunden. Wenn daher die Eingangs- und Ausgangsimpedanzen des Filters 75 0hm bzw. 300 0hm sind,

wie oben beschrieben, dann erhält man einen Gewinn von etwa 6dB.

Der Filterabschnitt kann auch eine Stoßspannung unterdrücken, die hervorgerufen wird, wenn die Antenne von einem Blitz getroffen wird.

Wie zuvor erwähnt, wirkt im UKW-rundfunkband der Dachpfeiler eines Automobils als eine induktives EIement ,während ein Leiter, der kurzer als 1/4 Wellenlänge ist, als ein kapazitives Element wirkt. Durch Anordnung der zwei Elemente an Positionen, wo sie ein induktives Verhältnis zueinander einnehmen, läßt sich im Empfangsfrequenzband daher eine Resonanzab-Stimmung erreichen. Die Erzielung dieses Zustandes und die Bedingungen dafür werden unter Bezugnahme auf Versuchsdaten erläutert.

Die Fig. 13B, 14 und 15 zeigen Meßwerte, die mit einem Antennenelement erhalten worden sind, das vertikal im Abstand von 30 mm von vorderen Dachpfosten angebracht war, wie speziell in Fig. 13B gezeigt. Das obere Ende des Elementes ist im wesentlichen nahe dem oberen Rand der Frontscheibe angeordnet. Die Daten, die in den Fig. 13B, 14 und 15 gezeigt sind, gelten für Antennenelemente ,deren Längen 1/4, 1/7 und 1/8 der Empfangswellenlängen sind. Im Falle, daß das Antennenelement die Länge 1/4 Wellenlänge hat, kreuzt die Kurve die Grundachse, woraus sich das Resonanzphänomen zeigt.,

Im Falle eines Antennenelementes, dessen Länge 1/4 Wellenlänge ist, war das Antennenelement in Form des Buchstaben "J" gebogen. Das heißt, da die vertikale Länge der Windschutzscheibe begrenzt

./j

ist, war das Antennenelement in rechten Winkeln 60 cm vom oberen Rand der Windschutzscheibe gebogen und dann weiter nach oben gebogen. Die Distanz zwischen den parallelen Abschnitten des so gebogenen Antennenelementes war am Randbereich 10 mm.-

Fig. 16 zeigt die Meßwerte, die man erhielt, wenn das Antennenelement eine sechste Wellenlänge (60,2cm) aufwies. Fig. 17 zeigt die Meßwerte, die man erhielt, wenn die Länge des Äntennenelementes die vorgenannte Größe hatte, die Breite der Kupferfolie jedoch von 10 mm auf 5 mm verringert wurde.

Fig. 18 zeigt Meßwerte, die man erhielt, wenn die Kupferfolie eine Breite von 10 mm aufwies und die Länge des Antennenelementes 1/6 Wellenlänge war. In diesem Falle wurde jedoch die Distanz zwischen dem Daehpfosten und dem Antennenelement variiert. Die Daten sind für diesen Fall D = 30 mm, 55 mm und 110 mm, in der Reihenfolge vom äußeren Rand des Diagrammes. Wie aus Fig.18 hervorgeht, war für den Abstand D = 110 mm die Antennenimpedanz sehr dicht an der des Koaxialkabels.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, tritt bei einem Antennenelement, dessen Länge 1/4 Wellenlänge oder weniger ist, Resonanz im Standard-UKW-Rundfunkband auf, wenn die Antenne nahe dem Daehpfosten angeordnet ist, selbst wenn die Antennenlänge wesentlich geringer als 1/4 Wellenlänge ist, und die Antennenimpedanz kann die des Koaxialkabels angeglichen werden. Die zu wählenden Abmessungen hängen in gewisser Weise von der Art des Kraftfahrzeugs und der Gestalt des Antennenelementes a.b.

Aus Fig. 18 geht auch hervor, daß ein 75 Ohm-Koaxialkabel direkt mit dem Ausgangsanschluß der Antenne verbunden werden kann. Jedoch kann die Verbindung der Antene mit dem Antenneneingangskreis des Empfängers über einen Pufferverstärker, wie in Fig. 26 gezeigt, den Verlust ausgleichen, der durch eine Fehlanpassung hervorgerufen wird, die durch eine Variation der Antennenimpedanz im Empfangsband hervorgerufen wird.

