DE3619704C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung in der Fenster­ scheibe eines Kraftfahrzeugs für den Diversity-Empfang, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist.

Eine Antennenanordnung dieser Art ist bekannt aus der DE 35 21 732 A1. Die dort in Fig. 8 dargestellte Antennenanordnung besteht aus zwei Monopolen, deren Antennenleiter von einer unteren Ecke einer Frontscheibe ausgehen; der eine parallel zum vertikalen Fensterrahmenteil und vor der Rahmenecke, auf die er zuläuft, endend, der andere zunächst parallel zum horizontalen Rahmenteil, um dann in der vertikalen Symmetrieebene der Fensterscheiben nach oben abzubiegen. Um einen zufriedenstellenden Diversity-Empfang zu ermöglichen, werden bei dieser bekannten Anordnung noch die Heckscheibe als Antennenträger und/oder eine hintere Stabantenne für die Gewinnung von Antennensignalen herangezogen.

Eine weitere Antennenanordnung für Diversity-Empfang in Kraftfahrzeugen ist aus der DE 32 20 279 A1 bekannt. Die dort angegebene Anordnung besteht aus zwei Drahtdipolhälften, die symmetrisch zur vertikalen Symmetrielinie der Fensterscheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Damit ist die Antennenanordnung, bestehend aus der Leiterstruktur und dem umgebenden, leitenden Fensterrahmen geometrisch symmetrisch und bildet demzufolge bezüglich der Anschlußpunkte 1a und 1b insgesamt einen Dipol. Die Empfangsspannung zwischen den Punkten 1a und 1b der symmetrischen Dipolhälften besitzt eine andere azimutale Richtcharakteristik als die in der Summe der Einzelspannungen zwischen den Punkten 1a bzw. 1b und dem Symmetriepunkt 3c gebildete Spannung, die somit die azimutale Richtcharakteristik eines Monopols besitzt, der um seine vertikale Symmetrieachse gedreht wird.

Es ist bekannt, daß der mobile Empfang durch Reflexion und Beugung der elektromagnetischen Wellen in der Umgebung des Fahrzeugs nicht durch den Einfall einer Einzelwelle aus einer definierten Richtung erfolgt, sondern, daß das Empfangsfeld statistische Eigenschaften besitzt, die angenähert durch die bekannten Theorien von Rayleigh und Rice beschrieben werden können. Die Unterschiedlichkeit der azimutalen Richtdiagramme, die auf der Messung mit einer einzelnen Welle, wie sie im natürlichen Gelände am Boden nicht gegeben ist, basieren, läßt keinen Rückschluß auf die Effektivität der Antennenanordnung im Hinblick auf Antennendiversity zu. Die in der DE 32 20 279 A1 vorgeschla­ gene Anordnung besitzt vielmehr den für den praktischen Einsatz wesentlichen Nachteil, daß auf Grund der durch die Anwendung eines Dipols zwangsweise herbeigeführten Symmetrie der Anordnung bezüglich einer vertikalen Symmetrielinie die Effektivität dieser Diversityantenne zu gering ist. Diese Effektivität ist durch die Anzahl der Störungen, die in den Signalen der beiden Spannungen während der Fahrt gleichzeitig auftreten, bestimmt. Die Effek­ tivität ist somit umso größer, je kleiner die Wahrscheinlichkeit für das gleichzeitige Auftreten von Störungen in den verfügbaren Empfangssignalen während der Fahrt ist. Je größer die Effektivität einer Antennenanordnung für Diversityempfang, umso kleiner ist in der Praxis auch das Störungs-Zeit-Integral, wenn - im Fall des Selectionsdiversitys - das Diversitysystem in jedem Augenblick während der Fahrt dasjenige Empfangssignal mit der im Moment geringsten Störung auswählt. Als allgemein gültiges Maß für die Effektivität kann somit auch der zeitliche Mittelwert der Störung dienen, die in dem jeweils zu jedem Zeitpunkt am wenigsten gestörten Empfangssignal auftritt.

Aus der DE 33 15 458 C2 ist eine aktive Windschutzscheiben­ antenne für Kraftfahrzeuge bekannt, die indes nur einen Antennen­ leiter besitzt, der bei einer Ausführungsform (Bild 2), ausgehend von einer unteren Ecke der Windschutzscheibe parallel zu einer Schmalseite der Scheibe zur oberen Ecke und von dort aus parallel zum oberen metallischen Rahmen bis zur vertikalen Symmetrielinie der Scheibe und dann nach unten umknickend entlang dieser Symmetrielinie bis kurz vor den unteren metallischen Rahmen verläuft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antennenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit der es möglich ist, mit in einer einzigen Kraftfahrzeugfensterscheibe angeordneten Antennenleitern die Anzahl der Empfangsstörungen, die während der Fahrt in allen einzelnen, an den verfügbaren Ausgängen der Antennenanordnung auftretenden Empfangssignalen gleichzeitig auftreten, möglichst klein zu halten, und die relativ einfach sowohl an einfachere als auch an schwierigere Empfangsbedingungen sowie an geringere und höhere Ansprüche beim mobilen Empfang angepaßt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß, ausgehend von einer Antennenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die in dessen kennzeichnendem Teil angegebenen Merkmale.

