DE2914791A1

DE2914791A1 - Antennensystem fuer eine automobilglasscheibe

Info

Publication number: DE2914791A1
Application number: DE19792914791
Authority: DE
Inventors: Takayasu Hokusho; Kenichi Ishii
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1978-04-11
Filing date: 1979-04-11
Publication date: 1979-10-18
Also published as: GB2019100B; IT7921774A0; CA1125433A; JPS54134538A; GB2100062B; IT1113867B; GB2100062A; US4260989A; JPS5947882B2; GB2019100A; DE2914791C2; FR2423067A1; FR2423067B1

Description

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Die Erfindung betrifft ein verbessertes Antennensystem für die Heckscheibe eines Automobils, welche eine Antenne und ein elektrisches Heizelement zur Entfernung eines Feuchtigkeitsbeschlags aufweist.

Als Antennen für Autoradios verwendet man weithin Peitschenantennen. In jüngster Zeit wurde anstelle der Peitschenantenne ein Glasscheibenantennensystem mit einem Antennenstreifen für den Empfang von amplituden-modulierten Rundfunkwellen und mit einem Antennenstreifen für die frequenzmodulierten Rundfunkwellen vorgeschlagen. Dieses Antennensystem ist auf oder in einer Glasscheibe eines Automobils ausgebildet.

Dieses Glasscheibenantennensystem weist die Probleme der Peitschenantenne nicht auf. Insbesondere kann die Antenne nicht abbrechen (z.B. bei Kollision mit einem Hindernis oder durch Verbiegen während des Parkens). Ferner kann die Antennencharakteristik durch Schmutz oder dergl. nicht beeinträchtigt werden. Wenn jedoch der Antennenstreifen in bestimmten Bereichen der Glasscheibe ausgebildet wird, z.B. im oberen Randbereich der Glasscheibe oder im oberen Raum über einem elektrischen Heizelement für die Entfernung eines Feuchtigkeitsbeschlags der Glasscheibe, so ist der für den Antennenstreifen zur Verfügung stehende Raum schmal, so daß der Antennengewinn nachteiligerweise herabgesetzt ist.

Das Glasscheibenantennensystem eines Automobils hat ferner ausgeprägte Richtwirkungen bei Empfang von Rundfunkwellen, insbesondere von frequenzmodulierten Rundfunkwellen, und zwar im Vergleich mit einer Peitschenantenne. Daher kann man mit Glasscheibenantennensystemen bei bestimmten Fahrtrichtungen des Automobils frequenzmodulierte Rundfunkwellen nicht befriedigend empfangen.

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Wenn ζ. B. bei dem herkömmlichen Glasscheibenantennensystem gemäß Fig. 1 symmetrische Antennenstreifen. 3 im oberen Bereich einer Glasscheibe 1 mit einer Entfrostungseinrichtung in Form von aufgedruckten Heizstreifen 2 (elektrische Widerstandsstreifen) vorgesehen sind und wenn die Einspeisungsstelle 4 an der Verbindungsleitung 5 für den Zuleitungsdraht im mittleren Bereich der Heckscheibe eines Automobils untergebracht ist, so ergibt sich die charakteristische Richtwirkungskurve A gemäß Fig. 2 bei Empfang von frequenzmodulierten Rundfunkwellen von z.B. 80 MHz. Man erkennt deutlich, daß die Richtwirkungskurve dieses Glasantennensystems die Form einer 8 aufweist mit einer starken Einbuchtung im Falle der Koinzidenz der X-Richtung der Übertragungsantenne und der Richtung der Vorderseite oder Rückseite des Automobils Y. Der Antennengewinn ist an der Einbuchtungsstelle äußerst gering und beträgt z.B. nur 9,7 dB im Vergleich zu einem Antennengewinn im Maximum von z.B. 45,4 dB. Die Charakteristik in Form einer 8 findet sich gewöhnlich bei allen herkömmlichen Glasscheibenantennen und nicht nur bei dem in Fig. 1 gezeigten Muster der Glasscheibenantenne. Wenn die Glasscheibenantenne als Frontscheibenantenne ausgebildet ist oder als Heckscheibenantenne, so 1st die 8-fÖrmige Charakteristik besonders ausgeprägt.

Die Erfinder haben eingehende Untersuchungen angestellt hinsichtlich der Richtwirkungscharakteristik von Glasscheibenantennensystemen bei Empfang von frequenzmodulierten Rundfunkwellen. Es wurde festgestellt, daß die 8-förmige Charakteristik des Glasscheibenantennensystems auf der Frontscheibe oder Heckscheibe eines Automobils bei Empfang von frequenzmodulierten Rundfunkwellen in hohem Maße vom Muster des Antennensystems abhängt sowie von der Form und Größe des Automobilkörpers, da es im Falle von frequenzmodulierten Rundfunkwellen zu einer sekundären Ausstrahlung am Körper des Automobils kommt.

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Wenn eine Hochfrequenzverstärkerschaltung vorgesehen wird zur Verstärkung des Hochfrequenzstroms, welcher im Glasscheibenantennensystem induziert wird, um die Empfindlichkeit des Glasscheibenantennensystems zu steigern, so wirken sich unerwünschte Wellen in hohem Maße störend aus und verursachen einen hohen Geräuschpegel. Zum Beispiel liegen im Frequenzbereich unmittelbar über dem UKW-Bereich starke Fernsehwellen vor, welche zu Geräuschen oder zu einem Rauschen führen und den Empfang der amplitudenmodulierten und frequenzmodulierten Rundfunkwellen in erheblichem Maße stören.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Glasscheibenantennensystem mit einem elektrischen Heizelement für die Beseitigung eines Feuchtigkeitsbeschlags und mit einer Antenne für den Empfang von frequenzmodulierten Rundfunkwellen derart hinsichtlich der Richtcharakteristik zu verbessern, daß die Richtwirkung des Antennensystems möglichst wenig ausgeprägt ist oder vollkommen fehlt.

Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, ein Antennensystem einer Heckglasscheibe mit einem elektrischen Heizelement für die Entfernung eines Feuchtigkeitsbeschlags zu schaffen, welches Geräusche oder ein Rauschen im Radioempfänger verursachende Störwellen unterdrückt oder herabsetzt und somit die Geräuschcharakteristika erheblich verbessert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Antennensystem gelöst, welches eine transparente Glasscheibe, ein elektrisches Heizelement für die Entfernung eines Feuchtigkeitsbeschlags und eine Antenne umfaßt. Das elektrische Heizelement besteht aus einer Vielzahl von Heizstreifen und aus zwei Sammelleitungen zu beiden Seiten der Heizstreifen, und zwar in einer Heizregion auf oder in der Glasscheibe. Die Antenne ist über dem elektrischen Heizelement angeordnet. Die Antenne ist im Sinne einer Beseitigung der Richtwirkung ver-

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bessert, so daß die Richtwirkungskurve nicht oder in weniger ausgeprägtem Maße die Form einer 8 hat. Hierzu ist die Sammelleitung auf einer Seite in zwei oder mehrere Abschnitte unterteilt, so daß man für das elektrische Heizelement eine U-förmige Anordnung erhält. Darüberhinaus weist die Antenne ein unsymmetrisches Huster auf in Bezug auf die vertikale Mittellinie der Heckglasscheibe und die Einspeisungsstelle der Antenne ist im Seitenbereich vorgesehen·

Das erfindungsgemäße Antennensystem umfaßt eine Hochfrequenzverstärkerschaltung, welche mindestens einen Frequenzbandbereich des UKW-Bereichs und/oder des Mittelwellenbereichs und/oder des Langwellenbereichs und/oder des Kurzwellenbereichs der Rundfunkwellen verstärkt und unerwünschte Frequenzbanden beschneidet oder unterdrückt, insbesondere die Frequenzbanden von Fernsehsendungen über dem Frequenzband des frequenzmodulierten UKW-Bereichs sowie unerwünschte Frequenzbereiche zwischen dem UKW-Bereich und dem amplitudenmodulierten Frequenzbereich der Rundfunkwellen sowie unerwünschte Frequenzbereiche unterhalb des Frequenzbereichs der Kurzwellenrundfunks endungen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht eines herkömmlichen Antennensystems auf einer Heckglasscheibe eines Automobils;

Fig. 2 ein Diagramm der Richtwirkungsverteilung bei dem herkömmlichen Antennensystem gemäß Fig. 1;

Fig. 3 bis 14, 24 und 27 Draufsichten verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Antennensystems für die Heckscheibe eines Automobils;

Fig. 15 ein Vergleichsantennensystem;

Fig. 16 Diagramme der Richtwirkungsverteilung des Antennensystems gemäß Fig. 15;

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Fig. 17 ein Frequenzcharakteristikdiagramrc einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochfrequenzverstärkerschaltung;

Fig. 18 ein Detailschaltbild der Hochfrequenzverstärkerschaltung ;

Fig. 19 bis 23 Frontansichten von Antennensystemen und zugeordnete Diagramme der Richtwirkungsverteilung gemäß vorliegender Erfindung;

Fig. 25, 28 und 29 Richtwirkungsverteilungsdiagramme von praktischen Antennensystemen gemäß vorliegender Erfindung;

F^g. 26 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Empfindlichkeit (dB) der Antenne von der Länge (mm) eines Hilfsantennenstreifens; und

Fig. 27 ein Diagramm zur Definition der Länge 1 des Hilfsantennenstreifens.

Das Antennensystem 10 für die Heckscheibe umfaßt eine Antenne 12 mit einem spezifischen Streifenmuster und ein elektrisches Heizelement 16 zur Entfernung eines Feuchtigkeitsbeschlags, bestehend aus einer Vielzahl von Heizstreifen 13 und Sammelleitungen 14, 15, 15'. Die Einspeisungsstelle 18 für die Verbindung einer Antennenleitung 17 mit der Antenne 12 ist an einer Seite der Heckscheibe vorgesehen (Fig. 3 bis 10).

Das Antennensystem 10 ist mit einer Hochfrequenzverstärkerschaltung 19 zur Verstärkung des in der Antenne 12 induzierten Hochfrequenzstroms verbunden (Fig. 11 bis 13). Ein Geräuschfilter 20 liegt zwischen dem Stromquellenanschluß der Hochfrequenzverstärkerschaltung 19 und einer Stxonquelle 32.

Die Heckscheibe mit dem erfindungsgemäßen Antennensystem umfaßt ein elektrisches Heizelement 16 für die Entfer-

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nung eines Feuchtigkeitsbeschlags und für die Verhinderung eines Beschlagens der Heckscheibe mit Feuchtigkeit. Dieses Heizelement ist in der Glasscheibe des Heckfensters in der gewünschten Beheizungsregion vorgesehen (Fig. 3 bis 14). Das elektrische Heizelement 16 umfaßt eine Vielzahl von Heizstreifen 13 und Sammelleitungen 14, 15, 15' an beiden Seiten der Heizstreifen 13.

