EP0124055B2 - Aktive Windschutzscheibenantenne für alle Polarisationsarten - Google Patents

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EP0124055B2
EP0124055B2 EP84104520A EP84104520A EP0124055B2 EP 0124055 B2 EP0124055 B2 EP 0124055B2 EP 84104520 A EP84104520 A EP 84104520A EP 84104520 A EP84104520 A EP 84104520A EP 0124055 B2 EP0124055 B2 EP 0124055B2
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EP
European Patent Office
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aerial
amplifier
windscreen
active
metallic frame
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EP84104520A
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EP0124055B1 (de
EP0124055A3 (en
EP0124055A2 (de
Inventor
Heinz Prof. Dr. Ing. Lindenmeier
Gerhard Prof. Dr. Ing. Flachenecker
Jochen Dr. Ing. Hopf
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Fuba Automotive GmbH and Co KG
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Fuba Automotive GmbH and Co KG
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Publication of EP0124055A2 publication Critical patent/EP0124055A2/de
Publication of EP0124055A3 publication Critical patent/EP0124055A3/de
Publication of EP0124055B1 publication Critical patent/EP0124055B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1271—Supports; Mounting means for mounting on windscreens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them

Definitions

  • the invention relates to an active windshield antenna for motor vehicles for VHF and LMK radio reception according to the preamble of claim 1.
  • Active windshield antennas with the properties described above are known for example from DE-GM 78 08 489.
  • the invention has for its object to realize an active windshield antenna according to the preamble of claim 1, the reception power of which has good reception properties both horizontally and vertically and circularly polarized VHF reception field and in the vertically polarized LMK range and the requirement is met should also be that the mounting point for the amplifier near the metal frame can be freely chosen with regard to vehicle-specific aspects.
  • An antenna arrangement has also become known (FR-A-2 513 021) which, although it is a two-band antenna, is not an active antenna of the type described.
  • This known antenna arrangement is always composed of two sections, namely a section for frequency modulation (FM) and a section for amplitude modulation (AM), these two sections being connected to one another in series. The sections are separated by an inductor, the inductor acting as an open circuit for the FM range and a short circuit for the AM range.
  • the known antenna arrangement is therefore not able to achieve the described task, namely to achieve the desired reception results, without this separation by the inductance. It is also essential that an antenna amplifier, as required by an active antenna, is not present in this known antenna arrangement. This also contradicts a solution to the task described.
  • Such an antenna has the particular advantage of delivering very good reception results with horizontal as well as with vertical and circular polarization in the FM range.
  • the antenna according to the invention delivers good results in all types of polarization.
  • FR-A-2 513 021 there is a significant difference in the omission of the subdivision of the antenna configuration into a conductor section for the FM range and one for the AM range, with the advantage thereby achieved of the uniformity of the antenna conductors for FM and AM reception.
  • the location for the antenna connection point and the amplifier is predetermined by vehicle-specific constraints.
  • the constraints often result from the assembly sequence in the manufacture of the motor vehicle and from the requirement that the antenna amplifier be exchangeable and retrofitted.
  • the reception properties that can be achieved are largely independent of the specified installation location.
  • a comparison of the conductor or wire length with a view to adapting to the current vehicle body or windshield opening is largely unproblematic with the given conductor configuration.
  • Fig. 1 shows the front window of the vehicle with a view from the passenger compartment.
  • the antenna amplifier 5 is mounted in the vicinity of the metal frame 2 and is connected at its ground point to the metal frame of the windshield via the connection 8 (input connection).
  • the antenna amplifier 5 has at its input a branching of the transmission paths for signal components from the VHF frequency range and the LMK frequency range.
  • a signal branch is e.g. known from DE-PS 21 15 657 or from DE-PS 21 66 898 or DE-PS 19 19 749.
  • the transmission path for the LMK frequency range contains an amplifier with a high-impedance input impedance, as is e.g. is known from DE-PS 20 21 331 or DE-PS 25 54 828 or DE-PS 25 54 829.
