DE3640158A1 - Fensterscheibenantenne fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents
Fensterscheibenantenne fuer ein kraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fensterscheibenantenne für ein
Kraftfahrzeug, d. h. eine Antenne, die an oder in einem Fahrzeug-
Glasfenster angeordnet ist und zum Empfang von Radiowellen
verwendet wird.
In jüngster Zeit besteht bei Kraftfahrzeugen ein Trend, sog.
Fensterscheibenantennen zu benutzen, was bedeutet, Leiterstreifen
in einem Antennenmuster an einem Glasfenster, normalerweise
an der Heckscheibe, zusätzlich zu den üblichen Heckscheiben-
Heizstreifen anzubringen.
Bekannte Kraftfahrzeug-Fensterscheibenantennen werden in zwei
Arten eingeteilt entsprechend der Beziehung zwischen den Heizer-
und den Antennenstreifen. Die erste Art von Fensterscheibenantennen
kennzeichnet sich durch die elektrische Verbindung
zwischen den Antennen- und den Heizerstreifen, so daß die Heizerstreifen
als Antennen-Hilfselemente verwendet werden. Antennen
dieser Art besitzen jedoch Nachteile und bringen in verschiedener
Hinsicht Unbequemlichkeiten mit sich. Es besteht die
Notwendigkeit zu verhindern, daß die empfangene Radiowelle über
die Erdleitung der Heizstreifen an Masse abgeleitet wird, und
es muß auch verhindert werden, daß den Heizstreifen zugeführter
Gleichstrom zur Antennenklemme des Radioempfängers gelangt.
Natürlich werden die elektrischen Schaltungen, die zur Fensterscheibenantenne
gehören, sehr kompliziert, und es besteht immer
eine Möglichkeit, daß ein Kurzschließen infolge des den Heizstreifen
zugeführten Gleichstroms auftritt, wenn beispielsweise
relativ dünne Koaxialkabel benutzt werden. Außerdem besteht die
Möglichkeit, daß der Radioempfänger störende Geräusche abgibt,
wenn die Heckscheibenheizung beaufschlagt wird.
Bei der zweiten Art von Fensterscheibenantennen sind die zu den
Antennenelementen gehörigen leitenden Streifen unabhängig von
den Heizstreifen, so daß die eben angeführten Nachteile der
ersten Antennenart vermieden werden. Es ist jedoch in diesem Fall
ein Problem, daß der Antennengewinn entweder beim Empfang von amplitudenmodulierten
(Lang-, Mittel- oder Kurzwellen-) oder frequenzmodulierten
(UKW-)Sendungen zu niedrig liegt. Bei dem Empfang
von UKW-Sendungen ergibt eine Fensterscheibenantenne eine beträchtliche
Richtwirkung, so daß es schwierig werden kann, die
Sendungen unabhängig von der Fahrtrichtung gleichmäßig gut zu
empfangen. Es ist auch schwierig, ein Muster für eine Fensterscheibenantenne
zu bilden, das für UKW-Empfang sowohl in dem
in Japan verwendeten Band von 76 bis 90 MHz als auch in dem
sonst gebräuchlichen Band von 88 bis 108 MHz gut geeignet ist.
Diese Probleme der zweiten Art der Fensterscheibenantennen rühren
grundsätzlich davon her, daß nur ein schmaler oder kleiner
Glasbereich für das Antennenmuster über den Heckscheiben-
Heizstreifen übrig ist.
Es ist damit ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeug-
Fensterscheibenantenne, bevorzugt für den Empfang von UKW-
Wellen, zu schaffen, die unabhängig von den Heckscheiben-Heizscheiben
an der gleichen Fensterscheibe angeordnet ist und sowohl
im durchschnittlichen Gewinn als auch in den Richteigenschaften
im Gesamtbereich der erwähnten beiden Frequenzbänder
gegen dem Stand der Technik verbessert ist, und auch dann
brauchbar ist, wenn das Fensterglas relativ schmal ist, wie es
bei Heckscheiben von Steilheck- oder Kombiwagen der Fall ist.
Erfindungsgemäß wird eine Fahrzeug-Fensterscheibenantenne geschaffen
mit einem Hauptelement, das aus einem Leitstreifen gebildet
ist, der sich im wesentlichen horizontal von einem Seitenrandbereich
des Glasfenster bis zu einem Mittelbereich (in
Breitenrichtung der Scheibe gesehen) des Fensterglases erstreckt
und die Längs-Mittelachse des Glasfensters nicht überschneidet,
einem Phasen-Anpaßelement, aus einem Leitstreifen gebildet,
der sich im wesentlichen parallel zum Hauptelement von
dem Seitenrandbereich des Glasfensters in einer Länge entspricht,
die nicht kürzer als (λ/4)α - (λ/20)α ist, wobei λ die
Wellenlänge einer zu empfangenden UKW-Welle und α der Wellenlängen-
Kürzungskoeffizient der Fensterscheibenantenne (üblicherweise
beträgt der Wert von α ca. 0,7) ist, und einer
Verbindungsleitung, die sich innerhalb des Randbereiches
des Glasfensters im wesentlichen senkrecht zu dem Haupt- und
dem Phasenanpaßelement erstreckt und ein Ende des Phasenanpaßelementes
mit einem Ende des Hauptelementes verbindet. Die
Antenne ist an einem willkürlichen Punkt der Verbindungsleitung
mit einer Speisestelle elektrisch verbunden.
Die erfindungsgemäße Antenne dient als Empfangsantenne für
UKW-Sendungen und zeigt fast richtungsunabhängige Eigenschaften
mit hohem Durchschnittsgewinn bei jeder Frequenz in den
beiden genannten Bändern von 76-90 MHz bzw. 88-108 MHz. Die
verbesserten Charakteristiken und der gute Wirkungsgrad rühren
zum größten Teil von der Funktion des Hauptelementes her,
das an einer Seite der Längs-Mittelachse des Glasfensters
liegt. Das Phasenanpaßelement erfüllt in erster Linie die
Funktion einer Anpassung der Phasendifferenz, bis zum Verschwinden
derselben, zwischen der ankommenden direkten Welle
und indirekten Wellen, die von dem Fahrzeugchassis, von
menschlichen Körpern, von Masse, von nahegelegenen Gebäuden
usw. reflektiert werden, und trägt demzufolge zur Richtungsunabhängigkeits-
Charakteristik der Antenne bei. Da die in dem
Phasenanpaßelement induzierte elektromotorische Kraft mit der
in dem Hauptelement induzierten elektromotorischen Kraft kombiniert
wird, wird der Gewinn der Gesamtantenne weiter erhöht.
Bevorzugte Ausführungen der Erfindung enthalten verschiedene
Gestaltungen des Haupt- und des Phasenanpaßelementes, wie später
im einzelnen näher beschrieben wird, und sie werden allgemein
in zwei Arten unterteilt.
Die Gestaltungen der ersten Art kennzeichnen sich dadurch, daß
das Hauptelement der Antenne in dem erwähnten Mittelbereich
des Glasfensters so gefaltet wird, daß es einen zurückgewendeten
Teil aufweist, der sich im wesentlichen horizontal zu
dem erwähnten Seitenrandbereich des Glasfensters erstreckt.
