EP0866514A1 - Antenna for radio and television broadcast reception in motor vehicles - Google Patents
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- EP0866514A1 EP0866514A1 EP98104845A EP98104845A EP0866514A1 EP 0866514 A1 EP0866514 A1 EP 0866514A1 EP 98104845 A EP98104845 A EP 98104845A EP 98104845 A EP98104845 A EP 98104845A EP 0866514 A1 EP0866514 A1 EP 0866514A1
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Definitions
- the invention relates to an antenna in motor vehicles in the meter and decimeter wave range e.g. for radio and television reception. It starts from one Multi-antenna system, e.g. used for the design of an antenna diversity system becomes.
- Such multi-antenna systems are e.g. B. described in EP 0 269 723, DE 36 18 452, DE 39 14 424, Fig. 14, DE 37 19 692, P 36 19 704 and can have different types of antennas, such as rod antennas, windshield antennas or similar use.
- With sufficient RF decoupling of the antennas causes reception interference, which is related with level drops due to the multipath propagation of the electromagnetic Waves occur when the vehicle is positioned differently in the reception area on. This effect is explained by way of example with reference to FIGS. 3 and 4 in EP 0 269 723.
- a scanning antenna diversity system The operation of a scanning antenna diversity system is to occur a reception disturbance in the signal of the connected antenna to switch to another antenna and in a given reception field the number of reception disturbances Make the leading level underruns at the receiver input as small as possible.
- This method is extremely effective, but needs an indicator of the one that is occurring Disturbance and a device for switching the antennas and the antennas themselves. In particular the one with the fault indicator and the switching device in connection with the In some cases, the effort required in the recipient cannot be made. On the other hand it is particularly desirable when using an antenna diversity system, the reception quality to be as big as possible.
- the object of the invention is therefore, with an antenna system according to the preamble of the claim 1 in a vehicle which is in a reception field with statistically incident and superimposed partial waves is moved on usual traffic routes, in the statistical temporal Means without changing the time of the antenna system by switching or adjusting elements to achieve the highest possible reception quality or when using an antenna diversity system during the rest phases - i.e. during the activation time one of the available Receive signals - to improve the reception quality.
- the result of this is that during a trip Statistical curve of the reception level of each of the antennas recorded over time Behavior shows which is practically independent of the form of the relative azimuthal Directional diagram. Due to the different directional diagrams of the individual antennas and because of their different spatial position and different design the reception level drops of the individual antennas appear on the vehicle not congruent over the route and therefore also over time (see Fig. 1b).
- the relationship between the reception quality Q dB and the mean value of the logarithmic signal protection distance (S med / S min ) dB is plotted in FIG. 1c and shows that in areas with a signal quality worth receiving Q dB this increases with an increase of (S med / S min ) dB increases by twice the value of this increase.
- the passive antenna structure with which there is the greatest possible in a receiving area is optimal Value of (S med / S min ) dB results.
- a method for finding an antenna system optimally formed from a plurality of individual antennas is presented on the vehicle.
- the signal quality to be expected for radio reception with an antenna can be determined in comparison to a reference antenna - such as the known rod antenna - from the difference of the mean logarithmic values of the available reception levels (S meddB ) of both antennas from the values for all azimuthal angles of incidence.
- This value can be detected in a particularly effective manner by computer-aided comparative measurements on the antennas mounted on the vehicle, the vehicle being rotated on a rotating stand in defined and sufficiently small angular steps with respect to the direction of incidence of a defined shaft.
- the value S meddB averaged over all azimuthal angle values (eg in dB ⁇ V) of the vehicle rotated around the entire azimuth range of 360 degrees enables the differences in the reception qualities of the vehicle moving on normal traffic routes to be estimated using the curve shown in FIG. 1c.
- an antenna with an optimized S meddB focuses on providing the best possible reception for all users, even if the azimuthal directional diagram is deep , but not too wide indents.
- a measurement run of this type can, however, also be simulated arithmetically by specifying a reception field formed by partial waves incident and overlapping statistically from all azimuthal directions with statistically selected amplitudes.
- the partial waves corresponding to the complex directional characteristics of the individual antennas and the phase and amplitude values of the phase elements and amplitude evaluation elements 12 lead to contributions which are superimposed on amount and phase at the collecting connection point 5 and form the received signal.
- the median value of the reception level can then be mathematically optimized on the basis of a variation of the setting of the phase and amplitude values carried out in the computer.
- the optimization of the median value carried out in this way leads in practice to the same result as the optimization of the median value S meddB from the evaluation of the azimuthal directional diagrams.
- the antenna connection points 4 for the measurement as connection gates considered in terms of the theory of electrical circuits and their complex overall matrix to describe the relationships between the electrical quantities at these Connection gates, to which later the lines 11 and the line and collecting network 9th to be connected with collective connection point 5.
- the optimum phase values and the amplitude evaluation factors of the line and collecting network 9 can be determined in a short computing time with regard to a maximum value of (S med / S min ) dB .
- the phase elements and amplitude evaluation elements 12 can be implemented in the line and collecting network 9 using known circuit technology methods. Examples of this are shown in FIG. 9. Different goals can be pursued for optimization. In the case of narrowband optimization, the median value (S med / S min ) dB will be represented mathematically with respect to a full azimuthal revolution and this value will be optimized by variation calculation. When optimizing a given frequency range (e.g. VHF range), the median value (S med / S min ) dB over all full azimuthal revolutions for all possible reception channels will be represented arithmetically and this value will be optimized by variation calculation.
- a given frequency range e.g. VHF range
- the advantage is achieved that the reception quality is always larger on average than is achieved with one of the individual antennas can be.
- This advantage can be used on the one hand in an antenna system, in which no diversity measures are planned. This is particularly important if no single antenna is available, which has the required reception quality delivers.
- the required reception quality can be achieved.
- the reception quality is also desirable if each of the individual antennas detects the reception quality known high quality antennas. This endeavor is supported by the technology of antenna diversity frequently used in practice is confirmed.
- the present invention can also be used to increase the reception quality Use antenna diversity.
- An arrangement of this type is exemplified in Fig. 6 and elements for switching off signals are identified as switching networks 15.
- the individual antennas using the inventive concept summarized to form an antenna system and for switched Switching networks 15 (diodes) the phase elements and amplitude evaluation elements 12 designed accordingly.
- the phase elements and amplitude evaluation elements 12 designed accordingly.
- this particularly inexpensive embodiment of the invention become in situations in which the reception contributions result in zero and thus Level drops in the overall signal occur, alternating signals of individual antennas switched off, so that they no longer contribute to the overall signal and the level dip in the overall signal disappears.
- the invention delivers even when the invention is applied in diversity techniques the overall signal on average better signal quality because during the Rest phases of the diversity system a better signal quality is achieved, as in the task the invention is required.
- the individual antennas have different azimuthal directional diagrams with the greatest possible azimuthal average gain with low elevation of the incident Have waves and if they are not too close in terms of their radiation centers are such that a sufficient path difference of more than 1/10 of the operating wavelength of waves that excite the antenna.
- a particularly important embodiment of the invention for the application is the attachment several antennas 1 on a window pane.
- the formation of such antennas 1 from A heating field on the rear window pane of a car is shown by way of example in FIG. 3.
- wire-shaped electrical ones are laid or printed on the glass pane Heating conductor to form four antennas 1 with the help of conductors across the heating conductors 20 applied.
- the heating conductor between the antennas 1 are the inductive and the resistive effect the heating conductor is represented by inductors and resistors.
- the dashed circle sections qualitatively characterize the regions of the individual that act as capacitive areas Antennas 1.
- the connecting lines 11 are connected to the antenna connection points 4, as shown for an antenna system according to the invention in Fig.4a or in Fig.4b is.
- the via the appropriately dimensioned phase elements and amplitude evaluation elements 12 evaluated received signals at the end of the connecting lines 11 in the line and collecting network 9 combined in the connection point 14 and form the total received signal 10 present at the collective connection point 5 with the improved one Reception quality.
- An antenna arrangement as in Fig. 3, with respect to the gates 4 in their overall behavior is described by scattering parameters, in a similar manner to the antennas 1 in FIG. 2 be designed to an antenna with collective connection point 5.
- the gates 4 via connecting lines, similar to that in FIG. 2, with a line and collecting network 9 are connected, which includes phase elements and amplitude evaluation elements 12.
- amplifier circuits 26 can also be contained in the line and collecting network 9 be. It is essential for the invention that that described in the object of the invention Criterion in the signal at the collective connection point 5 is met.
- the effective relative The spacing of the antennas 1 from one another should, however, be chosen to be large, so that an influence the directional characteristics by combining the antenna signals at the antenna connection point given is.
- a layer which has only a limitedly conductive surface 7, represents, can be designed as an antenna system with good properties.
- Such an antenna system is described in Fig. 4a.
- leads 11 to the line and Collecting network 9 the antenna signals via phase elements and amplitude evaluation elements 12 summarized at the connection point 14 and are at the collective connection point 5 available for forwarding to the recipient.
- phase and amplitude values in the links 12 using the optimization method specified above can the reception quality of an antenna system thus formed so far increase that they e.g. is on par with a known rod antenna in the FM range, although the surface resistance of the thin layer is between 5 and 10 ohms.
- the hatched semicircles around the electrodes 2 in Figure 4a qualitatively identify them Electrodes each assigned zones, which are mainly the behavior of the antennas 1 determine with respect to the respective gate 4.
- FIG. 4b Another example of an antenna system according to the invention is a correspondingly designed one Heating field of a rear window pane with parallel printed heating conductors shown in Fig. 4b.
- the gates 4 are each on the edge of the pane by forming connection points 2 realized on the edge of the pane. It is connected to the heating field either via the busbar or via conductors across the heating conductors 20.
- a low-noise line amplifier At the end of each of the connecting lines 11 is a low-noise line amplifier at the input of the line and collecting network 9 26 switched, the output signal of a phase element and amplitude evaluation element 12 is supplied.
- FIGS. 5a and 5b A particularly inexpensive embodiment of the lines 11 in an antenna according to 4a are printed lines as shown in FIGS. 5a and 5b along the edge of the Glass pane 6 are shown.
