DE19528703A1 - Antenna for transmitting or receiving a radio frequency signal, transmitter and receiver for a remote control and remote control system for a motor vehicle in which it is installed - Google Patents
Antenna for transmitting or receiving a radio frequency signal, transmitter and receiver for a remote control and remote control system for a motor vehicle in which it is installedInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antenne, die für das Senden oder Empfangen eines Hochfrequenz signals verwendet wird, sowie einen Sender und einen Empfänger zu einer Fernbedienung und ein Fernbedie nungssystem für Kraftfahrzeuge, in die sie eingebaut ist.The present invention relates to an antenna which for sending or receiving a radio frequency signals is used, as well as a transmitter and a Receiver to a remote control and a remote control system for motor vehicles in which they are installed is.
Sie bezieht sich auf den Bereich der Hochfrequenz- Fernbedienungen für den Zugang zu einem Kraftfahrzeug.It relates to the area of radio frequency Remote controls for access to a motor vehicle.
Derartige Fernbedienungen weisen im Vergleich zu Infrarot-Fernbedienungen zahlreiche Vorteile auf. So sind sie nicht richtungsabhängig, das heißt es ist nicht erforderlich, daß der Benutzer den Sender zum Empfänger ausrichtet, um das Öffnen der Fahrzeugtüren zu bewirken.Such remote controls point in comparison Infrared remote controls have numerous advantages. So they are not directional, that is, it is does not require that the user switch the transmitter to Receiver aligns to opening the vehicle doors to effect.
Außerdem wird die Hochfrequenzverbindung nicht zwangs läufig durch das Vorhandensein einer Mauer oder son stiger Hindernisse zwischen Sender und Empfänger unterbrochen.In addition, the high frequency connection is not mandatory common due to the presence of a wall or son obstacles between transmitter and receiver interrupted.
Darüber hinaus ist die Reichweite einer Hochfrequenz- Fernbedienung etwa doppelt so groß wie die Reichweite einer Infrarot-Fernbedienung bei weitgehend gleich wertigen Sende- und Betriebsleistungen. In addition, the range of a high-frequency Remote control about twice the range an infrared remote control at largely the same valuable broadcasting and operating services.
Unter dem Gesichtspunkt der Installation im Fahrzeug ist es ferner nicht erforderlich, daß sich der Empfän ger in einer außerhalb des Fahrzeugs sichtbaren Posi tion befindet, was vor allem im Hinblick auf die Probleme im Zusammenhang mit dem Diebstahl von Fahr zeugen einen Vorteil darstellen kann.From the point of view of installation in the vehicle it is also not necessary that the recipient in a position visible outside the vehicle tion, which is particularly important with regard to the Problems related to driving theft can be an advantage.
Bei der Verwendung einer Technologie in dem Frequenz spektrum, das im Frequenzband 100 MHz 1 GHz enthalten ist, das heißt um 500 MHz, beträgt die mittlere Wel lenlänge (in der Luft) des gesendeten Signals 60 cm. Ein Viertel dieser Wellenlänge ist folglich gleich 15 cm.When using a technology in the frequency spectrum contained in the frequency band 100 MHz 1 GHz is, that is around 500 MHz, the mean wel is len length (in the air) of the transmitted signal 60 cm. A quarter of this wavelength is therefore equal to 15 cm.
Bei der Ausführung einer Viertelwellenantenne, vor allem einer derartigen Empfangsantenne für die Ver wendung im Empfänger der Fernbedienung, muß demzu folge für die Antenne eine Kenngröße von etwa 15 cm erzielt werden.When running a quarter wave antenna, before all of such a receiving antenna for the Ver must be in the receiver of the remote control follow a parameter of about 15 cm for the antenna be achieved.
Nach dem Stand der Technik wird herkömmlicherweise eine außen am Fahrzeug angebrachte Peitschenantenne benutzt. Dieser Antennentyp erfordert Anschlüsse und eine Verkabelung aufgrund der Entfernung der Antenne vom Empfänger, wodurch sich wiederum die Komplexität und gleichzeitig die Kosten der Empfangsanlage erheb lich vergrößern.The prior art is conventional a whip antenna attached to the outside of the vehicle used. This type of antenna requires connections and wiring due to the distance of the antenna from the recipient, which in turn increases the complexity and at the same time raise the cost of the receiving system Lich enlarge.
Aus diesem Grunde wurden Lösungen vorgeschlagen, bei denen die Antenne in einer Glasscheibe des Fahrzeugs integriert ist. Diese Ausführungsart ist zwar ästheti scher, wobei jedoch das Problem der Anschlüsse und der Länge der notwendigen Verkabelungsdrähte bestehen bleibt.For this reason, solutions have been proposed at which the antenna in a glass pane of the vehicle is integrated. This embodiment is aesthetic shear, however, the problem of connections and the Length of the necessary wiring wires exist remains.
Außerdem wurde vorgeschlagen, ein zuweilen als Antenne bezeichnetes Anbauelement zu benutzen, das aus einer Wicklung besteht, die auf einer koplanaren Schaltung aufgelötet wird, wie etwa auf einer gedruckten Schal tung des Senders (oder des Empfängers), in den sie eingebaut ist, und deren bestmögliche Strahlungs leistungen benutzt werden.It has also been suggested, sometimes as an antenna designated attachment to use that from a Winding exists on a coplanar circuit is soldered on, such as on a printed scarf tion of the sender (or the recipient) into which they is installed, and their best possible radiation services are used.
