DE19939321A1

DE19939321A1 - Kombinierte Stab- und Planarantenne

Info

Publication number: DE19939321A1
Application number: DE19939321A
Authority: DE
Inventors: Uwe Militz; Klaus-Peter Hoffmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 1999-08-19
Publication date: 2001-04-05
Also published as: KR20010021347A; EP1077503A2; KR100776191B1; EP1077503A3

Abstract

Es wird eine kombinierte Stab- und Planarantenne (10, 40) vorgeschlagen, die eine lochlose Montage an einer Scheibe (14) eines Kraftfahrzeuges ermöglicht. Die kombinierte Stab- und Planarantenne (10, 40) umfaßt einen Antennenstab (11) zum Senden und/oder Empfangen von Signalen in einem Funkfrequenzbereich und eine planare Antennenanordnung (40) zum Empfangen von Ortungssignalen. Der Antennenstab (11) ist mit einem an einer Außenseite einer Scheibe (14) befestigten ersten Fußstückteil (13) verbunden, das ein erstes Kontaktteil (18) umfaßt. Ein zweites Fußstückteil (15) ist vorgesehen, das an einer Innenseite der Scheibe (14) befestigt ist und ein zweites Kontaktteil (27) umfaßt, so daß die Signale im Funkfrequenzbereich zwischen dem ersten Kontaktteil (18) und dem zweiten Kontaktteil (27) durch die Scheibe (14) gekoppelt werden. Die planare Antennenanordnung (40) ist am zweiten Fußstückteil (15) befestigt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer kombinierten Stab- und Planarantenne nach der Gattung des Hauptanspruchs aus.

Von der Firma Zendar ist bereits eine stabförmige Lambda/4-Dachantenne für 900 MHz Funktelefonie bekannt, die mit einer verstärkten Patch-Antenne für GPS-Empfänger (Global Positioning System) kombiniert ist. Die so gebildete kombinierte Stab- und Planarantenne ist über einen Antennenfuß auf das Dach eines Kraftfahrzeugs geschraubt, wozu eine Bohrung in der Karosserie vorgesehen ist. Über die Bohrung ist der Stab- und der Planarantenne jeweils auch ein Antennenkabel zugeführt. Die bekannte kombinierte Stab- und Planarantenne trägt die Bezeichnung TZ/GPS-GSM.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße kombinierte Stab- und Planarantenne mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Antennenstab mit einem an einer Außenseite einer Scheibe befestigten ersten Fußstückteil verbunden ist, das ein erstes Kontaktteil umfaßt, daß ein zweites Fußstückteil vorgesehen ist, das an einer Innenseite der Scheibe befestigt ist und ein zweites Kontaktteil umfaßt, so daß die Signale im Funkfrequenzbereich zwischen dem ersten Kontaktteil und dem zweiten Kontaktteil durch die Scheibe gekoppelt werden, und daß die Antennenanordnung am zweiten Fußstückteil befestigt ist. Auf diese Weise erfordert die Montage der kombinierten Stab- und Planarantenne keine Bohrung und ist daher besonders einfach durchführbar. Dies ist besonders bei Verwendung der kombinierten Stab- und Planarantenne bei einem Kraftfahrzeug von Vorteil, da eine lochlose Montage an einer Fahrzeugscheibe möglich ist, so daß Korrosionsherde in der Fahrzeugkarosserie vermieden werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen kombinierten Stab- und Planarantenne möglich.