Wenn ein Pufferverstärker verwendet wird, dann ist es wünschenswert, daß der Pufferverstärkerkreis in einem kleinen Kasten untergebracht ist, der nahe dem Ausgangsanschluß der Antenne angeordnet ist, und daß der Erdanschluß des Kreises mit dem Metallteil des Fahrzeugrahmens nahe dem Ausgangsanschluß des Antennenelements verbunden ist , ähnlich dem Fall, wo die Antenne direkt angeschlossen ist.

In dem Schaltkreis nach Fig. 25 muß eine Leitung zur Zuführung einer Versorgungsspannung Vcc zum Pufferverstärker zusätzlich zu den Signalleitungen vorgesehen sein. Andererseits ist in dem Schaltkreis nach Fig. 26 der Pufferverstärker über ein Koaxialkabel mit dem Empfänger verbunden, so daß die Versorgungsspannung über die Signalleitungen zugeführt wird mit der Folge, daß die Anzahl der Anschlußdrähte vermindert ist. In Fig. 26 sind mit Cg und C₇ Gleichstrom-Blockkondensatoren und mit CH₁ und CH₂ Signalsperrdrosseln bezeichnet.

In Fig. 24 ist die Empfindlichkeit der Antenne nach der Erfindung mit der konventioneller Peitschenantennen verglichen. Die hier dargestellten Daten wurden ohne Verwendung eines Pufferverstärkers gemessen

Die Messungen wurden so ausgeführt, daß der Eingangswert einer signalausstrahlenden Testantenne, der so hoch war, daß der Empfängerdetektorausgang ein Signal/Rauschverhältnis von 30 dB aufwies, für jeweils 3 Frequenzen im UKW-Rundfunkband gemessen.

In der Darstellung nach Fig. 24 bedeutet die tiefere Lage der aufgezeichneten Kurve die höhere Empfindlichkeit der Antenne. In Fig. 24 bezeichnet die Kurve 1 eine Peitschenantenne, die auf dem Dachpfosten des Kraftfahrzeugs befestigt ist und eine Länge von 90 cm hat. Die Kurve 2 bezeichnet eine Antenne nach der Erfindung und die Kurve 3 bezeichnet eine Peitschen antenne von 90 cm Länge, die auf dem Dach des Kraft- ° fahrzeuge befestigt ist. Die Kurve 4 bezeichnet eine Peitschenantenne einer Länge von 138 cm.

Wie aus der Fig. 24 hervorgeht, ist die Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Antenne im wesentlichen. "⁶^ gleich der einer guten konventionellen Peitschenantenne .

Die Fig. 20 und 21 zeigen die Richtcharakteristik der Antenne nach der Erfindung, die, ähnlich wie in den Fällen der Fig. 22 und 23, mit Fällen erzielt wurden, wo die signal-ausstrahlende Antenne vertikal und im anderen Falle horizontal polarisiert war.

Fig. 31 zeigt ein weiteres Beispiel einer ^ow Kraftfahrzeugantennenanordnung nach der Erfindung. Obgleich in den obenbeschriebenen Beispielen das Antennenelement die Form einer langgestreckten Metallfolie oder eines Drahtes aufweist, ist bei diesem Beispiel das Antennenelement aus leitfähigen Buchstäben oder Zahlen gebildet, die durch ein dünnes

leitfähiges Material miteinander verbunden sind. Wenn die Gesamtlänge der Zahlen oder Buchstaben gleich einem vorbestimmten Wert ist, dann kann die Antenne die gleichen Eigenschaften wie eine gewöhnliche Antenne erreichen.

