DE3410950A1 - Antenna arrangement, especially for motor vehicles - Google Patents
Antenna arrangement, especially for motor vehiclesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung, insbesondere fürThe invention relates to an antenna arrangement, in particular for
Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Antennenstab, einem an der Außenseite auf eine Fensterscheibe aufklebbaren Fußteil, einem dem Fußteil gegenüberliegend an der Innenseite auf die Fensterscheibe aufklebbaren Gegenstück, wobei Fußteil, Scheibe und Gegenstück einen Koppelkondensator bilden, und einer Schaltungsanordnung zur Anpassung der unterschiedlichen Impedanzen am innenseitigen Anschluß des Koppel kondensators und am Eingang des Anschluß-Axialkabels eines Funkgeräts.Motor vehicles, consisting of an antenna rod, one on the outside A foot part that can be stuck onto a window pane, one opposite the foot part counterpart that can be stuck on the inside of the window pane, whereby the foot part, Disc and counterpart form a coupling capacitor, and a circuit arrangement to adapt the different impedances at the inside connection of the coupling capacitor and at the input of the connection axial cable of a radio device.
Eine Antennenanordnung dieser Art, bei der kein Loch durch das Karosserieblech gebohrt werden muß, ist für den Frequenzbereich des CB-Funks (Citizen Band) aus der DE-OS 29 11 885 bekannt.An antenna arrangement of this type in which there is no hole through the body panel must be drilled is for the frequency range of the CB radio (Citizen Band) the DE-OS 29 11 885 known.
Hierbei wird eine induktiv belastete Halbwellen-Antenne verwendet mit dem erklärten Ziel, den Antennenstab an einer nicht metallischen Fahrzeugaußenhaut, z. B. einem Bootskörper, anbringen zu können. Dies ist möglich, weil bei Antennenlänge am Fußpunkt ein Stromminimum (Stromknoten) und ein Spannungsmaximum (Spannungsbauch) vorliegt und daher eine leitende Fläche als kapazitives Gegengewicht nicht erforderlich ist. Andererseits sind Halbwellen-Antennen infolge ihrer großen Länge für Kraftfahrzeuge praktisch nicht brauchbar, so daß man auf den Kompromiß einer induktiv belasteten Antennenpeitsche angewiesen ist. Zur Impedanzanpassung ist bei der bekannten Anordnung ein Parallelschwingkreis mit einer verhältnismäßig großen Spule vorgesehen, wobei die Seele des Anschlußkabels mit einer Anzapfung der Spule verbunden ist.An inductively loaded half-wave antenna is used here with the declared aim of attaching the antenna rod to a non-metallic outer skin of the vehicle, z. B. a boat hull to be able to attach. This is possible because of antenna length at the base point a current minimum (current node) and a voltage maximum (voltage belly) is present and therefore a conductive surface as a capacitive counterweight is not required is. On the other hand, half-wave antennas are suitable for motor vehicles because of their great length practically not usable, so that one compromised inductively loaded Antenna whip is instructed. The known arrangement is used for impedance matching a parallel resonant circuit is provided with a relatively large coil, wherein the core of the connecting cable with a tap on the coil tied together is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Anwendungen im VHF-und UHF-Bereich ab etwa 100 MHz bis über 1 GHz eine Viertelwellen-Antennenanordnung vorzuschlagen, die trotz Scheibenbefestigung zufriedenstellend arbeitet, einfach aufgebaut ist und problemlos eingestellt und angepaßt werden kann.The invention is based on the object for applications in VHF and UHF range from about 100 MHz to over 1 GHz a quarter-wave antenna arrangement to propose that works satisfactorily in spite of the washer attachment, simple is constructed and can be set and adjusted without any problems.