  • the circuit for branching the signals does not load the input impedance of the LMK amplifier in the LMK frequency range with a low resistance, so that the input impedance of the overall amplifier 5 in the LMK frequency range is overall high-resistance.
  • the output line 6 of the antenna amplifier 5 is led to a receiver 7.
  • the first input connection 3 of the antenna amplifier 5 is connected to the one end of the antenna conductor 4a, 4b via the shortest possible connecting line.
  • the interaction of the conductor configuration given by the antenna conductors 4a and 4b with the LMK amplifier 10 is explained below.
  • the conductor 4b makes the essential contribution to reception. In the interest of good reception in the LMK area, the conductor 4b should not be chosen too short and if possible use the full pane height. Although the reception field strength in the lower part of the conductor 4b is opposite to the field strength in the upper part 4a, the full conductor length is preferable from the point of view of the LMK reception due to the associated increased capacitance.
  • the pane opening 1 enclosed by the conductive frame 2 can be regarded approximately as a slot radiator which can be optimally excited by a wave with an electrical field strength vector oriented in the direction of the vertical line of symmetry 9.
  • a resonance-like increase in the field strength along the line of symmetry 9 occurs when the width of the window opening corresponds to approximately half a wavelength, as is usually the case with cars customary today.
  • field components in the direction of the symmetry line 9, which excite the disk resonance are present because of the pane inclined in the vehicle.
  • a conductor or wire structure such as the conductor part 4b is therefore strongly coupled to the receiving field.
  • the coupling of the conductor part 4a can be changed via the distance A, small distances A between the conductor 4a and the frame 2 resulting in low power consumption from the field and large distances A leading to higher power consumption from the field.
  • the distance A can therefore also be used to change the ratio of the contributions to reception by the conductor parts 4a and 4b in the FM range.
  • the available output power of the structure can be optimized by varying the distance 11 between the end of the vertical conductor part 4b and the frame 2, the maximum possible length often being found to be the optimal length for all polarizations.
  • the distance 11 should not be less than approx. 2 mm.
  • the optimal distance 11 between the end of the conductor part 4b and the frame 2 must be found by the fact that for different distances 11 by longer measurement runs with statistical travel routes, the mean antenna output voltage resulting from the input resistance of a measurement receiver structure under investigation compared to the mean output voltage of the reference antenna is determined. After measuring the impedance of the conductor or wire structure, this voltage across a load resistor that is not matched to the power must then be converted to the available average output power, that is to say to the power that would have been achievable with a respective power-matched load.
  • the optimum distance 11 is when this available signal power is at a maximum, the value of the impedance of the conductor or wire structure itself being almost insignificant, since low-loss transformation circuits can be used in the antenna amplifier 5 within the transmission path for the FM frequency range 13.
  • Such transformation circuits are expediently designed such that noise adaptation for the input transistor is achieved if an active, amplifying three-pole element such as a field effect transistor or a bipolar transistor is used in the transmission path 13, or it is necessary to adapt the power to the characteristic impedance of the connecting cable 6 to the receiver 7, if the transmission path 13 is designed passively.
  • Fig. 2 shows an advantageous embodiment of the invention, in which the antenna amplifier 5 and the antenna connection are mounted in the vicinity of the lower right corner of the metal frame and the break point 12 is in the vicinity of the upper horizontal part of the metal frame and the conductor 4a parallel to it right and to the horizontal upper part of the metal frame.
  • the amplifier is installed in the area of the dashboard, an area in which there is often enough space and which is usually also easily accessible for retrofitting an antenna or for replacing the antenna amplifier. It is also advantageous at this installation location that only a relatively short connecting cable to the receiver is required.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the invention with the same mounting point for the amplifier as in FIG. 2, but with a minimized conductor or wire length on the disk and, compared to the structure according to FIG. 2, a simple geometry of the conductor arrangement with only a single break point , which results in cost advantages in production.
  • the risk of interference coupling from the engine compartment to the antenna structure is greater in an embodiment according to FIG. 4 because of the closer proximity of the conductor part 4a to the interference sources such as the ignition. Therefore, such a structure can preferably only be used for vehicles with good interference suppression.
