DE69506435T2

DE69506435T2 - Antenne

Info

Publication number: DE69506435T2
Application number: DE69506435T
Authority: DE
Inventors: John Cheshire Sk1 4Bl Davies; Keith Jeremy Stockport Cheshire Sk2 6Bn Twort
Original assignee: BSH Industries Ltd
Current assignee: BSH Industries Ltd
Priority date: 1994-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1999-06-24
Anticipated expiration: 2015-09-29
Also published as: JP3481947B2; KR100349260B1; PL178312B1; GB9519777D0; AU707597B2; GB2293693A; EP0783774B1; CN1097863C; PL319436A1; AU3572195A; WO1996010275A1; ES2128768T3; DE69506435D1; GB2293693B; CA2201340C; EP0783774A1; CN1163016A; BR9509058A; CA2201340A1; US6268832B1

Description

Antenne

Die vorliegende Erfindung betrifft Antennen. Die Antennen, auf die sich diese Erfindung bezieht, werden typischerweise in Fahrzeugen eingesetzt und können zum VHF-Radioempfang im Bereich von 76-110 MHz verwendet werden. Allerdings können Antennen der vorliegenden Erfindung auch unter anderen Umständen und anderen Bereichen (VHF oder anderes) verwendet werden und sind nicht auf die Verwendung im Hörfunk beschränkt.
Ein Motorfahrzeug stellt einen Metallkäfig dar und ist im Inneren weitestgehend von externen Radiosignalen abgeschirmt. Deshalb ist es erforderlich, eine Antenne für einen innerhalb des Fahrzeuges betriebenen Radioempfänger vorzusehen.
Herkömmliche Antennen für Motorfahrzeuge beinhalten einen metallenen Mast oder Stab, welcher im Betrieb vom Fahrzeugkörper absteht. Die Nachteile solcher Antennen sind lange bekannt, so daß schon seit vielen Jahren eine Technologie verfügbar ist, bei der eine Antenne durch leitende Elemente auf einem Glasfenster des Fahrzeuges gebildet werden kann wie solche, die zur Heckscheibenheizung verwendet werden. Auf solche Antennen wird hier in ihrem weitesten Sinne als fenstermontierte Antennen Bezug genommen.
Ein Grund, warum fenstermontierte Antennen nicht allgemein in Gebrauch sind, ist, daß die damit verbundenen Kosten größer sind als bei der äquivalenten metallenen Mast- oder Stabantenne. Dies liegt nicht an den Kosten des Einsatzes eines speziellen Glasfensters; dies ist vernachlässigbar. Vielmehr liegt dies eher an den Kosten eines erforderlichen Anschlußstromkreises. Insbesondere beinhaltet der Anschlußstromkreis aktive Komponenten zur Verstärkung des Empfangssignals auf einen zur Versorgung des Radioempfängers geeigneten Pegel.
Ein weiterer Nachteil von fenstermontierten Antennen (welche konventionellerweise aktive Komponenten beinhalten) ist es, daß das Signal-Rausch-Verhältnis am Ausgang solcher Antennen nicht so gut ist wie bei herkömmlichen Masttyp- Antennen.
Es wurden verschiedene Versuche zur Leistungsverbesserung von fenstermontierten Antennen durchgeführt. Diese beinhalteten Variationen im Anschlußstromkreis, Änderungen der Anordnung der leitenden Elemente und Einsatz von separaten leitenden Elementen für den Radioempfang, welche aber keine Rolle bei der Beheizung des Fensters spielen. Allerdings haben diese Versuche die oben genannten Nachteile nicht beiseitigt.
Ein Beispiel einer vorbekannten Fensterantenne wird in GB-A-2 232 331 genannt. Diese Schrift zeigt eine Antenne mit Antennendrähten, welche quer zu den Heizdrähten zu einer Entkopplerleitung laufen. Die Antennendrähte sind mit Punkten gleichen Potentials der Heizdrähte verbunden.
Das vorrangige Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine fenstermontierte Antenne zu schaffen, insbesondere aber nicht ausschließlich für den VHF-Empfang in Autos, welche niedrigere Kosten und bessere Leistung aufweist als die bisher verfügbaren.
Zum Erreichen der vorliegenden Erfindung haben die Anmelder erkannt, daß anerkannt wurde, daß eine fenstermontierte Antenne durch ihre Montage in einer leitenden Umgebung mit unkontrolliertem Verhalten bei Radiofrequenzen Nachteile aufweisen würde. Eine Heckscheibe eines Fahrzeuges hat Eigenschaften ähnlich eines Schlitzes in einer geerdeten Platte, aber ihre Resonanzeigenschaften sind unkontrolliert und stimmen nur beim Zusammentreffen mit Frequenzen von Empfangssignalen überein. Zuvor wurden Versuche zur Verbesserung des Signals gemacht, welches von einer unvorteilhaft angeordneten Antenne entnommen wurde. Dies führte allerdings nur zu einer Milderung der Symptome von inherenten Mängeln, anstatt zu einem Versuch, diese zu beseitigen.