- 5a shows a coplanar embodiment of the connecting line 11, wherein the conductor located on the edge is preferably used as a ground conductor is.
- the connection point 2 can be designed as a capacitive surface, which on the opposite glass surface is applied and capacitive with the live Head of the connecting line 11 is connected.
- Fig. 5b are the ground conductor 7 and Live conductors 11 on both sides of the glass surface opposite each other.
- connection points 2 of the antennas 1 are by means of Switching networks, which are shown as diodes and controlled by the diversity processor 21 are connected to the line and collecting network 9 via the connecting lines 11.
- the phase elements and amplitude evaluation elements 12 are in one example Embodiment optimized so that all switching networks are permeable 15 a signal is available at the common connection point 5, which signal is the inventive Criteria suffice.
- the overall arrangement acts like an antenna, in which, in the event of a level dip, the signals at the gates 4 in the overall signal largely repeal.
- By successively opening one or more of the switching networks 15 contributions which lead to compensation of the overall signal are removed, so that the level dip disappears.
- the receiver is thus in the position of the diversity processor, in which the diodes 15 are conductive, according to an improved signal offered the invention and in the event of a dip, the latter by the diversity effect canceled.
- each connecting line 11 a line amplifier 26 is used, the output of which allows a multiple of each Phase elements and amplitude evaluation elements 19 to turn on, so that again the connection of the corresponding outputs of the phase elements and amplitude evaluation elements 12 on the antenna selection switch 16 several signals with directional diagrams from high median are available and from the diversity processor 21 for forwarding to Recipients at the collective connection point 5 can be selected.
- FIG. 9 shows embodiments of line and collecting networks 9.
- FIG. 9a shows an arrangement according to the invention with connecting lines 11, phase and amplitude evaluation elements 12, a connection point 14, in which the signals for the overall signal at the collecting connection point 5 are combined.
- the phase shifts caused by the connecting lines 11 are naturally to be taken into account.
- the connecting lines 11 and the phase and amplitude evaluation elements 12 are advantageously designed as lines with suitable wave resistances and electrical lengths with a downstream connection point 14 and with impedance matching elements X P1 , X P2 and X S.
- FIG. 9 c) shows the exemplary dimensioning of an arrangement according to FIG. 9 b) for an implemented antenna system with three antennas 1.
- the gate shown at the bottom left in FIG. 10 can also be included in the overall matrix and in the variation calculation and in this way improve the reception in the sense of the invention by connecting it to an optimal impedance - usually a reactance.
- This reactance X is therefore part of the line and collecting network 9 to be optimized, without being contained in this objectively.
- a broadcast receiving antenna according to the invention is three antennas shown without antenna diversity, an antenna amplifier 13, two line amplifiers 26, a line and collecting network 9 to form an inventive Antenna for the FM range as well as an AM amplifier and an AM / FM crossover 22 are housed.
Landscapes
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antenne in Kraftfahrzeugen im Meter-und Dezimeterwellenbereich
z.B. für den Hör- bzw. Fernsehrundfunkempfang. Sie geht aus von einem
Mehrantennensystem, wie es z.B. für die Gestaltung eines Antennen-Diversitysystems verwendet
wird. Solche Mehrantennensysteme sind z. B. beschrieben in EP 0 269 723, DE 36 18
452, DE 39 14 424, Fig. 14, DE 37 19 692, P 36 19 704 und können unterschiedliche Antennenarten,
wie Stabantennen, Windschutzscheibenantennen o.ä. verwenden. Bei hinreichender
HF-mäßiger Entkopplung der Antennen treten Empfangsstörungen, welche im Zusammenhang
mit zeitlichen Pegeleinbrüchen aufgrund der Mehrwegeausbreitung der elektromagnetischen
Wellen erfolgen, bei unterschiedlicher Positionierung des Fahrzeugs im Empfangsfeld
auf. Dieser Effekt ist beispielhaft anhand der Figuren 3 und 4 in EP 0 269 723 erläutert.The invention relates to an antenna in motor vehicles in the meter and decimeter wave range
e.g. for radio and television reception. It starts from one
Multi-antenna system, e.g. used for the design of an antenna diversity system
becomes. Such multi-antenna systems are e.g. B. described in
Die Wirkungsweise eines Scanning-Antennen-Diversitysystems besteht darin, bei Auftreten einer Empfangsstörung im Signal der aufgeschalteten Antenne auf eine andere Antenne umzuschalten und in einem vorgegebenem Empfangsfeld die Zahl der zu Empfangsstörungen führenden Pegelunterschreitungen am Empfängereingang so klein wie möglich zu gestalten. Dieses Verfahren ist äußerst wirkungsvoll, benötigt jedoch einen Indikator für die auftretende Störung und eine Einrichtung zur Umschaltung der Antennen und die Antennen selbst. Insbesondere der mit dem Störungsindikator und der Umschalteinrichtung in Verbindung mit dem im Empfänger nötigen Aufwand kann in manchen Fällen nicht geleistet werden. Andererseits ist es gerade auch bei Einsatz eines Antennen-Diversitysystems wünschenswert, die Empfangsqualität so groß wie möglich zu gestalten.The operation of a scanning antenna diversity system is to occur a reception disturbance in the signal of the connected antenna to switch to another antenna and in a given reception field the number of reception disturbances Make the leading level underruns at the receiver input as small as possible. This method is extremely effective, but needs an indicator of the one that is occurring Disturbance and a device for switching the antennas and the antennas themselves. In particular the one with the fault indicator and the switching device in connection with the In some cases, the effort required in the recipient cannot be made. On the other hand it is particularly desirable when using an antenna diversity system, the reception quality to be as big as possible.
Aufgrund der statistischen Überlagerung der am Fahrzeug einfallenden elektromagnetischen Wellen, welche nach Rayleigh aus allen azimutalen Raumrichtungen mit statistisch verteilten Amplituden und Phasen vorliegen, ergeben sich bekanntlich örtlich begrenzte Pegeleinbrüche des Empfangssignals jeder am Fahrzeug befindlichen Antenne. Bei der Fahrt entstehen dadurch die bekannten kurzzeitigen Empfangsstörungen, welche beim Empfang mit nur einer Antenne als äußerst lästig empfunden werden.Due to the statistical overlay of the electromagnetic incident on the vehicle Waves which, according to Rayleigh, were statistically distributed from all azimuthal spatial directions As is known, there are amplitudes and phases, there are locally limited level drops the reception signal of each antenna on the vehicle. This creates during the journey the known short-term reception interference, which when receiving with only one Antenna can be perceived as extremely annoying.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb, mit einer Antennenanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 in einem Fahrzeug, welches in einem Empfangsfeld mit statistisch einfallenden und
überlagerten Teilwellen auf üblichen Verkehrswegen bewegt wird, im statistischen zeitlichen
Mittel ohne zeitliche Veränderung der Antennenanlage durch Schalt- oder Einstellelemente
eine möglichst große Empfangsqualität zu erreichen bzw. bei Einsatz eines Antennen-Diversitysystems
während der Ruhephasen - d.i. während der Aufschaltzeit eines der verfügbaren
Empfangssignale - die Empfangsqualität zu verbessern.The object of the invention is therefore, with an antenna system according to the preamble of the
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 der Erfindung gelöst.This object is solved by the characterizing part of
Insbesondere in urbanen Gebieten und in hügeligen und bergigen Gebieten fallen die elektromagnetischen Wellen eines Hörfunk- bzw. Fernsehsenders aus allen azimutalen Raumrichtungen mit gleicher Wahrscheinlichkeit ein. Hieraus resultiert, daß der während einer Fahrt über der Zeit aufgezeichnete Verlauf des Empfangspegel jeder der Antennen gleiches statistisches Verhalten zeigt, welches praktisch unabhängig ist von der Form des relativen azimutalen Richtdiagramms. Aufgrund der unterschiedlichen Richtdiagramme der einzelnen Antennen und aufgrund ihrer unterschiedlichen räumlichen Position und unterschiedlichen Gestaltung am Fahrzeug treten die Empfangspegeleinbrüche der einzelnen Antennen, aufgetragen über der Fahrstrecke und somit auch über der Zeit nicht deckungsgleich auf (sh. Fig. 1b).Electromagnetic fields fall particularly in urban areas and in hilly and mountainous areas Waves from a radio or television station from all azimuthal spatial directions with the same probability. The result of this is that during a trip Statistical curve of the reception level of each of the antennas recorded over time Behavior shows which is practically independent of the form of the relative azimuthal Directional diagram. Due to the different directional diagrams of the individual antennas and because of their different spatial position and different design the reception level drops of the individual antennas appear on the vehicle not congruent over the route and therefore also over time (see Fig. 1b).
Im Gegensatz hierzu sind jedoch die Kurven der Pegelüberschreitungswahrscheinlichkeiten
praktisch deckungsgleich, wenn sich die zeitlichen Mittelwerte der Empfangspegel nicht
voneinander unterscheiden, und unabhängig von der Form der verschiedenen Richtdiagramme
(sh. Fig.1a). Ein Unterschied der zeitlichen Mittelwerte der logarithmischen Empfangspegel
zweier Antennen (SmeddB2-SmeddB1) zeigt sich somit als eine gegenseitige Verschiebung
der beiden ansonsten deckungsgleichen Kurven der Pegelüberschreitungswahrscheinlichkeiten
der zugehörigen Antennen. (sh. Fig.1a). Die Empfindlichkeit einer Empfangsanlage mißt
sich an ihrem Eigenrauschen und der aktuelle Signal-Rauschabstand S/N ist durch das Verhältnis
des empfangenen Effektivwerts des Nutzpegels am Antennenausgang zu dem auf den
Empfängereingang bezogenen Effektivwert des Eigenrauschpegels der Empfangsanlage bestimmt.
