WO2004008573A1 - Niedrig bauende dual- oder multibandantenne, insbesondere für kraftfahrzeuge - Google Patents

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WO2004008573A1
WO2004008573A1 PCT/EP2003/006199 EP0306199W WO2004008573A1 WO 2004008573 A1 WO2004008573 A1 WO 2004008573A1 EP 0306199 W EP0306199 W EP 0306199W WO 2004008573 A1 WO2004008573 A1 WO 2004008573A1
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radiator
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antenna according
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Frank Mierke
Peter Karl Prassmayer
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Kathrein-Werke Kg
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    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0471—Non-planar, stepped or wedge-shaped patch

Definitions

  • the invention relates to a low-profile dual or multi-band antenna, in particular for motor vehicles according to the preamble of claim 1.
  • German and European mobile radio networks in particular, communication takes place in the 900 MHz or the so-called 1800 MHz band. In the USA in particular, transmission takes place in the so-called 1900 MHz range. The next upcoming UMTS networks will be set up in the 2000 or 2100 MHz band range.
  • Low-profile antennas are desired, in particular in the motor vehicle sector, which should have the best possible electrical properties, ie in particular a high bandwidth, good omnidirectional characteristics and a compact design.
  • dual band patch antennas have already been proposed, known among other things as "stacked dual-freguency-microstripe" '-PIF antennas.
  • An antenna of this type known from the prior art has an area radiator parallel to it over a metallic base area or base plate, which is short-circuited to the metallic base plate on its one long side by a short circuit running perpendicular to the area radiating element and to the base plate.
  • the length and width and thus the size of the surface radiating element is adapted, for example, to the lowest frequency to be transmitted, for example to the 900 MHz band.
  • a surface radiator that is comparable in principle is constructed, which is provided for the transmission of a higher frequency band range and is correspondingly smaller in size. With a generally smaller longitudinal and transverse extension, it sits with a further flat radiator element in the top view rather in the center on the larger dimensioned flat radiator element located underneath, and also in parallel to it. On its one long side, preferably on the same long side as the panel radiator element for the lowest frequency band range, it is connected to the panel radiator element located below via a short circuit.
  • the short-circuit element is preferably also oriented perpendicular to the two surface radiating elements.
  • the feed takes place via a feed line, preferably running perpendicular to the surface radiating elements.
  • device which is guided from a feed point, for example an adaptation network, in the area of the base plate, from which the feed point is insulated, essentially vertically upwards to the underside of the surface radiating element located at the top.
  • a corresponding passage opening is provided in the surface radiator element located below, in order to guide the feed line to the surface radiator element located at the top.
  • the low-profile dual or multi-band antenna according to the invention is characterized in that its essential parts are formed from a complete one-piece stamped and bent part.
  • At least two surface radiator elements for transmission in two frequency bands and a short circuit acting between them are made and formed from a single sheet metal stamped part.
  • the corresponding short circuit for connecting the area radiator element provided for the lowest frequency band range (that is, that adjacent to the metallic one) is also provided Base plate provided area radiator element) a part of the entire one-piece stamped and bent part, that is, a common part of the one-piece surface antenna.
  • the feed line which runs essentially perpendicular to the surface radiating elements, is also designed as a stamped and bent part, namely as part of the entire stamped and bent part.
  • the entire structure can be cascaded several times, so that not only two, but also at least three differently dimensioned, essentially parallel planar radiating elements are formed, so that the compact antenna can also radiate and receive, for example, as a multi-band antenna in three band ranges.
  • the dual or multi-band antenna can have flat radiating elements which are not necessarily formed at different altitudes relative to one another, but rather at a common vertical position, in which case the short circuit between two flat radiating elements is then likewise arranged on the same vertical line is.
  • the surface radiating elements can be provided with parallel and vertical cutting and bending edges essentially in plan view. It is also possible, however, that the punched edges of the higher surface elements facing outwards for transmission in the higher frequency band range, for example from their short-circuit connections are formed slightly diverging towards the free end or converging towards the inside or have inclined end edge regions, in particular in their free end. Likewise, the punched edges of the lower-lying surface elements can be designed to run obliquely, the punched edges not necessarily running parallel inside and outside.
  • the antenna wings are extended by a further downward bend.
  • the short-circuit connections also do not have to be designed for the entire width of the respective surface element. They can be made shorter than the adjacent transverse extent of the respective surface element.
  • Figure 1 a first perspective view of a first dual-band antenna
  • Figure 2 is another perspective view of the dual band antenna shown in Figure 1;
  • FIG. 3 a corresponding rear side view of that shown in FIGS. 1 and 2
  • FIG. 4 shows a corresponding top view of the surface antenna according to FIGS. 1 to 3;
  • FIG. 5 shows a plan view of a metallic starting plate (sheet metal) on which the punching and bending lines for producing an antenna according to FIGS. 1 to 4 are drawn;
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of a corresponding surface antenna modified from FIG. 1;
  • FIG. 7 shows a top view of the exemplary embodiment according to FIG. 6;
  • Figure 8 another modified embodiment of a surface antenna in a perspective view
  • FIG. 9 shows a top view of the illustration according to FIG. 8.