Der zurückgewendete Teil besitzt eine willkürliche Länge und
kann so gefaltet werden, daß ein weiterer zurückgewendeter
Teil geschaffen wird, der sich wiederum zur Mittelachse des
Glasfensters hin erstreckt, diese jedoch nicht erreicht. Das
Phasenanpaßelement kann sich zu dem gegenüberliegenden Randbereich
des Glasfensters erstrecken und kann so gefaltet sein,
daß es mindestens einen zurückgewendeten Teil besitzt, der die
Mittelachse des Glasfensters nicht überschneidet.
Die Gestaltungen der zweiten Art kennzeichnen sich dadurch,
daß das Hauptelement insgesamt geradlinig ist und in dem erwähnten
Mittelbereich des Glasfensters endet, und daß das
Phasenanpaßelement sich zum entgegengesetzt liegenden Seitenrandbereich
des Fensterglases erstreckt und in diesem Bereich
so gefaltet ist, daß es einen zurückgewendeten Teil besitzt,
der sich im wesentlichen horizontal längs einer gedachten
Fortsetzung des Hauptelementes zum Mittelbereich des Fensterglases
erstreckt und ohne Überschneiden der Mittelachse des
Glasfensters endet. Eine Antenne dieser Art kann ein Hilfselement
besitzen, das sich im wesentlichen horizontal vom einen
Seitenrandbereich des Fensterglases in einer Länge erstreckt,
die durch (λ/2 n )α ± (λ/20)α mit n = 1, 2 oder 3 definiert
ist, und so angeordnet ist, daß das Hauptelement oder der zurückgewendete
Teil des Phasenanpaßelementes zwischen dem
Hilfselement und dem längeren Teil des Phasenanpaßelementes
liegt. Ein Ende des Hilfselementes ist entweder an einem Ende
des Hauptelementes oder an einem Ende des Phasenanpaßelementes
durch eine Verbindungsleitung angeschlossen, die sich im wesentlichen
senkrecht zum Hilfselement innerhalb des einen Seitenrandbereiches
erstreckt.
Wie sich aus diesen Feststellungen ergibt, ist jedes erfindungsgemäße
Antennenmuster asymmetrisch bezüglich der Längs-
Mittelachse des Glasfensters. Dies bildet eine wichtige Eigenschaft
der Erfindung.
Eine erfindungsgemäße Fahrzeugfensterscheibenantenne ist
normalerweise in oder an einem Heckscheiben-Fenster verwirklicht.
Es ist nicht notwendig für die vorliegende Erfindung,
daß auch Heckscheiben-Heizstreifen an dem Fensterglas
vorgesehen sind. Wenn solche Heizstreifen vorgesehen sind, befindet
sich die Antenne vorzugsweise über diesen Heizstreifen.
In diesem Fall beruht ein Vorteil des ersten erfindungsgemäßen
Antennengestaltungstyps darin, daß ein oberer Mittelbereich des
Fensterglases als freier Raum verbleibt, der beispielsweise für
im Heckscheibenbereich hochgesetzte Stopplichter benutzt werden
kann, wie sie in jüngster Zeit in den Vereinigten Staaten
vorgeschrieben sind. Erforderlichenfalls kann die erfindungsgemäße
Antenne auch an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angebracht
werden. Auf jeden Fall wird die Antenne bevorzugt in
einem oberen Bereich des Glasfensters angeordnet, obwohl es
gleichfalls möglich ist, sie in einem mittleren oder unteren
Bereich des Glasfensters anzubringen.
Üblicherweise wird eine erfindungsgemäße Antenne durch Aufbringen
einer Leitpaste auf die Fenstertafel und Einbrennen der
aufgetragenen Paste angefertigt. Wenn die Fensterscheibe aus
Schichtglas besteht, ist es auch möglich, ein aus dünnen Metalldrähten
oder -folien ausgebildetes Antennenmuster in eine
Schichtglastafel einzubetten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert; in dieser zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Kraftfahrzeugheckscheibe
mit einer Antenne nach einer ersten Ausführung der
Erfindung,
Fig. 2(A)-2(F) die Horizontal-Richtdiagramme der Antenne nach
Fig. 1 für sechs verschiedene UKW-Frequenzen,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Kraftfahrzeugheckscheibe
mit einer üblichen Antenne,
Fig. 4 Richtdiagramm-Muster der Antenne nach Fig. 3 für
drei verschiedene UKW-Frequenzen,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Kraftfahrzeugheckscheibe
mit einer Antenne nach der zweiten Ausführung der
Erfindung,
Fig. 6(A)-6(F) Richtdiagramme für sechs verschiedene UKW-Frequenzen,
Fig. 7-9 Draufsichten auf Kraftfahrzeug-Heckscheibenfenster
mit Antennen nach einer dritten, vierten bzw. fünften
erfindungsgemäßen Ausführung,
Fig. 10(A)-10(D) Richtdiagramme der Antenne nach Fig. 9 für vier verschiedene
UKW-Frequenzen,
Fig. 11-13 Draufsichten auf Kraftfahrzeug-Heckfensterscheiben
mit Antennen nach einer sechsten, siebten bzw. achten
Ausführung der Erfindung, und
Fig. 14(A)-14(D) Richtdiagramme der Antenne nach Fig. 13 für vier unterschiedliche
UKW-Frequenzen.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug-Heckscheibenfenster mit einer
Antenne nach der vorliegenden Erfindung. Es ist bei diesem Fensterglas
eine Anordnung von Heizstreifen 12 für eine Heckscheibenheizung
an einer Seite der Glastafel 10 so angebracht, daß
noch ein relativ schmaler freier Bereich an der oberen Kante
freibleibt. Bei dieser Ausführung ist eine Antenne 16 für
UKW-Empfang an einer Seite der Glastafel 10 an der rechten
Hälfte dieser Tafel in dem freien Bereich über den Heizstreifen
12 angeordnet.
Die Antenne 16 besitzt ein erstes Element 20 und ein zweites
Element 30, dessen eines Ende an einem Ende des ersten Elementes
20 über eine kurze Verbindung 40 angeschlossen ist. Das erste
Element 20 ist ein leitender Streifen, der in einem zurückgefalteten
Muster gelegt ist. Das erste Element besitzt so einen
Grundabschnitt 20 a, der sich horizontal von einere Stelle 42
im rechten Randbereich der Glastafel 10 bis zu einer Stelle
erstreckt, die kurzen Abstand C von der Längsmittelachse 15
der Glastafel 10 hat, dann folgt ein kurzer nach oben gehender
Abschnitt 20 b vom linken Ende des Grundabschnittes 20 a im
wesentlichen senkrecht zu diesem Abschnitt und ein zurückführender
Abschnitt 20 c, der sich horizontal vom oberen Ende des aufrechten
Abschnittes 20 b wieder nach rechts erstreckt. Der kurze
aufrecht stehende Abschnitt des ersten Elementes 20 ist nur deshalb
vorgesehen, damit ein angemessener Abstand zwischen den horizontalen
Abschnitten 20 a und 20 c verwirklicht wird. Der Grundabschnitt
20 a und der rücklaufende Abschnitt 20 c sind für die
Funktion des ersten Elementes 20 von vorherrschender Wichtigkeit.