Fordert man für ungestörten Empfang das Überschreiten eines bestimmten Mindestwerts
SNRmin, so kann die Wahrscheinlichkeit p für das Unterschreiten dieses Werts bei einer
Fahrt in einem Gebiet mit einem Medianwert Smed des Empfangspegels und einem Rauschpegel
N, woraus ein Medianwert Smed/N resultiert, wie folgt angegeben werden:
Drückt man beide Werte, wie üblich im logarithmischen Maß in dB aus, so erhält man:
Für die Wahrscheinlichkeit p für das Unterschreiten dieses SNRmin in dB bei einer Fahrt in
einem Gebiet ergibt sich somit:
Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer Störung im Sinne der Unterschreitung des
minimal geforderten Signal-Rauschverhältnisses ist gleichbedeutend mit der relativen Störzeit
mit der Maßgabe, daß sich die prozentuale Störzeit zu p% = p*100 ergibt. Zur Veranschaulichung
der Empfangsqualität wurde in der Vergangenheit der Wert
Für ein vollkommen statistisches Wellenfeld nach Rayleigh gilt diese Gesetzmäßigkeit für die Empfangsqualität, die in Fig. 1c dargestellt ist, streng und ist von der Form des Richtdiagramms der Antenne unabhängig. Reale Ausbreitungsverhältnisse führen lediglich zu geringen Abweichungen hiervon. Auch hier zeigen die Untersuchungen, daß aufgrund der begrenzten Anzahl von Wellen nur extrem bündelnde Antennenrichtdiagramme mit sehr kleinen Öffnungswinkeln der Hauptkeulen zu einem Einfluß der Antennenrichtdiagramme auf die Empfangsqualtität in einem bestimmten Fahrgebiet führen.For a completely statistical wave field according to Rayleigh, this law applies to the reception quality, which is shown in Fig. 1c, is strict and is of the form of the directional diagram independent of the antenna. Real spreading conditions only lead to low ones Deviations from this. Here too, the studies show that due to the limited Number of waves only extremely focused antenna directional diagrams with very small opening angles of the main lobes on the influence of the antenna directional diagrams on the reception quality lead in a certain driving area.
Mit Stabantennen, Fensterscheibenantennen und den weiteren Typen derzeit bekannter Autoantennen, welche derartige Richtdiagramme nicht besitzen, zeigen von der beschriebenen Gesetzmäßigkeit praktisch keine Abweichung. Insbesondere die typischen Einzüge des azimutalen Richtdiagramms über einen Winkelbereich von bis zu 30 Grad, wie sie häufig bei Antennen auftreten, haben in der Praxis aufgrund des Rayleigh-Wellenfelds kaum eine herausragende negative Wirkung. Im Gegensatz hierzu werden beim gegenwärtigen Stand der Technik häufig erhöhte Anstrengungen unternommen, um zu omnidirektionalen Azimutdiagrammen zu kommen, obwohl dieses Kriterium nicht zur Beurteilung der Empfangsqualität geeignet ist. Als Beispiel hierfür sei die Patentschrift US 4,260,989 genannt, worin in den Figuren 28a bis 29e azimutale Richtdiagramme ohne nennenswerte Einzüge dargestellt sind, welche mit den dort angegebenen bizarren Antennenstrukturen erreicht werden können.With rod antennas, window glass antennas and the other types of currently known car antennas, which do not have such directional diagrams are shown by the described one Lawfulness practically no deviation. In particular the typical indents of the azimuthal Directional diagram over an angular range of up to 30 degrees, as is often the case with Antennas appear in practice have hardly any outstanding due to the Rayleigh wave field negative effect. In contrast, the current state of the Technique often made increased efforts to go to omnidirectional azimuth diagrams to come, although this criterion does not help assess the reception quality suitable is. An example of this is the US Pat. No. 4,260,989, in which in the FIGS. 28a to 29e show azimuthal directional diagrams without any noteworthy indents, which can be achieved with the bizarre antenna structures given there.
Aufgrund der Rayleigh-Verteilung treten jedoch bei der Fahrt mit solchen Antennen ebenso die bekannten Pegeleinbrüche auf, weil sich die statistisch einfallenden Wellen an verschiedenen Orten auslöschen und bei Bewertung all dieser Wellen mit einem azimutalen Runddiagramm an diesen Orten zu Pegeleinbrüchen führen. Damit ist gezeigt, daß die Forderung nach einem Diagramm ohne Einzüge wenig hilfreich ist. Vielmehr hat es sich gezeigt, daß eine solche Forderung der Optimierung der Empfangsqualität- wie sie oben beschrieben ist- insbesondere bei der Gestaltung von Antennen für einen gesamten Rundfunkfrequenzbereich entgegensteht. Die Optimierungsmöglichkeit wird dadurch unzulässig eingeengt.However, due to the Rayleigh distribution, driving with such antennas also occurs the known level drops because the statistically incident waves on different Wipe out locations and when evaluating all of these waves with an azimuthal round chart lead to level drops in these locations. This shows that the demand for a chart without indents is not very helpful. Rather, it has been shown that a such a requirement of optimizing the reception quality - as described above - in particular in the design of antennas for an entire radio frequency range. The optimization possibility is thereby restricted inadmissibly.
Im Gegensatz zu dieser häufig anzutreffenden Meinung, daß die azimutale Rundheit des Antennendiagramms
für den UKW-Rundfunkempfang die einzig wichtige Antenneneigenschaft
sei, zeigt sich also, daß - in weiten Grenzen unabhängig von der Form des azimutalen Richtdiagramms
- der Ausdruck
Geht man davon aus, daß sich mit dem passiv gestalteten Teil einer Empfangsantenne am Fahrzeug - sei die Antenne passiv oder mit integriertem Verstärker aktiv gestaltet - im Empfangssystem ein Eigenrauschpegel N ergibt, so ist diejenige passive Antennenstruktur optimal, mit der sich in einem Empfangsgebiet ein größtmöglicher Wert von (Smed/Smin)dB ergibt. If one assumes that the passively designed part of a receiving antenna on the vehicle - whether the antenna is passive or actively designed with an integrated amplifier - results in an intrinsic noise level N in the receiving system, the passive antenna structure with which there is the greatest possible in a receiving area is optimal Value of (S med / S min ) dB results.
Dies bedeutet, daß der verfügbare Mittelwert der Empfangsleistung einer Antennenstruktur in einem Empfangsgebiet mit Rayleigh-Verteilung möglichst groß sein soll. Dieses Optimierungskriterium stellt sicher, daß in allen urbanen Gebieten und auch im hügeligen Land der Empfang optimal ist.This means that the available mean value of the reception power of an antenna structure in a reception area with a Rayleigh distribution should be as large as possible. This optimization criterion ensures that in all urban areas and also in the hilly country the Reception is optimal.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Findung einer aus einer Mehrzahl von Einzelantennen optimal gebildeten Antennenanlage am Fahrzeug vorgestellt. Die beim Rundfunkempfang mit einer Antenne zu erwartende Signalqualität kann im Vergleich zu einer Referenzantenne - wie z.B. der bekannten Stabantenne - aus der Differenz der mittleren logarithmischen Werte der verfügbaren Empfangspegel (SmeddB) beider Antennen aus den Werten für alle azimutalen Einfallswinkel ermittelt werden. Dieser Wert kann auf besonders effektive Weise durch rechnergestützte vergleichende Messungen an den auf dem Fahrzeug angebrachten Antennen erfaßt werden, wobei das Fahrzeug auf einem Drehstand in definierten und in hinreichend kleinen Winkelschritten gegenüber der Einfallsrichtung einer definierten Welle gedreht wird.According to the invention, a method for finding an antenna system optimally formed from a plurality of individual antennas is presented on the vehicle. The signal quality to be expected for radio reception with an antenna can be determined in comparison to a reference antenna - such as the known rod antenna - from the difference of the mean logarithmic values of the available reception levels (S meddB ) of both antennas from the values for all azimuthal angles of incidence. This value can be detected in a particularly effective manner by computer-aided comparative measurements on the antennas mounted on the vehicle, the vehicle being rotated on a rotating stand in defined and sufficiently small angular steps with respect to the direction of incidence of a defined shaft.
Der über alle azimutalen Winkelwerte gemittelte Wert SmeddB (z.B. in dBµV) des um den gesamten Azimutbereich von 360 Grad gedrehten Fahrzeugs ermöglicht mit Hilfe der in Fig.1c angegebenen Kurve eine Abschätzung der Unterschiede der Empfangsqualitäten des auf normalen Verkehrswegen bewegten Fahrzeugs. In der Praxis hat sich gezeigt, daß sich in fast allen Gebieten - sei es durch Beugung und Reflexion an natürlichen Unebenheiten des Geländes oder an installierten Einrichtungen bedingt, in der Umgebung des Fahrzeugs eine Rayleigh -Feldverteilung ausbildet, welche die Betrachtung des Medianwerts SmeddB als einen für die Bewertung der Antennenleistung relevanten Wert bedingt. Abgesehen von wenigen Ausnahmen einer vollkommen ebenen Topographie des Geländes mit einem naturgemäß niedrigen Verkehrsaufkommen weitab von urbanen Gebieten, für welche diese Aussage relativiert werden müßte, liefert eine Antenne mit optimiertem SmeddB somit schwerpunktmäßig den bestmöglichen Empfang für alle Anwender, auch wenn das azimutale Richtdiagramm tiefe, jedoch nicht zu breite Einzüge besitzt.The value S meddB averaged over all azimuthal angle values (eg in dBµV) of the vehicle rotated around the entire azimuth range of 360 degrees enables the differences in the reception qualities of the vehicle moving on normal traffic routes to be estimated using the curve shown in FIG. 1c. In practice, it has been shown that in almost all areas - be it due to diffraction and reflection from natural unevenness in the terrain or from installed facilities - a Rayleigh field distribution forms in the area surrounding the vehicle, which considers the median value S meddB as a value relevant for the evaluation of the antenna performance. Apart from a few exceptions of a completely flat topography of the area with a naturally low traffic volume far from urban areas, for which this statement would have to be put into perspective, an antenna with an optimized S meddB focuses on providing the best possible reception for all users, even if the azimuthal directional diagram is deep , but not too wide indents.