Bei einer typischen Ausführungsform des elektrischen Heizelements gemäß den Fig. 3 bis 13 ist eine Vielzahl von Heizstreifen vorgesehen mit einer Breite von je 0,5 bis 2 mm, und zwar parallel zueinander mit einem Abstand von jeweils bis 4 cm in Querrichtung der Glasscheibe, welche in einen Rahmen des Heckfensters eingesetzt ist. Sammelleitungen 14, 15, 15' sind zu beiden Seiten der Heizstreifen 13 angeordnet. Diese Heizstreifen und Sammelleitungen werden durch Aufdrucken einer elektrisch leitfähigen Paste gebildet. Die Paste wird hergestellt durch Dispergieren eines Silberpulvers und einer niedrigschmelzenden Glasfritte in einem organischen Medium» Diese Paste wird auf die Glasscheibe aufgedruckt oder in die Glasscheibe eingebracht und dann gesintert oder gebacken. Man kann auch ein elektrisches Heizelement aus Metalldrähten vorsehen, welche zwischen die laminierten Glasscheiben eingelegt sind, wobei ebenfalls Sammelleitungen zu beiden Seiten der Metalldrähte vorgesehen sind»

Zur Verhinderung einer Verschlechterung der Richtwirkung der Antenne bei UKW-Empfang aufgrund des elektrischen Heizelements 16 ist die Sammelleitung auf einer Seite in zwei oder mehrere Abschnitte unterteilt, so daß das elektrische Heizelement 16 ein tj-förmigea Muster hat. Dies ist ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Antennensystems. Die Sammelleitung auf einer Seite ist unterteilt in eine obere Sammelleitung 15 und eine untere Sammelleitung 15' geeigneter Lange. Mit der oberen Sammelleitung 15 und der unteren Sanasel-

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leitung 15' ist jeweils ein Zuleitungsdraht 21 bzw. 21» verbunden. Der Strom fließt somit von der unteren Sammelleitung 15' durch die Sammelleitung 14 auf der anderen Seite und durch die obere Sammelleitung 15 gemäß einem ^]-^förmiS^en Muster, wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt. Ferner kann der Strom von der Sammelleitung 14 zur Sammelleitung 15 und andererseits zur Sammelleitung 15' fließen, wie in Fig. 13 gezeigt.

Zur Verbesserung der Richtcharakteristik bei UKW-Empfang wird die obere Sammelleitung 15 geerdet. Dies ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung. Zur Vermeidung eines Rauschens aufgrund der Stromzuführungsleitung für das elektrische Heizelement und zur Verhinderung eines Rauschens durch das elektrische Heizelement selbst liegt ein Kondensator 22 zwischen der Stromzuführungsleitung 21' und Erde.

Bei den Ausfiihrungsformen der Fig. 11 und 12 ist die obere Sammelleitung 15 geerdet, und die untere Sammelleitung 15* ist mit der Stromzuführung verbunden. Die Stromzuführungsleitung 21' des Heizelements ist über den Kondensator 22 geerdet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 13 sind die obere Sammelleitung 15 und die untere Sammelleitung 15' geerdet, und der Kondensator 22 liegt zwiechen der Stromzuführungsleitung 21· für die Sammelleitung 14 und Erde. Eine Antenne 12 mit einem spezifischen Streifenmuster ist über dem elektrischen Heizelement 16 auf der Glasscheibe 11 angeordnet. Die Antenne 12 hat einen Abstand vom elektrischen Heizelement von mehr als 2 cm zur Verhinderung eines elektrischen Kurzschlusses sowie einen Abstand vom Rahmen des Fensters von etwa 1 bis 6 cm zur Verhinderung einer Verringerung des Antennengewinns .

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Es wird jeweils ein geeignetes Antennenmuster ausgewählt, so daß man optimale Charakterlstlka erzielt, und zwar je nach der Gestalt des Automobils, der Gestalt, Größe und Struktur der Glasscheibe. Das Antennenmuster der Glasscheibenantenne der Heckscheibe mit einem elektrischen Heizelement für die Vermeidung eines Feuchtigkeitsbeschlags ist in Bezug auf die vertikale Mittellinie A-A¹ des Automobils 23 gemäß Fig. 14 asymmetrisch. Die Einspeisungs- oder Anzapfstelle der Antennenstreifen, an der die Antennenleitung angeschlossen ist, befindet sich vorzugsweise auf der rechten oder der linken Seite der Glasscheibe. Hierdurch wird eine Verbesserung hinsichtlich der 8-Form der Charakteristik der Antenne erzielt.

Wenn das Antennenmuster in Bezug auf die vertikale Mittellinie des Automobils asymmetrisch ist und wenn die Verbindungsstelle der Antennenstreifen auf der rechten oder linken Seite der Glasscheibe angeordnet ist, so wird die Mittellinie für die Funktion der Antenne aus der Mittellinie des Automobils verschoben. Zum Beispiel kann die Richtung der Funktion der Antenne um etwa 90° zum Körper des Automobils verschoben werden. Man erhält hierdurch eine wesentliche Verbesserung der 8-Form der Richtwirkungscharakteristik.

Die Antennenstreifen werden durch Aufdrucken einer elektrisch leitfähigen Paste in Form eines gewünschten Musters und durch Backen der Paste gebildet. Die Antennenstreifen können ferner gebildet werden, indem man Metalldrähte im Zwischenfilm einer laminierten Glasscheibe anordnet. Ferner können Antennenstreifen auf verschiedenste andere Weise auf oder in der Glasscheibe ausgebildet sein.

Die Antenne 12 kann ein solches Muster aufweisen, daß man einen hohen Antennengewinn erzielt, und zwar sowohl für den UKW-Bereich als auch für den amplitudenmodulierten Be-

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reich, so daß die Antenne gleichermaßen für den UKtf-Bereich als auch für den DK-Bereich verwendbar ist. Es ist ferner möglich, das Muster so zu wählen, daß ein Teil der Antenne in der Hauptsache dem Empfang der amplitudenmodulierten Rundfunkwellen dient, während ein anderer Teilbereich in der Hauptsache dem Empfang der frequenzmodulierten Rundfunkwellen dient. Es ist ferner möglich, das Muster so zu wählen, daß ein Teil sowohl dem Empfang von frequenzmodulierten Rundfunkwellen als auch dem Empfang von amplitudenmodulierten Rundfunkwellen dient, während ein anderer Teil in der Hauptsache dem Empfang von amplitudenmodulierten Rundfunkwellen dient.