  • FIG. 3 shows a likewise advantageous attachment of the amplifier in the upper right corner of the metal frame, an area in which there is often enough space for the antenna amplifier in the right spar or under the vehicle headlining.
  • the connecting cable can often simply be led down under the plastic cover with which the metal bar is clad.
  • the conductor or wire structure itself has the same advantages as the structure according to FIG. 4, namely the advantage of simplicity and that of inexpensive manufacture, but is not at risk with regard to the coupling in of motor faults.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine aktive Windschutzscheibenantenne für Kraftfahrzeuge für den UKW- und LMK-Rundfunkempfang nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Mit aktiven Windschutzscheibenantennen ist es bekanntlich möglich, alle Wellenbereiche (LMK und UKW) wie mit der Standardstabantenne am Kraftfahrzeug zu empfangen. Vorteilhaft ist hierbei, daß die Antenne durch die Integration in die Fahrzeugkarosserie fahrzeugspezifischen Forderungen wie mechanischer Robustheit, hoher Lebensdauer, einfacher Montagemöglichkeit, Vermeidung unnötiger Lurftverwirbelung viel besser entspricht als die Standard-Stabantenne.
  • Aktive Windschutzscheibenantennen mit den oben beschriebenen Eigenschaften sind zum Beispiel aus dem DE-GM 78 08 489 bekannt.
  • Es zeigt sich allerdings, daß eine Kraftfahrzeugantenne, die nach diesem Stand der Technik ausgeführt ist, im Fall vertikal oder zirkular polarisierter Wellen, Polarisationsarten, wie sie z.B. in den USA häufig für die UKW-Rundfunkversorgung verwendet werden, nur äußerst unbefriedigende Empfangsleistungen liefert, während die Empfangsleistungen im UKW-Bereich bei horizontaler Polarisation und im LMK-Bereich der Standardantenne mindestens gleichwertig sind. Nachteilig ist weiterhin die für eine einwandfreie Funktion der Antenne vorgegebene Position des Antennenverstärkers. Eine Veränderung der in Bild 1 des DE-GM 78 08 489 angegebenen Antennenkonfiguration durch Änderung der Anschlußstelle führt insbesondere im UKW-Bereich zu schlechteren Empfangseigenschaften.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aktive Windschutzscheibenantenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu realisieren, deren Empfangsleistung sowohl bei horizontal als auch bei vertikal und zirkular polarisiertem UKW.Empfangsfeld und im vertikal polarisierten LMK-Bereich gute Empfangseigenschaften besitzt und wobei die Forderung erfüllt werden soll, daß außerdem der Montagepunkt für den Verstärker in der Nähe des Metallrahmens im Hinblick auf fahrzeugspezifische Gesichtspunkte frei gewählt werden kann.
  • Es ist ferner eine Antennenanordnung bekannt geworden (FR-A-2 513 021), die zwar eine Zweibandantenne darstellt, bei der es sich jedoch nicht um eine aktive Antenne der geschilderten Art handelt. Diese bekannte Antennenanordnung setzt sich stets aus zwei Abschnitten zusammen, nämlich einem Abschnitt für Frequenzmodulation (FM) und einem Abschnitt für Amplitudenmodulation (AM), wobei diese beiden Abschnitte seriell miteinander verbunden sind. Die Abschnitte sind durch eine Induktivität getrennt, wobei die Induktivität wie ein Leerlauf für den FM-Bereich wirkt und einen Kurzschluß für den AM-Bereich darstellt. Die bekannte Antennenanordnung ist daher nicht in der Lage, ohne diese Trennung durch die Induktivität die geschilderte Aufgabe zu lösen, nämlich die gewünschten Empfangsergebnisse zu erzielen. Wesentlich ist ferner, daß bei dieser bekannten Antennenanordnung ein Antennenverstärker, wie ihn eine aktive Antenne erfordert, nicht vorhanden ist. Auch dies widerspricht einer Lösung der geschilderten Aufgabe.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer aktiven Windschutzscheibenantenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
  • Eine solche Antenne besitzt den besonderen Vorteil, sowohl bei horizontaler als auch bei vertikaler und zirkularer Polarisation im UKW-Bereich sehr gute Empfangsergebnisse zu liefern. Im Gegensatz zu den bisher bekannt gewordenen Antennen nach dem DE-GM 78 08 489 und dem DE-GM 75 276 21, die beim Übergang von Horizontalpolarisation auf Vertikalpolarisation einer vertikalen Vergleichsantenne unterlegen sind, liefert die Antenne nach der Erfindung bei allen Polarisationsarten gute Ergebnisse. Gegenüber der Antennenanordnung nach der FR-A-2 513 021 besteht ein wesentlicher Unterschied im Wegfall der Unterteilung der Antennenkonfiguration in einen Leiterabschnitt für den FM-Bereich und einen für den AM-Bereich mit dem dadurch erzielten Vorteil der Einheitlichkeit der Antennenleiter für FM- und AM-Empfang.