Neben dieser besonders effektiven Methode, welche es erlaubt, mit Hilfe von rechnergesteuerten und schnell arbeitenden Meßgeräten in Verbindung mit einer im Computer durchgeführten Variationsrechnung in äußerst kurzer Zeit die Phasen- und Amplitudenwerte der Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder zu ermitteln, wäre es denkbar, daß die Phasen- und Amplitudenwerte auch empirisch anhand von Meßfahrten in einem Empfangsfeld mit statistisch einfallenden und überlagerten Teilwellen ermittelt werden. Der damit verbundene große Zeitaufwand und die mangelhafte Treffsicherheit lassen diese Methode jedoch als in der Praxis kaum durchführbar erscheinen.In addition to this particularly effective method, which allows it with the help of computer-controlled and fast-working measuring devices in connection with one carried out in the computer Calculation of variations in an extremely short time the phase and amplitude values of the phase elements and to determine amplitude evaluation elements, it would be conceivable that the phase and Amplitude values also empirically based on measurement runs in a reception field statistically incident and superimposed partial waves can be determined. The related great expenditure of time and the inadequate accuracy make this method in hardly seem practicable in practice.
Eine Meßfahrt dieser Art kann jedoch ebenso rechnerisch durch Vorgabe eines durch statistisch
aus allen azimutalen Richtungen mit statistisch gewählten Amplituden einfallende und
sich überlagernde Teilwellen gebildeten Empfangsfelds simuliert werden. Abhängig vom
Empfangsort des in diesem Wellenfeld bewegten Fahrzeugs führen die Teilwellen entsprechend
der komplexen Richtcharakteristiken der einzelnen Antennen und der Phasen- und
Amplitudenwerte der Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder 12 zu Beiträgen, welche
sich an der Sammelanschlußstelle 5 nach Betrag und Phase überlagern und das Empfangssignal
bilden. Der Medianwert der Empfangspegel kann dann anhand einer im Computer
durchgeführten Variation der Einstellung der Phasen- und Amplitudenwerte rechnerisch optimiert
werden. Bei hinreichend großer Anzahl und gleichförmiger azimutaler Verteilung der
einfallenden Teilwellen führt die so durchgeführte Optimierung des Medianwerts in der Praxis
zum gleichen Ergebnis wie die Optimierung des Medianwerts SmeddB aus der Auswertung
der azimutalen Richtdiagramme. Für die Optimierung des Empfangsverhaltens in einem nach
Rayleigh verteilten Wellenfeld genügt es also, die Antenne durch Variation der Phasen- und
Amplitudenwerte der Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder 12 im Hinblick auf
den Medianwert SmeddB an der Sammelanschlußstelle 5 zu optimieren, der sich aus der Auswertung
des azimutalen Richtdiagramms ergibt.A measurement run of this type can, however, also be simulated arithmetically by specifying a reception field formed by partial waves incident and overlapping statistically from all azimuthal directions with statistically selected amplitudes. Depending on the receiving location of the vehicle moving in this wave field, the partial waves corresponding to the complex directional characteristics of the individual antennas and the phase and amplitude values of the phase elements and
Als Grundlage für die Optimierung der Empfangsqualität einer nach dem kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs optimierten Antennenanlage können Messungen der komplexen
Streuparameter der Übertragungsstrecke Sendeantenne-Testantenne für alle azimutalen Winkelwerte
dienen. Hierzu werden die Antennenanschlußstellen 4 für die Messung als Anschlußtore
im Sinne der Theorie elektrischer Schaltungen betrachtet und deren komplexe Gesamtmatrix
zur Beschreibung der Zusammenhänge zwischen den elektrischen Größen an diesen
Anschlußtoren, an welche später die Leitungen 11 und das Leitungs- und Sammelnetzwerk 9
mit Sammelanschlußstelle 5 angeschlossen werden, ermittelt. Ferner wird die Erregung im
Empfangsfall durch eine im wesentlichen horizontal einfallende Welle für alle Azimutalwinkel
nach Betrag und Phase zueinander erfaßt. Damit sind die Parameter einer Matrix, welche
die fern abliegende Sendeantenne beinhaltet, zur Beschreibung der elektrischen Größen an
den Anschlußtoren 4, bezogen auf die einfallende Welle, für alle Azimutalwinkel bekannt.As the basis for optimizing the quality of reception one after the other
Part of the main claim optimized antenna system can measure the complex
Scattering parameters of the transmission path test antenna for all azimuthal angle values
to serve. For this purpose, the antenna connection points 4 for the measurement as connection gates
considered in terms of the theory of electrical circuits and their complex overall matrix
to describe the relationships between the electrical quantities at these
Connection gates, to which later the
Hierbei erweist sich die Anwendung der gängigen Meßtechnik zur Erfassung von Streuparametern
zur Beschreibung der elektrischen Kenngrößen insbesondere auch aus Gründen der
Verfügbarkeit solcher Meßsysteme als besonders vorteilhaft. Mit Hilfe dieser Parameter können
die Empfangssignale der einzelnen Antennen 1 über ein rechnerisch angesetztes Leitungs-und
Sammelnetzwerk 9 mit Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder 12 zu
einem Gesamtempfangssignal 10 zusammengefaßt werden.Here, the application of common measurement technology for the detection of scattering parameters has been proven
to describe the electrical parameters, in particular for the sake of
Availability of such measuring systems is particularly advantageous. With the help of these parameters
the received signals of the
Durch Anwendung rechnerischer Optimierungsmethoden, wie z.B. der Variationsrechnung,
lassen sich daraus die optimalen Phasenwerte und die Amplitudenbewertungsfaktoren des
Leitungs-und Sammelnetzwerks 9 im Hinblick auf einem maximalen Wert von (Smed/Smin)dB
in kurzer Rechenzeit ermitteln. Die Realisierung der Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder
12 im Leitungs-und Sammelnetzwerk 9 kann nach bekannten Methoden der
Schaltungstechnik erfolgen. Beispiele hierfür sind in Fig. 9 dargestellt. Für die Optimierung
können unterschiedliche Ziele verfolgt werden. Bei Schmalbandoptimierung wird man den
Medianwert (Smed/Smin)dB bezüglich einer vollen azimutalen Umdrehung rechnerisch darstellen
und diesen Wert durch Variationsrechnung optimieren. Bei Optimierung eines vorgegebenen
Frequenzbereichs, (z.B. UKW-Bereich) wird man den Medianwert (Smed/Smin)dB über
alle vollen azimutalen Umdrehungen bei allen möglichen Empfangskanälen rechnerisch darstellen
und diesen Wert durch Variationsrechnung optimieren.By using computational optimization methods, such as, for example, the variation calculation, the optimum phase values and the amplitude evaluation factors of the line and collecting
Erläuterungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen der Figuren 1 bis 10 dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Explanations and exemplary embodiments of the invention are in the drawings of the figures 1 to 10 and are described in more detail below.
Es zeigen:
- Fig. 1a
- Überschreitungswahrscheinlichkeit der Empfangspegel von zwei Antennen mit unterschiedlichen Medianwerten ( SmeddB) der Empfangspegel.
- Fig. 1b:
- Typischer Verlauf der Empfangspegel von zwei Antennen an einem Fahrzeug längs eines Fahrwegs.
- Fig. 1c:
- Zusammenhang zwischen der Empfangsqualität QdB und dem Mittelwert des Signalschutzabstands (Smed/Smin)dB..
- Fig. 2:
- Antennenanlage mit Antennen auf dem Rückfenster und Antennen auf den dem Rückfenster benachbarten Seitenfenstern.
- Fig. 3:
- Fensterscheiben-Antennenanlage mit an der Glasscheibe aufgebrachten flächenhaft
verlegten bzw. aufgedruckten drahtförmigen elektrischen Heizleitern zur Bildung von vier
Antennen mit Hilfe von Leitern quer zu
den Heizleitern 20,mit Antennenanschlußstellen 4. Zur Erläuterung der hochfrequenztechnisch entkoppelnden Wirkungsweise der Heizleiter zwischen den Antennen sind die induktive und die resistive Wirkung der Heizleiter durch Induktivitäten und Widerstände dargestellt. Die gestrichelten Kreisabschnitte kennzeichnen qualitativ die als kapazitive Flächen wirkenden Regionen der einzelnen Antennen. - Fig. 4a:
- Fensterscheiben-Antennenanlage mit an der Glasscheibe aufgebrachter flächiger leitfähiger
Schicht
als leitende Fläche 7 zur Bildung von vierAntennen mit Antennenanschlußstellen 4. Aufgrund der unterschiedlichen Positionen der Antennenanschlußstellen 4 am Rand der im Vergleich zur Wellenlänge nicht kleinen Fensteröffnung ist die mit der Antennenanlage erreichbare Empfangsqualität größer als mit jeder der Fenster-Einzelantennen. - Fig. 4b:
- Fensterscheiben-Antennenanlage nach der Erfindung mit an der Glasscheibe aufgebrachten
flächenhaft verlegten bzw. aufgedruckten drahtförmigen elektrischen Heizleitern
zur Bildung von vier
Antennen mit Antennenanschlußstellen 4,Verbindungsleitungen 11, Leitungs-und Sammelnetzwerk 9 mit Phasen-und Amplitudenbewertungsgliedern 12,Verbindungsstelle 14 undSammelanschlußstelle 5. - Fig. 5:
- Auf die
Fensterscheibe gedruckte Verbindungsleitung 11 im Randbereich des Fensters a: Koplanare Ausführungsform der Verbindungsleitung 11 auf einer Seite der Glasfläche. b: Verbindungsleitung 11 aus mit aufeinander gegenüberliegenden Flächen des Glases aufgedruckten Leitern. Der breiteLeiter 7 ist als Masseleiter ausgeführt und ist mindestens hochfrequent kapazitiv mitdem leitenden Fensterrahmen 25 verbunden. - Fig. 6:
- Antennenanlage nach der Erfindung mit Antennen auf einer Fensterfläche zur Bildung
eines
Antennendiversitysystems mit Schaltnetzwerken 15 zur Abschaltung einer Antenne bei Vorliegen eines gestörten Gesamtsignals 10 ander Sammelanschlußstelle 5. - Fig. 7:
- Antennenanlage nach der Erfindung mit einem Vielfach von Phasen- und Amplitudenbewertungsgliedern
12
mit Schaltnetzwerken 15 zur Bildungvon mehreren Gesamtempfangssignalen 10, welche zur Bildung einer Antennendiversityanlagemit einem Schalter 16der Sammelanschlußstelle 5 alternativ zugeführt sind. - Fig. 8:
- Antennenanlage nach der Erfindung mit einem Vielfach von Phasen- und Amplitudenbewertungsgliedern
12
mit Verstärkern 26 zur Bildungvon mehreren Gesamtempfangssignalen 10, welche zur Bildung einer Antennendiversityanlagemit einem Schalter 16der Sammelanschlußstelle 5 alternativ zugeführt sind. - Fig. 9:
- Beispielhafte Ausführungsformen von Leitungs-
und Sammelnetzwerken 9- a) Erfindungsgemäße
Anordnung mit Verbindungsleitungen 11, Phasen-und Amplitudenbewertungsglieder 12,Verbindungsstelle 14 undSammelanschlußstelle 5.- b) Vorteilhafte Ausführungsform der Verbindungsleitungen 11 und der Phasen- und Amplitudenbewertungsglieder 12 als Leitungen mit passenden Wellenwiderständen und elektrischen Längen mit nachgeschalteter Verbindungsstelle 14 mit Impedanz-Anpaßelementen und der Sammelanschlußstelle 5 am Ausgang.