Das zweite Element 30 ist ein Leitstreifen, der unter dem Grundabschnitt
20 a des ersten Elementes 20 mit relativ kurzem Vertikalabstand
D parallel zu diesem verläuft. In dem dargestellten
Fall ist das zweite Element 30 länger als der Grundabschnitt 20 a
des ersten Elementes 20, geht aber auch nicht über die Mittelachse
15 der Glastafel 10 hinaus. Das rechte Ende des zweiten
Elementes 30 liegt genau unter dem Ende 42 des ersten Elementes
20 und die Verbindung ist eine kurze vertikale Leitung 40. Es
ist jedoch auch möglich, das zweite Element 30 über die Mittelachse
15 hinauszuführen.
Die Antenne 16 ist mit einem Speisepunkt 44 im rechten Randbereich
der Glastafel 10 durch eine kurze Verbindungsleitung oder
einen kurzen -streifen 46 verbunden, der von der bereits erwähnten
Stelle 42 oder von irgendeiner willkürlichen Stelle an der
Vertikalleitung 40 ausgeht.
Bei einem Ausführungsbeispiel eines Heckscheibenfensters in der
in Fig. 1 dargestellten Art besaß die Glastafel 10 eine obere
Breite A 1 von 1080 mm, eine untere Breite A 2 von 1323 mm, die
Seitenlänge B betrug 698 mm und die Abmessungen bezüglich der
Antenne 60 waren wie folgt festgelegt:
Das erste Element 20:
M 1 (Grundabschnitt 20 a)= 390 mm M 2 (rückgeführter Abschnitt 20 c)= 140 mm E (Vertikalabschnitt 20 b)= 25 mm C= 100 mm S 2 (Abstand von oberer Kante)= 65 mm
M 1 (Grundabschnitt 20 a)= 390 mm M 2 (rückgeführter Abschnitt 20 c)= 140 mm E (Vertikalabschnitt 20 b)= 25 mm C= 100 mm S 2 (Abstand von oberer Kante)= 65 mm
Zweites Element 30:
L (ganze Länge)= 485 mm D= 25 mm S 1 (Abstand zum obersten Heizstreifen)= 15 mm
L (ganze Länge)= 485 mm D= 25 mm S 1 (Abstand zum obersten Heizstreifen)= 15 mm
An diesem Ausführungsbeispiel wurde das Richtdiagramm der Antenne
16 für verschiedene UKW-Frequenzen in den in Japan und
anderen Staaten üblichen UKW-Sendebändern festgestellt, und
zwar bei 80, 83, 86, 90, 100 und 105 MHz. Es ergaben sich die
in Fig. 2(A)-2(F) dargestellten Richtdiagramme. In jedem Diagramm
bedeutet dabei der eingezeichnete Zentralpfeil die Ausrichtung
der Fahrzeugkarosserie, an der die Fensterscheibe als Heckfenster
eingesetzt war. Die durchgezogene Linie zeigt die Richtcharakteristik
der gesamten Antenne 16, während die gestrichelte
Linie das Richtdiagramm nur des ersten Elementes 20, ohne das
zweite Element 30 darstellt.
Aus diesen Darstellungen ist zu ersehen, daß das Antennen-
Ausführungsbeispiel 16 nach Fig. 1 einen ziemlich hohen Gewinn
für ankommende Wellen aus jeder Richtung ergab und als praktisch
richtungsunabhängig angesehen werden kann. Es ist auch zu sehen,
daß bei jeder Frequenz eine starke Ähnlichkeit des Richtdiagramms
der Gesamtantenne und des Richtdiagrammes des ersten Elementes
allein herrscht. Das bedeutet, daß das zweite Element 30 keinen
großen Beitrag zum Antennengewinn leistet, daß also das erste
Element 20 als Hauptelement der Antenne 16 funktioniert. Es ist
jedoch zu sehen, daß durch Weglassen des zweiten Elementes 30
in bestimmten Richtungen größere Gewinn-Abfälle auftreten. Das
rührt wahrscheinlich davon her, daß die Phasendifferenz zwischen
der direkten Welle und indirekten Wellen, die von der Erde und
der Fahrzeugkarosserie reflektiert wurden, sich mehr auswirkt.
Diese Einschnitte in der sonst gleichmäßigen Richtcharakteristik
legen es nahe, daß das zweite Element 30 der Antenne 16 eine Phasen-
Anpaßfunktion erfüllt und dadurch einen bemerkenswerten Beitrag
zur Richtungsunabhängigkeit der Antenne und damit eigentlich
auch zur Erhöhung des Antennengewinns leistet.
Fig. 3 zeigt eine Kraftfahrzeugheckscheibe, an der über einer Anordnung
aus Heizstreifen 12 eine bisher übliche Antenne 18 angebracht
ist. Fig. 4 stellt die Richtcharakteristik dieser Antenne
18 dar, an dem gleichen Wagen gemessen, an dem die Antenne
16 nach Fig. 1 untersucht wurde. Der Pfeil F zeigt hier die Ausrichtung
der Fahrzeugkarosserie. Die Kurven A, B und C sind
Richt-Charakteristiken beim Empfang von UKW-Frequenzen von 80,
83 bzw. 86 MHz. Der Antennengewinn ist mit 0 dB auf den Antennengewinn
einer üblichen Peitschenantenne bezogen.
Aus dem Vergleich der Richtdiagramme in Fig. 4 und Fig. 2 sind
die Vorteile der Antenne 1 nach Fig. 1 klar ersichtlich. Durch
einen Vergleich der Meßergebnisse kann man sehen, daß der Gewinn
der Antenne 16 nach Fig. 1 gegenüber der üblichen Antenne 18 nach
Fig. 3 im UKW-Bereich sich wie folgt darstellt, wenn der Gewinn
der bekannten Antenne 18 auf 0 dB gesetzt wird. Es ergibt sich ein
erhöhter Gewinn von + 8,4 dB bei 80 MHz, + 6,7 dB bei 83 MHz,
+ 9,3 dB bei 86 MHz, + 8,9 dB bei 89 MHz und im Durchschnitt + 8,3 dB
über das japanische UKW-Band (76-90 MHz), und es ergeben sich
+ 7,9 dB bei 90 MHz, + 8,8 dB bei 95 MHz, + 9,9 dB bei 100 MHz,
+ 8,2 dB bei 105 MHz und die durchschnittliche Gewinnerhöhung
im UKW-Band 88-108 MHz, wie es beispielsweise in amerikanischen
und europäischen Ländern verwendet wird, beträgt + 8,7 dB. Damit
zeigt die Antenne 16 nach Fig. 1 eine bemerkenswerte Gewinnzunahme
in den beiden angeführten UKW-Empfangsbändern.