Diese Aufgabe wird ausgehend von der einleitend bezeichneten Antennenanordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Gegenstück eine doppelseitig beschichtete Isolierstoffplatte vorgesehen ist, deren eine leitfähige Schicht mit der Fensterscheibe verklebt ist, während die andere leitfähige Schicht in mehrere getrennte Bereiche unterteilt ist, die als Lötbasen für die Bauelemente eines Collins-Filters dienen, das einerseits mit der gegenüberliegenden Schicht und andererseits mit der Seele des Anschlußkabels verbunden ist und dessen Kondensator-Fußpunkte mit der Abschirmung des Anschlußkabels verbunden sind. Zweckmäßigerweise wird das Fußteil und das Gegenstück in der Nähe des Randes der Fensterscheibe angebracht, nämlich in geringem Abstand von einer ein elektrisches Gegengewicht bildenden metallischen Fensterfassung, insbesondere dem metallischen Fahrzeugdach.This task is based on the antenna arrangement referred to in the introduction solved according to the invention in that as a counterpart a double-sided coated Isolierstoffplatte is provided, whose one conductive layer with the window pane is glued, while the other conductive layer is in several separate areas which serve as solder bases for the components of a Collins filter, on the one hand with the opposite layer and on the other hand with the soul of the connecting cable is connected and its capacitor base points with the shield of the connecting cable are connected. Appropriately, the foot part and the counterpart attached near the edge of the window pane, namely at a small distance of a metal window frame forming an electrical counterweight, in particular the metallic vehicle roof.
Es hat sich gezeigt, daß mit dieser Anordnung der Vorteil der das Fahrzeug schonenden und einfachen Scheibenbefestigung auch bei kurzer Antenne und geringsten Herstellungskosten beibehalten werden kann. Infolge des geringen Abstandes zwischen dem Koppelkondensator und dem metallenen Fahrzeugdach wirkt dieses offenbar trotz Fehlens einer Masseverbindung als Gegengewicht. Jedenfalls ist der Antennengewinn nachweislich nahezu gleich groß wie bei einer üblichen Dachantenne.It has been shown that with this arrangement the advantage of the Vehicle-friendly and simple window mounting even with a short antenna and Maintain the lowest manufacturing costs can be. As a result of the small distance between the coupling capacitor and the metal vehicle roof this apparently acts as a counterweight despite the lack of a ground connection. In any case the antenna gain has been proven to be almost the same as with a conventional roof antenna.
Weitere Vorteile kommen hinzu. Das metallene Fußteil hat vorzugsweise eine plattenartige Form und trägt eine Aufnahmehülse, in welcher der Antennenstab mittels einer Klemmschraube längenveränderbar gehalten ist. Diese Anordnung ist denkbar einfach und daher preiswert herzustellen. Kostengesichtspunkte sprechen auch für die Wahl eines Collins-Filters zur Impedanzanpassung, denn bei diesem können preiswerte Trimmkondensatoren verwendet werden, während die Induktivität bei geeigneter Bemessung unverändert bleiben kann. Bevorzugte Werte für das 2 m - Amateurfunkband (genauer 145 MHz) sind eine Induktivität von etwa 0,1 pH und Kapazitäten von je etwa 40 pF. Für eine Frequenz von 430 MHz ergeben sich beispielsweise eine Induktivität von 10 nH und Kapazitäten von je 10 pF.There are also other advantages. The metal foot part preferably has a plate-like shape and carries a receiving sleeve in which the antenna rod is held adjustable in length by means of a clamping screw. This arrangement is very easy and therefore inexpensive to manufacture. Talk about cost considerations also for the choice of a Collins filter for impedance matching, because with this you can Inexpensive trimming capacitors are used while the inductance is suitable Dimensioning can remain unchanged. Preferred values for the 2 m amateur radio band (more precisely 145 MHz) are an inductance of about 0.1 pH and capacities of each about 40 pF. For a frequency of 430 MHz, for example, there is an inductance of 10 nH and capacities of 10 pF each.