Vorteilhaft ist es, daß die Antennenanordnung durch eine Schraubverbindung am zweiten Fußstückteil befestigt ist. Auf diese Weise kann die Antennenanordnung in beliebigem Winkel zur Scheibe am zweiten Fußstückteil befestigt werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Antennenanordnung über ein rastbares Gelenkteil mit dem zweiten Fußstückteil verbunden ist. Auf diese Weise ist die Einstellung eines oder mehrerer vorgegebener Winkel zwischen der Antennenanordnung und der Scheibe präzise und besonders einfach möglich und erfordert keine besondere Fingerfertigkeit.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Antennenanordnung in einem vorgegebenen Winkel zur Scheibe am zweiten Fußstückteil montierbar ist. Bei entsprechender Vorgabe dieses Winkels kann dabei eine Positionierung der Antennenanordnung erreicht werden, die besonders gute Bedingungen für den Empfang der Satellitensignale bietet.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen kombinierten Stab- und Planarantenne.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Figur kennzeichnet 10 eine stabförmige 5/8-Lamda- Funkantenne zum Senden und/oder Empfangen von Signalen in einem Funkfrequenzbereich, beispielsweise in einem Frequenzbereich für Mobilfunk. Die Funkantenne 10 besteht im wesentlichen aus einem Antennenstab 11 mit einer Verlängerungsspule 12, einem mit dem Fußpunkt der Verlängerungsspule 12 verbundenen ersten Fußstückteil 13 und einem durch eine Scheibe 14 davon getrennten zweiten Fußstückteil 15. Die Scheibe 14 ist elektrisch isolierend und kann aus Glas oder Kunststoff gebildet sein. Die Scheibe 14 ist vorzugsweise die Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs. Das erste Fußstückteil 13 weist ein etwa halbkugelförmiges erstes Gehäuse 16 aus Isolierstoff auf. Das zweite Fußstückteil 15 weist ein ebenfalls elektrisch isolierendes kappenförmiges zweites Gehäuse 17 auf. Das erste Gehäuse 16 enthält in seinem der Scheibe 14 zugewandten Bereich ein erstes Kontaktteil 18 in Form einer elektrisch leitenden Platte, die über ein stabförmiges Teil 19 mit einem Lagerteil 20 zur schwenkbaren Lagerung des Antennenstabes 11 verbunden ist. In einer Lagerwelle 21 des Lagerteils 20 ist quer zur Längsachse der Lagerwelle ein Gewindezapfen 22 eines Schraubteils 23 eingeschraubt. Das Schraubteil 23 ist mit dem freien Ende der Verlängerungsspule 12 fest verbunden und weist an seinem Umfang mindestens zwei planparallele Flächen 29 zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Schraubteil einen sechseckigen Querschnitt. Mit dem Schraubenschlüssel kann das Schraubteil festgezogen werden, so daß der Antennenstab in der jeweils eingestellten Winkellage α, die um maximal ±45° von der Vertikalen abweichen kann, arretiert wird.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß das Lagerteil 20 so ausgebildet ist, daß keine schwenkbare Lagerung des Antennenstabes 11 möglich ist, so daß in diesem Fall der Antennenstab nur in einem fest vorgegebenen Winkel zur Scheibe 14 am ersten Fußstückteil 13 befestigt werden kann.

Das kappenförmige zweite Gehäuse 17 kann eine wendelförmige Kontaktfeder 24 enthalten, deren eines Ende mit dem Innenleiter eines ersten koaxialen Antennenkabels 26 verbunden ist und deren anderes Ende auf ein auf der Scheibe 14, zum Beispiel durch Kleben, befestigtes zweites Kontaktteil 27 drückt, wobei das zweite Kontaktteil 27 flächenhaft ausgebildet sein kann. Das erste Antennenkabel 26 endet in einem Stecker 28, der mit einem Funksende- und/oder -empfangsgerät 30 verbindbar ist. Die beiden Fußstückteile 13, 15 weisen an ihren der Scheibe 14 zugewandten flachen Seiten je einen Flansch 31, 32 auf, mit dem sie auf die Scheibe 14 geklebt sind.

Anstelle einer Klebeverbindung kann es auch vorgesehen sein, die beiden Fußstückteile 13, 15 über einen Klemmbügel miteinander zu verbinden, der, auf die Scheibe 14 aufgesetzt, die beiden Fußstückteile 13, 15 mit den beiden elektrisch leitfähigen Kontaktteilen 18, 27 gegeneinander auf die Scheibe 14 drückt. Eine Klebeverbindung ist dann nicht erforderlich. Bezüglich des zweiten Kontaktteils 27 kann auch bereits die Andruckkraft der wendelförmigen Kontaktfeder 24 ausreichen, um das zweite Kontaktteil 27 gegen die Innenseite der Scheibe 14 zu drücken, so daß auch hier keine Klebeverbindung erforderlich ist.