  • Vielfach ist insbesondere bei einer in die Fahzeugkarosserie integrierten Antenne, wie bei der Windschutzscheibenantenne, der Anbringungsort für die Antennenanschlußstelle und den Verstärker durch fahrzeugspezifische Zwänge vorgegeben. Die Zwänge ergeben sich häufig aus der Montagefolge bei der Herstellung des Kraftfahrzeugs und aus der Forderung der Auswechselbarkeit und Nachrüstbarkeit des Antennenverstärkers. Mit einem Antennenverstärker und einer Leiterkonfiguration nach der Erfindung sind die erreichbaren Empfangseigenschaften vom vorgegebenen Montageort weitgehend unabhängig. Auch ein Abgleich der Leiter- bzw. Drahtlänge im Hinblick auf eine Anpassung auf die aktuelle Fahrzeugkarosserie bzw. Windschutzscheibenöffnung ist bei der vorgegebenen Leiterkonfiguration weitgehend unproblematisch.
  • In den Ansprüchen 2 bis 9 sind weitere und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.
  • Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine aktive Windschutzscheibenantenne für alle Polarisationsarten nach der Erfindung;
    • Fig. 2 eine Antenne nach der Erfindung mit Verstärkermontage rechts unten;
    • Fig. 3 eine Antenne nach der Erfindung mit Verstärkermontage rechts oben;
    • Fig. 4 eine Antenne nach der Erfindung mit Verstärkermontage rechts unten und minimaler Leiter- bzw. Drahtlänge.
  • Fig. 1 zeigt die Frontscheibe des Fahrzeugs mit Sicht aus dem Fahrgastraum. Der Antennenverstärker 5 ist in der Nähe des Metallrahmens 2 angebracht und mit seinem Massepunkt mit dem Metallrahmen der Windschutzscheibe über die Verbindung 8 (Eingangsanschluß) verbunden. Der Antennenverstärker 5 besitzt an seinem Eingang eine Verzweigung der Übertragungswege für Signalanteile aus dem UKW-Frequenzbereich und dem LMK-Frequenzbereich. Eine derartige Signalverzweigung ist z.B. bekannt aus der DE-PS 21 15 657 oder aus DE-PS 21 66 898 oder der DE-PS 19 19 749. Der Übertragungsweg für den LMK-Frequenzbereich enthält einen Verstärker mit hochohmiger Eingangsimpedanz, wie er z.B. aus der DE-PS 20 21 331 oder der DE-PS 25 54 828 oder der DE-PS 25 54 829 bekannt ist. Wesentlich ist aus Gründen der Empfindlichkeit, daß die Schaltung für die Verzweigung der Signale die Eingangsimpedanz des LMK-Verstärkers im LMK-Frequenzbereich nicht niederohmig belastet, so daß die Eingangsimpedanz des Gesamtverstärkers 5 im LMK-Frequenzbereich insgesamt hochohmig ist. Die Ausgangsleitung 6 des Antennenverstärkers 5 ist zu einem Empfänger 7 geführt. Der erste Eingangsanschluß 3 des Antennenverstärkers 5 ist über eine möglichst kurze Verbindungsleitung mit dem einen Ende des Antennenleiters 4a, 4b verbunden.