  • Figure 10 shows another modified embodiment in perspective
  • FIG. 11 shows a further exemplary embodiment of a dual-band antenna with antenna areas at the same height
  • FIG. 12 a further exemplary embodiment in a perspective illustration with antenna wings extended downwards;
  • Figure 13 a rear side view of the
  • FIG. 14 a further exemplary embodiment in a perspective illustration with regard to a three-band antenna.
  • FIG. 15 a side view of the exemplary embodiment according to FIG. 14.
  • FIG. 1 to 4 show a first exemplary embodiment of a low-profile, compact dual-band antenna according to the invention, which consists of two flat radiating elements or flat radiators 3a and 3b which are arranged parallel to one another.
  • Such an antenna element is usually provided with a larger metallic surface or base plate 7, i.e. connected or a corresponding antenna is attached, for example when used on the motor vehicle, to a corresponding location on the body panel of the vehicle, which then serves as a metallic counter surface or base.
  • the lower surface element or the lower surface radiator 3a is tuned for transmission in a lower or lower frequency band, for example in the 900 MHz band range.
  • the smaller-sized area radiator 3b constructed above is tuned, for example, for transmission in the 1800 MHz band range.
  • the upper surface radiator 3b is connected on its narrower boundary side or edge 9b on the left in FIG. 1 via a short circuit 11b to the larger surface radiator 3a located underneath, wherein the short circuit 11b in the exemplary embodiment shown has a width which corresponds to the width of the upper surface radiator 3b.
  • the lower surface radiator 3a is likewise equipped on its narrow boundary side 9a on the left, likewise via a vertical short-circuit surface 11a, by means of which an electrical connection to the mentioned electrical base surface or base plate 7 is usually established.
  • the upper and lower surface radiators are each equipped in such a way that a part of the respective surface radiator element consists of a closed metal surface section 103a or 103b, on which there are then two in the transverse direction of the antenna radiator on the opposite side to short-circuit 11a or 11b.
  • FIG. 5 shows a metallic starting plate in which the corresponding stamped lines 19 are dash-dotted and the bent edge 20 are dotted.
  • the surface radiating element 3b for the higher frequency band range can then be brought into a higher parallel position with the surface radiating element 3a below, as shown in FIGS. 3a and 3b can be seen.
  • the short circuits 11a and 11b set up perpendicular to the plane dex panel radiator elements.
  • a feed line 25 is also necessary, which is preferably provided perpendicular to the plane of the surface radiating elements and is guided from below to the underside of the surface radiating element 3b located above.
  • this feed line 25 is also produced as a stamped and bent part, for which purpose the top surface radiator 3b has a slot-shaped recess 27, leaving behind a bending edge 29 formed on the left at the end of the slot-shaped recess 27, as a result of which a narrow metal strip can be bent vertically downward to form the feed line 25 mentioned.
  • the plate-shaped starting material is thus used almost over the entire surface, since that between the outer side edges 31 of the upper surface radiator element 3b and the inner side edges 33 of the surface radiator element located below is formed only by a punching or cutting line 19, without the material having to be punched out.
  • a " respective short circuit 11a or 11b is made narrower in the transverse direction of the surface radiating elements, which is why, when the stamping and bending process is carried out, corresponding material surfaces have to be punched out from an initial metal plate.
  • the leading ends of the antenna wings 203a and 203b are not provided at their free end with terminating or cutting edges 35 running perpendicular to the longitudinal extension of the antenna wings, but rather with terminating or cutting edges 35 which converge obliquely from the outside inwards.
  • the outer cutting edges 31 of the respective higher surface radiator are designed to converge from the short-circuit side to the free end, and in the process parallel to the correspondingly converging inner cutting edges 33 of the lower surface radiator element 3a.
  • the antenna wings 203a of the lower-lying surface radiating element have an increasingly greater width and extension towards their free end.
  • the outer terminating or cutting edge can also be designed to converge again, the antenna wings 203a of the lower surface radiating element then touching or almost touching one another with their leading end tips.
  • the feed line piece likewise produced as a stamped or bent part is progressively narrower from top to bottom becoming metal strips, that is to say formed as metal strips with converging, laterally opposing punched edges 39 running towards one another.
  • the short circuit 11a is trapezoidal from bottom to top, at least with regard to the surface radiating element for the lower frequency band range.
  • the antenna surfaces and also the antenna wings for the different frequency band ranges can also be arranged in a common height plane, that is to say arranged in a 0 or fork shape, so that in this exemplary embodiment also the short circuit 11b, which connects the two surface radiating elements 11b and 11a connects, comes to lie in a common height arrangement.