Das Prinzip der Erfindung besteht sonach in der Verbindung einer besonderen, möglichst viele verschiedene Rahmenteile ausnutzenden Gestaltung der beiden Antennenleiter mit einem Anschlußnetzwerk, das aus den von den beiden Antennenleitern gelieferten Signalspannungen bis zu vier unterschiedliche Empfangsdiagramme an seinen Ausgängen zu entnehmen gestattet.

Um die Eignung zweier Antennen für Diversityanwendungen festzustellen, wird nach dem Stand der Technik häufig der Korrelationsfaktor zwischen dem Signalverhalten der betrachteten Antennen während der Fahrt (Andersen) oder die Unterschiedlichkeit der Richtdiagramme, die im Meßfeld ermittelt werden (Bossert), angesehen. Beide Kriterien sind jedoch keinesfalls hinreichend für die Beurteilung der Effektivität der Anordnung.

Die Ursache hierfür liegt in der Tatsache begründet, daß zur Berechnung des Korrelationsfaktors die gesamte Meßzeit heran­ gezogen wird. Für die erreichbare Verbesserung des Empfangs durch ein Diversitysystem entscheiden hingegen nur sehr kurze Zeiträume, nämlich die Zeiträume, innerhalb deren eine Empfangsstörung auf einer der Antennen vorliegt. Typische Empfangspegelverläufe von Einzelantennen zeigen tiefe Einbrüche während der Fahrt. Dies gilt gleichermaßen für alle bekannten Empfangsstörungen des frequenz­ modulierten Rundfunks im Meterwellenbereich wie Aufrauschen, Mehrwegeverzerrungen, Nachbarkanal- und Gleichkanalstörungen und Intermodulationsstörungen.

Die Ursachen für die Pegeleinbrüche und die damit einhergehenden Empfangsstörungen liegen bekanntlich in der vektoriellen Addition der aus unterschiedlichen Richtungen einfallenden Teilwellen des zu empfangenden Rundfunksenders am Empfangsort, die sich mit un­ terschiedlichen Amplituden, Phasenlagen und Laufzeiten überlagern. Auch wenn der mittlere Empfangspegel des Nutzsignals deutlich über dem Eigenrauschpegel des Empfangssystems bzw. über dem mittleren Störpegel von Nachbar- oder Gleichkanalsignalen liegt, taucht auf Grund des Pegelhubs des Nutzsignals von typisch 20 bis 30 dB auf wenige Meter Fahrstrecke dieses in der Praxis häufig unter den aktuell vorhandenen Störpegel ein mit der Folge erheblicher Empfangsstörungen.

Im Falle von größeren Laufzeitunterschieden der beteiligten Teilwellen des Nutzsignals ergeben sich zusätzlich noch Mehrwege­ empfangsverzerrungen, weil die Momentanfrequenz dieser einzelnen Teilwellen unterschiedlich ist mit der Folge von Störfrequenz­ hubspitzen, die Spektralanteile beinhalten, die ursprünglich nicht im Modulationssignal vorhanden waren. Diese Störungen treten ebenfalls hauptsächtlich in den Pegeleinbrüchen auf.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Antennenanordnung ergeben sich insbesondere aus folgenden technischen Zusammenhängen:

Die Fensterscheibe bildet bei nicht zu kleinen Abmessungen in dem in Frage kommenden Frequenzbereich eine Öffnung mit Reso­ nanzcharakter. Bezüglich der aus den verschiedenen Richtungen auf Grund der Mehrwegeausbreitung einfallenden Wellen werden die verschiedenen Rahmenteile des Fensters unterschiedlich von dem resultierenden Feld angeregt und liefern somit durch Ankopplung der beiden Monopole an die verschiedenen Rahmenteile unter­ schiedliche Empfangsspannungen. Diese Unterschiedlichkeit bezieht sich insbesondere auf die Störungen, wie sie z. B. vom Empfang des UKW-Rundfunks bekannt sind. Dieser Effekt steigert die Effektivität der Diversityantennenanordnung in hohem Maße. Die Ausbildung von zwei Monopolen gemäß der Erfindung besitzt den weiteren Vorteil, sowohl die Ausgangssignale der Einzelmonopole als auch die Differenz dieser Signale für die Diversity­ antennenanordnung auszunutzen. Dies erhöht weiter die Effektivität des Diversitysystems, da dadurch die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten gleichzeitiger Störungen in allen Signalen entsprechend reduziert wird. Durch die Unterschiedlichkeit der Ausgangssignale der Monopole, bedingt durch die Ankopplung der beiden Monopole an die unterschiedlichen Rahmenteile ist zwangsweise auch das jeweils gebildete Differenzsignal zwischen den Monopolsignalen sehr unterschiedlich, insbesondere im Hinblick auf die ausbreitungs­ bedingten Störungen. Auf Grund der Unterschiedlichkeit der Mono­ polspannungen ist es demzufolge auch möglich, die Summenspannung der beiden Monopole zusätzlich zur Ergänzung der Diversity­ antennenanordnung heranzuziehen.