  • Im folgenden wird das Zusammenwirken der durch die Antennenleiter 4a und 4b gegebenen Leiterkonfiguration mit dem LMK-Verstärker 10 erläutert. Den wesentlichen Beitrag zum Empfang liefert der Leiter 4b. Im Interesse eines guten Empfangs im LMK-Bereich soll der Leiter 4b nicht zu kurz gewählt werden und möglichst die volle Scheibenhöhe ausnutzen. Obgleich die Empfangsfeldstärke im unteren Teil des Leiters 4b entgegengesetzt gerichtet zur Feldstärke im oberen Teil 4a ist, ist unter dem Gesichtspunkt des LMK-Empfangs die volle Leiterlänge auf Grund der damit verbundenen erhöhten Kapazität vorzuziehen.
  • Für den LMK-Empfang wäre es in vielen Fällen ausreichend, den Verstärker am Metallrahmen 2 auf der vertikalen Symmetrielinie 9 anzubringen. Ein derartiger Montagepunkt ist jedoch häufig aus fahrzeugspezifischen Gründen nicht möglich. Zur Überbrückung des Abstands zwischen dem Knickpunkt 12 auf der Symmetrielinie 9 und dem vorgegebenen Montageort des Verstärkers 5 wäre die Verwendung einer üblichen Koaxialleitung naheliegend. Eine solche Leitung hat jedoch den Nachteil einer großen Parallelkapazität, die mit einem Verlust an Empfindlichkeit einhergeht. Die Ausführung des Leiters 4a nach der Erfindung besitzt den entscheidenden Vorteil einer vergleichsweise kleinen Kapazität in Verbindung mit einem zusätzlichen Beitrag zum Empfang. Dieser Beitrag ist durch die hohe Konzentration der elektrischen Feldlinien in der Nähe des Metallrahmens 2 begründet, die auch bei kleinen Abständen des Leiters 4a vom Metallrahmen 2 eine nennenswerte Verbesserung des Empfangs bewirkt. Dadurch ist es möglich, den Abstand A dieses Leiters 4a vom Metallrahmen 2 so klein zu wählen, daß er die Sicht des Fahrers bzw. Beifahrers und das Design der Windschutzscheibe nicht nennenswert beeinträchtigt. Abstände A wesentlich unter 10mm zwischen Leiter 4a und dem Metallrahmen 2 sind allerdings zu vermeiden.
  • Im folgenden wird die Funktion einer aktiven Windschutzscheibenantenne nach der Erfindung für den Empfang im UKW-Bereich anhand von Fig. 1 näher erläutert. Bekanntlich kann die vom leitenden Rahmen 2 umschlossene Scheibenöffnung 1 angenähert als Schlitzstrahler aufgefaßt werden, der optimal durch eine Welle mit in Richtung der vertikalen Symmetrielinie 9 orientiertem elektrischen Feldstärkevektor angeregt werden kann. Im UKW-Band tritt eine resonanzartige Überhöhung der Feldstärke längs der Symmetrielinie 9 auf, wenn die Breite der Scheibenöffnung etwa einer halben Wellenlänge entspricht, wie dies bei heute üblichen PKW's in der Regel der Fall ist. Sowohl bei horizontal als auch bei vertikal und zirkular polarisierten Wellen sind wegen der im Fahrzeug geneigten Scheibe Feldkomponenten in Richtung der Symmetrielinie 9 vorhanden, die die Scheibenresonanz anregen.