In Fig. 5 ist eine zweite Ausführung einer Antenne erfindungsgemäßer
Art dargestellt bezüglich der Ausgestaltung der Empfangsantenne
16. In diesem Fall wird das erste Element 20 der Antenne 16
durch einen leitenden, zweimal gefalteten Streifen gebildet,
so daß sich zwei zurückgefaltete Abschnitte 20 c und 20 e parallel
zum horizontalen Grundabschnitt 20 a ergeben, und das zweite
Element 30 ist ein Leitstreifen mit einem relativ langen horizontalen
Grundabschnitt 30 a und ist dreimal gefaltet, so daß
sich drei zum Grundabschnitt parallele gefaltete Abschnitte
30 c, 30 e und 30 g ergeben. Das erste Element 20 ist seinem Gegenstück
in Fig. 1 in der Anordnung des Grundabschnittes 20 a und in
der Weise der ersten Rückfaltung mit kurzem Abstand C 1 von der
Mittelachse 15 gleichartig. Der erste zurückgewendete Abschnitt
20 c besitzt nahezu die gleiche Länge wie der Grundabschnitt 20 a,
und die zweite Faltung im rechten Randbereich der Glastafel 10
ergibt einen zweiten senkrecht nach oben geführten Abschnitt 20 d
mit einer kurzen Länge F und einen zweiten wieder zurückgeführten
Abschnitt 20 e, der sich nach links erstreckt und nahezu die
gleiche Länge wie der erste gewendete Abschnitt 20 c besitzt. Bei
dem zweiten Element 30 erstreckt sich der Grundabschnitt 30 a vom
rechten Randbereich bis zum linken Randbereich der Glastafel 10
unter dem ersten Element 20 mit Vertikalabstand D von diesem, und
die erste Auffaltung ergibt einen aufrecht geführten Abschnitt
30 b, dessen Länge gleich dem bereits erwähnten Abstand D ist, und
der erste zurückgewendete Abschnitt 30 c erstreckt sich zur Mittelachse
15 hin, endet jedoch mit kurzem Abstand C 2 vor der Achse 15.
Die zweite Faltung gibt einen zweiten vertikal geführten oder
aufrechtstehenden Abschnitt 30 d mit fast der gleichen Länge E
wie der aufrechtstehende Abschnitt 20 b des ersten Elementes 20,
und der zweite zurückgefaltete Abschnitt 30 e erstreckt sich nach
links und besitzt die gleiche Länge wie der erste zurückgefaltete
Abschnitt 30 c. Die dritte Faltung ergibt einen weiteren
aufwärtsgerichteten Abschnitt 30 f mit der gleichen Länge F wie
der aufrechtstehende Abschnitt 20 d des ersten Elementes 20, und
der dritte zurückgefaltete Abschnitt 30 g erstreckt sich wieder
zur Mittelachse 15 hin und endet vor der Überschneidung mit der
Achse 15.
Das rechte Ende des Grundabschnittes 30 a des zweiten Elementes 30
ist durch die senkrechte Verbindung 40 mit dem rechten Ende
42 des Grundabschnittes 20 a des ersten Elementes 20 verbunden,
und die kurze Leitung 46 erstreckt sich von der Überschneidungsstelle
42 zur Speisestelle 44.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Heckscheibe nach Fig. 5 wurde
wieder eine Glastafel 10 verwendet mit einer oberen Breite A 1
von 1120 mm, einer unteren Breite A 2 von 1480 mm, einer Seitenlänge
B von 504 mm, und die die Antenne 16 betreffenden Abmessungen
waren wie folgt:
Erstes Element 20:
M 1 (Grundabschnitt 20 a)= 430 mm, M 2 (Wendeabschnitt 20 c)= 420 mm, M 3 (Wendeabschnitt 20 e)= 415 mm, E (aufwärtsführender Abschnitt 20 b)= 25 mm, F (Abschnitt 20 d)= 25 mm, C 1= 20 mm und S 2= 55 mm.
M 1 (Grundabschnitt 20 a)= 430 mm, M 2 (Wendeabschnitt 20 c)= 420 mm, M 3 (Wendeabschnitt 20 e)= 415 mm, E (aufwärtsführender Abschnitt 20 b)= 25 mm, F (Abschnitt 20 d)= 25 mm, C 1= 20 mm und S 2= 55 mm.
Zweites Element 30:
L 1 (Grundabschnitt 30 a)= 915 mm, L 2 (erste Rückfaltung 30 c)= 430 mm, L 3 (zweite Rückfaltung 30 e)= 420 mm, L 4 (dritte Rückfaltung 30 g)= 415 mm, C 2= 20 mm und S 1= 20 mm.
L 1 (Grundabschnitt 30 a)= 915 mm, L 2 (erste Rückfaltung 30 c)= 430 mm, L 3 (zweite Rückfaltung 30 e)= 420 mm, L 4 (dritte Rückfaltung 30 g)= 415 mm, C 2= 20 mm und S 1= 20 mm.
Unter Benutzung dieser Ausführung wurden die Richteigenschaften
der Antenne 16 nach Fig. 5 für UKW-Frequenzen von 80, 83,
86, 90, 100 und 105 MHz bestimmt, und die Ergebnisse sind in
den Fig. 6(A) bis 6(F) zusammengefaßt. Der Pfeil und die durchgezogene
bzw. gestrichelte Kurve besitzen die gleiche Bedeutung
wie im Falle der Fig. 2(A) bis 2(F). Diese Richtdiagramme können
als sehr günstig für eine Empfangsantenne bei einem Fahrzeug
angesehen werden. Es ist auch zu verstehen, daß hier das
erste Element 20 wiederum als das Hauptelement der Antenne 16
in Fig. 5 funktioniert, während das zweite Element 30 wiederum
die Funktion der Anpassung der Phasendifferenz zwischen direkter
Welle und reflektierten Wellen hat und demzufolge zum verbesserten
Gewinn und zur verbesserten Richtcharakteristik beiträgt.
Durch Vergleich mit der herkömmlichen Antenne nach Fig. 3
wurde folgender Unterschied des Antennengewinns der Antenne nach
Fig. 15 bestimmt, wobei wiederum der Gewinn der bekannten Antenne
18 als NULL dB gesetzt wird.
Es ergeben sich + 8,9 dB bei 80 MHz, + 6,2 dB bei 83 MHz, + 6,6 dB
bei 86 MHz, + 4,7 dB bei 89 MHz und + 7,4 dB im Durchschnitt des
UKW-Bandes 76-90 MHz; für das UKW-Band 88-108 MHz ergaben die
Messungen + 6,7 dB bei 90 MHz, + 6,2 dB bei 95 MHz, + 5,5 dB bei
100 MHz, + 4,9 dB bei 105 MHz und + 5,8 dB im Durchschnitt. Damit
ist in der Antennenwirksamkeit das Ausführungsbeispiel nach
Fig. 5 nahezu äquivalent dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.
Eine dritte Ausführung erfindungsgemäßer Art ist in Fig. 7 dargestellt.
In dieser Ausführung der Antenne 16 ist das erste Element
20 fast gleichartig seinem Gegenstück in Fig. 1, und das
zweite Element 30 ist grundsätzlich gleichartig seinem Gegenstück
in Fig. 5. Bei einem Ausführungsbeispiel waren die Abmaße
der Fensterscheibe 10 in Fig. 7 entsprechend den bei Fig. 5 angegebenen,
und die Längen der horizontalen Teile der Antennenelemente
waren folgende:
erstes Element 20:
M 1 = 430 mm und M 2 = 250 mm.
M 1 = 430 mm und M 2 = 250 mm.
Zweites Element 30:
L 1 = 915 mm, L 2 = 430 mm, L 3 = 425 mm und L 4 = 300 mm.
L 1 = 915 mm, L 2 = 430 mm, L 3 = 425 mm und L 4 = 300 mm.
Die Werte C 1, C 2, D, E, F und S 1 waren die gleichen wie bei
Fig. 5 aufgeführt. Auch bei der Erprobung dieser Antennenausführung
waren bezüglich der Richtcharakteristik und des Gewinns
als UKW-Empfangsantenne äquivalente Ergebnisse zu verzeichnen
wie bei der Erprobung der Antennen nach Fig. 1 und 5.