Bei der vorstehend beschriebenen stabförmigen Funkantenne erfolgt die Kopplung zwischen dem an der Außenseite der Scheibe 14 befindlichen Antenntenteil und dem auf der Innenseite der Scheibe 14 befindlichen Antennenteil auf kapazitivem Weg, wobei das erste Kontaktteil 18 und das zweite Kontaktteil 27 die Beläge eines Kondensators bilden, dessen Dielektrikum die Scheibe 14 ist. Die Anpassung zwischen der 5/8-Lambda-Funkantenne 10 und dem ersten Antennenkabel 26 wird durch die Induktivität L1 der Verlängerungsspule 12 in Verbindung mit der Induktivität L2 der wendelförmigen Kontaktfeder 24 gebildet.

Es kann auch vorgesehen sein, daß die Kopplung der Signale des Funkfrequenzbereichs zwischen dem ersten Kontaktteil 18 und dem zweiten Kontaktteil 27 durch die Scheibe 14 induktiv oder mittels Schlitzantennen erfolgt. Bei induktiver Kopplung umfassen die beiden Kontaktteile 18, 27 beispielsweise jeweils eine induktive Leiterschleife, die in Mäanderform ausgebildet sein kann, so daß ein Übertrager gebildet wird. Bei einer Kopplung mittels Schlitzantennen umfaßt sowohl das erste Kontaktteil 18 als auch das zweite Kontaktteil 27 jeweils eine Schlitzantenne, so daß die Kopplung durch die Scheibe mittels Funkübertragung zwischen den beiden Schlitzantennen erfolgt.

Über einen ersten Flansch 31 ist das erste Fußstückteil 13 gemäß der Figur an der Außenseite der Scheibe 14 befestigt. Über einen zweiten Flansch 32 ist das zweite Fußstückteil 15 gemäß der Figur an der Innenseite der Scheibe 14 befestigt. Im Bereich des zweiten Flansches 32 weist das zweite Fußstückteil 15 eine Öffnung auf, durch die das erste Antennenkabel 26 aus dem zweiten Fußstückteil 15 hinaus zum Funksende- und/oder -empfangsgerät 30 geführt ist.

