NO773045L - Vindusantenne for kjoeretoeyer. - Google Patents

Description

Vindusantenne for kjøretøyer.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en vindusantenne for kjøretøyer som omfatter en antenneleder som er plassert i frontruten og en transistorisert forsterkerkrets med høy inngangsimpedanse hvor disse to elementer er gjensidig knyttet til hverandre på en slik måte at man i hovedsaken kan forsterke de to frekvensbåndene 0,1 til 6 MHz og 88 til 104 MHz.

Man forsøker på en generell måte å begrense forsterkningen av signalene bare til disse to båndene som på den ene siden tilsvarer langbølge, mellombølge og kortbølge-områdene og på den annen side området for ultrakorte bølger hvor disse to områder er skilt med et stort frekvensintervall. Dette imøte-kommer hensynet til å unngår eventuelle forstyrrelser og trans-modulasjon. Forsterkerkrets omfatter således separasjon av signalene ved hjelp av to filtre i hver av de to frekvensområder og særskilt forsterkning i hver av de to områdene i en spesiell kanal f.eks. ved hjelp åy en transistor i hver kanal.

En slik forsterkerkrets omfatter to adskilte for-st erkerkretser som er kostbare fordi de omfatter en ekstra fre-' kvensskiller både ved inngangen og ved utgangen og likeledes minst to transistorer.

Oppfinnelsen foreslår å tilveiebringe en antenne som består av en leder som er plassert i eller på frontruten, knyttet til en forsterkerkrets av enkel konstruksjon som er meget billig, hvor antennelederen og forsterkerkretsen kan knyttes til hverandre med et minimum av utgifter.

Problemet løses ifølge oppfinnelsen ved det forhold at mellom foten på antennelederen og inngangen på den transisto-riserte forsterker er utstyrt med en TT-krets av to kapasiteter og en induktans hvor kretsen er beregnet som en funksjon av de ønskede karakteristikker for gjennomgangsområdet og filtreringen i området for de ultrakorte bølger for å tilveiebringe det beste forhold mellom signal og støy ved inngangen til transistoren.

Under anvendelsen av en slik TT-krets ioen kombina-sjon med forsterkeren og vindusantennen, kan man for mindre om-kostninger ikke bare oppnå en bedre tilpasning ved bunristøy og en god karakteristikk i gjennomgangsområdet i området for de ultrakorte bølger, men også karakteristikk i gjennomgangsområdet som anvendes i området for langbølge, mellombølge og kortbølge og man kan få en forsterkning av signalene i disse to frekvensområder med en enkel kanal og følgelig med en enkel transistor.

Ved tilpasningen av forsterkeren til antennelederen må man passe på at i langbølge-, mellombølge-, og kortbølgeområdet som heretter benevnes "AM-området" har antennelederen en kapasitet på ca. 40 pF med en impedanse i parallell på 25O K_n..

Forsterkeren bør derfor ha en meget liten åpnings-kapasitet mindre enn 10 pF og en åpningsimpedanse på ca. JQO lin.. I ultrakortbølgeområdet som heretter benevnes "FM-området" er impedansen i antennefoten i størrelsesorden "} 00^ u » dvs. tusen ganger mindre enn inngangsimpedansen i forsterkeren, slik at i dette området bør den ved tilsvarende inngrep reduseres til denne høye inngangsimpedanse. Denne funksjon er likeledes oppfylt av kretskarakterlstikkene. ifølge oppfinnelsen.

Ifølge en spesiell utførelse anvender man som krets-forsterker en transistor MOS med en feltvirkning med dobbelt styring. Man oppnår spesielt gode resultater hvis man i motsetning til vanlig montering anvender inngangen G2 i. den nevnte MOS-transistor som styringselektrode og inngangen Gl for å justere virkningsterskelen.

Ved anvendelse av en slik MOS-transistor med feltvirkning og en antenneleder i form av en T med en utgangsimpedanse på ca. 300. ri. i FM-området, er den første kapasitet i TT-kretsen ca. 4 pF»induktansen 0,5 uH og den annen kapasitet 1 pF.

En spesiell gunstig utførelse er den første kapasitet i TT-kretsen tilveiebragt ved den kapasitive virkning av impedansen i antennefoten og- av den egentlige kapasitet i kretsens ledere, mens den annen kapasitet oppstår ved kapasiteten 1 kretsens ledere sammen med åpningskapasiteten i den tilhørende transistor.

Det er derfor tilstrekkelig fra dette synspunkt å beregne og som en konsekvens av dette plassere lederne i forsterkerkretsen på en.slik måte at de blir uvirksomme i dette til-felle å gjøre bruk av skilte enkeltkapasiteter.

Ifølge et annet karakteristisk fortrinn ved oppfinnelsen er inngangen på for-forsterkeren som omfatter TT-kretsen knyttet til antennefoten ved hjelp av en koplingskondensator med liten kapasitet i størrelsesorden 20 pF. Det er fastslått at en koplingskondensator med en så liten kapasitet har en meget;>posi-tiv virkning på følsomheten i forsterkeren og for forstyrrelser.