Eine vierte Ausführung erfindungsgemäßer Art ist in Fig. 8
dargestellt. Bei dieser Antenne 16 ist das erste Element 20
ein fast exaktes Gegenstück zum Element 20 in Fig. 1, und das
zweite Element 30 kann als eine Vereinfachung seines Gegenstückes
aus Fig. 7 angesehen werden durch Weglassen des dritten
zurückgewendeten Teiles 30 g zusammen mit der dritten Aufwärtsverbindung
30 f. Bei einer praktischen Ausführung der
Heckfensterscheibe nach Fig. 8 wurde eine Glastafel 10 mit
gleichen Abmessungen, wie sie bei Fig. 1 erwähnt waren, verwendet,
und die Längen der Horizontalabschnitte der Antennenelemente
waren
im ersten Element 20:
M 1 = 380 mm und M 2 = 140 mm;
M 1 = 380 mm und M 2 = 140 mm;
im zweiten Element 30:
L 1 = 985 mm, L 2 = 395 mm und L 3 = 140 mm.
L 1 = 985 mm, L 2 = 395 mm und L 3 = 140 mm.
Die Maße D, E und S 1 waren die gleichen wie bei Fig. 1 genannt.
In diesem Fall ist die Speisestelle 44 im unteren Randbereich
der Glastafel 10, da die Anordnung des (nicht dargestellten)
Anschlußdrahtes bei einem im oberen Bereich der Glastafel 10
gelegenen Speisepunkt 44 aus Gründen des Karosserieaufbaues
hier schwierig war. Dementsprechend erstreckt sich die Verbindungsleitung
46 längs der rechten Kante der Glastafel 10 nach
unten. In einem solchen Fall ist es üblich, die Verbindungsleitung
46 mit engem Abstand von z. B. 2 mm von der Verbindungs-
Speiseleitung 13 der Heizdrähte 12 zu führen, um dadurch eine
kapazitive Kopplung zu errichten. Auch bei der Untersuchung dieser
Ausführung der Antenne wurden nahezu gleichartige Resultate
wie bei den Antennen nach Fig. 1, 5 und 7 im Hinblick auf Richtcharakteristik
und Gewinn bei Verwendung als UKW-Antenne festgestellt.
Bei den beschriebenen Ausführungen der Erfindung ist immer das
erste oder Hauptelement 20 der Antenne gefaltet, so daß mindestens
ein Wendeteil vorhanden ist, und wahlweise wird auch das
zweite Element 30 in gefaltetem Muster aufgelegt. Bei jedem
Antennenelement ergibt sich eine optimale Anzahl der Faltungen
oder Wendungen und eine optimale Gesamtlänge des horizontalen
Abschnittes in Abhängigkeit von Einzelheiten der jeweiligen
Wagenkarosserieauslegung, beispielsweise von der Form und Abmessungen
der Fensteröffnungen, der Neigung der Heckscheibentafel
und Länge und Anbringungsort des Zuführkabels. Im allgemeinen
sind die Vorschriften für das Muster und die Länge jedes
Antennenelementes bezüglich der Ausführungen nach Fig. 1,
5, 7 und 8 wie folgt festzulegen.
Bei dem Hauptelement 20 ergibt sich das Vorhandensein von nur
einem zurückgeführten Abschnitt (20 c) als ziemlich vorteilhaft,
wenn das Glasfenster eine relativ große Breite besitzt, wie es
bei Limousinen oder Hardtop-Wagen der Fall ist, und in diesem
Falle ist ein optimaler Wert der effektiven Gesamtlänge M(=
M 1 + M 2) im Bereich von (λ/5)α bis (λ/4)a, d. h. im genannten
UKW-Bereich von 420 bis 620 mm. Wenn die Fensterscheibe eine
relativ geringe Breite besitzt, wie es bei Steilheckwagen der
Fall ist, ergibt sich bei der Variierung der Anzahl von Wendungen
des Hauptelementes 20 kein Vor- oder Nachteil, so daß eine entsprechende
Auswahl nach den Einzelheiten der Karosserieauslegung
getroffen werden kann. Falls die Anzahl der Rückwendungen 1 ist,
liegt ein optimaler Wert der effektiven Gesamtlänge M(= M 1 + M 2)
im Bereich (λ/3)α ± (λ/20)α, d. h. von 595 bis 950 mm.
Falls zwei Wendungen vorgesehen sind, liegt der optimale Wert
von M(= M 1 + M 2 + M 3) im Bereich (λ/2)α ± (-λ/20)α, d. h.
von 945 bis 1360 mm.
Bei dem zweiten Element 30, das zum Phasenabgleich dient, ergibt
sich weder ein Vor- noch ein Nachteil beim Ausbilden mindestens
eines rückgewendeten Abschnittes, wenn das Glasfenster eine relativ
große Breite wie bei Limousinen usw. besitzt. Falls kein
zurücklaufender Abschnitt ausgebildet ist, liegt ein optimaler
Wert der Länge L im Bereich von (g/4)α ± (λ/20)α, d. h.
von 420 bis 745 mm. Wenn nur ein rückgewendeter Teil (30 c) ausgebildet
ist, liegt ein optimaler Wert von L(= L 1 + L 2) im Bereich
(λ/2)α ± (λ/20)α, d. h. von 945 bis 1360 mm. Falls zwei
Faltungen oder rückgewendete Abschnitte ausgebildet sind, liegt
ein optimaler Wert von L(= L 1 + L 2 + L 3) entweder im Bereich
(3λ/4)α ± (λ/20)α, d. h. von 1470 bis 1975 mm oder im Bereich
λα ± (λ/20)α, d. h. von 1990 bis 2595 mm. Falls drei
Faltungen, also drei rücklaufende Abschnitte ausgebildet sind,
liegt ein optimaler Wert von L(= L 1 + L 2 + L 3 + L 4) im Bereich
λα ± (λ/20)α, d. h. von 1900 bis 2595 mm. Wenn das Glasfenster
relativ schmal in seiner Breite ist, wie es bei Steilheckwagen
der Fall ist, wird bevorzugt das zweite Element 30 mit
mindestens einer Rückwendung versehen. Wenn nur eine Rückwendung
ausgebildet ist, liegt ein optimaler Wert von L(= L 1 + L 2) im Bereich
(λ/2)α ± (λ/20)α, d. h. von 945 bis 1360 mm. Wenn
zwei Rückfaltungen ausgebildet sind, liegt ein optimaler Wert von
L(= L 1 + L 2 + L 3) im Bereich (3λ/4)α ± (λ-/20)α, d. h. von 1470
bis 1975 mm. Wenn drei Faltungen oder Rückwendungen ausgebildet
sind, liegt ein optimaler Wert von L(= L 1 + L 2 + L 3 + L 4)im Bereich
λα ± (λ/20)α, d. h. von 1990 bis 2595 mm. In jedem Fall
muß das zweite Element einen Grundabschnitt besitzen, der sich parallel
zum Grundabschnitt des ersten Elementes 20 erstreckt und
nicht kürzer als (λ/4)α-(λ/20)α, d. h. nicht kürzer als
420 mm ist.