Das Antennenelement kann durch Verbinden getrennter Zahlen mit leitfähigem Material, wie oben beschrieben, gebildet werden. Das Antennenelement kann jedoch in Form eines Musters, wie eines Bildes, ausgebildet sein, das mit einem einfachen Bürstenstrich gezeichnet worden ist. In diesem Falle kann das Antennenelement durch Stanzen einer Metallfolie

hergestellt sein.
15

Konventionelle Verfahren können in Kombination verwendet werden, um die Zahl oder Figuren auffällig zu machen. Beispielsweise können die Muster in Farbe gedruckt sein oder es können gefärbte Filme verwen.T..

det werden oder es könen die nicht von Mustern bedeckten Bereich in einer Farbe gedruckt sein, die sich von der Farbe der Muster unterscheidet, so daß die Muster, Zahlen oder Buchstaben im Kontrast auffällig hervorstehen. Ein Antennenelement, das einen farblosen transparenten Film verwendet, ist vorteilhaft dahingehend, daß die nicht von den Mustern bedeckten Bereich das Sichtfeld des Fahrers nicht behindern.

° Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß gemäß der vorliegenden Erfindung aufgrund der Tatsache, daß im UKW-Rundfunkband der Dachpfosten eines Automobils als induktives Element wirkt, während ein Antennenelement, dessen Länge kleiner als 1/4 Wellenlänge· der Empfangsfrequenz ist, als Kapazität

wirkt, Resonanz erzielbar ist, wenn das Antennenelement nahe dem Pfosten angeordnet ist, weil dann die notwendige Wechselwirkung erzielt wird. Die Verwendung eines Antennenelementes, das kürzer als 1/4 Wellenlänge ist, innerhalb des Fahrzeugs bringt dieselbe Wirkung hervor wie eine Peitschenantenne mit einer Länge von 1/4 Wellenlänge, die außen am Fahrzeug angebracht ist. Die Installation der Antennenanordnung nach der Erfindung kann sehr einfach ausgeführt werden.

Wenn die Konfiguration des Antennenelementes durch Kombination von Buchstaben und/oder Zahlen realisiert wird, wie oben beschrieben, dann kann das Antennenelement nicht nur als Antenne wirken, sondern beispielsweise auch des Fahrers Namen angeben oder irgendeine Mitteilung abgeben, ohne daß zusätzlicher Platz beansprucht wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Mobilantennenanordnung an einem Kraftfahrzeug 20 mit einem Dachpfosten aus einem leitfähigen Metallteil od. dgl. an der Seite einer Windschutzscheibe, einer Heckscheibe oder einer Seitenscheibe, g e k e η η ζ ei c h net durch ein Antennenelement (3), dessen Länge 1/4 der Empfangswellenlänge oder weniger ist 25 und auf einer Fläche der Glasscheibe in einem vorbestimmten Abstand von dem Dachpfosten (7) und nahe diesem und nahe einem Ausgangsanschluß (5) des Antennenelementes (3) angeordnet ist, wobei ein Erdanschluß eines Koaxialkabels (4) oder einer Impe-30 danztransformationseinrichtung, das bzw. die mit dem Antennenelement (3) verbunden ist, mit dem Fahrzeugkörper verbunden ist.

-2-

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e nnz e i c h η e t , daß das Antennenelement (3) in einem derartigen Abstand von dem Pfosten (7) angeordnet ist, daß das Antennenelement (3) bei einer Frequenz innerhalb des Standard-UKW-Rundfunkbandes in Resonanz ist.

3. Antennenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Antennenelement einen transparenten Kleber enthält, der eine leitfähige Folie einschließt.

4. Antennenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Antennenelement aus zwei transparenten Plastikfilmen besteht, die durch Thermokompression miteinander vereinigt sind, wobei die leitfähige Folie zwischen den Plastikfilmen gehalten ist.

5. Antennenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß eine Klebstoffbeschiohtung an der Außenseite einer der transparenten Plastikfilme angebracht ist.

. 6. Antennenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie in ein Muster aus Zahlen, Buchstaben oder Dekorationselementen geschnitten ist.

7. Antennenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der Plastikfilme gefärbt ist.

-3-

8. Antennenanordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Folie in J-Form geschnitten ist.

9. Antennenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Pufferverstärker zum Verstärken des Ausgangssignals des Antennenelementes (3) vorhanden ist.

10. Antennenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß ein Kasten zur Unterbringung des Pufferverstärkers nahe dem Ausgangsanschluß des Antennenelementes angeordnet ist.