Typische Antennenmuster des erfindungsgemäßen Antennensystems sind in den Fig. 6 bis 13 gezeigt. Dabei ist jeweils ein Hauptantennenstreifen 24 mit einer Einspeisungsstelle 18 an einer Seite der Glasscheibe 11 vorgesehen, und zwar auf einer Seite über dem Heizelement 16 auf der Glasscheibe 11 des Heckfensters. Der Hilfsantennenstreifen 25 ist mit einem spezifischen Abstand vom Hauptantennenstreifen 24 angeordnet und erstreckt sich in Querrichtung zur Glasplatte 11 in der Nähe des Rahmens, und zwar oberhalb oder unterhalb des Hauptantennenstreifens 24. Der Hauptantennenstreifen 24 ist mit dem Hilfsantennenstreifen 25 über einen Phaseneinstellantennenstreifen 26 verbunden. Dieses Muster ist besonders günstig. Der Hauptantennenstreifen 24 des Antennensystems erstreckt sich in Querrichtung von einer Seite des Fensters zur Mitte der Glasscheibe 11 hin, welche in das Heckfenster eines Automobils eingesetzt ist.

Der Hauptantennenstreifen 24 ist vorzugsweise an einem Ende an der Einspeisungsstelle 18 mit dem Antennenverbindungsdraht verbunden, während das andere Ende, welches der Einspeisungsstelle 18 abgewandt ist, frei ist. Vorzugsweise ist der Hauptantennenstreifen 24 asymmetrisch in Bezug

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auf die vertikale Mittellinie des Antennensystems 10. Das freie Ende des Hauptantennenstreifens 24 liegt vorzugsweise im mittigen Bereich des Antennensystems 10. Der Hauptantennenstreifen 24 ist nicht auf einen geradlinigen Streifen beschränkt. Es kann eine Vielzahl von Streifen vorgesehen sein sowie verzweigte Streifen, zurückgeführte Streifen oder gekrümmte Streifen. Die Länge des Hauptantennenstreifens liegt vorzugsweise im Bereich von Λ/4 + λ/20α, wobei Λ die Wellenlänge der gewünschten mittleren Frequenz des UKW-Rundfunkfrequenzbereichs bedeutet und wobei α den Wellenlängenverkürzungskoeffizienten des Antennensystems bezeichnet. Vorzugsweise beträgt die Länge etwa 40 cm bis 90 cm.

Erfindungsgemäß befindet sich der Hilfsantennenstreifen 25 oberhalb des Hauptantennenstreifens 24 oder nahe des Fensterrahmens am oberen Seitenteil oder unterhalb des Hauptantennenstreifens 24 oder nahe des Fensterrahmens am unteren Seitenteil. Der Hilfsantennenstreifen

25 erstreckt sich in transversaler Richtung mit einem spezifischen Zwischenraum zum Hauptantennenstreifen 24.

Der Zwischenraum ist im Hinblick auf die Empfangsempfindlichkeit 1 bis 3 cm breit.

Wenn der Hilfsantennenstreifen 25 auf der Glasscheibe 11 in der Nähe des Fensterrahmens angeordnet ist, so beträgt der Zwischenraum bzw. Abstand zum Fensterrahmen vorzugsweise etwa 1 bis 5 cm. Der Hilfsantennenstreifen hat mindestens ein freies Ende. Der Hilfsantennenstreifen 25 kann auf der Glasscheibe 11 im mittigen Bereich oder in einem Seitenbereich angeordnet sein. Die Länge, Breite und Anzahl der Hilfsantennenstreifen 25 kann von der Form des Automobilkörpers, von der Größe des Glasfensters und anderen Faktoren abhängen. Eine optimale Hilfsantenne hat ein in Querrichtung symmetrisches Muster. Der Phaseneinstellantennenstreifen

26 dient der Einstellung der Phasen der UKW-Rundfunkwelle

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an der Einspeisungsstelle 18 des Hauptantennenstreifens 24 und des Hilfsantennenstreifens 25, welche unterschiedliche Richtcharakteristika aufweisen, sowie der Zusammensetzung des Hauptantennenstreifens 24 und des Hilfsantennenstreifens

25 unter optimalen Bedingungen sowie der Steigerung der Empfindlichkeit des Empfangs von IHK-Rundfunkwellen. Die Länge des Phaseneinstellantennenstreifens 26 ist derart gewählt, daß die Phase des Empfangswellenbereichs in zweckentsprechender Weise eingestellt wird. Der Phaseneinstellantennenstreifen 26 verbindet die Einspeisungsstelle des Hauptantennenstreifens 24 mit dem Hilfsantennenstreifen 25. Zum Beispiel ist die Länge des Phaseneinstellantennenstreifens

26 derart gewählt, daß sie in Resonanz mit dem UKW-Rundfunkfrequenzband (76 bis 90 MHz) steht. Insbesondere ist die Länge derart gewählt, daß sie h/k, 3/4\, 5/4 Λ ,

n/4 λ beträgt, wobei Λ die Wellenlänge der mittleren Frequenz des UKW-Rundfunkfrequenzbandes beträgt und wobei η eine ungerade Zahl bedeutet. Es ist in der Pr_lAxis bevorzugt, eine Länge von λ/4 + Λ/20 zu wählen oder eine Länge von 3/4A + V20 n/4 Λ + Λ/20.

Bei dem erfindungsgemäßen Antennensystem ist die Wellenlänge der empfangenen Rundfunkwelle verkürzt, so daß ein Wellenlängenverkürzungskoeffizient α mit der Wellenlänge multipliziert werden muß. Der Phaseneinstellantennenstreifen 26 einschließlich des Hilfsantennenstreifens 25 auf einer Seite des Antennensystems 10 gemäß Fig. 6 hat eine Länge von 3/4 Λ χ α, wobei A eine Wellenlänge entsprechend etwa 83 MHz in der Mitte des UKW-Frequenzbandes bezeichnet und wobei α etwa 0,7 beträgt (Wellenlängenverkürzungskoeffizient). Somit beträgt die Länge des Phaseneinstellantennenstreifens etwa 1900 mm.