Fig. 9 zeigt eine fünfte erfindungsgemäße Ausführung bezüglich
der Auslegung der Empfangsantenne 16. In diesem Fall besitzt die
Antenne 16 ein erstes Element 20, das sich horizontal vom rechten
Randbereich der Glastafel 10 aus erstreckt und in einem kurzen
Abstand C 1 von der Mittelachse 15 endet, ein zweites Element
30 mit einem Grundabschnitt 30 a, der unterhalb parallel zu dem
ersten Element 20 vom rechten Randbereich bis zum linken Randbereich
der Glastafel 10 reicht, einem kurzen nach oben gehenden
Abschnitt 30 b, vom linken Ende des Grundabschnittes 30 a aus und
einem zurückgewendeten Abschnitt 30 c, der horizontal von dem oberen
Ende des aufrechtgehenden Abschnittes 30 b verläuft und mit
kurzem Abstand C 2 von der Mittelachse 15 endet, und ein drittes
Element 50, das parallel zum ersten Element 20 über diesem vom
rechten Randbereich bis zum linken Randbereich der Glastafel 10
verläuft. Das erste Element 20 und der zurückgewendete Abschnitt
30 c des zweiten Elementes 30 befinden sich im gleichen Vertikalabstand
D vom Grundabschnitt 30 a des zweiten Elementes 30, und
der Vertikalabstand E des dritten Elementes 50 vom ersten Element
20 ist nahezu gleich dem Abstand D. Das rechte Ende des
ersten Elementes 20 ist durch eine kurze Vertikalleitung 40 mit
dem rechten Ende des zweiten Elementes 30 verbunden und über
eine kurze Vertikalleitung 54 mit dem rechten Ende des dritten
Elementes 50. Die Antenne ist mit der Speisestelle 44 durch eine
kurze Leitung 46 verbunden, die vom unteren Ende 48 oder irgendeiner
anderen Stelle an der Verbindungsleitung 40 abgeht.
Bei einem ausgeführten Beispiel einer Heckfensterscheibe nach
Fig. 9 betrug die obere Breite A 1 der Glastafel 10 1120 mm, die
untere Breite A 2 1480 mm und die Seitenlänge 504 mm. Die Abmessungen
bezüglich der Antenne 16 waren folgende:
Erstes Element 20:
M (Länge)= 530 mm, C 1= 20 mm;
M (Länge)= 530 mm, C 1= 20 mm;
das zweite Element 30:
L 1 (Grundabschnitt 30 a)= 1125 mm, L 2 (Rücklaufabschnitt 30 c)= 530 mm, D= 30 mm, S 1= 25 mm und C 2= 20 mm;
L 1 (Grundabschnitt 30 a)= 1125 mm, L 2 (Rücklaufabschnitt 30 c)= 530 mm, D= 30 mm, S 1= 25 mm und C 2= 20 mm;
das dritte Element 50:
N (Länge)= 1085 mm, E= 30 mm und S 2= 65 mm.
N (Länge)= 1085 mm, E= 30 mm und S 2= 65 mm.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde die Richtcharakteristik
der Antenne 16 mit UKW-Frequenzen von 80, 83, 86 und 89 MHz gemessen.
Die Ergebnisse sind in den Fig. 10(A) bis 10(D) zusammengefaßt.
Bei jedem Diagramm sind wiederum Pfeile für die Ausrichtung
der Wagenkarosserie angegeben, die gestrichelte Linie
zeigt das Richtungsmuster bei weggelassenem zweiten Element 30.
Aus diesen Richtungsdiagrammen ist zu ersehen, daß die ausgeführte
Antenne 16 nach Fig. 9 ziemlich hohen Antennengewinn für
Empfang aus allen Richtungen ergibt und als praktisch richtungsunabhängig
angesehen werden kann. Es ist auch zu sehen, daß das
Weglassen des zweiten Elementes 30 nur eine geringfügige Abnahme
des Gewinnes ergibt, und daß damit der Gewinn dieser Antenne am
meisten dem ersten Element 20 und/oder dem dritten Element 50 zugeschrieben
werden kann. Bei einem zusätzlichen Experiment wurden
das erste Element 20 und das dritte Element 50 abwechselnd weggelassen,
um die Änderungen des Gewinnes bei UKW-Empfang zu überprüfen.
Der Gewinn der vollständigen Antenne 16 mit ersten, zweiten
und dritten Elementen 20, 30 und 50 wurde als Grundlage zu
Null dB angesetzt. Bei Verwendung nur des zweiten Elementes 30 und
des dritten Elementes 50 betrug der Gewinnunterschied bei 80 MHz
-7,8 dB, bei 83 MHz -7,8 dB, bei 86 MHz -4,8 dB und bei 89 MHz
-2,2 dB, so daß im UKW-Band mit 76-90 MHz eine durchschnittliche
Gewinndifferenz von -5,7 dB erzielt wurde. Falls nur das
erste Element 20 und das zweite Element 30 verwendet wurde, betrugen
die entsprechenden Zahlen bei 80 MHw -1,3 dB, bei 83 MHz -2,6 dB,
bei 86 MHz -4,8 dB und bei 89 MHz -0,3 dB, so daß sich eine Durchschnittsdifferenz
von -1,4 dB im 76-90 MHz-Band ergab. Es ist
deshalb sicher, daß das erste Element 20 vorherrschend zu dem hohen
Gewinn der Antenne 16 nach Fig. 9 beiträgt und als Hauptantennenelement
dient. Es ist auch zu verstehen, daß das dritte
Element 50 als ein Hilfsantennenelement dient, das zur weiteren
Gewinnerhöhung der Empfangsantenne in gewissem Ausmaß über dem
Gesamtbereich des UKW-Bandes wirksam ist. In Fig. 10(A)-10(F)
besitzen die Richtungsdiagramme etwas vertiefte Einbuchtungen,
wenn die gestrichelten Diagramme angesehen werden. Dadurch wird
gezeigt, daß auch bei der Antenne nach Fig. 9 das zweite Element
30 der Funktion der Anpassung der Phasendifferenz zwischen der
direkten Welle und reflektierten indirekten Welle dient. Im Vergleich
zur üblichen Antenne 18 nach Fig. 3 besitzt die Antenne 16
nach Fig. 9 bemerkenswert höheren Gewinn. Wird die bekannte Antenne
18 zu Null dB genommen, so beträgt die Gewinndifferenz bei
80 MHz + 2,8 dB, bei 83 MHz + 4,0 dB, bei 86 MHz + 6,0 dB, bei 89 MHz
+ 5,5 dB und im Durchschnitt des 76-90 MHz-Bandes + 4,6 dB.
Fig. 11 zeigt eine sechste Ausführung erfindungsgemäßer Art. Die
Antenne 16 dieser Ausführung besteht aus ersten, zweiten und
dritten Elementen 20, 30 und 50. Das erste Element 20 ist ein
genaues Gegenstück zum Element 20 in Fig. 9 und dient als Hauptelement.