  • Eine Leiter- oder Drahtstruktur wie der Leiterteil 4b ist daher stark an das Empfangsfeld angekoppelt. Die Ankopplung des Leiterteils 4a hingegen kann über den Abstand A verändert werden, wobei kleine Abstände A zwischen dem Leiter 4a und dem Rahmen 2 zu einer geringen Leistungsaufnahme aus dem Feld und große Abstände A zu einer höheren Leistungsaufnahme aus dem Feld führen. Mit dem Abstand A kann daher auch das Verhältnis der Beiträge zum Empfang durch die Leiterteile 4a und 4b im UKW-Bereich verändert werden.
  • Obgleich eine Maximierung der am Ende des Leiterteils 4a verfügbaren UKW-Signalleistung vielfach die Wahl des unter sicherheitstechnischen Aspekten maximal möglichen Abstands A von ca. 7cm zum Rahmen 2 nahelegen würde, wird man in der Praxis häufig den Abstand A deutlich kleiner wählen, weil sich dadurch ein deutlich attraktiveres Antennendesign ergibt und die Durchsicht durch die Scheibe weniger beeinträchtigt wird.
  • Abstände A bis herab zu ca. 10 mm vom Rahmen 2 sind deshalb vertretbar, weil insgesamt die Leistungsaufnahme aus dem Feld durch den Leiter 4b groß ist und, vor allem in Verbindung mit einem rauschoptimierten aktiven UKW-Signalweg 13 im Verstärker 5, der sich ergebende Signal-Rauschabstand im Vergleich zum Standardsystem mit der Standardantenne in der Regel bereits überlegen ist.
  • Durch Variation des Abstands 11 zwischen dem Ende des vertikalen Leiterteils 4b und dem Rahmen 2 kann die verfügbare Ausgansleistung der Struktur optimiert werden, wobei häufig die maximal mögliche Länge sich als optimale Länge für alle Polarisationen herausstellt. Um einen hochfrequenten Kurzschluß am Ende des Leiterteils 4b mit dem Rahmen 2 zu verhinder, sollte der Abstand 11 allerdings ca. 2mm nicht unterschreiten.
  • Für einen unter fahrzeugspezifischen Gesichtspunkten vorgegebenen Montagepunkt des Verstärkers muß der optimale Abstand 11 zwischen dem Ende des Leiterteils 4b und dem Rahmen 2 dadurch gefunden werden, daß jeweils für verschiedene Abstände 11 durch längere Meßfahrten mit statistischer Fahrtroute die am Eingangswiderstand eines Meßempfängers sich ergebende mittlere Antennenausgangsspannung der gerade untersuchten Struktur im Vergleich zur mittleren Ausgangsspannung der Referenzantenne ermittelt wird. Aus dieser Spannung an einem nicht leistungsangepassten Lastwiderstand muß dann nach Messung der Impedanz der Leiter- oder Drahtstruktur auf die verfügbare mittlere Ausgangsleistung umgerechnet werden, also auf die Leistung, die bei einer jeweils leistungsangepassten Last zu erzielen gewesen wäre.
  • Der optimale Abstand 11 liegt dann vor, wenn diese verfügbare Signalleistung maximal ist, wobei der Wert der Impedanz der Leiter- oder Drahtstruktur selbst nahezu unerheblich ist, da innerhalb des Übertragungsweges für den UKW-Frequenzbereich 13 im Antennenverstärker 5 verlustarme Transformationsschaltungen verwendet werden können. Derartige Transformationsschaltungen sind zweckmäßigerweise so auszulegen, daß Rauschanpassung für den Eingangstransistor erzielt wird, wenn im Übertragungsweg 13 ein aktives, verstärkendes dreipoliges Element wie ein Feldeffekttransistor oder ein bipolarer Transistor verwendet wird, Oder es ist Leistungsanpassung an den Wellenwiderstand des Verbindungskabels 6 zum Empfänger 7 herzustellen, wenn der Übertragungsweg 13 passiv gestaltet ist.
  • Den Übertragungsweg 13 für den UKW-Frequenzbereich passiv auszuführen, ist allerdings nur dann zweckmäßig, wenn der erreichbare Signal-Rauschabstand in Kombination mit dem Empfänger mit der Scheibenantennenstruktur gleichwertig mit dem der Standardstabantenne ist. In der Regel ist es erforderlich, über eine rauschangepaßte Verstärkerstufe eine ausreichende Grenzempfindlichkeit sicherzustellen.
  • Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung, bei der der Antennenverstärker 5 und der Antennenanschluß in der Nähe der rechten unteren Ecke des Metallrahmens angebracht sind und der Knickpunkt 12 sich in der Nähe des oberen horizontalen Teils des Metallrahmens befindet und der Leiter 4a parallel zum rechten und zum horizontalen oberen Teil des Metallrahmens verläuft.
  • Der Verstärker ist in diesem Beispiel im Bereich des Armaturenbretts montiert, ein Bereich, in dem häufig genügend Platz vorhanden ist und der auch zur Nachrüstung einer Antenne oder zum Auswechseln des Antennenverstärkers meist gut zugänglich ist. Vorteilhaft an diesem Montageort ist ebenfalls, daß nur ein relativ kurzes Verbindungskabel zum Empfänger erforderlich ist.
  • Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit dem gleichen Montagepunkt für den Verstärker wie bei Fig. 2, aber einer minimierten Leiter- oder Drahtlänge auf der Scheibe und einer im Vergleich zur Struktur nach Fig. 2 einfachen Geometrie der Leiteranordnung mit nur einem einzigen Knickpunkt, wodurch sich Kostenvorteile bei der Fertigung ergeben. Allerdings ist die Gefahr einer Störeinkoppelung aus dem Motorraum auf die Antennenstruktur bei einer Ausführung nach Fig. 4 wegen der größeren Nähe des Leiterteils 4a zu den Störquellen wie der Zündung größer. Daher kann eine derartige Struktur vorzugsweise nur für gut entstörte Fahrzeuge verwendet werden.
  • Fig. 3 zeigt eine ebenfalls vorteilhafte Anbringung des Verstärkers in der rechten oberen Ecke des Metallrahmens, einem Bereich, in dem häufig im rechten Holm oder unter dem Fahrzeughimmel genügend Raum für den Antennenverstärker vorhanden ist. Das Verbindungskabel kann häufig einfach unter der Kunststoffblende, mit der der Metallholm verkleidet ist, nach unten geführt werden. Die Leiteroder Drahtstruktur selbst weist die selben Vorteile auf wie die Struktur nach Fig. 4, nämlich den Vorteil der Einfachheit und den einer kostengünstigen Herstellung, ist jedoch hinsichtlich der Einkopplung von Motorstörungen wenig gefährdet.

Claims (9)

  1. Aktive Windschutzscheibenantenne für Kraftfahrzeuge für den UKW- und LMK-Rundfunkempfang, die aus dem metallischen Rahmen (2) der Windschutzscheibe (1) des Kraftfahrzeugs und einer auf oder in der Windschutzscheibe (1) angebrachten Antennendrahtstruktur besteht welche aus mindestens zwei annähernd geradlinigen, miteinander verbundenen Leitern besteht, von denen wenigstens einer parallel zum metallischen Rahmen (2) geführt ist, und die einen Antennenverstärker (5) mit zwei Eingangsanschlüssen (3,8) und eine Ausgangsleitung (6) aufweist und bei der der Antennenverstärker (5) in der Nähe des metallischen Rahmens (2) angebrach ist
    und die an den Antennenverstärker angeschlossene Leiterstruktur und der erste Eingangsanschluß (3) des Antennenverstärkers (5) und der zweite Eingangsanschluß (8) des Antennenverstärkers (5) mit dem leitenden Rahmen (2), der die Windschutzscheibe umschließt, verbunden sind und die Ausgangsleitung (6) des Antennenverstärkers (5) zum Empfänger geführt ist, wobei der Antennenverstärker (5) für den LMK-Bereich und den UKW-Bereich getrennte Übertragungswege (14, 13) aufweist und der Übertragungsgweg des LMK-Bereichs (14) durch einen Übertragungs-vierpol gebildet ist, der an seinem Eingang einen LMK-Verstärker mit im LMK-Frequenzbereich hochohmiger Eingangsimpedanz besitzt und die Eingangsimpedanz des Antennenverstärkers (5) im LMK-Frequenzbereich hochohmig ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Antennendrahtstruktur aus einem Antennendraht (4a, 