Bei dem Antennensystem für die Heckscheibe eines herkömmlichen Automobils wird in der Praxis eine Länge von

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3/4 λ ausgewählt, und zwar unter dem Gesichtspunkt der Abmessungen der Glasscheibe und unter dem Gesichtspunkt der Beschränkung des für die Antennenstreifen zur Verfügung stehenden Raums. Üblicherweise erfolgt die Auswahl im Bereich von 3/4Λ+ 1/20λ, d.h. z.B. im Bereich von 1900 mm + 100 mm bei obiger Dimensionierung. Der Phaseneinstellantennenstreifen 26 hat vorzugsweise ein asymmetrisches Muster in Bezug auf die vertikale Mittellinie der Glasscheibe und er erstreckt sich in Querrichtung und verläuft im wesentlichen parallel zum Hauptantennenstreifen 24 und zum Hilfsantennenstreifen 25 mit Jeweils einem Spalt»

Die Fig. 6 bis 10 zeigen, daß das Muster des Phaseneinstellantennenstreifens 26 einen zurückgeführten Bereich aufweisen kann oder einen Verzweigungsbereich 23 oder es kann aus einer Vielzahl von Streifen bestehen. Der Phaseneinstellantennenstreifen 26 ist mit dem Hauptantennenstreifen 24 verbunden, um einen Verlust der Empfangsempfindlichkeit des Hauptantennenstreifens 24 zu vermeiden sowie einen Verlust hinsichtlich der Richtcharakteristika bei UKW-Rundfunkwellen. Zum Beispiel ist der Phaseneinstellantennenstreifen 26 mit demjenigen Teil des Hauptantennenstreifens 24 verbunden, welcher nicht den Hauptfunktionsbereich des Hauptantennenstreifens 24 bildet, z.B. mit dem Bereich in der Nähe der Einspeisungssteile 18. Der Phaseneinstellantennenstreifen 26 ist ferner mit dem Hilfsantennenstreifen 25 verbunden, so daß ein Verlust der Empfangsempfindlichkeit des Hauptantennenstreifens 24 vermieden wird sowie ein Verlust der Richtcharakteristika bei UKW-Rundfunkempfang. Zum Beispiel ist der Phaseneinstellantennenstreifen 26 mit dem mittleren Bereich des Hilfsantennenstreifens 25 verbunden oder mit einem Bereich in der Nähe des Endes des Hilfsantennenstreifens 25.

Der Einspeisungspunkt 18 des Hauptantennenstreifens 24 ist vorzugsweise im Seitenbereich der Glasscheibe 11 ange-

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ordnet, und zwar entweder auf der rechten oder linken Seite, und zwar entweder im oberen Bereich, im mittleren Bereich oder im unteren Bereich. Die Position der Einspeisungsstelle 18 wird je nach der speziellen Konstruktion ausgewählt. Die wirksame oder effektive Mittellinie des Antennensystems kann von der vertikalen Mittellinie der Glasscheibe verschoben werden, so daß die Auswirkungen von sekundären Strahlungen der UKW-Rundfunkwellen durch den Körper des Automobils auf ein Minimum herabgedrückt werden können und die 8-förmige Charakteristik verbessert werden kann.

Wenn die Verwendung solcher Antennenstreifen nicht zum Empfang von LMK-Rundfunkwellen ausreicht, so kann man einen Antennenstreifen 29 für LMK-Rundfunkempfang oder amplitudenmodulierten Rundfunkempfang gemäß Fig. 12 vorsehen. Es ist auch möglich, ein Reaktanzelement oder Drosselelement oder Spulenelement zwischen dem LMK- Antennenstreif en 29 und dem Hauptantennenstreifen 24, dem Hilfsantennenstreifen 25 oder dem Phaseneinstellantennenstreifen 26 vorzusehen. Auf diese Weise kann die Empfangswelle eines UKW-Rundfunkwellenbandes beschnitten werden und Verluste hinsichtlich der Richtcharakteristika der UKW-Rundfunkwellen durch den LMK-Antennenstreifen 29 können verhindert werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Antennensystem verwendet man optimal eine Hochfrequenzverstärkerschaltung 19 für den Empfang von amplitudenmodulierten und/oder frequenzmodulierten Rundfunkwellen. Die Fig. 11 bis 13 zeigen bestimmte Ausführungsformen einer Hochfrequenzverstärkerschaltung 19 zwischen der Einspeisungsstelle 18 und einem Radioempfänger Vorzugsweise verwendet man eine Hochfrequenzverstärkerschaltung 19 mit einer Frequenzcharakteristik zur Verstärkung mindestens einer Frequenzbandregion der UKW-Rundfunkwellen oder der LMK-Rundfunkwellen (Mittelwellen, Langwellen oder Kurzwellen) , während andererseits Störwellen herausgeschnitten

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werden, die zu Geräuschen beim Empfang der Rundfunkwellen dienen, z.B. Störwellen aufgrund der Fernsehsendesignale, Störwellen aufgrund unerwünschter Wellen niedriger Frequenz und Störwellen aufgrund imeK-Tünseiiter Wellen hoher Frequenz sowie unerwünschter Zwischeiifrequenz»

Die Hochfrequenzverstärkerschaltuaag kann als !Combination von Hochf^equenzverstärkerschaltungen zur Verstärkung in den genannten Frequenzbandbereichen vorliegen. Es ist somit vorteilhaft, eine HochfrequenzverStärkerschaltung in Form einer integrierten Schaltung oder in Form diskreter Schaltelemente vorzusehen, um die Verstärkung in den gewünschten Frequenzbandbereichen vorzunehmen. Diese Wahl wird je nach den Kosten und der gewünschten kompakten Abmessung des Geräts getroffen. Radioempfänger für Automobile sind gewöhnlich sowohl für den Empfang von amplitudenmodulierten Rundfunksendungen als auch für den Empfang von frequenzmodulierten Rundfunkwellen ausgelegt. Vorzugsweise dient die Hochfrequenzverstärkerschaltung sowohl zur Verstärkung des Frequenzbandbereichs im UKW-Rundfunkbereicli als auch im LMK-Rundf unkbereich.