Die Anordnung des zweiten Elementes 30 und des dritten
Elementes 50 bezüglich des ersten Elementes 20 ist umgekehrt gegenüber
der Anordnung der Antenne nach Fig. 9, und das dritte
Element 50 besitzt nahezu die gleiche Länge wie das erste Element
20. Bei einer Ausführung der Heckfensterscheibe nach Fig. 11 betrugen
die Abmessungen der Glastafel 10, wie mit Bezug auf Fig. 9
ausgeführt, und die Längen der horizontalen Abschnitte der Antennenelemente
waren folgende: M = 530 mm, L 1 = 1100 mm, L 2 =
530 mm und N = 520 mm. Die Werte C 1, C 2, D, E, S 1 und S 2 waren
wie bei Fig. 9 angegeben. Bei Verwendung als UKW-Empfangsantenne
wurde im Vergleich zur üblichen Antenne 18 nach Fig. 3 folgende
Gewinndifferenzen festgestellt: bei 80 MHz + 2,3 dB, bei 83 MHz
+ 1,8 dB, bei 85 MHz + 4,9 dB und bei 89 MHz + 6,7 dB, so daß sich
eine Durchschnittsdifferenz im 76-90 MHz-Band von + 3,9 dB ergab.
Fig. 12 zeigt eine siebte Ausführung erfindungsgemäßer Art. Die
Antenne 16 ist in dieser Ausführung grundsätzlich gleichartig
wie die Antenne in Fig. 9 mit dem einzigen Abwandlungspunkt, daß
das dritte Element 50 an seinem linken Ende mit dem zweiten Element
30 und nicht mit dem ersten Element 20 über eine senkrechte
Verbindungsleitung 54 verbunden ist. Bei einer Ausführung der
Fensterscheibe nach Fig. 12 waren die Abmessungen der Glastafel
10 so, wie sie mit Bezug auf Fig. 9 angeführt sind, und die
Längen der horizontalen Abschnitte der Antennenelemente waren:
M = 530 mm, L 1 = 1100 mm, L 2 = 530 mm und N = 1130 mm. Die Werte
C 1, C 2, D, E, S 1 und S 2 waren wie mit Bezug auf Fig. 9 angegeben.
Im Vergleich zu der üblichen Antenne 18 in Fig. 3 betrug die Gewinndifferenz
dieses Ausführungsbeispieles bei 80 MHz + 4,1 dB,
bei 83 MHz + 3,7 dB, bei 86 MHz + 4,9 dB und bei 89 MHz + 6,8 dB,
so daß sich im Durchschnitt im 76-90 MHz-Band + 4,9 dB ergaben.
Eine achte Ausführung der Erfindung ist in Fig. 13 dargestellt,
und die hier gezeigte Antenne 16 unterscheidet von der Antenne
in Fig. 12 darin, daß dem langen Grundabschnitt 30 a des zweiten
Elementes 30 ein T-förmiges Antennenelement 32 zugefügt und das
dritte Element 50 so gekürzt ist, daß es die Mittelachse 15 der
Glastafel 10 nicht überschneidet. Es ist jedoch auch möglich,
das dritte Element 50 über die Mittelachse 15 hinaus fortzuführen.
Das T-förmige Element 32 besteht aus einem Fußteil 32 a, der
sich von der Mitte des langen Grundabschnittes 30 a des zweiten
Elementes 30 mit relativ kurzer Länge F nach oben erstreckt, und
einem relativ langen horizontalen Abschnitt 32 parallel zum
Grundabschnitt 30 a des zweiten Elementes 30 mit einer bestimmten
Länge L 3 zu beiden Seiten der Mittenachse 15. Bei einem Ausführungsbeispiel
der Heckscheibe nach Fig. 13 betrugen die Abmessungen
der Glastafel 10 wie mit Bezug auf Fig. 9 erwähnt, und
die Abmessungen der Antenne 16 waren folgende:
M = 530 mm, L 1 = 1100 mm, L 2 = 530 mm, L 3 = 540 mm, N = 480 mm, C 1 = C 2 = 20 mm, D = E = F = 25 mm, S 1 = 20 mm und S 2 = 55 mm.
M = 530 mm, L 1 = 1100 mm, L 2 = 530 mm, L 3 = 540 mm, N = 480 mm, C 1 = C 2 = 20 mm, D = E = F = 25 mm, S 1 = 20 mm und S 2 = 55 mm.
An diesem Ausführungsbeispiel wurden die Empfangseigenschaften
der Antenne 16 nach Fig. 13 beim Empfang von UKW-Frequenzen von
80 MHz, 83 MHz, 86 MHz und 89 MHz bestimmt. Die Ergebnisse sind
in Fig. 14(A)-14(D) dargestellt, und hier sind wiederum die
Pfeile und die Verwendung der durchgezogenen und gestrichelten
Kurven, wie im Zusammenhang mit Fig. 10 erklärt. Die Richtmuster
erwiesen sich als sehr günstig für die Verwendung als Empfangsantenne
an einem Fahrzeug. Auch in diesem Fall erwies sich, daß
das erste Element 20 als Hauptantennenelement wirkt, und das
zweite Element 30 mit dem T-förmigen Zusatzelement 32 der Nachstellung
der Phasendifferenz zwischen den direkten Wellen und
den reflektierten indirekten Wellen dient und demzufolge zu dem
erhöhten Gewinn und verbesserten Richtungseigenschaften beiträgt.
Im Vergleich mit der üblichen Antenne 18 nach Fig. 3
wurde der Gewinn der Antenne 16 nach Fig. 13 zu + 6,9 dB bei
80 MHz, + 5,4 dB bei 83 MHz, + 7,6 dB bei 86 MHz und + 8,1 dB bei
89 MHz festgestellt, so daß sich im Durchschnitt des 76-90 MHz-
Bandes + 7,0 dB ergaben. Der Antennengewinn war bei dieser Antenne
höher als der der Antennen nach Fig. 9, 11 oder 12.
Bei den in Fig. 9, 11, 12 und 13 gezeigten Ausführungen ist
das erste oder Hauptelement 20 der Antenne jeweils geradlinig
und erstreckt sich von einem Seitenrandbereich der Glastafel 10
zum Mittelbereich, wo es vor der Überschneidung mit der Mittelachse
15 endet. Bei diesen Antennen besitzt das zweite Element
30 einen Grundabschnitt 30 a, der parallel zum ersten Element 20
verläuft und sich von einem Seitenrandbereich des Fensterglases
bis zum entgegengesetztliegenden Seitenrandbereich erstreckt,
sowie einen Rückwendeabschnitt 30 c, der zum Mittelbereich der
Glastafel annähernd längs einer gedachten Fortsetzung des ersten
Elementes 20 verläuft und vor der Überschneidung mit der
Mittelachse 15 endet. Dazu enthält die Antenne das dritte Element
50, das sich parallel zum ersten Element 20 von einem Seitenrandbereich
der Glastafel aus erstreckt. Bei jeder Antenne
dieses Typs sind die optimale Auslegung des Antennenmusters und
die optimalen Längen der horizontalen Abschnitte in Abhängigkeit
von bestimmten Auslegungen der Wagenkarosserie veränderlich.
Im allgemeinen sind die Standardwerte der Längen jedes
Antennenelementes bei den Antennen nach Fig. 9, 11, 12 und 13
wie folgt festzulegen:
Bezüglich des Hauptelementes 20 liegt eine optimale Länge M im
Bereich (λ/4)α ± (g/20)α, d. h. im Bereich von 420-745 mm.