- c) Beispielhafte Dimensionierung einer Anordnung nach b) für eine realisierte Antennenanlage mit drei Antennen.
- a) Erfindungsgemäße
- Fig. 10:
- Beispiel einer Antennenanlage nach der Erfindung ohne Antennendiversity mit drei aktiven Antennen für den UKW-Empfang und einer aktiven Antenne (AM) für den LMK-Empfang.
- Fig. 1a
- Probability of exceeding the reception level of two antennas with different median values (S meddB ) of the reception level.
- Fig. 1b:
- Typical course of the reception level of two antennas on a vehicle along a route.
- Fig. 1c:
- Relationship between the reception quality Q dB and the mean value of the signal protection distance (S med / S min ) dB ..
- Fig. 2:
- Antenna system with antennas on the rear window and antennas on the side windows adjacent to the rear window.
- Fig. 3:
- Window pane antenna system with surface-mounted or printed wire-shaped electrical heating conductors to form four antennas with the help of conductors transverse to the
heating conductors 20, with antenna connection points 4. To explain the high-frequency decoupling operation of the heating conductors between the antennas are the inductive and the resistive effect of the heating conductor is represented by inductances and resistors. The dashed circle sections qualitatively identify the regions of the individual antennas that act as capacitive areas. - Fig. 4a:
- Window antenna system with a flat conductive layer applied to the glass pane as a
conductive surface 7 to form four antennas with antenna connection points 4. Due to the different positions of the antenna connection points 4 at the edge of the window opening, which is not small in comparison to the wavelength, the reception quality achievable with the antenna system is greater than with each of the individual window antennas. - Fig. 4b:
- Window pane antenna system according to the invention with areally laid or printed wire-shaped electrical heating conductors applied to the glass pane to form four antennas with antenna connection points 4, connecting
lines 11, line and collectingnetwork 9 with phase andamplitude evaluation elements 12,connection point 14 andcollective connection point 5. - Fig. 5:
-
Connection line 11 printed on the window pane in the edge region of window a: coplanar embodiment of theconnection line 11 on one side of the glass surface. b: connectingline 11 made of conductors printed with opposing surfaces of the glass. Thewide conductor 7 is designed as a ground conductor and is at least high-frequency capacitively connected to theconductive window frame 25. - Fig. 6:
- Antenna system according to the invention with antennas on a window surface to form an antenna diversity system with switching
networks 15 for switching off an antenna in the presence of a disturbedoverall signal 10 at thecommon connection point 5. - Fig. 7:
- Antenna system according to the invention with a multiplicity of phase and
amplitude evaluation elements 12 with switchingnetworks 15 to form a plurality of total received signals 10, which are alternatively fed to thecollective connection point 5 to form an antenna diversity system with aswitch 16. - Fig. 8:
- Antenna system according to the invention with a multiplicity of phase and
amplitude evaluation elements 12 withamplifiers 26 for forming a plurality of total received signals 10, which are alternatively fed to thecollective connection point 5 to form an antenna diversity system with aswitch 16. - Fig. 9:
- Exemplary embodiments of line and collecting
networks 9- a) Arrangement according to the invention with connecting
lines 11, phase andamplitude evaluation elements 12, connectingpoint 14 andcollective connection point 5.- b) Advantageous embodiment of the connecting
lines 11 and the phase andamplitude evaluation elements 12 as lines with suitable wave resistances and electrical lengths with adownstream connection point 14 with impedance matching elements and thecommon connection point 5 at the output.- c) Exemplary dimensioning of an arrangement according to b) for a realized antenna system with three antennas.
- a) Arrangement according to the invention with connecting
- Fig. 10:
- Example of an antenna system according to the invention without antenna diversity with three active antennas for FM reception and an active antenna (AM) for LMK reception.
Mit einer Antennenanlage nach der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß die Empfangsqualität im zeitlichen Mittel stets größer ist, als sie jeweils mit einer der Einzelantennen erreicht werden kann. Dieser Vorteil kann einerseits in einer Antennenanlage verwendet werden, in der keine Diversitymaßnahmen vorgesehen sind. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn keine Einzelantenne verfügbar ist, welche die geforderte Empfangsqualität liefert. Durch Bildung mehrerer Einzelantennen, wie z. B. in Fig.2, kann dann mit Hilfe der Erfindung die geforderte Empfangsqualität erreicht werden. Vielfach ist eine Verbesserung der Empfangsqualität jedoch auch gewünscht, wenn jede der Einzelantennen die Empfangsqualität bekannter qualitativ hochwertiger Antennen besitzt. Dieses Bestreben wird durch die in der Praxis häufig angewandte Technik des Antennendiversity bestätigt.With an antenna system according to the invention, the advantage is achieved that the reception quality is always larger on average than is achieved with one of the individual antennas can be. This advantage can be used on the one hand in an antenna system, in which no diversity measures are planned. This is particularly important if no single antenna is available, which has the required reception quality delivers. By forming several individual antennas, such as. B. in Fig.2, can then with the help of Invention the required reception quality can be achieved. Often there is an improvement However, the reception quality is also desirable if each of the individual antennas detects the reception quality known high quality antennas. This endeavor is supported by the technology of antenna diversity frequently used in practice is confirmed.
Die vorliegende Erfindung läßt sich jedoch auch zur Steigerung der Empfangsqualität bei
Einsatz von Antennendiversity anwenden. Eine Anordnung dieser Art ist beispielhaft in Fig.
6 dargestellt und Elemente zur Abschaltung von Signalen sind als Schaltnetzwerke 15 gekennzeichnet.
In diesem Fall werden z.B. die Einzelantennen unter Anwendung des Erfindungsgedankens
zur Bildung einer Antennenanlage zusammengefaßt und für leitend geschaltete
Schaltnetzwerke 15 (Dioden) die Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder 12
entsprechend gestaltet. In dieser besonders wenig aufwendigen Ausführungsform der Erfindung
werden in Situationen, in denen sich die Empfangsbeiträge zu Null ergeben und somit
Pegeleinbrüche im Gesamtsignal auftreten, alternierend Signale einzelner Antennen abgeschaltet,
so daß diese nicht mehr zum Gesamtsignal beitragen und der Pegeleinbruch im Gesamtsignal
verschwindet. Somit liefert auch bei Anwendung der Erfindung in Diversitytechniken
das Gesamtsignal im zeitlichen Mittel eine bessere Signalqualität, weil während der
Ruhephasen des Diversitysystems eine bessere Signalqualität erzielt ist, wie es in der Aufgabe
der Erfindung gefordert ist.However, the present invention can also be used to increase the reception quality
Use antenna diversity. An arrangement of this type is exemplified in Fig.
6 and elements for switching off signals are identified as switching
Hinsichtlich des erreichbaren Maßes an Verbesserung der Empfangsqualtität ist festzustellen,
daß es vorteilhaft ist, wenn die einzelnen Antennen unterschiedliche azimutale Richtdiagramme
bei möglichst großem azimutalem mittleren Gewinn bei niedriger Elevation der einfallenden
Wellen besitzen und wenn sie bezüglich ihrer Strahlungszentren nicht zu nahe benachbart
sind derart, daß ein hinreichender Gangunterschied von mehr als 1/10 der Betriebswellenlänge
der die Antenne erregenden Wellen wirksam ist. Andererseits ist es vorteilhaft,
den Gangunterschied nicht groß gegen die Betriebswellenlänge zu gestalten, um ein zu großes
Auffächern des an der Sammelanschlußstelle 5 meßbaren azimutalen Richtdiagramms zu
vermeiden. Dies wäre zwar in einem vollkommenen Rayleigh-Empfangsfeld mit in sehr großer
Zahl einfallender Wellen nicht problematisch, kann jedoch in ebenen Empfangsgebieten,
in denen häufig eine Rice-Verteilung mit einem starken Bündel aus einem Winkelbereich
einfallender Wellen vorliegt, störend sein.Regarding the achievable degree of improvement in reception quality, it should be noted that
that it is advantageous if the individual antennas have different azimuthal directional diagrams
with the greatest possible azimuthal average gain with low elevation of the incident
Have waves and if they are not too close in terms of their radiation centers
are such that a sufficient path difference of more than 1/10 of the operating wavelength
of waves that excite the antenna. On the other hand, it is advantageous
not to make the path difference large compared to the operating wavelength, to make one too large
Fan out the azimuthal directional diagram measurable at the
Bei einer Fenster-Antennenanlage ist es deshalb günstig, auch Antennen auf benachbarten
Fenstern zur Bildung der Anlage heranzuziehen. Dies ist in Fig. 2 beispielhaft gezeigt. Hierbei
ist es zweckmäßig, die Antennen 1 nicht in zu großem räumlichen Abständen voneinander
anzuordnen, damit die an der Sammelanschlußstelle 5 meßbaren azimutalen Richtdiagramme
nicht zu sehr auffächern. Es zeigt sich, daß der geometrische Abstand aller Antennen 1 voneinander
in einer günstigen Ausführungsform der Erfindung nicht größer sein soll als die Betriebswellenlänge.