Besonders vorteilhaft für die Ausnutzung des Erfindungsgedankens ist ein Winkel zwischen den Schenkeln der Scheiben des Fensterrahmens von etwa 90 Grad. Jedoch auch bei verhältnismäßig spitzen Winkeln bis zu 30 Grad und auch bei stumpfen Winkeln bis zu 150 Grad ist die Verwendung des Erfindungsgedankens vorteilhaft. Winkel dieses Bereichs sind in der Fahrzeugtechnik sehr häufig anzutreffen. Mit den dort auftretenden Abmessungen der Fahrzeuge sind die Vorteile, die mit dieser Antennenanordnung zu erzielen sind, im Frequenzbereich des UKW-Rundfunks besonders groß.

Fig. 1 Antennenanordnung nach der Erfindung mit einer Lage der Anschlußstellen der beiden Antennenleiter und des Anschluß­ netzwerkes in einer der unteren Ecken einer Fensterscheibe.

Fig. 2 Weitere vorteilhafte Geometrie der Antennenleiter für eine Antennenanordnung nach der Erfindung.

Fig. 3 Vorteilhafte Ausgestaltung des Anschlußnetzwerkes für den Fall zweier Ausgänge am Anschlußnetzwerk mit ausschließlich passiver Gestaltung des Anschlußnetzwerks.

Fig. 4 Vorteilhafte Ausgestaltung des Anschlußnetzwerkes für den Fall dreier Ausgänge am Anschlußnetzwerk mit ausschließlich passiver Gestaltung des Anschlußnetzwerks unter anderem mit einem Differentialübertragernetzwerk zur Bildung des Differenzsignals aus den beiden Monopolsignalen.

Fig. 5 Vorteilhafte Ausgestaltung des Anschlußnetzwerkes für den Fall zweier Ausgänge am Anschlußnetzwerk in der Technik aktiver Antennen mit zwei verlustarmen Anpassungsschaltungen und zwei Verstärkerschaltungen.

Fig. 6 Vorteilhafte Ausgestaltung des Anschlußnetzwerkes für den Fall dreier Ausgänge am Anschlußnetzwerk in der Technik aktiver Antennen mit zwei verlustarmen Anpassungsschaltungen und zwei Verstärkerschaltungen und den Verstärkerschaltungen nach­ geschaltetem Differentialübertragernetzwerk zur Bildung des Diffe­ renzsignals aus den beiden Monopolsignalen.

Fig. 7 Vorteilhafte Ausgestaltung des Anschlußnetzwerkes für den Fall dreier Ausgänge mit zwei passiven Anpassungsnetzwerken und einem Differenzverstärker zur Bildung des Differenzsignals aus den beiden Monopolsignalen.

Fig. 8 Vorteilhafte Ausgestaltung des Anschlußnetzwerkes für den Fall dreier Ausgänge am Anschlußnetzwerk in der Technik aktiver Antennen mit zwei verlustarmen Anpassungsschaltungen und zwei Verstärkerschaltungen, die jeweils getrennte Ausgänge für die den Monopolen proportionalen Ausgangssignale und für die Ansteuerung eines Differenzverstärkers zur Bildung des Differenzsignals der beiden Monopolsignale besitzen.

Im folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung anhand dieser Figuren näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt das Grundprinzip einer Antennenanordnung nach der Erfindung. Zwei Antennenleiter 5a und 5b sind auf der Scheibe 1 angeordnet in einer Weise, daß die Anschlußstellen 8a und 8b beide in der Ecke 3 liegen, in deren Nähe auch das Anschlußnetzwerk 11 angebracht ist. 6a und 6b bezeichnen den jeweiligen Abstand des Antennenleiters vom metallischen Rahmen 2. Im Bereich der Ecke 3 liegt ebenfalls der gemeinsame Massepunkt 9 für die beiden Antennenleiter, wodurch zwei Empfangsmonopole definiert sind. Die Spannung zwischen einem der Anschlußpunkte 8a bzw. 8b und dem Massepunkt 9 stellt die Eingangsspannung für die Eingangsklemme 10a bzw. 10b des Anschlußnetzwerkes 11 dar. Am Ausgang des Anschlußnetzwerkes sind mindestens zwei Ausgänge 12a und 12b vorhanden, an denen Signale verfügbar sind, die den Monopolspannungen, also der Spannung zwischen dem Anschlußpunkt 8a und der Masse 9 bzw. dem Anschlußpunkt 8b und der Masse 9 proportional sind. Gegebenenfalls ist ein dritter Ausgang 12c vorhanden, an dem ein Signal abgegriffen werden kann, das der komplexen Differenz oder der komplexen Summe der beiden Monopolspannungen proportional ist.