Dieser Einsatz eines Anbauelements verursacht jedoch vergrößerte Schwierigkeiten bei der mechanischen Anbringung, die sich ungünstig auf die industrielle Großserienfertigung auswirken, sowie einen größeren Bauraumbedarf im Gehäuse des Senders (bzw. des Empfän gers), der vor allem eine größere Breite des besagten Gehäuses zur Folge hat.However, this use of an attachment causes increased difficulty in mechanical Attachment that is unfavorable to the industrial Large-scale production impact, as well as a larger one Space requirement in the housing of the transmitter (or the receiver gers), who above all a greater breadth of the said Housing.
Unter Berücksichtigung der Kennlänge der Empfangs antenne, die, wie wir gesehen haben, in einer Größen ordnung von 15 cm liegt, hat es sich als möglich erwiesen, die Empfangsantenne nach der Mikrostreifen- oder Planartechnologie im vorgegebenen Anwendungstyp, das heißt für Frequenzen in einer Größenordnung von 500 MHz, auszuführen.Taking into account the characteristic length of the reception antenna, as we have seen, in one size order of 15 cm, it turned out to be possible proved that the receiving antenna after the microstrip or planar technology in the specified application type, that is, for frequencies on the order of magnitude 500 MHz.
Das Problem im Zusammenhang mit den Anschlüssen und den Verkabelungslängen entfällt, da die Antenne vor teilhafterweise direkt im Gehäuse des Empfängers angeordnet werden kann. Darüber hinaus läßt sich dieser Antennentyp industriell einfach herstellen, da es sich um die Ausführung von Leiterbahnen, beispiels weise aus Kupfer nach einem durch den Fachmann gut beherrschten Verfahren handelt. Dazu kommt, daß die Berechnung der Impedanzen einfach ausfällt und eine effiziente Abstimmung zwischen der auf diese Weise durch die Kupferbahnen gebildeten Antenne einerseits und dem Eingang des Empfängers andererseits ermög licht.The problem related to the connections and the cabling lengths are omitted because the antenna is in front sometimes directly in the housing of the receiver can be arranged. Beyond that manufacture this type of antenna industrially simply because it is the execution of conductor tracks, for example wise copper after a good by the expert controlled procedures. In addition, the Calculation of the impedances simply fails and one efficient coordination between that way antenna formed on the one hand by the copper tracks and the receipt of the recipient on the other hand light.
Derartige Antennen, die in dem vorgenannten Frequenz bereich benutzt werden, besitzen jedoch niedrige Kenngrößen sowohl in bezug auf den Antennengewinn als auch in bezug auf die Breite der Richtcharakteristik.Such antennas in the aforementioned frequency range, but have low Parameters both in terms of antenna gain and also with regard to the width of the directional characteristic.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorerwähnten Probleme nach dem Stand der Technik einer Lösung zuzuführen.The purpose of the present invention is the aforementioned problems in the prior art to provide a solution.
Dazu schlägt sie eine Antenne in der Art vor, wie sie etwa im Sender oder im Empfänger einer Hochfrequenz- Fernbedienung verwendet wird, wobei dieser Sender bzw. dieser Empfänger auf einer gedruckten Schaltung aus geführt ist, die in einem Verschlußgehäuse angeordnet wird, das aus einem formbaren Material, etwa aus Kunststoff hergestellt ist.To do this, she proposes an antenna in the way she does in the transmitter or in the receiver of a radio frequency Remote control is used, this transmitter or this receiver on a printed circuit is guided, which is arranged in a closure housing is made of a formable material, such as Plastic is made.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne zwei in Kaskadenschaltung angeordnete Teile umfaßt:The invention is characterized in that the Antenna two parts arranged in cascade includes:
- - einen ersten Teil, auch Primärteil genannt, der aus mindestens einer Leiterbahn besteht, die beispiels weise nach der Mikrostreifentechnologie hergestellt und physisch mit dem Sender bzw. mit dem Empfänger über zwei Klemmen verbunden ist,- a first part, also called the primary part, made of there is at least one conductor track, for example wise manufactured according to the microstrip technology and physically with the sender or with the receiver is connected via two terminals
- - und einem zweiten Teil, auch Sekundärteil genannt, der nicht physisch mit dem Sender bzw. mit dem Empfän ger verbunden ist und der im Verhältnis zum besagten ersten Teil so angeordnet ist, daß eine Impedanz umwandlung erfolgt, um eine Abstimmung zwischen dem Sender und dem Ausbreitungsmedium bzw. zwischen dem Ausbreitungsmedium und dem Empfänger herbeizuführen und/oder um eine bessere elektromagnetische Richt charakteristik sowie einen besseren Antennengewinn für die Antenne zu erzeugen.- and a second part, also called a secondary part, who is not physically with the sender or with the recipient ger is connected and that in relation to said first part is arranged so that an impedance conversion takes place to a vote between the Transmitter and the medium of propagation or between the Propagation medium and the recipient and / or for better electromagnetic direction characteristic as well as a better antenna gain for to generate the antenna.
Die erfindungsgemäße Antenne bietet den Vorteil, daß ihr Format klein genug ist, um sie vollständig im Verschlußgehäuse des Empfängers unterzubringen, wobei sie gleichzeitig gute Empfangsleistungen aufweist. Darüberhinaus ist diese Antenne einfach herzustellen, und sie eignet sich gut für die Rahmenbedingungen einer industriellen Großserienfertigung. Dazu kommt außerdem, daß sie kostengünstig ist. The antenna according to the invention has the advantage that their format is small enough to fully accommodate them To accommodate the receiver housing, whereby it also has good reception performance. Furthermore, this antenna is easy to manufacture, and it works well for the framework an industrial mass production. Add to that also that it is inexpensive.
Nach weiteren, einzeln oder kombiniert betrachteten Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:After further, considered individually or in combination Features of the invention include the following:
- - Der Primärteil der Antenne wird nach der Mikrostrei fen- oder Koplanartechnologie auf einer ersten Seite der besagten gedruckten Schaltung ausgeführt.- The primary part of the antenna is after the microstrip fen- or coplanar technology on a first page of said printed circuit.
- - Der Sekundärteil der Antenne wird nach der Mikro streifen- oder Koplanartechnologie auf einer zweiten Seite der besagten gedruckten Schaltung ausgeführt, so daß er auf den Primärteil fokussiert ist.- The secondary part of the antenna is after the micro strip or coplanar technology on a second Side of said printed circuit, so that he is focused on the primary part.
- - Der Sekundärteil wird in Form von mindestens einer Leiterbahn ausgeführt, die so auf dem Verschlußgehäuse aufgeätzt wird, daß er auf den Primärteil fokussiert ist.- The secondary part is in the form of at least one Conductor run so on the breech housing it is etched that it focuses on the primary part is.
- - Der Sekundärteil der Antenne wird in Form von minde stens einer Leiterbahn ausgeführt, die so in das Verschlußgehäuse eingelassen wird, daß er auf den Primärteil fokussiert ist.- The secondary part of the antenna is in the form of min running at least one conductor track, so in the Lock housing is inserted that he on the Primary part is focused.
- - Der Sekundärteil wird in Form von mindestens einer Leiterbahn ausgeführt, die auf einem Klebeetikett an geordnet wird, das so auf dem Verschlußgehäuse aufzu kleben ist, daß er auf den Primärteil fokussiert ist.- The secondary part is in the form of at least one Conductor track executed on an adhesive label is ordered to open on the breech housing sticking is that it is focused on the primary part.
- - Der Sekundärteil wird auf einer zweiten gedruckten Schaltung ausgeführt, die im Innern des Verschluß gehäuses parallel zur ersten gedruckten Schaltung angeordnet wird; auf welcher sich der Primärteil sowie die Elektronik des Senders bzw. des Empfängers befin den, wobei die besagte zweite gedruckte Schaltung im Verhältnis zur gedruckten Schaltung mit dem Primärteil so angeordnet wird, daß der Sekundärteil auf den Primärteil fokussiert ist.- The secondary part is printed on a second one Circuit executed inside the breech housing parallel to the first printed circuit is ordered; on which the primary part as well the electronics of the transmitter or receiver are located the, said second printed circuit in Relationship to the printed circuit with the primary part is arranged so that the secondary part on the Primary part is focused.
Es ist festzustellen, daß bei allen möglichen Ausfüh rungsarten der erste und der zweite Teil der Antenne so im Verhältnis zueinander angeordnet sind, daß die Impedanzanpassung, d. h. die gewünschte Abstimmung herbeigeführt wird, wodurch der Name Abstimmeinheit zu erklären ist.It should be noted that with all possible designs the first and the second part of the antenna are arranged in relation to each other so that the Impedance matching, d. H. the desired vote is brought about, causing the name voting unit to is to explain.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Sender sowie einen Empfänger einer Fernbedienung, in die eine Antenne der vorstehend beschriebenen Art eingebaut ist. Darüber hinaus bezieht sie sich auf ein Fern bedienungssystem, das einen solchen Sender oder einen solchen Empfänger umfaßt.The invention also relates to a transmitter and a receiver of a remote control into which one Antenna of the type described above installed is. It also refers to a long distance operating system that such a transmitter or a includes such recipient.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfin dung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, auf denen folgendes dargestellt ist:Other features and advantages of the present invention dung result from the description below with reference to the accompanying drawings which shows the following:
Fig. 1 zeigt mehrere mögliche Ausführungsarten des Primärteils einer erfindungsgemäßen Antenne. Fig. 1 shows several possible embodiments of the primary part of an antenna according to the invention.
Fig. 2 zeigt zwei mögliche Ausführungsarten einer erfindungsgemäßen Antenne in schematischer Darstel lung. Fig. 2 shows two possible embodiments of an antenna according to the invention in a schematic representation.
Fig. 3 zeigt eine Befestigungsart des Sekundärteils der erfindungsgemäßen Antenne anhand eines Klebe etiketts, das am Gehäuse der Fernbedienung aufgeklebt wird. Fig. 3 shows a type of attachment of the secondary part of the antenna according to the invention using an adhesive label that is glued to the housing of the remote control.
Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführungsart des Sekun därteils der erfindungsgemäßen Antenne. Fig. 4 shows a possible embodiment of the secondary part of the antenna according to the invention.
Die nachfolgende Beschreibung dient nur zur Veran schaulichung des Prinzips der Erfindung und ist auf keinen Fall als eine Einschränkung ihres Anwendungs bereichs zu verstehen. So wird die erfindungsgemäße Antenne im folgenden als Empfangsantenne beschrieben, die in einem Hochfrequenz-Fernbedienungsempfänger verwendet wird; aber nach dem Reziprozitätsgesetz der Antennentheorie bleibt das Prinzip der Erfindung in vollem Umfang auch auf eine Sendeantenne anwendbar.The following description is only for the purpose clarification of the principle of the invention and is on not as a limitation of their application area to understand. So the invention Antenna described below as a receiving antenna, those in a radio frequency remote control receiver is used; but according to the reciprocity law of Antenna theory remains the principle of the invention in fully applicable to a transmitting antenna.
In den vier Ansichten der Fig. 1(a) bis 1(d) werden vier mögliche Ausführungsarten nach der Mikrostreifen technologie oder entsprechenden Verfahren zu einer herkömmlichen Antenne dargestellt, das heißt zu einer Antenne, die nur einen Teil anstelle von zwei Teilen umfaßt.In the four views of FIGS. 1 (a) to 1 (d), four possible embodiments according to the microstrip technology or corresponding methods for a conventional antenna are shown, that is to say for an antenna which comprises only one part instead of two parts.
In diesen vier Figuren wird mit der Bezugsnummer 10 der Schaltkreis eines Fernbedienungsempfängers be zeichnet, der vor allem eine Empfangs- und Verarbei tungselektronik umfaßt und der in der nachstehenden Beschreibung nicht eingehender behandelt wird.In these four figures, reference number 10 denotes the circuit of a remote control receiver, which mainly comprises reception and processing electronics and which is not dealt with in more detail in the description below.
Der Schaltkreis des Empfängers umfaßt zwei Klemmen 12 und 14 für den Anschluß an eine Antenne außerhalb des Schaltkreises.The circuit of the receiver includes two terminals 12 and 14 for connection to an antenna outside the circuit.
Der Schaltkreis des Empfängers ist auf einem nicht dargestellten elektronischen Substrat aufgebracht, das auch eine herkömmliche Antenne trägt, die nach der Mikrostreifentechnologie oder entsprechenden Ver fahren ausgeführt wird.The circuit of the receiver is not on one shown electronic substrate applied that also carries a conventional antenna, which according to the Microstrip technology or equivalent ver driving is carried out.
In Fig. 1(a) handelt es sich bei der Antenne um eine Dipolantenne, die zwei Schenkel 11 und 13 umfaßt, die an die Klemmen 12 bzw. 14 des Schaltkreises des Em pfängers angeschlossen sind. Letztere sind nahe bei einander und beiderseits einer Ecke des Schaltkreises 10 des Empfängers angeordnet. Jeder Schenkel 11 und 13 ist unmittelbar nach seinem Austritt aus den Klemmen 12 und 14 rechtwinklig gebogen, wobei jeder von ihnen in einer Richtung angeordnet ist, die parallel zu einer bestimmten Seite des Schaltkreises des Empfän gers an diesem entlang verläuft.In Fig. 1 (a), the antenna is a dipole antenna which comprises two legs 11 and 13 which are connected to the terminals 12 and 14 of the circuit of the receiver. The latter are arranged close to each other and on both sides of a corner of the circuit 10 of the receiver. Each leg 11 and 13 is bent perpendicularly immediately after it exits the terminals 12 and 14 , each of which is arranged in a direction that is parallel to a certain side of the circuit of the receiver along this.
In Fig. 1(b), in der die gleichen Elemente wie in Fig. 1(a) jeweils durch die gleichen Bezugsnummern bezeichnet werden, handelt es sich bei der Antenne um eine Dipolantenne, deren zwei Schenkel 11 und 13 entlang der gleichen Seite des Empfängerschaltkreises 10, aber in entgegengesetzten Richtungen verlaufen.In Fig. 1 (b), in which the same elements as in Fig. 1 (a) are denoted by the same reference numerals, the antenna is a dipole antenna, the two legs 11 and 13 of which extend along the same side of the antenna Receiver circuit 10 , but run in opposite directions.
In Fig. 1(c) ist eine Schleifenantenne 15 an den beiden Klemmen 12 und 14 des Empfängerschaltkreises 10 angeschlossen. Die Schleife ist aus dem Empfänger schaltkreis heraustretend ausgerichtet, im Gegensatz zu der Antenne, die in Fig. 1(d) dargestellt ist, in der die gleichen Elemente wie in Fig. 1(c) jeweils mit den gleichen Bezugsnummern bezeichnet werden und in der die Schleife 15 den Empfängerschaltkreis 10 umschließt.In Fig. 1 (c), a loop antenna 15 is connected to the two terminals 12 and 14 of the receiver circuit 10 . The loop is oriented out of the receiver circuitry, in contrast to the antenna shown in Fig. 1 (d), in which the same elements as in Fig. 1 (c) are denoted by the same reference numbers and in which the loop 15 encloses the receiver circuit 10 .
Alle Strahlungselemente oder Antennen, die aus einem einzigen Teil bestehen und die in den Fig. 1(a) bis 1(d) dargestellt werden, unterscheiden sich voneinan der durch ihre jeweiligen Kenndaten, vor allem durch ihre Richtcharakteristik und durch ihren Antennenge winn.All radiation elements or antennas, which consist of a single part and which are shown in Figs. 1 (a) to 1 (d), differ from each other by their respective characteristics, especially by their directional characteristics and by their antenna gain.
Da sich jedoch bei keiner dieser Antennen, für sich genommen, ausreichend gute Kennwerte für unsere Anwen dung ergeben haben, wurde erwogen, ein zweites Strah lungselement zu verwenden, das den Sekundärteil einer zweiteiligen Antenne bilden soll, dessen Primärteil aus einem ersten Strahlungselement besteht, das wie eines der in den Fig. 1(a) bis 1(d) dargestellten Elemente ausgeführt ist.However, since none of these antennas on their own have resulted in sufficiently good characteristic values for our application, it was considered to use a second radiation element which is intended to form the secondary part of a two-part antenna, the primary part of which consists of a first radiation element which how one of the elements shown in Figs. 1 (a) to 1 (d) is executed.
Sowohl der Primärteil als auch der Sekundärteil der erfindungsgemäßen zweiteiligen Antenne können somit nach einem der vorstehend dargelegten Herstellungs verfahren oder nach jedem anderen dem Fachmann be kannten Verfahren ausgeführt werden.Both the primary part and the secondary part of the Two-part antenna according to the invention can thus according to one of the manufacturing described above procedure or after any other be the expert known procedures are carried out.
Das physikalische Prinzip der Erfindung kommt dem Prinzip nahe, das bei einer Telekommunikationsantenne mit sehr großer Reichweite benutzt wird, wie etwa bei einer Parabolantenne, die aus einer Primärquelle, etwa einem Hornstrahler, besteht, der im Brennpunkt eines Parabolspiegels angeordnet ist, welcher den Sekundär teil der Antenne bildet, so daß die von der Primär quelle ausgehende Strahlung mit vorgegebenen Kenn daten durch den Sekundärteil, das heißt durch den Reflektor-, übertragen wird. Diese Kenndaten hängen mit der Richtcharakteristik und mit dem Verstärkungs faktor des besagten Reflektors zusammen.The physical principle of the invention comes to that Principle close to that of a telecommunications antenna is used with a very long range, such as a parabolic antenna that comes from a primary source, such as a horn, which is the focus of a Parabolic mirror is arranged, which is the secondary forms part of the antenna, so that of the primary source outgoing radiation with predefined characteristics data through the secondary part, that is through the Reflector, is transmitted. These characteristics are related the directional characteristic and with the gain factor of said reflector together.
Die Besonderheit unserer Anwendung, deren Zweck in der Ausführung einer vollständig in das Empfängergehäuse integrierbaren Antenne für den Empfang eines von einem Kraftfahrzeug-Fernbedienungssender abgestrahlten Steuersignals besteht, wird im folgenden unter Bezug nahme auf die Fig. 2, 3 und 4 beschrieben.The peculiarity of our application, the purpose of which is to provide an antenna which can be fully integrated into the receiver housing for receiving a control signal emitted by a motor vehicle remote control transmitter, is described below with reference to FIGS . 2, 3 and 4.
In Fig. 2(a) wird schematisch durch einen Quader ein Empfänger 20 dargestellt, der auf einem Substrat oder einer gedruckten Schaltung 23 angebracht ist, auf der ein erstes Strahlungselement in der Art einer Peit schenantenne 21 angeordnet ist, wie sie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1(b) eingehender beschrie ben wurde.In Fig. 2 (a) is schematically represented by a cuboid, a receiver 20 which is mounted on a substrate or a printed circuit 23 , on which a first radiation element is arranged in the manner of a whip antenna 21 , as described above with reference to Fig. 1 (b) has been described in more detail.
Aus dem Vorhandensein eines zweiten Strahlungselements 22 oder 24, das oberhalb oder unterhalb der gedruckten Schaltung 23 angeordnet wird, so daß es mit dem besag ten ersten Strahlungselement 21 abgestimmt ist, ergibt sich eine Antenne nach dem Prinzip der Erfindung, das heißt eine Antenne, die aus zwei Teilen 21, 22 bzw. 21, 24 besteht, die aufeinander abgestimmt sind, so daß sie, bezogen auf die so gebildete einheitliche Antenne, Leistungen in puncto Richtcharakteristik und Antennengewinn aufweisen, die deutlich über den Lei stungen liegen, die eine herkömmliche Antenne auf weisen würde, die aus dem ersten Strahlungselement 21 besteht, wenn es allein benutzt würde.From the presence of a second radiation element 22 or 24 , which is arranged above or below the printed circuit 23 so that it is matched with said first radiation element 21 , results in an antenna according to the principle of the invention, that is, an antenna that consists of two parts 21 , 22 and 21 , 24 , which are coordinated so that they, based on the uniform antenna thus formed, have performance in terms of directional characteristics and antenna gain that are significantly higher than the performance that a conventional antenna would have, which consists of the first radiation element 21 when used alone.
Das erste Strahlungselement 21 wird auch als Primär teil bezeichnet, während das zweite Strahlungselement 22 (bzw. 24) auch als Sekundärteil der zweiteiligen Antenne 21, 22 (bzw. 21, 24) bezeichnet wird.The first radiation element 21 is also referred to as the primary part, while the second radiation element 22 (or 24 ) is also referred to as the secondary part of the two-part antenna 21 , 22 (or 21, 24 ).
In Fig. 2(b), in der den gleichen Elemente wie in Fig. 2(a) jeweils auch die gleichen Bezugsnummern zugeordnet werden, besteht der Primärteil aus einer Schleifenantenne, deren Aufbau unter Bezugnahme auf Fig. 1(c) eingehender beschrieben wurde und die an zwei dazu vorgesehenen Klemmen des Empfängers 20 angeschlossen ist.In FIG. 2 (b), in which the same reference numbers are assigned to the same elements as in FIG. 2 (a), the primary part consists of a loop antenna, the structure of which was described in more detail with reference to FIG. 1 (c) and which is connected to two dedicated terminals of the receiver 20 .
Für den Aufbau des Primärteils bzw. des Sekundärteils sind alle möglichen Kombinationen denkbar, wobei die Auswahl jeweils durch die angestrebten Leistungen der zweiteiligen Antenne bestimmt wird, die ausgeführt werden soll und deren Auslegung nach Maßgabe der Kenndaten erfolgt, die durch die vorgesehene Anwendung vorgegeben sind.For the construction of the primary part or the secondary part all possible combinations are possible, the Selection by the desired services of the two-part antenna is determined that runs should be and their interpretation according to the Characteristics is done by the intended application are specified.
Es kann erwogen werden, den Sekundärteil 22 direkt auf der gedruckten Schaltung neben dem Primärteil 21 auszuführen. Wenn es sich bei der gedruckten Schaltung um eine doppelseitige Schaltung handelt, kann auch erwogen werden, den Sekundärteil 24 auf der Seite der gedruckten Schaltung auszuführen, die der Seite mit dem Primärteil 21 gegenüberliegt.It can be considered to design the secondary 22 directly on the printed circuit adjacent to the primary 21 . If the printed circuit is a double-sided circuit, it can also be considered to design the secondary part 24 on the side of the printed circuit that is opposite the side with the primary part 21 .
Nach einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung wird der Sekundärteil auf einem anderen Träger als als die gedruckte Schaltung 23 ausgeführt, auf der sich der Primärteil 21 befindet.According to a preferred embodiment of the invention, the secondary part is carried out on a different carrier than the printed circuit 23 on which the primary part 21 is located.
Dieser Träger kann aus einer zweiten gedruckten Schal tung bestehen, auf der sich der Sekundärteil 22 (bzw. 24) befindet und die oberhalb (bzw. unterhalb) der besagten gedruckten Schaltung 23 oder ersten gedruck ten Schaltung anbracht ist, auf der sich der Primär teil 21 befindet. Die zweite gedruckte Schaltung kann in einer bestimmten Position im Verhältnis zur ersten gedruckten Schaltung und in einem bestimmten Abstand von dieser gehalten werden, indem sie beispielsweise durch verschraubte Distanzbolzen fest miteinander verbunden werden, wie dies dem Fachmann bekannt ist.This carrier can consist of a second printed circuit device on which the secondary part 22 (or 24 ) is located and which is mounted above (or below) said printed circuit 23 or first printed circuit on which the primary part 21 is located. The second printed circuit can be held in a certain position in relation to the first printed circuit and at a certain distance from it, for example by being firmly connected to one another by screwed spacer bolts, as is known to the person skilled in the art.
Die beiden gedruckten Schaltungen können auch im Verhältnis zueinander gehalten werden, indem sie in bestimmten Aufnahmen angeordnet werden, die dazu in dem in Fig. 2(a) und 2(b) nicht dargestellten Ver schlußgehäuse vorgesehen sind.The two printed circuits can also be kept in relation to each other by arranging them in certain receptacles which are provided in the closure housing not shown in FIGS . 2 (a) and 2 (b).
Darüber hinaus wird nach einer weiteren möglichen Ausführungsart der Erfindung der Sekundärteil direkt auf dem Gehäuse ausgeführt. Wenn der Sekundärteil die Struktur einer Schleife hat, wird diese Schleife auf dem Boden oder auf der Abdeckung des Gehäuses, bei spielsweise in einer dazu vorgesehenen Rinne, ge gossen.In addition, another is possible Embodiment of the invention the secondary part directly executed on the housing. If the secondary part is the Has a loop structure, this loop is on on the floor or on the cover of the housing for example in a designated groove, ge poured.
Nach einer weiteren möglichen Ausführungsart der Erfindung wird der Sekundärteil im Gehäusekörper eingelassen. Dieser besteht aus Kunststoff, das um eine Schleife aus Kupfer oder aus jedem anderen leit fähigen Metall zur Bildung des Sekundärteils der Antenne geformt wird.According to a further possible embodiment of the Invention is the secondary part in the housing body let in. This is made of plastic that around a loop of copper or any other conductor able metal to form the secondary part of the Antenna is shaped.
Bei allen diesen möglichen Ausführungsarten der erfin dungsgemäßen Antenne sowie bei der nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebenen Ausführungsart werden die relativen Positionen des Primär- und des Sekundärteils natürlich durch die Vorgaben zur elek tromagnetischen Abstimmung oder Anpassung festgelegt, um zu einer elektromagnetischen Energieübertragung zwischen den beiden Teilen zu gelangen, die so be stimmt wird, daß sich die angestrebten Gesamtkenndaten der zweiteiligen Antenne ergeben.In all of these possible embodiments of the antenna according to the invention and in the embodiment described below with reference to FIG. 3, the relative positions of the primary and the secondary part are of course determined by the specifications for elec tromagnetic matching or adaptation to electromagnetic energy transmission between the to get two parts, which is so be determined that the desired overall characteristics of the two-part antenna result.
In Entsprechung zu einer Spiegelantenne, bei der die Primärquelle im Brennpunkt des durch den Reflektor gebildeten Sekundärteils angeordnet ist, wird im weiteren Verlauf der Beschreibung davon die Rede sein, daß der Sekundärteil der zweiteiligen Antenne auf den Primärteil fokussiert ist oder umgekehrt.Corresponding to a mirror antenna in which the Primary source at the focal point of the reflector formed secondary part is arranged in further course of the description that the secondary part of the two-part antenna on the Primary part is focused or vice versa.
In allen Fällen ist festzustellen, daß der Sekundär teil der nicht physisch mit dem Empfängerschaltkreis verbunden ist, mit anderen Worten: der nicht durch einen elektrischen Anschluß mit dem Empfängerschalt kreis verbunden ist, ein Übergangselement zwischen dem Ausbreitungsmedium und dem Primärteil bildet, der mit dem Empfängerschaltkreis physisch verbunden ist, das heißt, der über eine elektrische Verbindung an die beiden dazu vorgesehenen Klemmen des Empfängers ange schlossen ist.In all cases it should be noted that the secondary part of not physically connected to the receiver circuit connected, in other words: not through an electrical connection with the receiver switch is connected, a transition element between the Propagation medium and the primary part that forms with is physically connected to the receiver circuit that means the one via an electrical connection to the two dedicated terminals of the receiver is closed.
Denn die im Ausbreitungsmedium vorhandene elektro magnetische Energie wird durch den Sekundärteil auf gefangen, oder anders ausgedrückt: gesammelt, während der Primärteil die elektromagnetische Energie auf fängt, die im Sekundärteil vorhanden ist.Because the existing electro in the propagation medium magnetic energy is generated by the secondary part caught, or in other words: collected while the primary part of the electromagnetic energy catches that is present in the secondary section.
Die vorstehend beschriebene Erscheinung ist natürlich reziprok, da der Betrieb der Antenne in einer Sende konfiguration, das heißt in einem Sender, symmetrisch verläuft. Mit anderen Worten: Der Schaltkreis des Senders gibt elektromagnetische Energie im Primärteil ab, wobei diese elektromagnetische Energie durch den Sekundärteil aufgefangen und anschließend in das Ausbreitungsmedium abgestrahlt wird.The phenomenon described above is natural reciprocal, since the operation of the antenna in one transmission configuration, that is, in a transmitter, symmetrical runs. In other words: the circuit of the The transmitter emits electromagnetic energy in the primary part from, this electromagnetic energy through the Secondary part caught and then in the Propagation medium is emitted.
In Fig. 3 wird eine bevorzugte Ausführungsart der erfindungsgemäßen zweiteiligen Antenne veranschau licht. Bei dieser Ausführungsart ist der nicht dar gestellte Empfängerschaltkreis in einem Verschluß- und Abdichtungsgehäuse 30 angeordnet. Nur der Primärteil 31 der Antenne wird durch gestrichelte Linien dar gestellt, insoweit er sich im Innern des Gehäuses befindet und beispielsweise auf der gedruckten Schal tung 23 von Fig. 2(b) angeordnet ist, auf der sich auch der Schaltkreis 20 des Empfängers befindet.In Fig. 3, a preferred embodiment of the two-part antenna according to the invention is illustrated light. In this embodiment, the receiver circuit, not shown, is arranged in a sealing and sealing housing 30 . Only the primary part 31 of the antenna is shown by dashed lines, insofar as it is located inside the housing and, for example, on the printed circuit device 23 of FIG. 2 (b), on which the circuit 20 of the receiver is located.
Ein an der Außenfläche des Gehäuses 30 aufgeklebtes Klebeetikett 33 trägt den Sekundärteil 32 der zwei teiligen Antenne 31, 32. Der Sekundärteil 32 ist in Form einer geschleiften oder nicht geschleiften Lei terbahn ausgeführt, die nach jedem dem Fachmann be kannten Siebdruckverfahren auf dem Klebeetikett 33 angebracht wird. Das besagte Klebeetikett wird an schließend auf dem Gehäuse in einer bestimmten Posi tion im Verhältnis zu einer bestimmten Position des Primärteils 31 aufgeklebt, der sich im Innern des Gehäuses befindet.An adhesive label 33 stuck to the outer surface of the housing 30 carries the secondary part 32 of the two-part antenna 31 , 32 . The secondary part 32 is in the form of a looped or not looped Lei terbahn, which is attached to the adhesive label 33 by any screen printing method known to those skilled in the art. Said adhesive label is then glued to the housing in a specific position in relation to a specific position of the primary part 31 , which is located inside the housing.
Nach einer bevorzugten Ausführungsart wird das Klebe etikett auf einer Innenfläche des Gehäuses aufgeklebt, so daß es vor schädlichen Einflüssen der Außenumgebung geschützt ist, die bei einer kraftfahrzeugtechnischen Anwendung mit besonders starken Beanspruchungen ver bunden ist.According to a preferred embodiment, the adhesive label stuck on an inner surface of the housing, so it is against harmful influences from the outside environment is protected in a motor vehicle Use with particularly heavy loads is bound.
In Fig. 4 wird eine mögliche Ausführungsart des Sekundärteils 40 der Antenne dargestellt. In den vorangehenden Abbildungen wurde dieser Sekundärteil als eine geschlossene Leitungsschleife dargestellt, die ein Strahlungselement für die Übertragung oder den Empfang von elektromagnetischer Energie bildet, welche am Primärteil der Antenne durch magnetische Kopplung empfangen oder übertragen wird.In FIG. 4 a possible embodiment of the secondary part 40 is illustrated of the antenna. In the previous figures, this secondary part was shown as a closed line loop, which forms a radiation element for the transmission or reception of electromagnetic energy, which is received or transmitted at the primary part of the antenna by magnetic coupling.