Gemäß der Figur ist an der der Öffnung für das erste Antennenkabel 26 gegenüberliegenden Seite des zweiten Fußstückteils 15 ebenfalls im Bereich des zweiten Flansches 32 eine planare Antennenanordnung 40 zum Empfangen von Satellitensignalen beispielsweise in Form von Ortungssignalen am zweiten Fußstückteil 15 befestigt. Die planare Antennenanordnung 40 ist dabei über ein zweites koaxiales Antennenkabel 50 mit einem Empfänger 55 für Satellitensignale, beispielsweise einem Ortungsempfänger, verbunden. Das zweite Antennenkabel 50 kann dabei ebenfalls durch die Öffnung für das erste Antennenkabel 26 geführt sein. Gemäß der Figur bildet die planare Antennenanordnung 40 eine konstruktive Einheit mit dem zweiten Fußstückteil 15. Dabei kann die planare Antennenanordnung 40 durch eine Schraubverbindung 45 am zweiten Fußstückteil 15 befestigt sein, wobei die Schraubverbindung 45 durch eine Einstellschraube gebildet sein kann. Die planare Antennenanordnung 40 kann dabei über ein rastbares Gelenkteil 60 mit dem zweiten Fußstückteil 15 verbunden sein, so daß die planare Antennenanordnung 40 in einem oder mehreren vorgegebenen Winkeln zur Scheibe 14 am zweiten Fußstückteil 15 eingerastet und mittels der Schraubverbindung 45 in der gewählten Raststellung befestigt werden kann. Die planare Antennenanordnung 40 ist auf diese Weise in einem vorgegebenen Winkel β zur Scheibe 14 am zweiten Fußstückteil 15 montierbar. Die Raststellungen des rastbaren Gelenkteils 60 können dabei so vorgegeben werden, daß für übliche Neigungswinkel bei Kraftfahrzeugscheiben ein Winkel β zwischen der planaren Antennenanordnung 40 und der Scheibe 14 eingestellt werden kann, der eine waagrechte Ausrichtung der planaren Antennenanordnung 40, also eine Ausrichtung der Ebene der planaren Antennenanordnung 40 parallel zur Straßenebene ermöglicht und somit gute Empfangsbedingungen für die von Satelliten abgestrahlten Signale ermöglicht. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die planare Antennenanordnung 40 als Patch-Antenne zum Empfang von GPS-Ortungssignalen (Global Positioning System) ausgebildet ist. Solche GPS-Patch-Antennen sind bereits bekannt und beispielsweise in der US 55 68 162 näher beschrieben. Durch die üblicherweise geringen Abmessungen einer GPS-Patch-Antenne wird die Sicht durch die Kraftfahrzeugscheibe nicht beeinträchtigt. Gemäß der Figur ist die planare Antennenanordnung 40 an einer Oberkante des zweiten Fußstückteils 15 angeordnet, wohingegen das erste Antennenkabel 26 und das zweite Antennenkabel 50 an eine Unterkante des zweiten Fußstückteils 15 aus dem zweiten Fußstückteil 15 herausgeführt sind. Die planare Antennenanordnung 40 muß jedoch nicht als Patch-Antenne ausgebildet sein, sondern kann auch durch andere, dem Fachmann bekannte Antennenformen für den Empfang von Ortungssignalen ausgebildet sein.

Die empfangenen Satellitensignale werden im Empfänger 55 für Satellitensignale ausgewertet und beispielsweise für Navigationsanwendungen zur Verfügung gestellt.

Die planare Antennenanordnung 40 kann als Einzel- oder Mehrfachstruktur ausgebildet sein.

Claims

1. Kombinierte Stab- und Planarantenne (10, 40) mit einem Antennenstab (11) zum Senden und/oder Empfangen von Signalen in einem Funkfrequenzbereich und mit einer planaren Antennenanordnung (40) zum Empfangen von Satellitensignalen, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenstab (11) mit einem an einer Außenseite einer Scheibe (14) befestigten ersten Fußstückteil (13) verbunden ist, das ein erstes Kontaktteil (18) umfaßt, daß ein zweites Fußstückteil (15) vorgesehen ist, das an einer Innenseite der Scheibe (14) befestigt ist und ein zweites Kontaktteil (27) umfaßt, so daß die Signale im Funkfrequenzbereich zwischen dem ersten Kontaktteil (18) und dem zweiten Kontaktteil (27) durch die Scheibe (14) gekoppelt werden, und daß die planare Antennenanordnung (40) am zweiten Fußstückteil (15) befestigt ist.

2. Kombinierte Stab- und Planarantenne (10, 40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die planare Antennenanordnung (40) durch eine Schraubverbindung (45) am zweiten Fußstückteil (15) befestigt ist.

3. Kombinierte Stab- und Planarantenne (10, 40) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die planare Antennenanordnung (40) über ein rastbares Gelenkteil (60) mit dem zweiten Fußstückteil (15) verbunden ist.

4. Kombinierte Stab- und Planarantenne (10, 40) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die planare Antennenanordnung (40) in einem vorgegebenen Winkel (β) zur Scheibe (14) am zweiten Fußstückteil (15) montierbar ist.

5. Kombinierte Stab- und Planarantenne (10, 40) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die planare Antennenanordnung (40) als GPS-Patch-Antenne ausgebildet ist.

6. Kombinierte Stab- und Planarantenne (10, 40) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die planare Antennenanordnung (40) als Einzel- oder Mehrfachstruktur ausgebildet ist.