Im folgenden werden ausschließlich Ausführungsformen von Antennenanordnungen nach der Erfindung beschrieben, die gegebenenfalls die Bildung der Differenzspannungen bewirken. Um die Summenspannung für eine Antennenanordnung nach der Erfindung zu erhalten, ist in bekannter Weise nur eine Invertierung eines der Eingangssignale der Schaltung, die die Differenzbildung bewirkt, erforderlich. Desweiteren ist eine im folgenden nicht detailliert beschriebene Erweiterung der Erfindung dadurch möglich, daß neben der Differenzbildung ebenfalls eine Summen­ bildung im Anschlußnetzwerk erfolgt, wodurch eine Antennen­ anordnung nach der Erfindung dann ein Anschlußnetzwerk 11 mit vier Ausgängen 12a bis 12d besitzt.

Um eine möglichst hohe Verbesserung der Empfangsqualität im Diversitysytem zu erreichen, ist es nicht nur erforderlich, daß sich die Ausgangssignale der verwendeten Antennen im realen Empfangsfeld möglichst unterschiedlich bezüglich der Empfangs­ störungen verhalten, darüber hinaus muß ebenfalls mit jeder Einzelantenne im Mittel ein möglichst hoher Signal-Störabstand erreicht sein. Bekanntlich hängt die an den Anschlußpunkten 8a und 8b verfügbare Signalleistung von der Geometrie des Antennenleiters auf bzw. in der Scheibe ab, da die Geometrie die Art und das Ausmaß der Ankopplung an die Signalströme in den Rahmenseiten beeinflußt.

Um die optimale Geometrie der Leiteranordnung auf der Scheibe für Anordnungen nach der Erfindung zu ermitteln, sind statistisch arbeitende Meßverfahren erforderlich, die die mittlere verfügbare Signalleistung der zu optimierenden Struktur in Relation zu einer Referenzantenne zu ermitteln erlauben. Derartige Meßverfahren sind bekannt und mehrfach beschrieben worden.

Derartige Messungen zeigen, daß bei Variation des Abstands 6 der Leiter zum Rahmen zwischen 1 cm und 7 cm ausreichend gute Empfangsleistungen erreicht werden, wobei in der Regel eine Vergrößerung des Abstands über 5 cm hinaus keine für die Praxis bedeutsame Verbesserung mehr bewirkt und im Interesse einer möglichst unauffälligen Struktur daher häufig ein Wert von 5 cm für die Abmessung 6 gewählt werden kann.

Bei manchen Fahrzeugen ist im Bereich der Frontscheibe durch Störungen, die auf die Fahrzeugaggregate, die in der Regel ebenfalls im Frontbereich in der Nähe des Motors angebracht sind, zurückgehen, ein unzulässig hoher Störpegel vorhanden, so daß es nicht sinnvoll ist, Antennenstrukturen in diese Scheibe einzubringen.

In derartigen Fällen wird vorteilhaft die Antennenanordnung nach der Erfindung in der Heckscheibe angebracht, die bezüglich des Störniveaus in der Regel deutlich günstiger ist. Häufig ist auch bei Anwesenheit eines Heizfeldes in der Heckscheibe ein ausreichend breiter Streifen vorhanden, der nicht vom Heizfeld bedeckt ist, so daß genügend Raum für die Anordnung nach der Erfindung bleibt.

Ist auch dies wegen eines nahezu die gesamte Fensterfläche bedeckenden Heizfeldes nicht möglich oder soll, z. B. im Falle einer beweglichen Heckklappe mit Fenster, die Durchführung der Anschlußleitungen zur Diversityeinheit durch die Heckklappen­ scharniere vermieden werden, kann die Antennenanordnung nach der Erfindung in eine der feststehenden Seitenscheiben eines Fahrzeugs eingebracht werden.

Es eignen sich die bei Kleinbussen bzw. Großraum-PKW′s vorhan­ denen, in der Regel nahezu rechteckförmigen oder trapezförmigen und nahezu senkrecht stehenden Seitenscheiben hervorragend für den Einbau von Antennenanordnungen nach der Erfindung.

Im Beispiel der Fig. 1 ist die Ecke 3 eine der beiden unteren Ecken der Scheibe. Im Falle der Frontscheibe kann das Anschluß­ netzwerk vorteilhaft im Bereich der Armaturenbretts untergebracht werden, wodurch sich eine besonders einfache Verlegung der Anschlußleitungen zur Diversityeinheit ergibt.

In diesem Beispiel verläuft der eine Antennenleiter 5a von der Anschlußstelle 8a parallel zum Rahmenteil 13a im wesentlichen nach oben, dann nach einem Knick parallel zum Rahmenteil 13b horizontal bis zur Scheibenmitte, knickt dann nach unten ab und verläuft dann nach unten längs der Symmetrieachse 14 der Scheibe. Dieser Leiter endet im Abstand 15 zum zweiten Antennenleiter 5b, der horizontal parallel zum Rahmenteil 13c geführt ist und dessen Länge kürzer als die gesamte Länge dieses Rahmenteils ist.

Die Struktur des Antennenleiters 5a stellt eine an sich bekannte Struktur für eine Einzelantenne dar, wobei die Optimierung der Empfangsleistung u. a. durch den Abstand des Endes des Drahts zum unteren Rahmenteil 13c erfolgt. Im Falle einer Anordnung nach der vorliegenden Erfindung ist, um keine unzulässige Beeinflussung zum Antennenleiter 5b zu erhalten, eine Überschneidung der Leiter unbedingt zu vermeiden, was durch einen Sicherheitsabstand von wenigstens 2 cm für die Entfernung 15 erreicht werden kann. Darüber hinaus kann auch eine größere Entfernung sinnvoll sein, um mit Sicherheit keine identischen Feldkomponenten auf die beiden Antennenleiter einzukoppeln, was sich zwangsweise ergäbe, wenn die Strukturen durch den gleichen Bereich der Scheibe geführt sind.

In der Praxis stellt sich, wie Messungen zeigen, in der Regel heraus, daß die Abmessung 15 zwischen 2 cm und etwa 15 cm optimal ist, wenn ebenfalls die Leistungsfähigkeit der Antennenstruktur des Leiters 5a mitberücksichtigt wird.

In manchen Fahrzeugen ist es vergleichsweise einfach, das Anschlußnetzwerk 11 im Fahrzeughimmel unterzubringen, so daß in derartigen Fällen die Ecke 3 vorteilhaft in einer der beiden oberen Ecken eines trapezförmigen oder rechteckförmigen Fensters gewählt wird. Eine derartige Ausführung einer Antennenanordnung nach der Erfindung zeigt Fig. 2.

Hier ist der Antennenleiter 5a parallel zum horizontalen Rahmenteil 13b bis in die andere obere Ecke geführt, in der er nach unten abknickt und parallel zum Rahmenteil 13d verläuft. Die Länge des Antennenleiters im Bereich des Rahmenteils 13d ist, wie oben erläutert, im Hinblick auf möglichst große mittlere verfügbare Signalleistung zu optimieren. Der Antennenleiter 5b verläuft im Beispiel der Fig. 2 zuerst nach unten parallel zum Rahmenteil 13a, folgt dann parallel dem Rahmenteil 13c bis zur Symmetrielinie 14 der Scheibe, knickt dort nach oben ab und verläuft längs der Symmetrielinie nach oben und endet im Abstand 15 zum Antennenleiter 5a. Hinsichtlich des Abstands 15 gelten die bei der Beschreibung von Fig. 1 erläuterten Gesichtspunkte analog.

Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung des Netzwerks 11 bei Verwendung von passiven Bauelementen mit dem Vorteil eines sehr kleinen Bauelementeaufwands. Die beiden Empfangsspannungen der Monopole an den Punkten 8a und 8b, jeweils bezogen auf den Massepunkt 9 des metallischen Rahmens 2, werden den Anschlüssen des Anschluß­ netzwerks 11 über die Klemmen 10a bzw. 10b zugeführt. Die Eingänge der Anpassungsnetzwerke 16a bzw. 16b sind mit den Eingängen 10a bzw. 10b des Anschlußnetzwerks 11 verbunden. Die Anpassungs­ netzwerke 16a bzw. 16b in Fig. 3 haben die Aufgabe, jeweils an den Ausgängen 12a und 12b der Anpassungsnetzwerke Impedanzanpassung an die weiterführenden Anschlußleitungen 17a bzw. 17b zu erzeugen. Hierbei ist darauf zu achten, daß diese Transformation möglichst ohne Signalleistungsverlust durchgeführt wird. Diese Ausführungs­ form des Anschlußnetzwerks eignet sich besonders dann, wenn die Antennenstrukturen eine hohe verfügbare Signalleistung haben. Gegebenenfalls können in den Anpassungsnetzwerken des Anschluß­ netzwerks 11 die Ein- und Ausgänge direkt verbunden werden, wenn durch geeignete Wahl der Abstände der Antennenleiter zum Rahmen und durch geeignete Länge der Antennenleiter Impedanzanpassung an die weiterführenden Leitungen gegeben ist und die verfügbaren Leistungen der Antennenstrukturen ausreichend sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Anschlußnetzwerkes 11 mit zwei Eingängen und drei Ausgängen ist in Fig. 4 darge­ stellt. Hierbei werden wiederum nur passive Bauelemente im Anschlußnetzwerk verwendet. Die Spannungen der Empfangsmonopole werden über die verlustarmen Anpassungsnetzwerke 16a bzw. 16b den Eingängen eines verlustarmen Differentialübertragernetzwerkes 18 zugeführt. Dieses Netzwerk besitzt drei Ausgänge. In ihm enthalten ist neben verlustarmen passiven Blindelementen eine Differentialübertragerschaltung mit hoher Entkopplung. Die Ausgänge des Netzwerks 18 sind mit den Ausgängen des Anschlußnetzwerks 11 verbunden. Zwei der Ausgänge des Netzwerks 18 führen jeweils den beiden Monopolspannungen proportionale Spannungen und am dritten Ausgang des Netzwerks 18 liegt eine Spannung, die der Differenzspannung der beiden Monopolspannungen nach Betrag und Phase entspricht und durch eine Differentialübertragerschaltung mit hoher Entkopplung zu den beiden anderen Ausgängen gebildet wird. Eine geeignete Gestaltung der Anpassungsnetzwerke 16a und 16b sowie der passiven Blindelemente des Netzwerks 18 erzeugt jeweils Impedanzanpassung an den drei Ausgängen des Anschlußnetzwerks 11 an die weiterführenden Anschlußleitungen. Auf diese Weise wird mit geringem Aufwand ein weiteres Antennensignal erzeugt, das sich sehr unterschiedlich zu den Monopolsignalen verhält, insbesondere im Hinblick auf Empfangsstörungen.

Eine aktive Ausgestaltung des Anschlußnetzwerks 11, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die verfügbare Signalleistung der Antennenstrukturen gering ist. An sich bekannte Antennenverstärkerschaltungen 20a bzw. 20b werden über verlustarme Anpassungsschaltungen 16a bzw. 16b angesteuert. Die Auslegung der Anpassungsschaltungen hat dabei so zu erfolgen, daß durch die Antennenverstärkerschaltungen eine Erhöhung des Signalstörabstands ermöglicht wird. Ein Vorteil dieser Ausfüh­ rungsform der Erfindung besteht darin, daß durch die Anpas­ sungsschaltung Rauschanpassung an den Antennenverstärker erzielt werden kann und sich somit ein optimales Signalrauschverhältnis einstellt. Ein weiterer Vorteil bei dieser Ausführung der Erfindung besteht in der in der Regel einfachen Realisierbarkeit der Impedanzanpassung an die weiterführenden Leitungen. Des weiteren erhält man eine hohe Entkopplung zwischen den Ein- und Ausgängen des Anschlußnetzwerks 11.

In Fig. 6 ist wiederum ein Netzwerk 18, wie bereits in Fig. 4 beschrieben, in das Anschlußnetzwerk 11 eingebracht. Dieses Netzwerk mit dem darin befindlichen Differentialübertrager erzeugt ein weiteres Antennensignal, das bezüglich des Störabstandes ähnlich dem der Monopolsignale ist, sich aber im Hinblick auf ausbreitungsbedingte Störungen sehr unterschiedlich verhält. Die Impedanzanpassung an die weiterführenden Leitungen erfolgt in der gleichen Weise wie in Fig. 4 beschrieben.

Fig. 8 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung. Im Gegensatz zu Fig. 6 erfolgt jetzt die Differenz­ signalbildung über einen weiteren Verstärker 21. Dadurch erreicht man eine besonders hohe Entkopplung der drei Antennensignale am Ausgang des Anschlußnetzwerks 11. Auch unter Kostenaspekten ist in manchen Fällen eine aktive Erzeugung des Differenzsignals gün­ stiger, da in der Regel Übertrager teurer sind. In Fig. 8 werden die beiden Ausgänge der Antennenverstärker 20a und 20b, die den Monopolspannungen proportionale Spannungen liefern, auf die Ein­ gänge einer Differenzverstärkerschaltung 21 gegeben.

Im Falle der passiven Weiterleitung der Monopolsignale durch die Anpassungsnetzwerke 16a und 16b werden die Eingänge des Differenzverstärkers 21 an die Ausgänge der Anpassungsnetzwerke 16a und 16b geschaltet. Der Ausgang des Differenzverstärkers 21 ist an die Impedanz der weiterführenden Leitung 17c angepaßt (sh. Fig. 7).