  • a multi-band antenna can also be constructed, namely if the corresponding cascading of the two surface radiating elements explained in the drawings is supplemented, for example, by a third surface radiating element, which is of smaller dimensions and builds up on the second surface radiating element in a correspondingly repetitive manner.
  • the overall antenna formed in this way can be produced as the only stamped and bent part, that is to say it can have a one-piece construction.
  • the radiator wings 203a of the lowermost surface radiator are provided with antenna wing sections 203a ′ which are elongated downwards, as a result of which the advantage can be realized that the antenna wings.
  • 203a can be shortened overall compared to other exemplary embodiments and are also mechanically more stable.
  • the corresponding antenna wing sections 203a f are formed on the outer edge of the antenna wings with bent metal sections projecting vertically downward.
  • antenna wing sections can alternatively or additionally be provided on an antenna wing 203b on a surface radiator 3b for transmission in a higher frequency band.
  • FIGS. 14 and 15 show a corresponding type of antenna which is suitable for radiating in three bands which are offset from one another.
  • the corresponding structure of the surface radiator 3b has been cascaded again, in a quasi-cascaded manner, by a smaller surface radiator 3c located above it, which also has corresponding radiator wings 303a.
  • the connection to the radiator 3b located underneath is also made via a corresponding short circuit 11c.
  • the feed takes place via a feed line 25, which leads to the top surface radiator 3c.
  • the antennas explained are so-called PIF antennas, ie so-called "planar inverted F antennas". It is known that in the case of such antennas, the design and the position of the feed point and the short circuits can influence the properties of the respective antenna. Therefore, the design and the location of the feed point and the short circuits affect the properties of the antennas Influences of the respective vehicle body and the "" respective installation location individually adjusted.
  • the short circuits for example the short keys 11a and 11b, are each located on the narrow side of the antenna arrangement, which is preferably fundamentally longitudinally symmetrical (ie symmetrical to a vertical central longitudinal plane).
  • the feed point of the antenna is preferably provided on this longitudinal line of symmetry or plane of longitudinal symmetry of the antenna.
  • the location and distance of the feed point in relation to the short circuit can also be used to adjust the antenna impedance, which is usually 50 ohms for car radio antennas.

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Abstract

Eine verbesserte, niedrig bauende Dual- oder Multibandantenne mit Flächenstrahlern (3a, 3b), die in der Grösse in Abhängigkeit des zu übertragenden Frequenzbandes variieren und von einem grösseren Flächenstrahler nach oben hin zu einem kleineren Flächenstrahler aufeinander aufbauend ausgebildet ist, zeichnet sich durch folgende verbesserte Merkmale aus: die Dual- oder Multibandantenne ist im Wesentlichen als einteiliges Stanz-Biege-Metallteil gebildet, und die Antenne umfasst dazu als einstöckiges Bauteil zu­mindest zwei Flächenstrahler (3a, 3b), die über einen dazwischen wirksamen Kurzschluss (llb) elektrisch verbunden sind, und zumindest der unterste Flächenstrahler für die Übertragung in einem niedrigeren Frequenzband und/oder zumindest die gegenüber einem Flächenstrahler für die Übertragung in einem höchsten Frequenzband gegenüber niedrigeren Flächenstrahler (3a) weisen benachbart zu ihrer Strahlerfläche (103a) Strahlerflügel (203a) auf, zwischen denen in Draufsicht auf die Antenne der jewei­lige Flächenstrahler (3b) für die Übertragung in einem dazu höheren Frequenzband zu liegen kommt.

Description

Niedrig bauende Dual- oder Multibandantenne, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine niedrig bauende Dual-oder Multibandantenne, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Insbesondere in deutschen und- europäischen Mobilfunknetzen erfolgt die Kommunikation im 900 MHz oder im sogenannten 1800 MHz Band. Insbesondere in den USA erfolgt die Übertragung im sogenannten 1900 MHz Bereich. Die als nächstes anstehenden UMTS-Netze werden im 2000 bzw. 2100 MHz Band- bereich aufgebaut werden.
Insbesondere im Kraftfahrzeugbereich werden niedrig bauende Antennen gewünscht, die möglichst gute elektrische Eigenschaften, d.h. insbesondere eine hohe Bandbreite, gute Rundstrahlcharakteristik sowie eine kompakte Bauform aufweisen sollen. Von daher sind bereits Dualbandflächenantennen vorgeschlagen worden, die unter anderem auch als "stacked dual- freguency-microstripe"'-PIF-Antennen bezeichnet werden.
Eine aus dem Stand der Technik bekannte derartige Antenne weist einen über einer metallischen Grundfläche oder Grundplatte dazu parallelen Flächenstrahler auf, der an seiner einen Längsseite über ein senkrecht zum Flächen- strahlerelement sowie zur Grundplatte verlaufenden Kurz- schluss mit der metallischen Grundplatte kurzgeschlossen ist. Länge und Breite und damit die Größe des Flächen- strahlerelementes ist beispielsweise an die niedrigst zu übertragende Frequenz, beispielsweise an das 900 MHz Band angepasst .