Schaltungsbausteine mit diesen Werten sind außerordentlich klein und können in einem Gehäuse von beispielsweise 15 mm Höhe gut untergebracht werden. Wenn der Antennenstab, bezogen auf eine Frequenz von etwa 145 MHz, eine Länge von 50 cm hat, genügen Auflageflächen des Fußteils und des Gegenstücks von etwa 900 mm², wodurch diese Teile aus dem Blickwinkel des Autofahrers hinter dem Rückspiegel völlig verschwinden und somit das Gesichtsfeld nicht beeinträchtigen. Bei einer Frequenz von 1 GHz ergibt sich eine Strahlerlänge von nur ca. 7 cm Länge und eine Koppelkondensatorfläche von ca. 100 bis 200 mm2.Circuit modules with these values are extremely small and can be easily accommodated in a housing with a height of, for example, 15 mm. If the antenna rod, based on a frequency of about 145 MHz, has a length of 50 cm, the foot part and the counterpart support area of around 900 mm², thereby leaving these parts behind from the driver's point of view disappear completely in the rearview mirror and thus not impair the field of vision. At a frequency of 1 GHz, the emitter length is only approx. 7 cm and a coupling capacitor area of approx. 100 to 200 mm2.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, ausgelegt für Frequenzen um 145 MHz, wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein schematisches Schnittbild der Antennenanordnung, Fig. 2 die Draufsicht auf das Gegenstück ohne Deckel vom Fahrzeuginnenraum aus und Fig. 3 ein Schaltbild der Antennenanordnung.An embodiment of the invention, designed for frequencies around 145 MHz, is explained below with reference to the drawing. In detail, Fig. 1 shows a schematic sectional view of the antenna arrangement, FIG. 2 shows a top view the counterpart without a cover from the vehicle interior and FIG. 3 is a circuit diagram of the Antenna arrangement.
In Fig. 1 ist die Frontscheibe 1 eines Kraftfahrzeugs gezeigt, die mittels einer Gummiprofilleiste 2 in die Fensteröffnung des Fahrzeugkörpers eingesetzt ist, der mit dem Fahrzeugdach 3 angedeutet ist. In der Nähe der Gummiprofilleiste 2 ist außen auf die Scheibe ein Fußteil 4 aus etwa 2 mm starkem Edelstahl-Blech aufgeklebt. Auf der unteren, abgekanteten Partie des Fußteils, die sich von der Scheibe abhebt, sitzt eine Aufnahmehülse 5, in welcher mittels einer Klemmschraube 6 ein Antennenstab 7 gehalten ist.In Fig. 1, the windshield 1 of a motor vehicle is shown, which inserted into the window opening of the vehicle body by means of a rubber profile strip 2 is indicated by the vehicle roof 3. Near the rubber profile strip 2 is a foot part 4 made of about 2 mm thick stainless steel sheet on the outside of the disc glued. On the lower, beveled part of the foot part that extends from the Disc lifts off, sits a receiving sleeve 5, in which by means of a clamping screw 6 an antenna rod 7 is held.
Auf der Innenseite der Scheibe 1 ist ein Gegenstück 8 aufgeklebt, das in Fig. 2 bei abgenommenem Deckel 9 in der Draufsicht gezeigt ist. Der Deckel 9 besteht im Beispiel aus Kunststoff und ist mittels einer nach innen weisenden ebenen Partie 9a aufgeklebt.A counterpart 8 is glued to the inside of the pane 1, which is shown in Fig. 2 with the cover 9 removed in plan view. The lid 9 consists in the example of plastic and is by means of an inwardly facing glued flat part 9a.
Das insgesamt mit 8 bezeichnete Gegenstück besteht aus einer doppelseitig mit leitfähigen Schichten versehenen Isolierstoffplatte 10 von etwa 2,5 mm Dicke. Die mit der Scheibe verklebte Schicht 11 überdeckt die volle Fläche der Isolierstoffplatte 10.The counterpart, designated as a whole with 8, consists of a double-sided Insulating plate 10 provided with conductive layers and approximately 2.5 mm thick. The layer 11 glued to the pane covers the entire surface of the insulating plate 10.
Sie bildet mit dem Fußteil 4 den Koppelkondensator, in Fig. 3 mit C1 bezeichnet. Die gegenüberliegende Schicht ist in drei getrennte Bereiche 12, 13 und 14 getrennt, die nur einen Teil der Oberfläche der Isolierstoffplatte belegen. Der winkelförmige Bereich 12 ist durch die Isolierstoffplatte hindurch mit der leitfähigen Schicht 11 leitend verbunden. Eine Induktivität L = 0,1 pH ist zwischen die Bereich 12 und 13 eingelötet, während Trimmkondensatoren von je 40 pF an den Bereichen 13 und 12 bzw.Together with the foot part 4, it forms the coupling capacitor, as shown in FIG. 3 C1 called. The opposite layer is divided into three separate areas 12, 13 and 14 separated, which occupy only part of the surface of the insulating plate. The angular area 12 is through the insulating plate through with the conductive Layer 11 conductively connected. An inductance L = 0.1 pH is between the ranges 12 and 13 soldered in, while trimming capacitors of 40 pF each on areas 13 and 12 or
13 angelötet sind. Die Seele 15 des zum Funkgerät führenden Koaxialkabels ist am Bereich 13 und die an Masse angeschlossene Abschirmung über eine Verbindungsleitung 16 am Bereich 14 angelötet.13 are soldered on. The core 15 of the coaxial cable leading to the radio is on area 13 and the shield connected to ground via a connecting line 16 soldered to area 14.