Zum Beispiel liegen die LMK-Rundfunkwellen in Japan im Bereich von 530 bis 1610 kHz, während die UKW-Rundfunkwellen im Bereich von 76 bis 90 MHz liegen und die Fernsehwellen im Bereich von 90 bis 110 MHz liegen. Es ist daher bevorzugt, eine Hochfrequenzverstärkerschaltung zu verwenden, welche derart ausgelegt ist, daß sie die Bandbereiche von 530 bis 1610 kHz und 76 bis 90 MHz verstärkt, aber die Frequenzbandbereiche von mehr als 90 MHz wegschneidet. Die Bandregionen für Mittelwellenrundfunkempfang, UKW-Rundfunkempfang und Fernsehempfang sind in verschiedenen Ländern verschieden. Die Frequenzbandbereiche,in denen verstärkt werden soll, und die herauszuschneidenden Frequenzbandbereiche

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werden demgemäß entsprechend den örtlichen Gegebenheiten ausgewählt, und somit wind die Hochfrequenzverstärkerschaltung ebenfalls entsprechend den örtlichen Gegebenheiten aufgebaut.

Die Hochfrequensverstärkerschaltung kann im Radioempfänger vorgesehen sein oder sie kann zwischen der Einspeisungsstelle der Antenne und dem Antennenanschluß des Radioempfänger angeordnet werden oder sie kann an oder in der Glasscheibe einstückig vorgesehen sein oder mit einem Bindemittel befestigt werden. Es ist bevorzugt, ein Geräuschfilter 20 vorzusehen, welches ein Rauschen aufgrund der Stromquelle 32 verhindert und zwischen dem Stromquellenanschluß 31 des Hochfrequenzverstärkers 19 und der Stromquelle 32 liegt. Der Geräuschfilter 20 gemäß den Fig. 10 bis 12 umfaßt einen Widerstand 33 in Reihe zwischen dem Stromquellenanschluß 31 und der Stromquelle 32 sowie einen Kondensator 34 zwischen dem Stromqpellenanschluß und Erde. Hierdurch können Geräusche ausgezeichnet vermieden werden. Die Verwendung eines Geräuschfilters ist nicht kritisch, und es können versehiödenste Typen von Geräuschfiltern verwendet werden. Das Geräuschfilter 20 zum Herausfiltern eines Rauschens kann in dar Hochfrequenzverstärkerschaltung vorgesehen sein oder es kann zwischen den Zuleitungsdrähten der Stromzuführung vorgesehen sein oder direkt mit der Stromquelle verbunden sein.

Fig. 17 zeigt ein charakteristisches Frequenzdiagramm einer Ausführungsform einer Hochfrequenzverstärkerschaltung 19. Fig. 18 zeigt ein Schaltbild einer Ausführungsform der Hochfrequenzverstärkerschaltung. Bei dieser Ausführungsform gelangt das Signal vom Antennensystem in die Verstärkerschaltung und es wird in ein frequenzmoduliertes Rundfunkwellenband und ein amplitudenmoduliertes Rundfunkwellenband aufgeteilt. Der Transistor TR₁ wird für das frequenz-

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modulierte RundfuntaeLlenfoand verwendet und die Transistoren TR2 und TR-* werden für das amplitudeamodulierte Rundfunkwellenband verwendet. Die RundfuiAwellenbereiche werden sodann verstärkt und wieder zusammengesetzt. Es wird aus-» schließlich das frequenzmodulierte Rundfunkwellenband im Bereich von 76 bis 90 MHz verstärkt, und zwar durch Impedanzanpassung und durch den Filtereffekt mit dem Antennenmuster und durch die Wahl der Werte für L und C, wobei andere Banden herausgeschnitten werden. Andererseits wird nur der amplitudenmodulierte Rundfunkwellenbereich von 535 bis 1605 kHz hindurchgelassen und verstärkt, wozu die Filter mit L, C und R dienen.

Zum Vergleich der Charakteristika des erfindungsgemäßen Antennensystems mit herkömmlichen Antennensystemen wurden die folgenden Antennensysteme hergestellt und hinsichtlich ihrer Richtcharakteristika ausgemessen. Das Glasantennensystem 10 umfaßt jeweils einen Hauptantennenstreifen 24 mit dem Muster gemäß Fig. 19a, wobei a = 415 mm; b = 35 mm; c = 65 mm und d = 515 mm gilt» Bei einem Glasantennensystem 10 mit einem Hauptantennenstreifen 24 und einem Phaseneinstellantennenstreifen 26 liegt das Muster gemäß Fig. 20a vor, wobei a = 415 mm; b = 35 mm; c = 35 mm; d = 515 mm und e = 30 mm gelten.

Ein Glasantennensystem 10 mit einem Phaseneinstellantennenstreifen 26, welcher gegenüber demjenigen der Fig.20 verlängert ist, wird in Fig. 21a gezeigt, wobei a = 415 mm; b = 35 mm; c = 35 mm; d = 515 mm; e = 30 mm und f = 20 mm gilt. Fig. 22a zeigt ein Glasantennensystem 10 mit einem Hilfsantennenstreifen 25, wobei a = 300 mm; b = 25 mm; c = 75 mm und d = 515 mm gilt. Das Glasantennensystem 10 gemäß Fig. 23a umfaßt in Kombination einen Hauptantennenstreifen 24, einen Phaseneinstellantennenstreifen 26 und den Hilfsantennenstreifen 25, wobei a = 515 mm; b = 300 mm; c = 25 mm;

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d = 25 mm; e = 20 mm; f = 30 mm; g = 35 am; h = 100 mm und I ξ 10 mm gilt.