Darauf aufbauend ist ein vom Prinzip her vergleichbarer Flächenstrahler aufgebaut, der für die Übertragung eines höheren Frequenzbandbereiches vorgesehen ist und entsprechend kleiner dimensioniert ist. Er sitzt mit insgesamt geringerer Längs- und Quererstreckung mit einem weiteren Flächenstrahlerelement in Draufsicht eher mittig auf dem darunter befindlichen größer dimensionierten Flächenstrahlerelement, und zwar ebenfalls in Parallellage dazu. An seiner einen Längsseite, bevorzugt an der gleichen Längs- seite wie das Flächenstrahlerelement für den niedrigsten Frequenzbandbereich ist es über einen Kurzschluss mit dem darunter befindlichen Flächenstrahlerelement verbunden. Das Kurzschlusselement ist bevorzugt ebenfalls wieder senkrecht zu den beiden Flächenstrahlerelementen ausge- richtet.
Die Einspeisung erfolgt über eine vorzugsweise senkrecht zu den Flächenstrahlerelementen verlaufende Einspeiselei- tung, die von einer Einspeisestelle, beispielsweise einem Anpassungsnetzwerk, im Bereich der Grundplatte, gegenüber der der Einspeisepunkt isoliert ist, im Wesentlichen senkrecht nach oben verlaufend bis zur Unterseite des zuoberst liegenden Flächenstrahlerelementes geführt ist. Dazu ist eine entsprechende Durchtrittsöffnung in dem darunter befindlichen Flächenstrahlerelement vorgesehen, um die Einspeiseleitung bis zum zuoberst liegenden Flächenstrahlerelement zu führen.
Obgleich sich derartige Antennen in der Praxis durchaus bewährt haben, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Flächenstrahlerantenne zu schaffen, deren Herstellung und Montage gegenüber den bisherigen Lösungen deutlich vereinfacht ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unberansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße niedrig bauende Dual- oder Multibandantenne zeichnet sich dadurch aus, dass ihre wesentlichen Teile aus einem kompletten einteiligen Stanz-Biege-Teil gebildet sind.
Mit anderen Worten sind zumindest zwei Flächenstrahler- elemente für die Übertragung in zwei Frequenzbändern sowie ein dazwischen wirkender Kurzschluss aus einem einzigen Blech-Stanz-Teil hergestellt und geformt.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist auch der entsprechende Kurzschluss zur Verbindung des für den niedrigsten Frequenzbandbereich vorgesehenen Flächenstrahlerelementes (also jenem benachbart zur metallischen Grundplatte vorgesehenen Flächenstrahlerelementes) ein Bestandteil des gesamten einteiligen Stanz-Biege-Teiles, also ein gemeinsamer Bestandteil der einteiligen Flächenantenne.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist sogar vorgesehen, dass die im Wesentlichen senkrecht zu den Flächenstrahlerelementen verlaufende Einspeiseleitung ebenfalls als Stanz-Biege-Teil ausgebildet ist, und zwar als ein Teil des gesamten Stanz-Biege-Teiles.
Der gesamte Aufbau kann mehrfach kaskadiert werden, so dass nicht nur zwei, sondern zumindest auch drei unterschiedlich dimensionierte jeweils übereinander angeordnete im Wesentlichen parallel verlaufende Flächenstrahlerele- mente ausgebildet sind, damit die kompakte Antenne beispielsweise auch als Multibandantenne in drei Bandbereichen strahlen und empfangen kann.
Schließlich hat es sich auch gezeigt, dass die Dual- oder Multibandantenne Flächenstrahlerelemente aufweisen kann, die nicht zwingend jeweils in unterschiedlicher Höhenlage zueinander, sondern in einer gemeinsamen Höhenlage gebildet sein, wobei in diesem Fall der Kurzschluss zwischen zwei Flächenstrahlerelementen dann ebenfalls auf gleicher Höhenlinie verlaufend angeordnet ist.
Die Flächenstrahlerelemente können im Wesentlichen in Draufsicht mit parallelen und senkrechten Schnitt- und Biegekanten versehen sein. Möglich ist aber genauso, dass die jeweils nach außen weisenden Stanzkanten der höher liegenden Flächenelemente für die Übertragung im höheren Frequenzbandbereich z.B. von ihren Kurzschlussanbindungen zu ihrem freien Ende hin leicht nach außen divergierend oder nach innen konvergierend verlaufend ausgebildet sind oder schräg verlaufende Endkantenbereiche insbesondere in ihrem freien Ende aufweisen. Ebenso können die Stanzkanten der tiefer liegenden Flächenelemente schräg verlaufend ausgebildet sein, wobei die Stanzkanten außen- wie innenliegend nicht zwingend parallel verlaufen müssen.