Ein sicherer Vorteil des zweiteiligen Aufbaus der erfindungsgemäßen Antenne besteht darin, daß der Sekundärteil dazu beiträgt, die Anpassung zwischen dem Ausbreitungsmedium, das hier aus der Umgebungsluft besteht, und dem Empfängerschaltkreis herbeizuführen.A sure advantage of the two-part construction of the antenna according to the invention is that the Secondary helps to adjust between Propagation medium, which here from the ambient air exists and bring about the receiver circuit.
Das Impedanzanpassungsprinzip der erfindungsgemäßen Antenne orientiert sich am theoretischen Anpassungs prinzip mit Verwendung von zwei Induktivitäten, einer Primärinduktivität und einer Sekundärinduktivität, um die elektromagnetische Anpassung und somit ein Maximum an Energieübertragung herbeizuführen.The impedance matching principle of the invention Antenna is based on the theoretical adaptation principle using two inductors, one Primary inductance and a secondary inductance in order the electromagnetic adjustment and thus a maximum to bring about energy transmission.
Aus diesem Grunde wird der Sekundärteil auch als "Abstimmeinheit" bezeichnet, da er die Abstimmung zwischen dem Ausbreitungsmedium und dem Empfänger herbeiführt.For this reason, the secondary part is also called "Voting unit" is referred to as he is voting between the propagation medium and the receiver brings about.
Die für die Auslegung des vollständigen Systems erfor derlichen Berechnungen beziehen auf die allgemeine Theorie der Übertragungsleitungen. Die Abstimmung wird insbesondere durch eine Frequenz oder einen bestimmten Frequenzbereich bewirkt, der um eine Resonanzfrequenz der zweiteiligen Antenne angeordnet ist.The necessary for the design of the complete system Such calculations relate to the general Theory of transmission lines. The vote will especially by a frequency or a specific one Frequency range caused by a resonance frequency the two-part antenna is arranged.
Der Wert dieser Resonanzfrequenz wird hauptsächlich in Abhängigkeit von den kapazitiven und induktiven Bau teilen der Strahlungselemente bestimmt.The value of this resonance frequency is mainly in Dependence on the capacitive and inductive construction share the radiation elements determined.
In Fig. 4 besteht der Sekundärteil 40 somit aus einer nicht geschlossenen Schleife mit einem induktiven Teil 41, welcher der Schleife an sich entspricht, und einem kapazitiven Teil 42, der einem Bereich entspricht, in dem die beiden Enden der nicht geschlossenen Schleife parallel zueinander verlängert sind.In FIG. 4, the secondary part 40 thus consists of a non-closed loop with an inductive part 41 , which corresponds to the loop itself, and a capacitive part 42 , which corresponds to a region in which the two ends of the non-closed loop extend parallel to one another are.
Dem Fachmann ist bekannt, wie bei der betrachteten Arbeitsfrequenz der Sollwert der Kapazität der Schlei fe 40 in Abhängigkeit von der Länge des Bereichs 42 zu berechnen ist, in dem die beiden Enden der Schleife das Äquivalent zweier Elektroden eines Kondensators bil den, sowie in Abhängigkeit von der Breite des zwischen ihnen liegenden dielektrischen Zwischenraums, und wie - ebenfalls bei der betrachteten Arbeitsfrequenz - der Wert der Äquivalentinduktivität der Spule 40 in Ab hängigkeit von der Länge des Teils 41 der besagten Schleife 40 zu berechnen ist.The person skilled in the art knows how, at the operating frequency under consideration, the nominal value of the capacitance of the loop 40 is to be calculated as a function of the length of the region 42 in which the two ends of the loop form the equivalent of two electrodes of a capacitor, and as a function of the width of the intermediate space lying between them dielectric, and how - also at the considered operating frequency - the value of the coil 40 in Äquivalentinduktivität on the length of the portion 41 of said loop is to calculate 40 dependency.
Claims (11)
- - einen ersten Teil (21, 31), auch Primärteil genannt, der aus mindestens einer Leiterbahn besteht, die bei spielsweise nach der Mikrostreifentechnologie her gestellt und physisch mit dem Sender bzw. mit dem Empfänger (20, 30) über zwei Klemmen (12, 14) ver bunden ist,
- - und einem zweiten Teil (22, 32), auch Sekundärteil genannt, der nicht physisch mit dem Sender bzw. mit dem Empfänger (20, 30) verbunden ist und der im Ver hältnis zum besagten ersten Teil (21, 31) so angeord net ist, daß eine Impedanzumwandlung erfolgt, um eine Abstimmung zwischen dem Sender und dem Ausbreitungs medium bzw. zwischen dem Ausbreitungsmedium und dem Empfänger herbeizuführen und/oder um eine bessere elektromagnetische Richtcharakteristik sowie einen besseren Antennengewinn für die Antenne herbei zu führen.
- - A first part ( 21 , 31 ), also called primary part, which consists of at least one conductor track, which, for example, is based on microstrip technology and is physically connected to the transmitter or receiver ( 20 , 30 ) via two terminals ( 12 , 14 ) is connected,
- - And a second part ( 22 , 32 ), also called the secondary part, which is not physically connected to the transmitter or to the receiver ( 20 , 30 ) and which is arranged in relation to said first part ( 21 , 31 ) is that an impedance conversion takes place in order to bring about a coordination between the transmitter and the propagation medium or between the propagation medium and the receiver and / or to bring about a better electromagnetic directional characteristic and a better antenna gain for the antenna.
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