Die Ergebnisse der Richtcharakteristikmessungen sind in den Fig. 19 bis 23 dargestellt. Die Fig. 19b bis 23b zeigen die Ergebnisse der Richtcharakteristikmessungen bei 80 MHz. Die Fig. 19c bis 23c zeigen die Richtcharakteristika bei 84 MHz.

Man erkennt aus den Figuren, daß ein Antennensystem mit einem Hauptantennenstreifen, einem Hilfsantennenstreifen und einem Phaseneinstellantennenstreifen einen höheren Antennengewinn für den Empfang zeigt als ein Antennensystem, welches nur einen Hauptantennenstreifen und/oder einen Hilfsantennenstreifen oder nur einen Hauptantennenstreifen und einen Phaseneinstellantennenstreifen zeigt. Der Antennengewinn it um 6dB höher als bei einer Antenne, welche ausschließlich aus einem Hauptantennenstreifen besteht,und um 6 dB höher als bei einer Antenne, welche ausschließlich einen Hilfsantennenstreifen aufweist (bei 84 MHz). Daher wird die UKW-Richtcharakteristik wesentlich verbessert.

Fig. 20 zeigt das Antennensystem mit einem Phaseneinstellantennenstreifen, dessen Länge nicht ausreicht, um die Phase einzustellen. Man erkennt aus Fig. 20, daß die Richtcharakteristika und die Empfangsempfindlichkeit wesentlich schlechter sind als bei einem Antennensystem mit einem ausreichend langen Phaseneinstellantennenstreifen (Fig. 21 und 23).

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert.

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Beispiel 1

Antennenstreifen.und elektrische.Heizelemente mit den Mustern, gemäß Fig. 24 w©rd©a aufgedrückt«, Hierzu wird eine Silberpaste verwendet«, !fen wendet das Seidengitterdruck= verfahren an. Die bedruckte Glasplatte wird, zum Backen der Paste erhitzt. Dabei erhält Baa. ©in GlasschQibeBanteanen= system, bei dem di© @inz©lsi©a Aat©Hsent©il© die folgenden Abmessungen habens a s 515 w&i te = 300 m®g c ~ 25 mm; d =s 25 mm; e = 20 mm; f = 30 mmg g s 35 fflffli h = 100 nm^i = 10 mm.

Die Verteilungskurv© d®z° Richtcharakteristik wurde bei verschiedenen UKW-Frequenzen gemessen» Sie ist in Fig.25 als Kurve A dargestellt. Die Ergebnisse der Richtcharakteri» - stika werden bei den nachstehendon Frequenzen erhalten.

Fig. 25(a) (b) (c) (d) (e)

(MHz) 76 80 84 88/90

Man erkennt aus den Figuren_r daß"die Richtcharakteristik im UKtf-Frequenzbandber©ieh wesentlich verbessert wird_f und zwar im Sinne einer Beseitigung der 8-Form der Rieht» " charakteristik.

Beispiel 2

Bei dem Antennenmuster der Fig. 24 wird die Länge a des Hilfsantennenstreifens (1 in Fig. 17) variiert. Die übrigen Länge und Abstände bleiben gleich. Die Länge a hat den Wert 270 mm, 300 mm, 350 ram_t 400 mm oder 450 mm. Die Durchschnittswerte und die Minimumwerte der Empfangsempfindlichkeiten bei 76 MHz, 84 MHz oder 90 MHz werden gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 26 dargestellt, und zwar in Form eines Diagramms der Empfangsempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Länge des Hilfsantennenstreifens. Man erkennt aus dieser graphischen Darstellung, daß bei einer Länge 1 des

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am) die Empfindlielikeitea über dem gesamten Frequenzband- günstig sind»

In Fig. 26 zeigt üie vollausgezogene Linie den

Bu^ehsehnittvert der Empiäiigöeffipfindllchkeit der Antenne im 60 dS-Feld und die Pi?sirtjLi&Ie zeigt den minimalen Wert der Esapfangsempfindlichliolten«, Sarüberhinaus sind die Empfangs-

©spfindlichkeiten, bei vös'saiiledeiien, Frequenzen durch Kurven (aasigesteilt, welche mit 2^₀ j isid ζ bezeichnet sind. Die Euur^© χ bezieht sich auf 76 HHz (Symbol ·); die Kurve y besieget sich auf 84 MHz (Symbol x) und die Kurve ζ bezieht auf 90 MHz (Symbol »).

Antemaenstraifei? land elektrische Heizelemente mit

Huster gemäß Figo 'Vl werden mit Hilfe einer Silberpaste dem Seidengitterdruck^erfahren auf eine Glasplatte auf, und die Paste wird anschließend gebacken oder gewobei man ©ine Glasscheibe mit einem Antennensystem das Heckfenster eines Automobils gemäß Fig. 11. erhält. DI© Richtcharakteristika der verschiedenen UKW-RundfunkfPQquenzen werden gemessen. Die Ergebnisse der Richtcharakteristik-Verteilungskurve sind in Fig. 28 dargestellt (Kurve A). Bi© Richtcharakteristika wurden ohne eine Hochfrequenzverstärkerschaltung gemessen, und zwar bei einer gleichförmigen Feldintensität von 60 dB bei verschiedenen ÜKW-Rundfunkfrequenzbandbereichen, nämlich bei 76 MHz, 80 HHz, 84 MHz, 88 MHz oder 90 MHz.

Beispiel 4

Antennenstreifen und elektrische Heizelemente mit dem Muster gemäß Fig. 12 werden mit Hilfe einer Silberpaste nach dem Seidengitterdruckverfahren auf eine Glasscheibe ge-

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druckt und gebacken, w"b©i sau. eine Glasscheibe mit einem Antennensystem für das Heckfenster ©In©s Automobils gemäß Fig. 12 erhält. Die Richtcha^akteristika bei verschiedenem UKW-Rundfunkfrequenzen werden gemessen,, Die Ergebnisse, d_eh. die Richtcliarakteristik-Verteilragstarven, sind in Fig. 29 gezeigt (Kurve A). Die Richtcharakteristik wurden ohne eine Hochfrequenzverstärkerschaltung bei einer gleichförmigen Feldintensität von 60 dB gemessen, und zwar bei verschiedenen UKtf-Frequenzbandbereichen, nämlich bei 76 MHZ, 80 MHz, 85 MHz oder 90 MHz.

Vergleichsbeispiel

Eine der Sammelleitungen des elektrischen Heizelements wird in zwei Teile unterteilt und die untere Sammelleitung wird geerdet. Dabei erhält man das Antennensystem gemäß Fig. 15 für ein Automobil. Die Richtcharakteristika im UKW-Rundfunkbereich werden wiederum gemessen. Die Richtcharakteristik-Verteilungskurve ist in Fig. 16 gezeigt (Kurve c). Man erkennt aus den Beispielen 3 und 4 und aus dem Vergleichsbeispiel 1, daß das erfindungsgemäße Antennensystem einen gleichförmigen Antennengewinn zeigt sowie eine überlegene Richtcharakteristik im Sinne einer weitgehenden Unterdrückung der Richtwirkung im UKW-Rundfunkwellenbereich, und zwar im Vergleich mit dem Vergleichsbeispiel 1.

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1A-2830
A-215

ASAHI GLASS COMPANY, LTD. Tokyo, Japan

Antennensystem für eine Automobilglasscheibe

Zusammenfassung

Es wird ein Antennensystem für die Heckscheibe eines Automobils geschaffen. Die Heckscheibe umfaßt ein elektrisches Heizelement zur Entfernung eines Feuchtigkeitsbeschlags sowie ein Muster von Leiterstreifen für eine Antenne. Das Antennenmuster und das Muster der Sammelleitungen für das elektrische Heizelement sind derart modifiziert, daß die Richtwirkungsfreiheit bei UKW-Empfang eines Autoradioempfängers verbessert wird.

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L e e r s e i f e

Claims

Patentansprüche

1./ Antennensystem für ein Automobilfensterglas mit einer transparenten Glasscheibe; mit einem der Entfernung eines Feuchtigkeitsbeschlags dienenden elektrischen Heizelement, welches eine Vielzahl von Heizstreifen und ein Paar Sammelleitungen zu beiden Seiten der Heizstreifen umfaßt und in einer Heizregion auf oder in der Glasscheibe vorgesehen ist; und mit einer Antenne, welche über dem elektrischen Heizelement vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster der Antenne (12) in Bezug auf die vertikale Hittellinie der Glasscheibe (1) asymmetrisch ist und daß die Einspeisungsstelle (18) der Antenne (12) im Seitenbereich der Glasscheibe (1) vorgesehen ist.

2. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Sammelleitungen in eine obere Sammelleitung (15) und eine untere Sammelleitung (15') unterteilt ist.

3. Antennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Sammelleitung (15) des elektrischen Heizelements (16) geerdet ist.

4. Antennensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Sammelleitung (15') mit einer Stromquelle über einen Verbindungsleiter (21V) verbunden ist, welcher über einen Kondensator (22) geerdet ist.

5. Antennensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und untere Sammeleitung (15,15*) geerdet sind und daß die andere Sammelleitung (14) des elektrischen Heizelements (16) mit einer Stromquelle über einen Verbindungsleiter (21^f) verbunden ist, welcher über einen Kondensator (22) geerdet ist.

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OBlGlNAL INSPECTED

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6. Antennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Hochfrequenzverstärkerschaltung (19) zur Verstärkung des Hochfrequenzstroms, welcher in der Antenne (12) durch empfangene Radiowellen im UKW-Bereich und/ oder im Hittelwellenbereich und/oder im Langwellenbereich und/oder im Kurzwellenbereich induziert wird.

7. Antennensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Stromversorgungseingangsanschluß (31) der Hochfrequenzverstärkerschaltung (19) und einer Stromquelle (32) für die Hochfrequenzverstärkerschaltung (19) eine Rauschfilterschaltung (20) vorgesehen ist.

8. Antennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (12) einen Hauptantennenstreifen (24) umfaßt sowie einen Hilfsantennenstreifen (25) * welcher über oder unter dem Hauptantennenstreifen (24) mit einem Abstand in Querrichtung angeordnet ist, sowie einen Phaseneinstellantennenstreif en (26), welcher den Hauptantennenstreifen (24) mit dem Hilfsantennenstreifen (25) verbindet, wobei die Einspeisungsstelle (18) der Antenne (12) am Antennenstreifen (24) im Seitenbereich der Glasscheibe (11) vorgesehen ist.

9. Antennensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptantennenstreifen (24) ein freies Ende hat.

10. Antennensystem nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptantennenstreifen (24) und der Hilfsantennenstreifen (25) in Querrichtung im wesentlichen parallel zueinander mit einem Spalt angeordnet sind.

11. Antennensystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptantennenstreifen (24),

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der Hilfsantennenstreifen (25) und der Phaseneinstellantennenstreifen (26) in verschiedenen Stufen in Querrichtung angeordnet sind.

12. Antennensystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Phaseneinstellantennenstreifens (26) einschließlich des Hilfsantennenstreifenteils (25) im Bereich von η Λ α/4+ λα/20 liegt, wobei η eine ungerade Zahl; λ die Wellenlänge der mittleren Frequenz des UKW-Frequenzbandes und α den Wellenlängenverkürzungskoeffizienten der Antenne bedeuten.

13. Antennensystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Hauptantennenstreifen (24), dem Hilfsantennenstreifen (25) und dem Phaseneinstellantennenstreifen (26) gebildete Antenne (12) in Bezug auf die vertikale Hittellinie der Glasscheibe (11) ein asymmetrisches Huster aufweist.

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