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine Antenne zum Empfang von Radio-Signalen in einem Fahrzeug innerhalb eines gewünschten Frequenzbandes geschaffen, welche eine Anordnung von auf einer Fensterscheibe angeordneten leitenden Elementen umfaßt, dadurch charakterisiert, daß die Elemente so angeordnet sind, daß sie eine Radioempfangszone bilden zwischen Grenzleiterpfaden, wovon jeder Grenzleiterpfad Teil einer entsprechenden Schleife ist, welche so abgestimmt ist, daß sie in Resonanz zu einer Frequenz innerhalb des gewünschten Frequenzbandes geht, wobei die Grenzleiterpfade die Empfangszone von der Umgebung der Scheibe isolieren, um die Effekte von in der Umgebung der Öffnung fließendem Wellenstrom auf die Empfangszone zu mildern und so, daß die Antenne vorteilhaft an Radiosignale innerhalb eines gewünschten Frequenzbandes angepaßt ist.
Durch die Erkenntnis, daß die Antenne als ein in Verbindung mit seiner unmittelbaren Umgebung arbeitendes System angenommen werden muß, waren die Anmelder in der Lage, eine Antenne zu schaffen, welche von Anfang an Signale von hoher Qualität erzeugt. Insbesondere im Falle eines metallenen Fahrzeuges ist die Interaktion zwischen Antenne und dem umgebenden Fahrzeugkörper in hohem Maße bedeutsam. In vielen Ausführungen können die Signale von hinreichender Größenordnung zur Verwendung in einem Radioempfänger ohne Verstärkung sein.
Vorzugsweise sind die Elemente so angeordnet, daß in der Anordnung eine Empfangszone gebildet wird, die zumindest teilweise die Effekte aus der Auslöschung von Wellenströmen (image currents) im leitenden Material des Fahrzeuges kompensiert. Auf diese Weise kann die Empfangszone wie gewünscht konfiguriert werden, um den Empfang von Signalen mit hoher Qualität zur Verfügung stellen zu können. In solchen Ausführungen kann eine Verbindung in einfacher Weise zu einem oder mehreren Elementen innerhalb der Empfangszone hergestellt werden, aus der ein Ausgangssignal entnommen wird.
In Ausführungen nach dem vorhergehenden Absatz kann die Empfangszone zwischen einem Paar von Grenzleiterpfaden definiert werden, von denen jeder Teil einer leitenden Schleife ist, welche so abgestimmt ist, daß sie in Resonanz zu einer Frequenz innerhalb des gewünschten Empfangsbandes geht. Jede solcher Schleifen hat vorzugsweise eine externe Verbindung (z.B. zum umgebenden Fahrzeugkörper) mit geringer Impedanz bei einer Frequenz innerhalb des gewünschten Empfangsbandes. Die externe Verbindung kann zum Beispiel einen Serienresonanzkreis beinhalten, oder eine offene (1 + 2n) λ/4 Übertragungsleitung zur Erzeugung eines Kurzschlusses bei der Arbeitsfrequenz. (Alternativ kann eine Kurzschlußübertragung mit einem vielfachen von n λ/2 verwendet werden). Solche Übertragungsleitungen haben den Vorteil, daß sie als Leiterpfad auf der Glasscheibe gebildet werden können. In jedem Falle ist die Verbindung vorteilhafterweise von hoher Impedanz bei niederen Frequenzen und bei Gleichstrom.
Jeder Grenzleiterpfad, wie oben definiert, ist vorzugsweise mittels mehrfacher Leiterpfade mit dem entsprechenden Verbindungspunkt am Fahrzeugkörper verbunden, wobei jeder dieser mehrfachen Pfade eine Länge von näherungsweise einem Viertel der Wellenlänge des Empfangssignals bei Ausbreitung im Fensterglas aufweist. Diese mehrfachen Pfade sind vorzugsweise im wesentlichen parallel zueinander und die Grenzleiterpfade enthalten Elemente zur Verbindung der benachbarten mehrfachen Pfade.
Die mehrfachen Pfade werden typischerweise durch Heizelemente der Fensterscheibe gebildet. In solchen Ausführungen beinhalten die Grenzleiterpfade vorzugsweise eine Vielzahl von leitenden Elementen, die die benachbarten Heizelemente verbinden. In solchen Ausführungen sind die Verbindungselemente vorteilhafterweise so angeordnet, daß sie Punkte von im wesentlichen gleichen Potential der elektrischen Heizungsversorgung verbinden. Auf diese Weise wird im wesentlichen kein Heizungsstrom durch sie fließen, so daß sie als dünne Leiter ausgebildet sein können.
In einer Antenne gemäß der vorliegenden Erfindung werden typischerweise alle leitenden Pfade durch Aufdrucke oder Ablagerung auf der Fensterscheibe gebildet.
Gemäß einem zweiten Aspekt bildet die Erfindung eine Glasscheibe für ein Fahrzeug, mit einer solchen Anordnung von leitenden Elementen, daß sie eine Heizung für das Fenster und eine Antenne zum Empfang von Radiosignalen innerhalb eines gewünschten Frequenzbandes bilden; die Anordnung besteht aus einer Vielzahl von parallelen Heizelementen, die zwischen einem Paar von Sammelschienen verlaufen, und einer Vielzahl von Verbindungselementen, von denen jedes zwischen benachbarten Heizelementen verläuft, wobei hinsichtlich eines Anschlußpunktes auf einer der beiden Sammelschienen die Verbindungselemente an einem Ort hoher Impedanz für Signale im gewünschten Band angeordnet sind.