In der äußerst bedeutsamen Anwendung des UKW-Rundfunkempfangs ist
diese Bedingung für eine Antennenanlage nach Fig. 2 in der Regel erfüllt.In the case of a window antenna system, it is therefore favorable to also use antennas on neighboring ones
Use windows to form the system. This is shown by way of example in FIG. 2. Here
it is expedient not to place the
Eine für die Anwendung besonders wichtige Ausführungsform der Erfindung ist die Anbringung
mehrerer Antennen 1 auf einer Fensterscheibe. Die Bildung solcher Antennen 1 aus
einem Heizfeld auf der Heckfensterscheibe eines Autos ist beispielhaft in Fig.3 dargestellt.
Hierzu sind auf der Glasscheibe flächenhaft verlegte bzw. aufgedruckte drahtförmige elektrische
Heizleiter zur Bildung von vier Antennen 1 mit Hilfe von Leitern quer zu den Heizleitern
20 aufgebracht. Zur Erläuterung der hochfrequenztechnisch entkoppelnden Wirkungsweise
der Heizleiter zwischen den Antennen 1 sind die induktive und die resistive Wirkung
der Heizleiter durch Induktivitäten und Widerstände dargestellt. Die gestrichelten Kreisabschnitte
kennzeichnen qualitativ die als kapazitive Flächen wirkenden Regionen der einzelnen
Antennen 1. An die Antennenanschlußstellen 4 werden die Verbindungsleitungen 11 angeschlossen,
wie dies für eine Antennenanlage nach der Erfindung in Fig.4a oder in Fig.4b dargestellt
ist. Die über die geeignet dimensionierten Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder
12 bewerteten Empfangssignale am Ende der Verbindungsleitungen 11 werden
im Leitungs-und Sammelnetzwerk 9 in der Verbindungsstelle 14 zusammengefaßt und bilden
das an der Sammelanschlußstelle 5 vorliegende Gesamtempfangssignal 10 mit der verbesserten
Empfangsqualität.A particularly important embodiment of the invention for the application is the attachment
Eine Antennenanordnung wie in Fig. 3, die bezüglich der Tore 4 in ihrem Gesamtverhalten
durch Streuparameter beschrieben ist, kann auf ähnliche Weise wie die Antennen 1 in Fig. 2
zu einer Antenne mit Sammelanschlußstelle 5 gestaltet werden. Hierzu können die Tore 4
über Verbindungsleitungen, ähnlich wie in Fig. 2, mit einem Leitungs- und Sammelnetzwerk
9 verbunden werden, welches Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder 12 beinhaltet.
Zusätzlich können im Leitungs- und Sammelnetzwerk 9 auch Verstärkerschaltungen 26 enthalten
sein. Wesentlich für die Erfindung ist, daß das in der Aufgabe der Erfindung beschriebene
Kriterium im Signal an der Sammelanschlußstelle 5 erfüllt ist. Der wirksame relative
Abstand der Antennen 1 voneinander soll jedoch groß gewählt werden, damit eine Beeinflussung
der Richtcharakterisik durch Zusammenfassung der Antennensignale an der Antennenanschlußstelle
gegeben ist.An antenna arrangement as in Fig. 3, with respect to the
Neuere Technologien ermöglichen es, mit Hilfe extrem dünner leitender Schichten auf Fensterscheiben
die Infrarottransmission des Lichtes zu mindern. In einer vorteilhaften Anwendung
der Erfindung kann eine derartige Schicht, welche eine nur begrenzt leitende Fläche 7
darstellt, als Antennenanlage mit guten Eigenschaften gestaltet werden. Eine solche Antennenanlage
ist in Fig. 4a beschrieben. Mit Hilfe niederohmiger längsgestreckter Elektroden
entlang der abgedeckten Fensterscheibenberandung werden mit in der Nähe befindlichen Karosserie-Massepunkten
3 mehrere Tore 4 vorzugsweise an der oberen und unteren Berandung
sowie an den Seitenberandungen des Fensters gebildet. Mit Zuleitungen 11 zum Leitungs- und
Sammelnetzwerk 9 werden die Antennensignale über Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder
12 an der Verbindungsstelle 14 zusammengefaßt und stehen an der Sammelanschlußstelle
5 zur Weiterleitung zum Empfänger zur Verfügung. Durch geeignete Wahl
der Phasen- und Amplitudenwerte in den Gliedern 12 mit Hilfe des oben angegebenen Optimierungsverfahrens
läßt sich die Empfangsqualität einer so gebildeten Antennenanlage soweit
steigern, daß sie z.B. im UKW-Bereich einer bekannten Stabantenne ebenbürtig ist, obgleich
der Oberflächenwiderstand der dünnen Schicht zwischen 5 und 10 Ohm liegt. Die
schraffierten Halbkreise um die Elektroden 2 in Bild 4a kennzeichnen qualitativ die diesen
Elektroden jeweils zugeordneten Zonen, welche in der Hauptsache das Verhalten der Antennen
1 bezüglich des jeweiligen Tores 4 bestimmen.Newer technologies make it possible with the help of extremely thin conductive layers on window panes
to reduce the infrared transmission of light. In an advantageous application
Such a layer, which has only a limitedly
Als weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Antennenanlage ist ein entsprechend gestaltetes
Heizfeld einer Rückfensterscheibe mit parallelen gedruckten Heizleitern in Fig. 4b dargestellt.
Hier sind die Tore 4 jeweils am Scheibenrand durch Bildung von Anschlußpunkten 2
am Scheibenrand realisiert. Die Ankopplung an das Heizfeld erfolgt entweder über die Sammelschiene
oder über Leiter quer zu den Heizleitern 20. Am Ende jeder der Verbindungsleitungen
11 ist am Eingang des Leitungs- und Sammelnetzwerks 9 ein rauscharmer Leitungsverstärker
26 geschaltet, dessen Ausgangssignal jeweils einem Phasenglied und Amplitudenbewertungsglied
12 zugeführt ist. Die über die Verbindungsstelle 14 zusammengeführten
Signale liegen dann an der Sammelanschlußstelle 5 nach Optimierung der Phasen- und
Amplitudenwerte mit günstigstem Signal-Rauschverhältnis im Sinne des erfindungsgemäß zu
erfüllenden Kriteriums vor. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind
unmittelbar an die Tore rauscharme Antennenverstärkerschaltungen 13 nach dem Prinzip der
aktiven Antenne angebracht. Durch wellenwiderstandsrichtige Gestaltung des Ausgangswiderstands
dieser Verstärker gemäß dem Wellenwiderstand der Verbindungsleitungen 11, kann
das oft störende frequenzabhängige Verhalten dieser Leitungen weitgehend eliminiert werden
und die Leitungsverstärker 26 in Fig. 4h können entfallen.Another example of an antenna system according to the invention is a correspondingly designed one
Heating field of a rear window pane with parallel printed heating conductors shown in Fig. 4b.
Here the
Eine besonders kostengünstige Ausführungsform der Leitungen 11 bei einer Antenne gemäß
Fig. 4a sind gedruckte Leitungen, wie sie in den Figuren 5a und 5b entlang dem Rand der
Glasscheibe 6 dargestellt sind. Fig. 5a zeigt eine koplanare Ausführungsform der Verbindungsleitung
11, wobei der am Rand befindliche Leiter vorzugsweise als Masseleiter verwendet
ist. Der Anschlußpunkt 2 kann als kapazitive Fläche ausgeführt werden, welche auf der
gegenüberliegenden Glasfläche aufgebracht ist und kapazitiv mit dem spannungsführenden
Leiter der Verbindungsleitung 11 verbunden ist. In Fig. 5b liegen der Masseleiter 7 und der
spannungsführende Leiter 11 auf beiden Seiten der Glasfläche einander gegenüber.A particularly inexpensive embodiment of the
In Fig. 6 ist eine vorteilhaft ausgestaltete Antenne nach der Erfindung für die Anwendung in
einem Diversitysystem gezeigt. Die Anschlußpunkte 2 der Antennen 1 werden mit Hilfe von
Schaltnetzwerken, welche als Dioden dargestellt sind und vom Diversityprozessor 21 gesteuert
werden, an das Leitungs- und Sammelnetzwerk 9 über die Verbindungsleitungen 11 angeschlossen.
Die Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder 12 sind in einer beispielhaften
Ausführungsform dahingehend optimiert, daß bei Durchlässigkeit aller Schaltnetzwerke
15 an der Sammelanschlußstelle 5 ein Signal verfügbar ist, welches den erfindungsgemäßen
Kriterien genügt. In diesem Schaltungszustand wirkt die Gesamtanordnung wie eine Antenne,
bei der sich im Falle des Auftretens eines Pegeleinbruchs die Signale an den Toren 4 im Gesamtsignal
weitgehend aufheben. Durch sukzessives Öffnen eines oder mehrerer der Schaltnetzwerke
15 werden Beiträge, welche zur Kompensation des Gesamtsignals führen, weggenommen,
so daß der Pegeleinbruch verschwindet. Dem Empfänger wird somit in der Stellung
des Diversityprozessors, in welcher die Dioden 15 leitend sind, ein verbessertes Signal gemäß
der Erfindung angeboten und im Falle des Auftretens eines Pegeleinbruchs, letzterer durch
die Diversitywirkung aufgehoben. 6 shows an advantageously designed antenna according to the invention for use in
shown a diversity system. The connection points 2 of the
In einer weiterführenden Diversityanordnung mit Antennenanlagen nach der Erfindung, werden
in Fig. 7 die Ausgangssignale der Tore 4 die Schaltnetzwerke 15 derart geschaltet, daß in
jeder Stellung der Schaltnetzwerke mit Hilfe der Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder
12 günstigere Signale an einem Antennenauswahlschalter 16 vorliegen, als sie die
einzelnen Tore 4 zur Verfügung stellen. Es lassen sich somit unterschiedliche Richtdiagramme
mit hohem azimutalen Medianwert für den Diversitybetrieb am Antennenauswahlschalter
bilden, aus denen mit Hilfe des Diversityprozessors 21 das zum jeweiligen Zeitpunkt am wenigsten
gestörte Signal an der Sammelanschlußstelle 5 ausgewählt ist. In einer weiterführenden
Diversityanordnung dieser Art wird, wie in Fig. 8, am Ende jeder Verbindungsleitung 11
ein Leitungsverstärker 26 eingesetzt, dessen Ausgang es erlaubt, jeweils ein Vielfach von
Phasengliedern und Amplitudenbewertungsgliedern 19 anzuschalten, so daß wiederum über
die Verbindung der entsprechenden Ausgänge der Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder
12 am Antennenauswahlschalter 16 mehrere Signale mit Richtdiagrammen von
hohem Medianwert verfügbar sind und vom Diversityprozessor 21 für die Fortleitung zum
Empfänger an der Sammelanschlußstelle 5 ausgewählt werden.In a further diversity arrangement with antenna systems according to the invention
in Fig. 7, the output signals of the
Fig. 9 zeigt Ausführungsformen von Leitungs- und Sammelnetzwerken 9. Hierin zeigt Fig.