In einer nochmals bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass die Antennenflügel durch eine weitere Biegung nach unten verlängert werden.
Auch die Kurzschlussverbindungen müssen nicht für die gesamte Breite des jeweiligen Flächenelementes ausgebildet sein. Sie können gegenüber der angrenzenden Quererstreckung des jeweiligen Flächenelementes kürzer ausgebildet sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen:
Figur 1 : eine erste perspektivische Ansicht einer ersten Dualbandantenne;
Figur 2 : eine andere perspektivische Darstellung der in Figur 1 wiedergegebenen Dualbandantenne;
Figur 3 : eine entsprechende rückwärtige Seitenan- sieht der in Figur 1 und 2 wiedergegebenen
Flächenantenne; Figur 4 eine entsprechende Draufsicht auf die Flächenantenne gemäß den Figuren 1 bis 3;
Figur 5 eine Draufsicht auf eine metallische Ausgangsplatte (Blech) , auf der die Stanz- und Biegelinien zur Herstellung einer Antenne gemäß Figuren 1 bis 4 eingezeichnet sind;
Figur 6 ein zu Figur 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer entsprechenden Flächenantenne;
Figur 7 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6;
Figur 8 : ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Flächenantenne in perspektivischer Darstellung;
Figur 9 eine Draufsicht auf die Abbildung gemäß Figur 8 ;
Figur 10 ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung;
Figur 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Dualbandantenne mit Antennenflächen auf gleicher Höhe;
Figur 12: ein weiteres Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung mit nach unten verlängerten Antennenflügeln; Figur 13: eine rückwärtige Seitenansicht auf die
Abbildung gemäß Figur 12;
Figur 14: ein weiteres Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung bzgl. einer Dreibandantenne; und
Figur 15: eine Seitenansicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 14.
In den Figuren 1 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen niedrig bauenden kompakten Dualbandantenne gezeigt, die aus zwei Flächenstrahlerelementen oder Flächenstrahlern 3a und 3b besteht, die parallel zueinander angeordnet sind. Üblicherweise ist ein derartiges Antennenelement mit einer größeren metallischen Fläche oder Grundplatte 7 versehen, d.h. verbunden oder eine entsprechende Antenne wird beispielsweise bei Verwendung am Kraftfahrzeug an entsprechender Stelle auf dem Karosserieblech des Fahrzeuges angebracht, welches dann als metallische Gegenfläche oder Grundfläche dient.
Das untere Flächenelement bzw. der untere Flächenstrahler 3a ist zur Übertragung in einem niedrigeren oder niedrigen Frequenzband, beispielsweise im 900 MHz Bandbereich abgestimmt. Der darüber aufgebaute kleiner dimensionierte Flächenstrahler 3b ist beispielsweise zur Übertragung im Bereich von 1800 MHz Bandbereich abgestimmt.
Der obere Flächenstrahler 3b ist an seiner in Figur 1 links liegenden schmäleren Begrenzungsseite oder -kante 9b über einen Kurzschluss 11b mit dem darunter befindlichen größer dimensionierten Flächenstrahler 3a verbunden, wobei der Kurzschluss 11b im gezeigten Äusführungsbeispiel eine Breite aufweist, die der Breite des oberen Flächenstrahlers 3b entspricht.
Der untere Flächenstrahler 3a ist ebenfalls an seiner links liegenden schmäleren Begrenzungsseite 9a ebenfalls über eine vertikale Kurzschlussfläche 11a ausgestattet, worüber üblicherweise eine elektrische Verbindung zu der erwähnten elektrischen Grundfläche oder Grundplatte 7 her- gestellt ist.
Schließlich ist der obere und der untere Flächenstrahler jeweils so ausgestattet, dass ein Teil des jeweiligen Flächenstrahlerelementes aus einem geschlossenen Metall- flächenabschnitt 103a oder 103b besteht, an den sich dann jeweils an der gegenüberliegenden Seite zum Kurzschluss 11a bzw. 11b zwei in Querrichtung des Antennenstrahler- elementes versetzt liegende Antennenflügel 203a bzw. 203b anschließen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die gesamte in Figur 1 gezeigte Antenne aus einem einzigen Stanz-Biege-Teil hergestellt, jedoch unter Ausnahme der Grundplatte 7. In Figur 5 ist dabei eine metallisches Ausgangsblech gezeigt, in welchem die entsprechenden Stanz-Linien 19 strichpunktiert und die Biegekante 20 punktiert eingezeichnet sind. Durch den Stanz-Schneidvorgang und die nachfolgende Biegung längs der Biegekante 21 'a und 21 'b kann dann das Flächenstrahlerelement 3b für den jeweils höheren Fre- quenzbandbereich in eine höhere Parallellage zu dem darunter liegenden Flächenstrahlerelement 3a gebracht werden, wie dies aus den Figuren 3a und 3b zu ersehen ist. Durch den Biegevorgang werden dabei die Kurzschlüsse 11a und 11b senkrecht zur Ebene dex Flächenstrahlerelemente aufgestellt .
Bei der Draufsicht auf das Ausgangs-Blechteil gemäß Figur 5 ist dabei zu ersehen, dass bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich der mit x gekennzeichnete Materialbereich im Rahmen des Stanzvorganges ausgeschnitten und entfernt werden uss. Die verbleibenden Teile werden nur gestanzt bzw. an den entsprechenden Linien gekantet und gebogen, um dann die in Figur 1 bis 4 dargestellte Dual-Band-Antenne zu erstellen.
Schließlich ist auch noch eine Einspeiseleitung 25 notwendig, die bevorzugt senkrecht zur Ebene der Flächenstrah- lerelemente vorgesehen ist und von unten her bis zur Unterseite des oben liegenden Flächenstrahlerelementes 3b geführt ist. Im gezeigten Äusführungsbeispiel ist diese Speiseleitung 25 ebenfalls als Stanz-Biege-Teil hergestellt, wozu der oberste Flächenstrahler 3b eine schlitz- för ige Ausnehmung 27 aufweist, und zwar unter Zurückbe- lassung einer links am Ende der schlitzförmigen Ausnehmung 27 gebildeten Biegekante 29, wodurch ein schmaler Metallstreifen unter Bildung der erwähnten Speiseleitung 25 senkrecht nach unten herabgebogen werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 4 ist also das plattenförmige Ausgangsmaterial fast vollflächig ausgenutzt, da das zwischen den außenliegenden Seitenkanten 31 des oberen Flächenstrahlerelementes 3b und den innen- liegenden Seitenkanten 33 des darunter befindlichen Flächenstrahlerelementes nur durch eine Stanz- oder Schneidlinie 19 gebildet ist, ohne dass das Material ausgestanzt werden muss. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 6 und 7 ist demgegenüber ein "jeweiliger Kurzschluss 11a bzw. 11b in Querrichtung der Flächenstrahlerelemente schmäler gestaltet, weshalb bei Durchführung des Stanz- und Biegevorganges entsprechende Materialflächen von einer Ausgangs-Metallplatte ausgestanzt werden müssen.
Darüber hinaus sind die vorlaufenden Enden der Antennenflügel 203a und 203b an ihrem freien Ende nicht mit senkrecht zur Längserstreckung der Antennenflügel verlaufenden Abschluss- oder Schneidkanten 35 versehen, sondern mit schräg von außen nach innen aufeinanderzuverlaufenden, also konvergierenden Abschluss- bzw. Schneidkanten 35.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 8 und 9 sind die außen liegenden Schneidkanten 31 des jeweils höheren Flächenstrahlers von der Kurzschlussseite zum freien Ende hin konvergierend gestaltet, und dabei parallel zu den entsprechend konvergierenden innenliegenden Schneidkanten 33 des tiefer liegenden Flächenstrahlerelementes 3a. Dadurch ergeben sich zumindest für das höherliegende Flächenstrahlerelement 3b spitz zulaufende Antennenflügel 203b. Die Antennenflügel 203a des tiefer liegenden Flächenstrahlerelementes weisen zu ihrem freien Ende hin zunehmend größere Breite und Erstreckung auf. Die außenliegende Abschluss- oder Schneidkante kann ebenfalls wieder konvergierend ausgestaltet sein, wobei die Antennenflügel 203a des tieferliegenden Flächenstrahlerelementes mit ihren vorlaufenden Endspitzen sich dann gegenseitig berühren oder fast berühren können.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 ist das ebenfalls als Stanz- oder Biegeteil hergestellte Speiseleitungsstück von oben nach unten als zunehmend schmäler werdender Metallstrei en, also als Metallstreifen mit aufeinanderzu verlaufenden, konvergierenden seitlich gegenüberliegenden Stanzkanten 39 ausgebildet. Umgekehrt ist der Kurzschluss 11a von unten nach oben verlaufend tra- pezförmig gestaltet, zumindest bezüglich des Flächenstrahlerelementes für den niedrigeren Frequenzbandbereich. Schließlich zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 11, dass die Antennenflächen und auch die Antennenflügel für die unterschiedlichen Frequenzbandbereiche auch in einer gemeinsamen Höhenebene angeordnet sein können, also 0- oder gabelförmig angeordnet sind, so dass auch in diesem Ausführungsbeispiel der Kurzschluss 11b, der die beiden Flächenstrahlerelemente 11b und 11a verbindet, in gemeinsamer Höhenanordnung zu liegen kommt.
Entsprechend dem erläuterten Ausführungsbeispiel kann auch eine Multibandantenne aufgebaut sein, wenn nämlich die entsprechende Kaskadierung der in den Zeichnungen erläuterten beiden Flächenstrahlerelemente beispielsweise durch ein drittes Flächenstrahlerelement ergänzt wird, das kleiner dimensioniert ist und auf dem zweiten Flächenstrahlerelement in entsprechender wiederholender Weise aufbaut. Auch in diesem Fall kann die so gebildete Gesamtantenne als einziges Stanz- und Biege-Teil hergestellt sein, also eine einstückige Bauweise aufweisen.
Nachfolgend wird auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 und 13 Bezug genommen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Strahlerflügel 203a des untersten Flächenstrah- lers mit nach unten verlängerten Antennenflügelabschnitten 203a' versehen, wodurch sich der Vorteil realisieren lässt, dass die Antennenflügel. 203a insgesamt gegenüber anderen Ausführungsbeispielen verkürzt werden können und zugleich mechanisch stabiler sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind dabei die entsprechenden Antennenflü- gelabschnitte 203af an der Außenkante der Antennenflügel mit senkrecht nach unten abstehenden gekanteten Metall- abschnitten gebildet.
Bei entsprechender Vorgebung können derartige Antennenflü- gelabschnitte auch an einem Antennenflügel 203b an einem Flächenstrahler 3b zur Übertragung in einem höheren Fre- quenzband alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein.
Anhand der Figuren 14 und 15 ist ein entsprechender Antennentyp gezeigt, der geeignet ist, in drei versetzt zueinander liegenden Bändern zu strahlen. Der entsprechende Aufbau des Flächenstrahlers 3b ist in diesem Ausführungs- beispiel gegenüber den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen quasi nochmals kaskadiert um einen darüber befindlichen kleiner dimensionieren Flächenstrahler 3c erweitert worden, der ebenfalls wieder entsprechende Strahlerflügel 303a aufweist. Die Verbindung mit dem darunter befindlichen Strahler 3b erfolgt ebenfalls über einen entsprechenden Kurzschluss 11c. Die Einspeisung erfolgt über eine Speiseleitung 25, die bis zum obersten Flächenstrahler 3c führt.
Bei den erläuterten Antennen handelt es sich um sogenannte PIF-Antennen, also um sogenannte "planar inverted F-Anten- nen". Dabei ist es bekannt, dass bei derartigen Antennen durch die Ausführung und durch die Lage des Speisepunktes und der Kurzschlüsse die Eigenschaften der jeweiligen Antenne beeinflusst werden können. Von daher werden durch die Ausführung und durch die Lage des Speisepunktes sowie der Kurzschlüsse die Eigenschaften der Antennen an die Einflüsse der jeweiligen Fahrzeug-Karosserie und dem" "jeweiligen Einbauort individuell angepasst. Dabei liegen in der Regel die Kurzschlüsse, beispielsweise die Kurzschlüssel 11a und 11b jeweils an der Schmalseite der Antennen- anordnung, die bevorzugt grundsätzlich längssymmetrisch ausgebildet ist (also symmetrisch zu einer vertikalen Mittellängsebene) . Der Speisepunkt der Antenne ist bevorzugt auf dieser Längssymmetrielinie oder Längssymmetrie- ebene der Antenne vorgesehen. Auch durch die Lage und Entfernung des Speisepunktes bezogen auf den Kurzschluss lässt sich die Antennenimpedanz, die bei Autofunkantennen üblichweise 50 Ohm betragen soll, anpassen.

Claims

Ansprüche:
1. Niedrig bauende Dual- oder Multibandantenne, mit folgenden Merkmalen
- es sind zumindest zwei Flächenstrahler (3a, 3b) zum Betrieb in zwei versetzt zueinander liegenden Frequenzbändern vorgesehen,
- die beiden Flächenstrahler (3a, 3b) sind parallel oder zumindest näherungsweise parallel zueinander ausgerichtet, - die Größe der zumindest beiden Flächenstrahlerelemente (3a, 3b) ist auf die zu übertragenden Frequenz-Bänder abgestimmt,
- die Größe der zumindest beiden Flächenstrahlerelemente
(3a, 3b) nimmt von unten nach oben ab, - das Flächenstrahler (3b) zur Übertragung in einem höheren Frequenzbandbereich ist jeweils auf dem Flächenstrahlerelement (3a) aufgebaut, welches für die Übertragung in einem dazu niedrigeren Frequenzbandbereich vorgesehen ist, - die so gebildete Dual- oder Multibandantenne ist auf einer metallischen Grundfläche oder Grundplatte (7) angeordnet oder positionierbar,
- die Flächenstrahler (3a, 3b) weisen an einer Seite, vorzugsweise an einer gleich ausgerichteten Schmalseite (9a, 9b) einen Kurzschluss (11a, 11b) auf, derart, dass ein Flächenstrahler (3b) für die Übertragung in einem höheren Frequenzbandbereich über den Kurzschluss (11b) mit dem Flächenstrahler (3a) zur Übertragung in einem dazu niedrigeren Frequenzband kurzgeschlossen ist und das Flächenstrahlerelement (3a) zur Übertragung in dem niedrigsten Frequenzbandbereich über einen Kurzschluss
(11a) mit der metallischen Grundfläche oder Grundplatte
(7) verbunden oder verbindbar ist, gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale
- die Dual- oder Multibandantenne ist im Wesentlichen als einteiliges Stanz-Biege-Metallteil gebildet, und
- die Antenne umfasst dazu als einstückiges Bauteil zumindest zwei Flächenstrahler (3a, 3b) , die über einen dazwischen wirksamen Kurzschluss (11b) elektrisch verbunden sind, und
- zumindest der unterste Flächenstrahler (3a) für die Übertragung in einem niedrigsten Frequenzband und/oder zumindest ein relativ unterer Flächenstrahler (3a, 3b) für die Übertragung in einem gegenüber einem höheren Frequenzband niedrigeren Frequenzband weist bzw. weisen benachbart zu ihrer Strahlerfläche (103a, 103b) Strahlerflügel (203a, 203b) auf, zwischen denen in Draufsicht auf die Antenne der jeweilige Flächenstrahler (3b, 3c) für die Übertragung in einem dazu höheren Frequenzband zu liegen kommt.
2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine von unten her auf die Unterseite des zuoberst angeordneten Flächenstrahlers (3b) verlaufende Speiseleitung (25) ebenfalls als Stanz-Biege-Teil ausgebildet ist, welches einteilig mit den verbleibenden Teilen der so gebildeten Antenne verbunden ist.
3. Antenne nach Anspruch 1 oder 2, "dadurch gefcennseichnet dass der zuunterst angeordnete Flächenstrahler (3a) mit einem einen Teil der Antenne bildenden Kurzschluss (11a) versehen ist, welcher mit den Strahlerflächen (103a) des Flächenstrahlers (103a) über eine Biegelinie (21a) verbunden ist.
4. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zuoberst angeordneten Flächen- strahier (3b) eine schlitzförmige Ausnehmung (27) eingearbeitet ist, und zwar unter Bildung einer Speiseleitung 25, die über eine Biegelinie im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Flächenstrahler (3b) nach unten herausgebogen ist.
5. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlusskanten (35) der Antennenflügel (203a, 203b) senkrecht zu den Längskanten des Antennenflügels verlaufen.
6. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlusskanten (35) der Antennenflügel (203a, 203b) von den Außenkanten zur Mitte hin konvergierend oder nach außen divergierend ausgerichtet sind.
7. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die nach außen weisenden Seitenkanten
(31) der Antennenflügel (203b) der Antennenstrahler (3b) für höhere Frequenzen von ihrer mit einem Kurzschluss (11b) versehenen Seite zu ihrem freien Ende hin konvergierend oder nach außen divergierend verlaufen.
8. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 1 , dadurch ge- kennseichnefc, dass die nach innen weisenden Stanzkanten
(33) der Antennenflügel (203a) der für die niedrigeren Übertragungsbereiche vorgesehenen Antennenstrahler (3a) von ihrer Kurzschlussseite zu ihrem freien Ende hin konvergierend oder nach außen divergierend verlaufen.
9. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlüsse (11a, 11b) Rechtec- kform aufweisen und sich vorzugsweise über die gesamte Breite des zugehörigen Antennenstrahler (3a, 3b) erstrecken.
10. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlüsse (11a, 11b) gegenüber der Breite der Antennenstrahler (3a, 3b) kürzer sind.
11. Antenne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlüsse (Ha, 11b) Dreiecks- oder Trapezform aufweisen.
12. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenflügel (203a, 203b) der Flächenstrahler (3a, 3b) auf unterschiedlichen Höhenni- veaus angeordnet sind, wobei jeweils ein Flächenstrahler für die Übertragung in einem höheren Frequenzbandbereich oberhalb eines für die Übertragung in einem demgegenüber unteren Frequenzbandbereiches angeordnet ist.
13. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Flächenstrahler (3a, 3b) mit ihren Antennenflügeln (203a, 203b) auf gleicher Höhenlinie angeordnet sind.
14. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlerflügel (203a, 203b) bevorzugt an ihrer nach außen weisenden Begrenzungskante mit bevorzugt nach unten weisender Ausrichtung mit Strahler- flügelabschnitten (203a' , 203b ) versehen sind.
15. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne als Drei-Band-Antenne aufgebaut ist, und dazu kaskadiert einen dritten Flächen- strahier (3c) aufweist, der von der Form her zu den anderen beiden Flächenstrahlern (3a, 3b) zumindest ähnlich gestaltet und für die Übertragung im höchsten Frequenzbandbereich angepasst ist.
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