Claims (12)

1. Antennenanordnung in der Fensterscheibe eines Kraftfahrzeuges für den Diversity-Empfang, wobei die nahezu trapezförmige Fensterscheibe von einem metallischen Rahmen umgeben ist, der mindestens zwei angenähert geradlinige Seiten besitzt, die in einer Ecke des Rahmens unter einem eingeschlossenen Winkel von 30-150 Grad zusammengeführt sind, wobei in der Nähe dieser Ecke die Anschlußstellen zweier Antennenleiter liegen, die jeweils mit einem benachbarten Anschluß am metallischen Rahmen einen ersten bzw. einen zweiten Empfangsmonopol mit einem ersten bzw. einem zweiten Monopolanschluß bilden, und wobei die beiden Antennenleiter ausgehend von der Anschlußstelle parallel zu je einer der beiden unmittelbar an die Ecke anschließenden Seiten, im Abstand von dieser, geführt sind, der erste parallel zum vertikalen Rahmenteil und der zweite parallel zum horizontalen Rahmenteil, dadurch gekennzeichnet, daß der parallel zum vertikalen Rahmenteil geführte erste Antennen­ leiter in der Nähe der Rahmenecke, auf die er zuläuft, umknickt, dann parallel zum horizontalen Rahmenteil bis zur vertikalen Symmetrielinie (14) der Fensterscheibe verläuft, dann um 90 Grad abknickt und längs der vertikalen Symmetrielinie (14) geführt ist und im Abstand (15) zum zweiten Antennenleiter endet, daß der parallel zum horizontalen Rahmenteil geführte zweite Antennen­ leiter über die vertikale Symmetrielinie (14) der Fensterscheibe hinweg mindestens bis in die Nähe der Rahmenecke, auf die er zuläuft, geführt ist, und daß in der Nähe der beiden Anschluß­ stellen (8a, 8b) ein Anschlußnetzwerk (11) angebracht ist, dessen erster Eingang (10a) mit dem ersten Monopolanschluß (8a, 9) und dessen zweiter Eingang (10b) mit dem zweiten Monopolanschluß (8b, 9) verbunden sind, und daß das Anschlußnetzwerk (11) so gestaltet ist, daß an seinen Ausgängen entweder

• a) an einem ersten Ausgang (12a) eine Spannung geliefert wird, die der Empfangsspannung am ersten Monopolanschluß (8a, 9) pro­ portional ist, und an einem zweiten Ausgang (12b) eine Spannung, die der Empfangsspannung am zweiten Monopolanschluß (8b, 9) proportional ist, oder
• b) an insgesamt drei Ausgängen neben den unter a) genannten Si­ gnalspannungen des ersten Ausgangs (12a) und des zweiten Ausgangs (12b) am dritten Ausgang (12c) eine Spannung geliefert wird, die der komplexen Differenz der Empfangsspannungen am ersten und zweiten Monopolanschluß (8a, 8b, 9) proportional ist, oder
• c) an insgesamt drei Ausgängen neben den unter a) genannten Signalspannungen des ersten Ausgangs (12a) und des zweiten Ausgangs (12b) am dritten Ausgang (12c) eine Spannung geliefert wird, die der komplexen Summe der Empfangsspannungen am ersten und zweiten Monopolanschluß (8a, 8b, 9) proportional ist, oder
• d) an insgesamt vier Ausgängen neben den unter b) genannten Signalspannungen des ersten Ausgangs (12a), des zweiten Ausgangs (12b) und des dritten Ausgangs (12c) am vierten Ausgang eine Spannung geliefert wird, die der komplexen Summe der Empfangsspannungen am ersten und zweiten Monopolanschluß (8a, 8b, 9) proportional ist.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Bereichen, in denen ein Antennenleiter jeweils parallel zu geradlinigen Seiten des Rahmens geführt ist, der jeweilige Abstand (6a bzw. 6b) zwischen Rahmen und Antennenleiter größer als 1 cm und kleiner als 7 cm gewählt ist.

3. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in die Seitenscheibe eines Fahrzeugs angebracht ist.

4. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in die Front- oder Heckscheibe eingebracht ist, daß das Anschlußnetzwerk (11) und die Anschlußstellen (8a, 8b) in der Nähe einer der beiden unteren Ecken der Fensterscheibe angebracht sind und der parallel zum horizontalen Rahmenteil (13c) geführte zweite Antennenleiter (5b) kürzer ist als dieser Rahmenteil (Fig. 1).

5. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in der Front- oder Heckscheibe eingebracht ist, daß das Anschlußnetzwerk (11) und die Anschlußstellen (8a, 8b) in der Nähe einer der beiden oberen Ecken der Fensterscheibe angebracht sind und der parallel zum horizontalen Rahmenteil geführte zweite Antennenleiter (5a) in der Nähe der Ecke, auf die er zuläuft, abknickt und parallel zum vertikalen Rahmenteil (13d) weiterläuft (Fig. 2).

6. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in der Aus­ bildung nach Alternativmerkmal a) des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußnetzwerk (11) für jeden der beiden Empfangsmonopole ein verlustarmes Anpassungsnetzwerk (16a, 16b) aufweist, das für den ersten Empfangsmonopol zwischen dem ersten Eingang (10a) und dem ersten Ausgang (12a) und für den zweiten Empfangsmonopol zwischen dem zweiten Eingang (10b) und dem zweiten Ausgang (12b) des Anschlußnetzwerkes (11) geschaltet ist (Fig. 3).

7. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in der Aus­ bildung nach Alternativmerkmal b) des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußnetzwerk (11) für jeden der beiden Empfangsmonopole ein verlustarmes Anpassungsnetzwerk (16a, 16b) aufweist, wobei der Eingang des ersten Anpassungsnetzwerks (16a) mit dem ersten Eingang des Anschlußnetzwerks (11) und der Eingang des zweiten Anpassungsnetzwerks (16b) mit dem zweiten Eingang des Anschluß­ netzwerks (11) verbunden ist, während der Ausgang des ersten Anpassungsnetzwerks (16a) mit einem ersten Eingang eines im An­ schlußnetzwerk (11) enthaltenen verlustarmen Differentialüber­ tragernetzwerks (18) mit einer Differentialübertragerschaltung mit hoher Entkopplung und der Ausgang des zweiten Anpassungs­ netzwerks mit einem zweiten Eingang des Differentialüber­ tragernetzwerks (18) verbunden ist, und daß die drei Ausgänge des Differentialübertragernetzwerks (18) mit den drei Ausgängen des Anschlußnetzwerkes (11) verbunden sind (Fig. 4).

8. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungsnetzwerke (16a, 16b) im Anschlußnetzwerk (11) durch Kurzschlußverbindungen zwischen den jeweiligen Ein- und Ausgängen ersetzt sind und die Impedanzanpassung an die weiterführenden Anschlußleitungen durch Wahl der Abstände (6a, 6b) der Anten­ nenleiter (5a, 5b) zum Rahmen (2) und durch Wahl der Antennenleiterlängen erreicht ist.

9. Antennenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem verlustarmen Anpassungsnetzwerk (16a, 16b) und dem zugehörigen Ausgang (12a, 12b) des Anschlußnetzwerks (11) eine Antennenverstärkerschaltung (20a, 20b) eingefügt ist (Fig. 5).

10. Antennenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des ersten Anpassungsnetzwerks (16a) und dem ersten Eingang des Differentialübertragernetzwerks (18), ebenso wie zwischen dem Ausgang des zweiten Anpassungsnetzwerks (16a) und dem zweiten Eingang der Differentialübertragernetzwerks (18) jeweils eine Antennenverstärkerschaltung (20a, 20b) eingefügt ist (Fig. 6).

11. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in der Ausbildung nach Alternativmerkmal b) des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußnetzwerk (11) für jeden der beiden Empfangsmonopole ein verlustarmes Anpassungsnetzwerk (16a, 16b) aufweist, wobei der Eingang des ersten Anpassungsnetzwerks (16a) mit dem ersten Eingang (10a) des Anschlußnetzwerks (11) und der Eingang des zweiten Anpassungsnetzwerks (16b) mit dem zweiten Eingang (10b) des Anschlußnetzwerks (11) verbunden ist, während der Ausgang des ersten Anpassungsnetzwerks (16a) verzweigt ist und einerseits mit dem ersten Ausgang (12a) des Anschlußnetzwerks (11) und andererseits mit einem ersten Eingang eines Differenzverstärkers (21) verbunden ist, und der Ausgang des zweiten Anpassungsnetzwerks (16b) ebenfalls verzweigt ist und einerseits mit dem zweiten Ausgang (12b) des Anschlußnetzwerks (11) und andererseits mit einem zweiten Eingang des Differenzverstärkers (21) verbunden ist und daß der Ausgang des Differenzverstärkers (21) an den dritten Ausgang (12c) des Anschlußnetzwerks (11) angeschlossen ist (Fig. 7).

12. Antennenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an die Stelle der Verzweigung des Ausgangs der beiden Anpassungs­ netzwerke (16a, 16b) jeweils eine Antennenverstärkerschaltung (20a, 20b) mit einem Eingang und zwei Ausgängen gesetzt ist (Fig. 8).