Eine solche Glasscheibe kann in ein Motorfahrzeug während der Herstellung zur Ausrüstung dieses Fahrzeuges mit einer Antenne zum Empfang von Radiorundfunk eingebaut werden.
In einer gemäß der Erfindung ausgeführten Glasscheibe kann der Abstand von einem Verbindungspunkt entlang des Leiterpfades, wie er durch die Sammelschienen und die Heizelemente definiert ist, zu jedem Verbindungselement typisch näherungsweise ein Viertel der Wellenlänge der Signale der gewünschten Frequenz betragen, wie sie sich innerhalb des Glasfensters ausbreiten, obwohl im Design auch andere Abstände verwendet und ausgeglichen werden können. Man muß sich vergegenwärtigen, daß sich solche Signale mit einer bedeutend geringen Geschwindigkeit, z.B. 60% ihrer Geschwindigkeit im freien Raum ausbreiten.
Die Anordnung von Leitern beinhaltet typischerweise ein leitendes Anschlußelement, welches mit einem näherungsweise zentralen Teil eines oder mehrerer der Heizelemente, oder zwei oder mehrere Anschlußelemente verbunden ist, die später elektronisch kombiniert werden. Sie können symme trisch auf der Scheibe angeordnet werden. Ein Anschluß kann je nach Fall mit dem leitenden Anschlußelement oder den kombinierten Anschlußelementen verbunden werden, von wo das Signal zum Radioempfänger geleitet wird. Zusätzlich kann die Anordnung einen leitenden Streifen umfassen, welcher sich von jedem in Nachbarschaft eines oder mehrerer Ränder benachbarten Verbindungspunkt der Scheibe erstreckt und so als Übertragungsleitung dient. Darüber hinaus kann ein weiteres leitendes Element angeordnet sein zur Bildung eines kapazitiven Kopplungselementes, welches typischerweise aus einem T- oder L-förmigen Element bestehen kann und mit einem der Heizungselemente verbunden ist, wobei der Querbalken des T oder L angrenzend an eine der Kanten der Scheiben angeordnet ist.
Eine gemäß diesem Aspekt der Erfindung ausgeführte Glasscheibe kann einen leitenden Streifen beinhalten, der ein Phaseneinstellelement darstellt, das dazu dient, Signalströme im Mittelabschnitt der Scheibe zu konzentrieren.
Die Sammelschienen einer Glasscheibe, wie oben definiert, sind vorteilhafterweise so abgestimmt, daß sie innerhalb des gewünschten Frequenzbereiches in Resonanz gehen.
In einem dritten Aspekt schafft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer Glasscheibe nach dem zweiten Aspekt der Erfindung zur Nutzung als Radioantenne.
In einem vierten Aspekt schafft die Erfindung eine Antenne zum Empfang von VHF-Rundfunksignalen in einem Fahrzeug, wobei die Antenne umfaßt:
eine Anordnung von leitenden Elementen auf einer Fensterscheibe des Fahrzeuges, wobei die Anordnung eine erste und eine zweite Sammelschiene beinhaltet, die nahe der entsprechenden gegenüberliegenden Kanten der Scheibe verlaufen;
eine Vielzahl allgemein paralleler, voneinander beabstandeter Heizelemente, die die Sammelschienen miteinander verbinden;
gekennzeichnet durch eine jeweilige Verbindung mit geringer Impedanz für die empfangenen Radiosignale von jeder Sammelschiene zu elektrisch leitendem Material des Fahrzeuges, das die Fensterscheibe umgibt;
durch eine Vielzahl von Verbindungselementen, wobei sich jedes Verbindungselement zwischen benachbarten Heizelementen erstreckt, wobei sich die Verbindungselemente in etwa in zwei gekrümmten Ortskurven befinden, die jeweils um einen der genannten Anschlüsse mit geringer Impedanz herum angeordnet sind, und jede Ortskurve definiert ist durch die Pfadlänge vom jeweiligen Anschluß mit geringer Impedanz entlang der Sammelschiene, zu der dieser Anschluß erfolgt, und von dort entlang jedem Heizelement zum Verbindungselement eine Distanz von λ/4 + n (λ/2) vorgesehen ist, worin n ≥ 0 und λ die Wellenlänge des Signals ist, das zu empfangen ist, während sich dieses Signal innerhalb der Fensterscheibe fortpflanzt; und durch ein T-förmiges oder L-förmiges Element, das an eines der Heizelemente angeschlossen ist, wobei der Querbalken des T oder L angrenzend an einen Rand der Scheibe angeordnet ist.
Ausführungen der Erfindungen werden nun im Detail beispielhaft beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 eine Heckscheibenheizung zeigt für ein Auto, beinhaltend eine die Erfindung umfassende Antenne;
Fig. 2 und Fig. 3 diesbezüglich erste und zweite alternative Anordnungen sind für eine niedrigimpedante Verbindung zu Erdungspunkten in Ausführungen der Erfindung;
Fig. 4 eine Heckscheibe für ein Fahrzeug zeigt, welche eine zweite Ausführung der Erfindung darstellt; und
Fig. 5 ein Smith-Diagramm der Leistung der Antenne gemäß Fig. 4. zeigt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 beinhaltet eine Ausführung der Erfindung eine gläserne hintere Fensterscheibe 1 (dem Fachmann als "heizbare Heckscheibe" bekannt) für ein Auto, auf der eine Anordnung von leitenden Elementen in einer Weise ausgebildet ist, wie sie auf herkömmliche Art zur Bildung einer Heckscheibenheizung verwendet wird.
Die Anordnung beinhaltet ein Paar von Sammelschienen 10, welche allgemein parallel und beabstandet so angeordnet sind, daß sie nahe an benachbarten Kanten der Scheibe 1 liegen. Die Sammelschienen 10 sind miteinander verbunden durch eine Vielzahl von Heizelementen 14, welche allgemein parallel zueinander liegen und auf die Sammelschienen in einem regelmäßigen Abstand treffen. Eine dem elektrischen System des Fahrzeuges entnommene Gleichspannung kann mittels einer Benutzer-Steuereinrichtung entlang der Sammelschienen 10 selektiv angelegt werden, was das Fließen eines Heizstroms in den Heizelementen 14 zur Folge hat, mit dem Effekt der Beseitigung von Reif oder Tau von der Scheibe 1. Soweit beschrieben, bildet die Anordnung eine konventionelle Ausbildung einer beheizten Scheibe.
Gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet diese Struktur auch als eine Antenne zum Empfang von Radioübertragungen innerhalb eines gewünschten Frequenzbandes, in dieser Ausführung des VHF-Bandes von 67 bis 110 MHz.
Jede Sammelschiene 10 ist an einem entsprechenden Punkt A mit dem Fahrzeugkörper verbunden durch einen Pfad von geringer Impedanz bei Signalen innerhalb des gewünschten Frequenzbandes. Mit dieser Ausführung ist durch einen Serienresonanzkreis 16 eine solche Verbindung zum Fahrzeugkörper 18 hergestellt, die eine in Serie geschaltete Kapazität und Induktivität umfaßt. Der Serienresonanzkreis ist auf Resonanz innerhalb des gewünschten Frequenzbandes abgestimmt, so daß der Serienresonanzkreis für Signale solcher Frequenzen einen Pfad von geringer Impedanz zum Fahrzeugkörper herstellt, aber für Gleichstromsignale einen effektiv offenen Stromkreis bildet.
Es ist eine Reihe von leitenden Verbindungselementen 20 vorgesehen, welche benachbarte Heizelemente 14 miteinander verbinden. Die Verbindungselemente 20 sind so angeordnet, daß sie Punkte auf den Heizelementen verbinden, welche vom Punkt A der Sammelschiene 10 einen Abstand entlang eines leitenden Pfades von typischerweise 0,25 λ haben. Der Ort, an dem eine bei Betriebsfrequenz niedrigimpedante Verbindung zur Öffnungsumgebung hergestellt ist, ist typischerweise der Punkt, an dem Gleichstromleistung dem Heizelement zugeführt wird und symmetrisch dazu der Punkt auf dem Gleichstrompfad zur Fahrzeugerde. Als λ wird hier die Wellenlänge von Empfangssignalen bezeichnet, wie sie sich in der Fensterscheibe ausbreiten. (Man muß sich vergegenwärtigen, daß sich Radiosignale in auf Glas aufgedruckten leitenden Pfaden ausbreiten mit einem typischen Faktor von 0,6 ihrer Geschwindigkeit im freien Raum, wobei sich ihre Wellenlänge entsprechend verkürzt). Deshalb, wie in Fig. 1 gezeigt, sind die Verbindungselemente 20 auf zwei Orts kurven angeordnet, von denen jede zentrisch um den entsprechenden Punkt A angeordnet ist.
Die Verbindungselemente 20 sind quer zu den Heizelementen 14 angeordnet, so daß sie Punkte von im wesentlichen gleichem Gleichstrompotential des Heizstromes verbinden. Auf diese Weise fließt durch sie im wesentlichen kein Strom, was ihre Interferenz mit dem Heizeffekt der Anordnung minimiert und wodurch auch ihre Breite (und in Konsequenz die Beeinträchtigung der Durchsichtigkeit) minimiert wird.
Jedem Punkt A sind eine entsprechende Vielzahl von Verbindungselementen 20 zugeordnet. Dadurch wird die gesamte Anordnung in drei Regionen aufgeteilt, von denen das Zentrum 22 eine Empfangszone für Signale der gewünschten Frequenz bildet. Die geschlossene Schleife, gebildet von jedem Punkt A durch die Verbindungselemente, stellt eine Halbwellenresonanzstruktur dar. Es wurde herausgefunden, daß die Struktur der äußeren Zonen 24 als Isolator der. Empfangszone 22 gegenüber den Effekten des umgebenden Fahrzeuges dient, wobei diese im wesentlichen als eine Spaltantenne arbeiten kann.
Ein leitendes Anschlußelement 26 ist mit einem zentralen Punkt auf zwei der untersten Heizelemente 14 verbunden. Das Anschlußelement 26 ist mit einem geeigneten Anschluß verbunden, an welchem eine Verbindung zu einem koaxialen Zuführungskabel 28 hergestellt ist zur Übertragung eines empfangenen Radiosignals zu einem Radioempfänger.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist eine erste Alternative des oben beschriebenen Serienresonanzkreises beschrieben, welche den Vorteil hat, daß keine diskreten Komponenten ge braucht werden. In dieser Anordnung ist ein mit dem Fahrzeugkörper 30 verbundener, die Scheibe umfassender leitender Streifen vorgesehen. Ein Serienresonanzkreis ist durch ein leitendes Resonanzelement gebildet, welches ein Teil der mit der Sammelschiene am Punkt A verbundenen Anordnung ist. Der Resonanzstreifen beinhaltet eine erste Region 32, welche zur Bildung einer Induktivität gewunden ist, und eine zweite T-förmige kapazitive Region 34, welche zur kapazitiven Ankopplung des geerdeten Streifens 30 benachbart dazu angeordnet ist.
In dieser Ausführung ist der geerdete Streifen 30 nicht zwingend erforderlich, da statt dessen eine kapazitive Kopplung direkt mit dem Fahrzeugkörper möglich ist. Allerdings wurde herausgefunden, daß dieses schwierig zu steuern ist, insbesondere wenn die Scheibe mittels Klebstoff am Fahrzeug befestigt ist, wobei die Anwesenheit von Klebstoff zwischen der kapazitiven Region 34 und dem Fahrzeugkörper den effektiven Wirkleistungsverlust aus dem kapazitiven Blindwiderstand bedeutsam erhöht.
Eine weitere Alternative zum Serienresonanzkreis, wie er unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben ist, ist in Fig. 3 dargestellt, welche möglicherweise platzsparender ist als die im letzten vorhergehenden Absatz beschriebene Ausführung. In dieser Ausführung ist ein mit einem geerdeten Anschlußpunkt A verbundener leitender Streifen 40 vorgesehen, welcher eine Übertragungsleitung bildet. Dieser ist ausgeführt mit einer Ausdehnung von 0,25 λ oder 0,25 (1 + 2n)λ, wobei n eine positive ganze Zahl ist, angrenzend an den Fahrzeugkörper oder einen umgebenden Streifen 30, wie oben beschrieben. Diese Anordnung bildet einen abgestimmten Stummel, welcher im Effekt einen Kurzschluß für die Signale bildet, auf die er abgestimmt ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 gibt es verschiedene Verbesserungen, welche zur Optimierung der Leistung von Antennen gemäß der Erfindung ausgeführt werden können. Zum Beispiel ist es wünschenswert, daß der Ausgang von der Antenne bestmöglich an die Eingangsimpedanz des Radioempfängers, typischerweise 120 Ω, angepaßt ist.
Zum ersten kann es wünschenswert sein, die Sammelschienen 10 so abzustimmen, daß sie nahe der Mitte des gewünschten Frequenzbandes in Resonanz gehen. Dies kann erreicht werden, indem sie wie bei 50 gezeigt verlaufen.
Eine weitere Optimierung kann durch Anordnung von kapazitiven Kopplungselementen erfolgen, wie durch solche, bei 52 gezeigten, zur Kopplung der Empfangszone 22 mit ihrer Umgebung.
Des weiteren können Elemente vorgesehen werden, wie sie bei 54 gezeigt sind, zur Anpassung der Phase der Signale innerhalb der Empfangszone und zur Reduktion von Verlusten aus Wirbelströmen, welche auftreten können in den unteren Heizelementen, die miteinander durch das Anschlußelement 26 verbunden sind.
Das Smith-Diagramm der Fig. 5 zeigt den mit dieser auf 120 Ω normierten Ausführung erreichbaren hohen Leistungsstandard.
Es wird deutlich, daß viele Variationen innerhalb des Rahmens dieser Erfindung möglich sind, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert sind. Zum Beispiel ist es möglich, ein Signal aus der Empfangszone 22 durch eine oder mehrere Leiter oder durch induktive oder kapazitive Kopp lung zu führen. Diversity Empfang ist möglich bei Verwendung einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in echten orthogonalen Resonanzmoden.
Zusätzlich wird deutlich, daß der physische Punkt, an dem die Verbindung zur Sammelschiene 10 hergestellt ist, nicht mit dem Punkt A zusammenliegen soll. Bei Verwendung von geeigneten Netzwerken können diese vom Punkt A wegverlegt werden, dabei aber noch ihre niedrigimpedante Kopplung zur Öffnungskante an diesem Punkt behalten, wobei die Kopplung ein Abbild der komplexen Impedanz am Verbindungspunkt darstellt.

Claims

1. Antenne, um in einem Fahrzeug Radiosignale in einem gewünschten Frequenzbereich zu empfangen, umfassend eine Anordnung aus leitenden Elementen (10, 14, 20), die auf einer Fensterscheibe (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente so angeordnet sind, daß sie eine Radioempfangszone (22) zwischen Grenzleiterpfaden definieren, wobei jeder Grenzleiterpfad ein Teil einer jeweiligen Schleife ist, die so abgestimmt ist, daß sie bei einer Frequenz innerhalb eines gewünschten Frequenzbereichs in Resonanz geht, wobei die Grenzleiterpfade die Empfangszone (22) von der Peripherie der Scheibe isolieren, um die Wirkungen von Wellenstrom (image current), der in der Peripherie der Öffnung fließt, auf die Empfangszone zu mildern, und so, daß die Antenne vorteilhaft auf Radiosignale innerhalb des gewünschten Frequenzbereichs abgestimmt ist.

2. Antenne nach Anspruch 1, bei der jede Schleife einen äußeren Anschluß (18) mit geringer Impedanz bei einer Frequenz innerhalb des gewünschten Empfangsbereichs an den Fahrzeugkörper (30) an der Fensteröffnung aufweist.

3. Antenne nach Anspruch 2, bei der jeder Anschluß (18) an den Fahrzeugkörper (30) eine Serienresonanzschaltung (16) umfaßt.

4. Antenne nach Anspruch 3, bei der jeder Anschluß (18) an den Fahrzeugkörper (30) eine Leerlauf- oder Kurzschluß-Übertragungsleitung (32) umfaßt, die eine solche Konfiguration aufweist, daß über den Anschluß bei der Frequenz von zu empfangenden Signalen ein Kurzschluß erzeugt wird.

5. Antenne nach Anspruch 4, bei der die Übertragungsleitung (32) einen Leiterpfad umfaßt, der an der Fensterscheibe (1) nahe dem Rand der Fensterscheibe oder einem daran montierten leitenden Streifen angeordnet ist.

6. Antenne nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der der Anschluß (18) an den Fahrzeugkörper (30) eine hohe Impedanz für Niedrigfrequenzsignale aufweist, typischerweise an einem Anschluß der Anordnung an eine Gleichstrom-Heizungs-Stromversorgung.

7. Antenne nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der jeder Grenzleiterpfad mit dem jeweiligen Anschluß (18) an den Fahrzeugkörper (30) über mehrere Leiterpfade (14) verbunden ist, wobei diese mehreren Pfade (14) jeweils die Länge λ/4 + n (λ/42) haben, worin n ≥ 0 und λ die Wellenlänge eines Signals ist, das zu empfangen ist, während sich dieses Signal innerhalb der Fensterscheibe fortpflanzt.

8. Antenne nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der jeder Grenzleiterpfad über mehrere Leiterpfade (14) an den Fahrzeugkörper (30) angeschlossen ist, wobei diese mehreren Leiterpfade eine solche Länge haben, daß sie ein Bild einer Hochimpedanzstelle gleich λ/4 vom jeweiligen Niedrigimpedanz-Anschlußpunkt (A) ergeben, worin λ die Wellenlänge eines Signals ist, das zu empfangen ist, während sich dieses Signal innerhalb der Fensterscheibe fortpflanzt.

9. Antenne nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei der jeder Grenzleiterpfad eine Stelle mit gleichem Abstand für ein Signal definiert, das sich innerhalb der Fensterscheibe von den Niedrigimpedanzpunkten (A) auf den jeweiligen Seiten einer beheizten Heckscheibe des Fahrzeugs fortpflanzt.

10. Antenne nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der die mehreren Pfade (14) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und der Grenzleiterpfad Elemente (20) umfaßt, durch die benachbarte der mehreren Pfade (14) miteinander verbunden sind.

11. Antenne nach Anspruch 10, bei der die mehreren Pfade (14) Heizelemente für die Fensterscheibe (1) sind.

12. Antenne nach Anspruch 11, bei der der Grenzleiterpfad eine Vielzahl leitender Elemente (10) umfaßt, die benachbarte Heizelemente miteinander verbinden.

13. Antenne nach Anspruch 12, bei der die Verbindungselemente (20) so angeordnet sind, daß sie Punkte mit im wesentlichen gleichem Potential der elektrischen Heizungs-Versorgung miteinander verbinden.

14. Antenne nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die so ausgebildet ist, daß sie VHF-Radiosignale empfängt.

15. Antenne nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Abstimmen über eine Bandbreite von zu empfangenden Frequenzen wirksam ist.

16. Antenne nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der ein Anschluß (26) an zwei Elemente innerhalb der Empfangszone (22) hergestellt wird, von welchem Anschluß ein Ausgangssignal erhalten wird.

17. Antenne nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der alle Leiterpfade (10, 14, 20) durch Aufdrucken auf die oder Ablagern auf der Scheibe (1) ausgebildet sind.

18. Antenne nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Scheibe (1) ein Fenster ist, das in einer Öffnung eines Fahrzeugkörpers (30) montiert ist.

19. Antenne nach Anspruch 18, bei der die Anordnung aus leitenden Elementen ein Abstimmelement (52) umfaßt, das so angeordnet ist, daß es die Anordnung kapazitiv mit dem Fahrzeugkörper (30) verbindet, wodurch die Resonanz der Anordnung und des Fahrzeugkörpersystems so maßgeschneidert werden kann, daß sie den zu empfangenden Signalen angepaßt ist.

20. Glasscheibe für ein Fahrzeug, umfassend eine Anordnung leitender Elemente, die so angeordnet sind, daß sie eine Heizung für die Scheibe und eine Antenne zum Empfangen von Radiosignalen in einem gewünschten Frequenzbereich darstellen; wobei die Anordnung eine Vielzahl paralleler Heizelemente (14) umfaßt, die sich zwischen einem Paar Sammelschienen (10) erstrecken, sowie eine Vielzahl von Verbindungselementen (20), die sich jeweils zwischen benachbarten Heizelementen (14) erstrecken, wobei die Verbindungselemente (20) so angeordnet sind, daß sie sich an einer Hochimpedanzstelle für Signale im gewünschten Bereich in bezug auf einen Anschlußpunkt (A) an einer der Sammelschienen (10) befinden.

21. Glasscheibe nach Anspruch 20, bei der die Distanz von einem Anschlußpunkt (A) entlang des Leiterwegs, definiert durch die Sammelschienen (10) und die Heizelemente zu jedem Verbindungselement (20) in etwa ein Viertel der Wellenlänge der Signale mit der gewünschten Frequenz, die sich innerhalb der Glasscheibe fortpflanzen, oder ein ungerades Vielfaches davon ist.

22. Glasscheibe nach Anspruch 20 oder 21, bei der die Anordnung ein Ausgangsleiterelement (26) umfaßt, das an einen in etwa zentralen Teil eines oder mehrerer der Heizelemente (14) angeschlossen ist, wobei ein Anschluß an das Ausgangsleiterelement angeschlossen ist, von dem ein Signal einem Radioempfänger zugeführt wird.

23. Glasscheibe nach einem der Ansprüche 20 bis 22, bei der die Anordnung einen leitenden Streifen (40) umfaßt, der sich von jedem Anschlußpunkt (A) in Nachbarschaft eines oder mehrerer Ränder der Scheibe erstreckt, um als Übertragungsleitung zu fungieren.

24. Glasscheibe nach einem der Ansprüche 20 bis 23, die ein weiteres leitendes Element umfaßt, das ein kapazitives Kopplungselement darstellt.

25. Glasscheibe nach Anspruch 24, bei der das kapazitive Kopplungselement ein T-förmiges oder L-förmiges Element (52) umfaßt, das an eines oder mehrere der Heizelemente (14) angeschlossen ist, wobei der Querbalken des T oder L angrenzend an einen Rand der Scheibe angeordnet ist.

26. Glasscheibe nach einem der Ansprüche 20 bis 25, umfassend einen leitenden Streifen, der ein Phaseneinstellelement darstellt, das dazu dient, Signalströme im Mittelabschnitt der Scheibe zu optimieren, wodurch die Wirkung von Auslöschungswellenströmen im Material des Fahrzeugkörpers minimiert wird.

27. Glasscheibe nach einem der Ansprüche 20 bis 26, bei der die Sammelschienen (10) so abgestimmt sind, daß sie innerhalb des gewünschten Frequenzbereichs in Resonanz gehen.

28. Glasscheibe nach einem der Ansprüche 26 oder 27, bei der jede der Sammelschienen (10) eine ihr zugeordnete Vielzahl von Verbindungselementen (20) in Resonanz gehen.

29. Fahrzeug, das eine Glasscheibe nach einem der Ansprüche 20 bis 28 umfaßt.

30. Antenne zum Empfangen von VHF-Rundfunksignalen in einem Fahrzeug, wobei die Antenne umfaßt:

eine Anordnung aus leitenden Elementen, die auf einer Fensterscheibe (1) des Fahrzeugs ausgebildet ist, wobei die Anordnung eine erste und eine zweite Sammelschiene (10) umfaßt, die sich nahe jeweiliger gegenüberliegender Ränder der Scheibe erstrecken;

eine Vielzahl allgemein paralleler, voneinander beabstandeter Heizelemente (14), die die Sammelschienen (10) miteinander verbinden;

gekennzeichnet, durch eine jeweilige Verbindung mit geringer Impedanz (A) für die empfangenen Radiosignale von jeder Sammelschiene (10) zu elektrisch leitendem Material des Fahrzeugs, das die Fensterscheibe umgibt;

durch eine Vielzahl von Verbindungselementen (20), wobei sich jedes Verbindungselement zwischen benachbarten Heizelementen (14) erstreckt, wobei sich die Verbindungselemente (20) in etwa in zwei gekrümmten Ortskurven befinden, die jeweils um einen jeweiligen der Anschlüsse mit geringer Impedanz (A) herum angeordnet sind, und jede Ortskurve definiert ist durch die Pfadlänge vom jeweiligen Anschluß mit geringer Impedanz (A), entlang der Sammelschiene (10), zu der dieser Anschluß erfolgt, und von dort jedes Heizelement (14) entlang zum Verbindungselement (20) mit einer Distanz von λ/4 + n (λ/2), worin n ≥ 0 und λ die Wellenlänge des Signals ist, das zu empfangen ist, während sich dieses Signal innerhalb der Fensterscheibe (1) fortpflanzt;

und durch ein T-förmiges oder L-förmiges Element (52), das an eines der Heizelemente (14) angeschlossen ist, wobei der Querbalken des T oder L angrenzend an einen Rand der Scheibe (1) angeordnet ist.