Formen og plasseringen på antennelederne på vindus-belegget er spesielt viktig: man velger fortrinnsvis en antenne formet som en vertikal leder på midten og en parallell del ved den øvre kant av vinduet i form av en sløyfe som i AM-området har en kapasitet på mellom 20 og 60 pF og fortrinnsvis'mellom 30og 4° PF med en impedanse i parallell på ca. 250 K_q og i FM-området en impedanse i antennefoten på ca. ^ OOsrt .

Den delen som har forin av en horisontalr.>sløyfe i antennelederen, har fortrinnsvis et snitt som er plassert ikke symmetrisk slik at man på en gunstig måte kan påvirke de gene-relle mottakerforhold i antennen.

Oppfinnelsen beskrives nedenunder i større detalj under referanse til de vedheftede tegninger. Figur 1 viser en plassering av antennelederen på frontruten. Figur 2 viser skjematisk en krets som består av antennelederen og for-forsterkeren som er karakteristisk ifølge oppfinnelsen. Figur 3 viser de ideelle karakteristikker og karak-teristikkurver tilveiebragt etter oppfinnelsen. Figur 4 viser et eksempel på en utførelse av en fullstendig for-forsterker i krets. Figur 1 viser en frontrute i et motorkjøretøy hvor det er plassert på kjent måte en antenneleder som kan plasseres i et mellomlag i frontruten hvis det dreier seg om flerlagsruter eller den kan bestå av et tynt ledende bånd plassert på overflaten av et sikkerhetsvindu.

Antennelederen består av en vertikal del plassert midt på frontruten og en del 3 i form av en sløyfe som strekker seg horisontalt langs den øvre kanten av frontruten. Denne delen 3 har i sin nedre del et snitt 4* Dette snittet gjør antennen elektrisk disymmetrislc. På grunn av dette snittet 4 kan man i en viss utstrekning korrigere antennens retningsevne.

I den nedre del av den midlere leder 2 som man kan kalle antennefoten, er det påført et forbindelseselement for å knytte antennen til forsterkeren.

Som man ser på figur 2, er antennen forbundet med den minst mulige kapasitet ved hjelp av koplingskondensatoren 8 med kretsen TT som består av en første kapasitet 10, en snelle-induksjonsspole 11 og en annen kondensator 12. TT-kretsen 10, 11 og 12 kan grafisk beregnes ved hjelp av impedansediagrammet.

Siden det er gitt at det er nødvendig at impedansen

i antennefoten i den midlere del av FM-området, dvs. for ca.

95 MHz er transformert slik at punktet ZQ^ t tilsvarer det midlere forhold mellom signal og støy som nås av transistoren, kan man trekke fra for kapasiteten 10 ved å anvende en transistor MOS

med feltvirkning envverdi på 4»5PF»for selvinduksjonsspolen 11 en induktans på 0,5 uH og for kapasiteten 12 en verdi på 1,3 pF. Under disse betingelser oppnår man samtidig et meget godt forhold mellom signal og støy og en god karakteristikk i gjennomgangsområdet som tilsvarer de stiplede kurver l8 og 19 i-figur 3»

Man bør ta i betraktning samtidig i beregningen av TT-kretsen det ønskede kurvesett som tilsvarer gjennomgangsområdet som tilsvarer utseende av kurvene 20 og 21 i figur 3»

For å få en best mulig tilpasning til karakteristikk-kurvene bør kapasitetene 10 og 12 være så små som mulig oglinduk-tansen 11 så stor som mulig. Under disse betingelser kan man anvende visse deler av TT-kretsen for å fastlegge formen i den nedre kurve av gjennomgangsområdet.

Reduksjonen av forsterkningen i det nedre frekvens-området sikres ved koplingskondensatoren 8 med liten kapasitet på en slik måte at den høye perturbasjonsspenhingen ikke forster-kes unødig.

Selvinduksjonsspolen 11 er i første rekke ansvarlig for reduksjonen i forsterkning i det korte bølgeområdet og den virker her som likeretter. En annen karakteristikk i gjennomgangs området i FM-området tilveiebringes ved resonnanstilpasning av kapasiteten 10, selvinduksjonsspolen 11 og kapasiteten 12.

For regulering av selvinduksjonsspolen 11 kan man plassere kurven for gjennomgangsområdet nøyaktig i det ønskede mottaksområdet.

TT-kretsen 10, 11 og 12 er knyttet til forsterkeren 14 ved hjelp av transistoren MOS med feltvirkning som kan være et eller flere trinn etter den ønskede forsterkning. Denne forsterker er utstyrt med en utgangskondensator 16 som sammen med kapasiteten i forbindelsesledningen ved mottaking av en total-kapasitet på 100 pF for at inngangskretsen for mottaking kan være tilknyttet ;AM-området.

Som man allerede har nevnt, har fortrinnsvis inngangen i forsterkeren en høy impedanse i AM-området. Dette oppnås likeledes ved hjelp av den meget lille kapasitet i kondensatorene 10 og 12 og ved anvendelse av transistorer med høy inngangsimpedanse såsom de av MOS-typen med feltvirkning. ., Figur 4 viser det fullstendige skjema for for-forsterkeren utført ifølge prinsippene ifølge oppfinnelsen. Man ser spesielt at for kapasitetene i TT-kretsen er det ikke nødvendig å anvende spesielle kondensatorer, siden kapasitetene består av kapasitetene i antennelederen i transistoren og forbindelseskabelen.

Selvinduksjonsspolen 11 med en induktans på 0,5JaH er utført med 21 viklinger med en indre diameter på 3»5w®av koppertråd med en tykkelse på 0,3 inm.

Koplingskondensatoren 8 ved inngangen til forsterkeren og utgangskondensatoren 16 har en kapasitet på henholdsvis 18 og 68 pF. Som man allerede har sagt.er koplingskondensatoren 8 og mer presist kombinasjonen av kondensatoren 8 og motstanden 23 sammen méd den egentlige kapasitet i antennen som representerer en kapasitet på 20 pF, også ansvarlig for den nedre begrensning i gjennomgangsområdet.

MOS-transistoren medfeltvirkning er en transistor med dobbelt styring hvor man i motsetning til vanlig styring er det inngangen G2 som virker som styringselektrode. Inngangen G2 har i motsetning til Gl en karakteristikkurve som er relativ flat og litt skrå. På grunn av dette kan intermodulasjonsnivået løftes opp til mer enn 10 dB. Med hensyn til inngangen Gl anvendes den

for å justere funksjonsterskelen.

Filtre som består av kondensatorene 26, 28 og selvinduksjonsspolen 27 i kjernen, tjener til å absorbere perturba-sjonsspenningene som eventuelt lean trenge gjennom for-forsterkerkretsen fra spenningslederne♦

Claims (8)

1. Vindusantenne for kjøretøy som består av en antenneleder som er plassert i eller på frontruten og en transistor-forsterker med høy inngangsimpedanse som er gjensidig tilpasset for å hovedsakelig å forsterke de to frekvensområdene fra 0,1 til 6 MHz og for 88 til 104 MHz, karakterisert ved at det mellom foten (5) i antennelederen (2,3) og transistor-inngangen er innført en TT-krets med to kapasiteter (10, 12) og en induktans (11) som er beregnet etter de ønskede karakteristikker i gjennomgangsområdet og filtrering i det ultrakorte bølge-området for å få det beste forhold mellom signal og støy ved inngangen til transistorene.

2. Vindusantenne ifølge krav 1, k a r a k tee,r i-sert ved at forsterkerkretsen omfatter en MOS-transistor med feltvirkning med dobbelt styring (25).

3. Vindusantenne ifølge krav 2, karakterisert ved at inngangen G2 på MOS-transistoren med dobbelt styring (25) virker som en~ 3tyringselektrode og at inngangen Gl tjener til å justere funksjonsterskelen.

4* Vindusantenne ifølge et hvilket som helst.;av':kravene 1-3»karakterisert ved at vednanvendelsen av en MOS-transistor med feltvirkning med dobbelt styring og en antenneleder i T-form med en impedanse i foten i FM-området på ca. 300 ohm, er den første kapasiteten (10) i TT-kretsen ca. 4pF» induktansen (11) er ca. 0,5 uH og den annen kapasitet (12) er ca. 1 pF.

5. Vindusartenne ifølge et hvilket som helst av kravene 1.-4»karakterisert ved at den første kapasitet (10) i kretsen består av den kapasitive delen av antennelede ren og kapasiteten i lederne i kretsen, mens den annen kapasitet (12) består av kapasiteten i lederne i kretsen og åpningskåpasi-teten i den tilknyttede transistor.

6. Vindusantenne ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5»karakterisert ved at inngangen i forsterkeren som omfatter TT-kretsen er knyttet til antennelederen ved hjelp av en koplingskondensator (8) med liten kapasitet i størrelse 20 pF.

7» Vindusantenne ifølge et hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert v *e d at antennelederen består av en vertikal del på midten (2) og <*> en del (3) i form'av en sløyfe som er plassert horisontalt i nærheten av den øvre kant av frontruten med en kapasitet på fra 20 til 60 og fortrinnsvis fra 30 til.40 pF i AM-området og en parallell impedans i det samme området på ca. 25O kOHM og en impedans ved antennefoten på 300 OHM i FM-området.

8. Vindusantenne ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7» kara krt e r i s^e r t ved at antennedelen (3) i form av en sløyfe har et snitt (4) plassert asymmetrisk.