4b) besteht und an einem Ende an den ersten Eingangsanschluß (3) des Antennenverstärkers angeschlossen ist und der parallel zum metallischen Rahmen (2) in einem ersten Abstand (A) verlaufende Teil (4a) des Antennen-drahtes an der Schnittstelle mit der vertikalen Symmetrielinie (9) des Rahmens (2) in einem Knickpunkt (12) abknickt und in seinem fortsetzenden Teil (4b) längs der Symmetrielinie (9) mindestens über ein Viertel der Höhe der Windschutzscheibe (1) bis auf einen zweiten Abstand (11) zum gegenüberliegenden Teil des metallischen Rahmens (2) geführt ist,
    wobei der erste (A) und der zweite (11) Abstand derart bemessen sind, daß für den LMK- und den UKW-Bereich am Eingangsanschluß (3) des Antennenverstärkers solche Leistungsverhältnisse bestehen, daß sowohl bei horizontal, als auch bei Zircularpolarisiertem UKW- Empfangsfeld und im vertikal polarisiertem LMK-Bereich gute Empfangseigenschaften vorliegen.
  2. Aktive Windschutzscheibenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des in der Symmetrielinie (9) verlaufenden Leiterteils (4b) den zweiten Abstand (11) aufweist, für den am einen Ende des Antennendrahtes (4a) die verfügbare Signalleistung im UKW-Bereich bei zirkular polarisiertem Emfangsfeld ein Maximum besitzt.
  3. Aktive Windschutzscheibenantenne nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Symmetrielinie (9) verlaufende Leiterteil (4b) vom Knickpunkt (12) nahezu bis zum gegenüberliegenden horizontalen Teil des metallischen Rahmens (2) geführt ist und der zweite Abstand (11) mindestens 2mm beträgt.
  4. Aktive Windschutzscheibenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abstand (A) im Bereich größer als 1 cm und kleiner als 7 cm gewählt ist.
  5. Aktive Windschutzscheibenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenverstärker (5) und das eine Ende des Antennendrahtes in der Nähe der einen unteren Ecke des metallischen Rahmens (2) angebracht sind und der Knickpunkt (12) sich in der Nähe des oberen horizontalen Teils des metallischen Rahmens (2) befindet (Bild 2).
  6. Aktive Windschutzscheibenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenverstärker (5) und das eine Ende des Antennen-drahtes in der Nähe einer oberen Ecke des metallischen Rahmens (2) angebracht sind und der Knickpunkt (12) sich in der Nähe des oberen horizontalen Teils des metallischen Rahmens (2) befindet (Bild 3).
  7. Aktive Windschutzscheibenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenverstärker (5) und das eine Ende des Antennendrahtes in der Nähe einer unteren Ecke des metallischen Rahmens (2) angebracht sind und der Knickpunkt (12) sich in der Nähe des unteren horizontalen Teils des metallischen Rahmens (2) befindet (Bild 4).
  8. Aktive Windschutzscheibenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsweg (13) für den UKW-Bereich mindestens einen verstärkenden aktiven Dreipol enthält, wobei der erste aktive Dreipol mit Hilfe eines ihm vorgeschalteten verlustarmen Netzwerks an die Impedanz des Antennendrahtes am Anschlußende (4a) rauschangepaßt ist.
  9. Aktive Windschutzscheibenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsweg (13) für den UKW-Bereich aus einem verlustarmen Anpassungsnetzwerk besteht und Leistungsanpassung zwischen dem einen Ende des Antennendrahtes (4a) und der Ausgangsleitung (6) des Antennenverstärkers (5) vorliegt.
EP84104520A 1983-04-28 1984-04-20 Aktive Windschutzscheibenantenne für alle Polarisationsarten Expired - Lifetime EP0124055B2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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