Bezüglich des zweiten Elementes 30 zum Phasenabgleich liegt das
Optimum der Gesamtlänge des langen Grundabschnittes 30 a und des
relativ kurzen gewendeten Abschnittes 30 c, L 1 + L 2, im Bereich
(λ/2)α ± (λ/20)a, d. h. von 945-1360 mm, wenn die Glasscheibe
relativ schmal ist, wie es bei Steilheckwagen der Fall
ist. Wenn das Fensterglas eine relativ große Breite besitzt,
wie bei Limousinen, so ist die optimale Länge L 1 + L 2entweder
im Bereich (λ/2)α ± (λ/20)α, d. h. von 945-1360 mm, oder
im Bereich (3g/4)α ± (λ/20)α, d. h. im Bereich von 1470
-1975 mm. Die Hinzufügung des T-förmigen Hilfselemente 32 geschieht
in jedem Fall wahlweise.
Bezüglich des dritten Hilfselementes 50 gibt es drei definierte
Bereiche von dessen Länge N. Der erste Bereich ist (λ/2)α ± (λ/20)-a,
d. h. von 945-1360 mm, der zweite Bereich (λ/4)α ± (λ/20)α-,
d. h. von 420-745 mm. Der dritte Bereich ist
(λ/8)a ± (λ/20)α, d. h. von 150-350 mm.
Claims (14)
1. An einer Fahrzeugfensterscheibe angebrachte Antenne, dadurch
gekennzeichnet, daß
ein aus einem leitfähigen Streifen gebildetes Hauptelement (20) vorgesehen ist, das sich im wesentlichen horizontal von einem Seitenrandbereich der Fensterscheibe (10) bis zu einem in Breitenrichtung mittleren Bereich der Fensterscheibe (10) erstreckt und die Längs-Mittenachse (15) der Fensterscheibe nicht überschneidet;
daß ein Phasenabgleichelement (30) aus einem leitfähigen Streifen gebildet ist, der sich im wesentlichen parallel zum Hauptelement (20) von dem Seitenrandbereich der Fenstertafel über eine Länge erstreckt, die nicht geringer als (λ/4) α- (λ/20)α ist, wobei λ die Wellenlänge einer zu empfangenden Ultrakurzwelle und α der Wellenlängen-Kürzungskoeffizient der Antenne ist; und
daß eine Verbindungsleitung (40) vorgesehen ist, die sich im Seitenrandbereich der Fensterscheibe im wesentlichen senkrecht zum Hauptelement (20) und zum Phasenabgleichelement (30) erstreckt und ein Ende des Phasenabgleichelementes mit einem Ende des Hauptelementes verbindet, wobei die Antenne (16) elektrisch an einer willkürlichen Stelle der Verbindungsleitung (40) mit einem Speisepunkt (44) verbunden ist.
ein aus einem leitfähigen Streifen gebildetes Hauptelement (20) vorgesehen ist, das sich im wesentlichen horizontal von einem Seitenrandbereich der Fensterscheibe (10) bis zu einem in Breitenrichtung mittleren Bereich der Fensterscheibe (10) erstreckt und die Längs-Mittenachse (15) der Fensterscheibe nicht überschneidet;
daß ein Phasenabgleichelement (30) aus einem leitfähigen Streifen gebildet ist, der sich im wesentlichen parallel zum Hauptelement (20) von dem Seitenrandbereich der Fenstertafel über eine Länge erstreckt, die nicht geringer als (λ/4) α- (λ/20)α ist, wobei λ die Wellenlänge einer zu empfangenden Ultrakurzwelle und α der Wellenlängen-Kürzungskoeffizient der Antenne ist; und
daß eine Verbindungsleitung (40) vorgesehen ist, die sich im Seitenrandbereich der Fensterscheibe im wesentlichen senkrecht zum Hauptelement (20) und zum Phasenabgleichelement (30) erstreckt und ein Ende des Phasenabgleichelementes mit einem Ende des Hauptelementes verbindet, wobei die Antenne (16) elektrisch an einer willkürlichen Stelle der Verbindungsleitung (40) mit einem Speisepunkt (44) verbunden ist.
2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hauptelement (20) in dem Mittenbereich der Fensterscheibe
(10) so zurückgefaltet ist, daß ein zurückgefalteter
Abschnitt (20 c) sich im wesentlichen horizontal wieder zu dem
Seitenrandbereich der Fensterscheibe (10) erstreckt.
3. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die gesamte horizontale Länge (M 1 + M 2) des Hauptelementes
(20) im Bereich von (λ/5)α bis (λ/4)α liegt.
4. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die gesamte horizontale Länge des Hauptelementes (M 1 + M 2)
gleich (λ/3)α ± (λ/20)α ist.
5. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge (L) des Phasenabgleichelementes (30) nicht größer
als (λ/4)α + (λ/20)α ist.
6. Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Phasenabgleichelement (30) bis zum entgegengesetzten
Seitenrandbereich der Fenstertafel (10) reicht und so gefaltet
ist, daß mindestens ein zurückgefalteter Abschnitt (30 c; 30 e;
30 g) sich im wesentlichen horizontal rücklaufend erstreckt.
7. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hauptelement (20) in dem Mittelbereich der Fensterglastafel
(10) endet, daß das Phasenabgleichelement (30) sich bis
zum entgegengesetzten Seitenrandbereich der Fensterglastafel
(10) erstreckt und in dem entgegengesetzt liegenden Seitenrandbereich
so gefaltet ist, daß sich ein rücklaufender Abschnitt
(30 c) ergibt, der sich im wesentlichen horizontal
längs einer gedachten Fortsetzung des Hauptelementes (20 a)
zum Mittelbereich der Fensterglastafel erstreckt und ohne
Überschneidung der Mittelachse (15) endet.
8. Antenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge des Hauptelementes (20) (λ/4)α ± (λ/20)α beträgt.
9. Antenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gesamthorizontallänge des Phasenabgleichelementes (30)
(λ/2)α ± (λ/20)α ist.
10. Antenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die gesamte Horizontallänge des Phasenabgleichgliedes
(30) (3λ/4)α ± (λ/20)α beträgt.
11. Antenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß weiter ein aus einem leitfähigen Streifen gebildetes Hilfselement
(50) vorgesehen ist, das sich im wesentlichen senkrecht
von einem Seitenrandbereich der Fensterscheibe (10) in einer
durch (g/2 n )α ± (λ/20)α definierten Länge erstreckt, wobei
n = 1, 2 oder 3 ist, und mit einer anderen Verbindungsleitung,
die sich innerhalb eines der Seitenrandbereiche der Fensterscheibe
im wesentlichen senkrecht zu dem Hilfselement erstreckt
und ein Ende des Hilfselementes mit dem Ende des Hauptelementes (20)
oder einem Ende des Phasenabgleichelementes (30) verbindet, wobei
das Hilfselement so angeordnet ist, daß das Hauptelement
oder der zurückgefaltete Abschnitt des Phasenabgleichelementes
sich zwischen dem Hilfselement und dem längeren Teil des
Phasenabgleichelementes erstreckt.
12. Antenne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß weiter ein T-förmiges Element (32) vorgesehen
ist, dessen Fußteil (32 a) sich senkrecht vom längeren Teil
(30 a) des Phasenabgleichelementes (30) in entgegengesetzter
Richtung zu dem zurückgefalteten Teil (30 c) erstreckt.
13. Antenne nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die einzelnen leitfähigen
Streifen der Antenne durch Auftragen einer Leitpaste auf die
Fensterglasscheibe und durch Einbrennen der aufgetragenen
Paste gebildet sind.
14. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fensterglasscheibe (10)
aus Schichtglas besteht, und daß die Antenne im Schichtglas
eingebettet ist.
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