9a) eine erfindungsgemäße Anordnung mit Verhindungsleitungen 11, Phasen- und Amplitudenbewertungsglieder
12, einer Verbindungsstelle 14, in der die Signale zum Gesamtsignal
an der Sammelanschlußstelle 5 zusammengefaßt sind. Für die Einstellung der Phasen- und
Amplitudenwerte in 12 sind die durch die Verbindungsleitungen 11 bedingten Phasenverschiebungen
naturgemäß zu berücksichtigen. In Fig. 9b) sind die Verbindungsleitungen 11
und die Phasen- und Amplitudenbewertungsglieder 12 vorteilhaft als Leitungen mit passenden
Wellenwiderständen und elektrischen Längen mit nachgeschalteter Verbindungsstelle 14
und mit Impedanzanpaßelementen XP1, XP2 und XS ausgeführt. In Fig. 9c) ist die beispielhafte
Dimensionierung einer Anordnung nach Fig. 9b) für eine realisierte Antennenanlage mit drei
Antennen 1 gezeigt. Zur ergänzenden Optimierung kann das in Fig. 10 links unten gezeigte
Tor mit in die Gesamtmatrix und in die Variationsrechnung mit einbezogen werden und
durch Beschaltung mit einer optimalen Impedanz - meist eines Blindwiderstands - auf diese
Weise den Empfang im Sinne der Erfindung verbessern. Dieser Blindwiderstand X ist somit
Teil des zu optimierenden Leitungs- und Sammelnetzwerkes 9, ohne in diesem gegenständlich
enthalten zu sein. FIG. 9 shows embodiments of line and collecting
Schließlich ist in Fig. 10 eine Rundfunkempfangsantenne nach der Erfindung drei Antennen
ohne Antennendiversity gezeigt, wobei in einer Komponente ein Antennenverstärker 13,
zwei Leitungsverstärker 26, ein Leitungs- und Sammelnetzwerk 9 zur Bildung einer erfindungsgemäßen
Antenne für den FM-Bereich sowie ein AM-Verstärker und eine AM/FM-Frequenzweiche
22 untergebracht sind. Finally, in Fig. 10 a broadcast receiving antenna according to the invention is three antennas
shown without antenna diversity, an
Claims (22)
daß neben einer ersten Antenne mindestens eine 'weitere Antenne auf dem Fahrzeug vorhanden ist und die an den Anschlußpunkten (2) der Antennen (1) jeweils vorliegenden Empfangssignale über ein Leitungs- und Sammelnetzwerk (9) mit Sammelanschlußstelle (5) zu einem Gesamtempfangssignal (10) zusammengefaßt sind und das Leitungs- und Sammelnetzwerk (9) derart gestaltet ist, daß der Beitrag der Empfangssignale zum Gesamtsignal nach Betrag und Phase fest eingestellt und derart gewählt ist, daß bei dem in einem Empfangsfeld mit statistisch einfallenden, sich überlagernden Teilwellen bewegten Fahrzeug im statistischen Mittel eine möglichst große Empfangsqualität vorliegt (Fig.4a).Antenna system for radio and television broadcast reception in motor vehicles in the meter and decimeter wave range, characterized in that
that in addition to a first antenna, there is at least one further antenna on the vehicle and the reception signals present at the connection points (2) of the antennas (1) via a line and collecting network (9) with a collecting connection point (5) to form a total reception signal (10 ) are summarized and the line and collecting network (9) is designed in such a way that the contribution of the received signals to the overall signal is fixed according to amount and phase and is selected such that in the receiving vehicle with statistically incident, overlapping partial waves moving vehicle in statistical means the reception quality is as high as possible (Fig.4a).
daß der geometrische Abstand aller Antennen (1) voneinander nicht größer ist als die Betriebswellenlänge.Antenna system according to claim 1, characterized in
that the geometrical distance of all antennas (1) from one another is not greater than the operating wavelength.
daß die Antennen (1) als Fensterscheibenantennen ausgeführt sind mit jeweils einem Anschlußpunkt (2) in der Nähe eines die Glasscheibe (6) umgebenden elektrisch leitenden Rahmens, auf dem der die HF-Bezugsmasse bildende Massepunkt (3) auf dem Rahmen gebildet ist und dieser Massepunkt (3) zusammen mit dem Anschlußpunkt (2) die Antennenanschlußstelle (4) bildet und alle Antennen (1) entweder auf demselben ersten Fenster angebracht sind, oder eine oder mehrere Antennen (1) auf einem oder /und einem zweiten, dem ersten Fenster benachbarten Fenster des Kraftfahrzeugs angebracht ist bzw. sind. Antenna system according to claim 1 to 2, characterized in
that the antennas (1) are designed as window pane antennas, each with a connection point (2) in the vicinity of an electrically conductive frame surrounding the glass pane (6), on which the ground point (3) forming the HF reference mass is formed on the frame and this Earth point (3) together with the connection point (2) forms the antenna connection point (4) and all antennas (1) are either mounted on the same first window, or one or more antennas (1) on one and / or a second, the first window Adjacent window of the motor vehicle is or are.
daß an der Glasscheibe (6) drahtförmige elektrische Leiter angebracht sind und diese drahtförmigen elektrischen Leiter darauf in einem größeren Bereich der Glasfläche flächenhaft verlegt sind, so daß eine mindestens eindimensional leitende Fläche (7) gegeben ist und Antennen (1) dadurch gebildet sind, daß am Rande der leitenden Fläche für jede Antenne (1) ein Ankoppelpunkt (8), welcher hochfrequent mit je einem Anschlußpunkt (2) in der Nähe eines die Glasscheibe (6) umgebenden elektrisch leitenden Rahmens mit einem die HF-Bezugsmasse bildenden Massepunkt (3) vorhanden ist und Massepunkt (3) und Anschlußpunkt (2) die Antennenanschlußstelle (4) bilden.Antenna system according to Claims 1 to 3, characterized in
that wire-shaped electrical conductors are attached to the glass pane (6) and these wire-shaped electrical conductors are laid over a large area of the glass surface so that there is an at least one-dimensionally conductive surface (7) and antennas (1) are formed in that at the edge of the conductive surface for each antenna (1) is a coupling point (8), which has a high frequency, each with a connection point (2) in the vicinity of an electrically conductive frame surrounding the glass pane (6) with a ground point (3) forming the HF reference ground is present and ground point (3) and connection point (2) form the antenna connection point (4).
daß die auf der Glasfläche (6) flächenhaft verlegten bzw. aufgedruckten drahtförmigen elektrischen Leiter durch das Heizfeld gegeben sind und daß zur Verbesserung der Ankopplung an das Heizfeld zur Bildung mindestens einer derAntennen (1) ein bzw. mehrere Querleiter (20) im wesentlichen senkrecht zu den Heizleitern geführt ist bzw. sind und der Ankoppelpunkt (8) in der Nähe des Auftreffpunkts des Querleiters (20) oder eines Querleiters (20) am äußersten Heizleiter am Rande der leitenden Fläche gebildet ist.Antenna system according to Claims 1 to 4, characterized in
that the wire-shaped electrical conductors laid or printed on the glass surface (6) are given by the heating field and that in order to improve the coupling to the heating field to form at least one of the antennas (1) one or more transverse conductors (20) are substantially perpendicular to the heating conductors is or are and the coupling point (8) is formed in the vicinity of the point of impact of the cross conductor (20) or a cross conductor (20) on the outermost heating conductor at the edge of the conductive surface.
daß an der Glasscheibe (6) eine flächenhaft aufgebrachte bzw. beigelegte niederohmig leitfähige Schicht vorhanden ist, so daß eine zweidimensional leitende Fläche (7) gegeben ist und Antennen (1) dadurch gebildet sind, daß am Rande der leitenden Fläche für jede Antenne (1) ein Ankoppelpunkt (8), welcher hochfrequent mit je einem Anschlußpunkt (2) in der Nähe eines die Glasscheibe (6) umgebenden elektrisch leitenden Rahmens mit einem die HF-Bezugsmasse bildenden Massepunkt (3) vorhanden ist und Massepunkt (3) und Anschlußpunkt (2) die Antennenanschlußstelle (4) bilden. Window antenna according to claim 1 to 5, characterized in
that on the glass pane (6) there is an areally applied or enclosed low-resistance conductive layer, so that there is a two-dimensionally conductive surface (7) and antennas (1) are formed by the fact that for each antenna (1 ) a coupling point (8), which is high-frequency with a connection point (2) in the vicinity of an electrically conductive frame surrounding the glass pane (6) with a ground point (3) forming the HF reference ground, and ground point (3) and connection point ( 2) form the antenna connection point (4).
daß der Abstand zwischen den Ankoppelpunkten (8) mindestens 1/10 der Wellenlänge beträgt und das Leitungs- und Sammelnetzwerk (9) Phasen- und Amplitudenbewertungsglieder (12) enthält und die an den Anschlußpunkten (2) vorliegenden Empfangssignale dementsprechend nach bestimmten Phasenlagen und Amplituden zusammengefaßt sind und die Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder (12) für ein Rayleigh-Empfangsfeld eingestellt sind.Window antenna according to claim 1 to 6, characterized in
that the distance between the coupling points (8) is at least 1/10 of the wavelength and the line and collecting network (9) contains phase and amplitude evaluation elements (12) and the received signals present at the connection points (2) are accordingly combined according to specific phase positions and amplitudes and the phase elements and amplitude evaluation elements (12) are set for a Rayleigh reception field.
daß eine Fensterscheibenantenne auf einem Fenster angebracht ist, welches von horizontalen und von im wesentlichen vertikalen Fensterrahmenteilen umgeben ist, und sowohl in der Nähe des oberen horizontalen Fensterrahmenteils als auch auf einem der im wesentlichen vertikalen Fensterrahmenteile jeweils mindestens ein Anschlußpunkt (2) vorhanden ist.Window antenna according to claim 1 to 7, characterized in
that a window antenna is mounted on a window which is surrounded by horizontal and substantially vertical window frame parts, and at least one connection point (2) is provided both in the vicinity of the upper horizontal window frame part and on one of the substantially vertical window frame parts.
daß auch in der Nähe des unteren horizontalen Fensterrahmenteils mindestens ein Anschlußpunkt (2) vorhanden ist.Window antenna according to claim 1 to 8, characterized in
that at least one connection point (2) is also present in the vicinity of the lower horizontal window frame part.
daß auch in der Nähe des weiteren im wesentlichen vertikalen Fensterrahmenteils mindestens ein Anschlußpunkt (2) vorhanden ist.Window antenna according to claim 1 to 9, characterized in
that at least one connection point (2) is also present in the vicinity of the further substantially vertical window frame part.
daß von jeder Antennenanschlußstelle (4) eine elektrische Verbindungsleitung (11) außerhalb des Sichtfeldes der Fensterscheibe zu einem gemeinsamen Netzwerk geführt ist, welches Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder (12) und die Sammelanschlußstelle (5) enthält und die Phasendreheigenschaften der Verbindungsleitungen (11) jeweils in die Einstellung der Phasenwerte der Phasendrehglieder einbezogen sind.Window antenna according to claim 1 to 10, characterized in
that from each antenna connection point (4) an electrical connection line (11) is led outside the field of view of the window pane to a common network, which contains phase elements and amplitude evaluation elements (12) and the common connection point (5) and the phase rotation properties of the connection lines (11) in each case Setting the phase values of the phase rotating elements are included.
daß der Wellenwiderstand der Verbindungsleitungen (11) derart gewählt ist, daß er der zwischen den Anschlußpunkten und dem benachbarten Massepunkt (3) auf dem leitenden Rahmen vorliegenden Impedanz möglichst nahe kommt.Window antenna according to claim 11, characterized in
that the characteristic impedance of the connecting lines (11) is selected such that it comes as close as possible to the impedance present between the connection points and the adjacent ground point (3) on the conductive frame.
daß bei mindestens einer Antennenanschlußstelle (4) zwischen dieser einerseits und der betreffenden Verbindungsleitung (11) andererseits ein passives Anpaßnetzwerk (21) geschaltet ist, dessen Phaseneigenschaften in die Gestaltung des betreffenden Phasendrehgliedes im Netzwerk mit einbezogen ist.Window antenna according to claim 11, characterized in
that at least one antenna connection point (4) is connected between this on the one hand and the relevant connecting line (11) on the other hand, a passive matching network (21), the phase properties of which are included in the design of the phase shifter in question in the network.
daß die Verbindungsleitungen (11) außerhalb des Sichtfeldes (24) des Fensters längs des Randes der Fensterscheibe als koplanare Leitung auf Glas aufgedruckt oder auf einer nichtleitenden Folie am Glas befestigt ist.Window antenna according to claim 11, characterized in
that the connecting lines (11) outside the field of view (24) of the window along the edge of the window pane as a coplanar line is printed on glass or attached to the glass on a non-conductive film.
daß die Verbindungsleitung (11) außerhalb des Sichtfeldes des Fensters längs des Randes der Fensterscheibe als Streifenleitung auf einander gegenüberliegenden Flächen des Glases aufgedruckt oder als Leiter am Glas befestigt sind und deren Masseleitung als kapazitiv mit dem leitenden Fensterrahmen in Verbindung stehende leitende Fläche (7) ausgeführt ist.Window antenna according to claim 11, characterized in
that the connecting line (11) is printed outside the field of view of the window along the edge of the window pane as a strip line on opposite surfaces of the glass or attached to the glass as a conductor and its ground line is designed as a capacitive conductive surface (7) connected to the conductive window frame is.
daß der leitende Rahmen außerhalb des Sichtfeldes des Fensters längs des Randes der Fensterscheibe als leitender Streifen aufgedruckt oder am Glas befestigt ist.Window antenna according to claim 1 to 15, characterized in
that the conductive frame is printed outside the field of vision of the window along the edge of the window pane as a conductive strip or attached to the glass.
daß mindestens eine der Antennen (1) als stabförmige Antenne und mindestens eine der Antennen (1) als Fensterscheibenantenne ausgebildet ist und alle Antennen (1) entweder in der vorderen oder der hinteren Fahrzeughälfte angebracht sind.Antenna system according to Claims 1 to 16 for use in particular in the FM range, characterized in that
that at least one of the antennas (1) is designed as a rod-shaped antenna and at least one of the antennas (1) is designed as a window pane antenna and all antennas (1) are attached either in the front or the rear half of the vehicle.
daß die Antennen (1) als stabförmige Antennen ausgebildet sind und alle Antennen (1) entweder in der vorderen oder der hinteren Fahrzeughälfte angebracht sind.Antenna system according to claims 1 to 17 for use in particular in the FM range, characterized in that
that the antennas (1) are designed as rod-shaped antennas and all antennas (1) are attached either in the front or the rear half of the vehicle.
daß zur Bildung eines Antennendiversitysystems zwischen mindestens einem Anschlußpunkt (2) und der daran angeschlossenen elektrischen Verbindungsleitung (11) ein Schaltnetzwerk (15) geschaltet ist, welche bei Vorliegen eines gestörten Gesamtsignals ein Abschalten des betreffenden Antennensignals bewirkt.Window antenna according to claim 1 to 18, characterized in
that to form an antenna diversity system between at least one connection point (2) and the electrical connection line (11) connected to it, a switching network (15) is connected, which causes the relevant antenna signal to be switched off in the presence of a disturbed overall signal.
daß zur Bildung eines Antennendiversitysystems einer oder mehrerer der elektrischen Verbindungsleitungen (11) mit dem gemeinsamen Netzwerk (9) jeweils ein Vielfach von je einem Schaltnetzwerk (18) und einem nachgeschalteten Phasenglied und Amplitudenbewertungsglied (12) im Netzwerk vorhanden ist und jeweils eines der Schaltnetzwerke (15) in einem Vielfach auf Durchlaß geschaltet ist und die durchgeschalteten Empfangssignale jeweils zu einem Gesamtsignal zusammengefaßt sind, an welche der Antennenauswahlschalter (16) des Antennendiversitysystems angeschlossen ist und die Schaltnetzwerke (15) und der Antennenauswahlschalter (16) synchron vom Antennendiversitysystem geschaltet sind derart, daß jeweils ein unterschiedlich zusammengefaßtes Antennengesamtsignal gegeben ist.Window antenna according to claim 1 to 19, characterized in
that in order to form an antenna diversity system of one or more of the electrical connecting lines (11) with the common network (9), a multiple of a switching network (18) and a downstream phase element and amplitude evaluation element (12) is present in the network and one of the switching networks ( 15) is switched to a pass in a multiple and the received signals switched through are combined to form a total signal, to which the antenna selection switch (16) of the antenna diversity system is connected and the switching networks (15) and the antenna selection switch (16) are connected synchronously with the antenna diversity system, that a differently summarized total antenna signal is given.
daß zur Bildung eines Antennendiversitysystems eine oder mehrere der elektrischen Verbindungsleitungen (11) mit dem gemeinsamen Netzwerk (9) jeweils im Netzwerk ein Antennenverstärker (26) an dessen Ausgang durch Signalverzweigung ein Vielfach von je einem nachgeschalteten Phasenglied und Amplitudenbewertungsglied (19) vorhanden ist und deren Ausgangssignale jeweils zu einem Gesamtsignal zusammengefaßt sind, an welches der Antennenauswahlschalter (16) des Antennendiversitysystems angeschlossen ist und in jeder Schaltstellung ein jeweils unterschiedlich zusammengefaßtes Antennengesamtsignal gegeben ist.Window antenna according to claim 1 to 20, characterized in
that to form an antenna diversity system one or more of the electrical connecting lines (11) with the common network (9) each in the network an antenna amplifier (26) at its output by signal branching a multiple of a downstream phase element and amplitude evaluation element (19) is present and their Output signals are combined to form an overall signal, to which the antenna selection switch (16) of the antenna diversity system is connected and in each switching position a different overall antenna signal is given.
daß an den Antennenanschlußstellen (4) Anschlußtore gebildet sind, deren komplexe Gesamtmatrix zur Beschreibung der Zusammenhänge zwischen den elektrischen Größen an diesen Anschlußtoren, an welche die Leitungen des Leitungs- und Sammelnetzwerks (9) mit Antennenanschlußstelle (4) angeschlossen sind, ermittelt ist und deren Erregung im Empfangsfall durch eine im wesentlichen horizontal einfallende Welle für alle Azimutalwinkel nach Betrag und Phase zueinander erfaßt sind, so daß die Parameter zur Beschreibung der elektrischen Größen an den Anschlußtoren, bezogen auf die einfallende Welle für alle Azimutalwinkel bekannt sind und durch Variationsrechnung der Phasen- und Amplitudenbeiträge der Einzelspannungen zu einem Gesamtempfangssignal (10) zusammengefaßt sind und das Leitungs- und Sammelnetzwerk (9) derart gestaltet ist, daß bei dem in einem Empfangsfeld mit statistisch einfallenden, sich überlagernden Teilwellen bewegten Fahrzeug im statistischen Mittel die Empfangsqualität möglichst groß ist.Window antenna according to claim 1 to 21, characterized in
that connection gates are formed at the antenna connection points (4), the complex overall matrix of which describes the relationships between the electrical quantities at these connection gates, to which the lines of the line and collecting network (9) with antenna connection point (4) are connected, and their Excitation in the case of reception by an essentially horizontally incident wave for all azimuthal angles are recorded according to magnitude and phase to one another, so that the parameters for describing the electrical variables at the connection gates, based on the incident wave, are known for all azimuthal angles and by calculating the phase variation. and the amplitude contributions of the individual voltages are combined to form a total received signal (10) and the line and collecting network (9) is designed in such a way that, in the vehicle moving in a receiving field with statistically incident, overlapping partial waves, the reception is on average quality is as large as possible.
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