In dem Schaltbild nach Fig. 3 sind neben den erwähnten Schaltungsbauteilen der Antennenstab 7 und ein Sende- und Empfangsgerät 17 gezeigt. Die Induktivität L und die Kondensatoren C2 und C3 bilden das Collins-Filter zur Impedanzanpassung. L und C3 zusammen bilden außerdem einen Tiefpass, der di Oberwellen de@ Sonde@@ unterdrückt.In the circuit diagram of FIG. 3, in addition to the circuit components mentioned the antenna rod 7 and a transmitting and receiving device 17 are shown. The inductance L and the capacitors C2 and C3 form the Collins filter for impedance matching. L and C3 together also form a low-pass filter, the harmonics de @ Sonde @@ suppressed.
Nach dem Ankleben des Fußteils 4 und des Gegerlstücks 8 an die Scheibe 1 wird die Abstimmung auf Resonanzfrequenz wie folgt vorgenommen: Zunächst erfolgt eine Grobeinstellung der Antennenlänge mit Hilfe der Klemmschraube 6. Der Antennenstab 7 läßt sich um etwa @ 1 cm verschieben. Dabei ist zu beachten, daß die Koppelkapazität C1 verkürzend wirkt, d. h. die Antennengesamtlänge ist um etwa 3 bis 10 % kürzer als der rechnerische Wert zu nehmen. Sodann wird an den Trimmkondensatoren C2 und C3 abgeglichen. Bei einem Stehwellenverhältnis von etwa 1 : 1,1 ergibt sich eine hervorragende Bandbreite von 144 bis 146 MHz. Der querschnittlich runde Antennenstab kann einen Durchmesser von etwa 2 mm haben. Die Stehwellenkurve verläuft aber noch flacher, wenn der Durchmesser etwa 3 mm beträgt. Der Antennengewinn ist annähernd gleich groß wie bei einer üblichen Dachantenne.After the foot part 4 and the counterpart 8 have been glued to the pane 1, the tuning to the resonance frequency is carried out as follows: First of all a rough adjustment of the antenna length with the help of the clamping screw 6. The antenna rod 7 can be moved about @ 1 cm. It should be noted that the coupling capacitance C1 has a shortening effect, i.e. H. the total antenna length is about 3 to 10% shorter than to take the arithmetical value. Then on the trimming capacitors C2 and C3 adjusted. A standing wave ratio of about 1: 1.1 results in a excellent bandwidth from 144 to 146 MHz. The cross-sectional round antenna rod can have a diameter of about 2 mm. The standing wave curve is still running flatter when the diameter is about 3 mm. The antenna gain is approximate the same size as a conventional roof antenna.
1 Scheibe 2 Gummiprofilleiste 3 Fahrzeugdach 4 Fußteil 5 Aufnahmehülse 6 Klemmschraube 7 Antennenstab 8 Gegenstück 9 Deckel 9a Klebelasche 10 Isolierstoffplatte 11 Schicht 12 Bereich 13 Bereich 14 Bereich 15 Seele 16 Verbindungsleitung 17 Sende- und Empfangsgerät Leerseite 1 Disc 2 Rubber profile strip 3 Vehicle roof 4 Foot section 5 Mounting sleeve 6 clamping screw 7 antenna rod 8 counterpart 9 cover 9a adhesive flap 10 insulating material plate 11 Layer 12 Area 13 Area 14 Area 15 Core 16 Connection Line 17 Transmitter and receiving device Blank page
Claims (5)
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Publications (1)
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DE3410950A1 true DE3410950A1 (en) | 1985-09-26 |
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ID=6231552
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- 1984-03-24 DE DE19843410950 patent/DE3410950A1/en not_active Withdrawn
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |