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Dokumentenidentifikation DE202007010936U1 29.11.2007
Titel Sockelausführung für eine Kfz-Stabantenne
Anmelder FUBA Automotive GmbH & Co KG, 31162 Bad Salzdetfurth, DE
DE-Aktenzeichen 202007010936
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 29.11.2007
Registration date 25.10.2007
Application date from patent application 02.08.2007
IPC-Hauptklasse H01Q 1/32(2006.01)A, F, I, 20070802, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01Q 1/12(2006.01)A, L, I, 20070802, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Stabantennen, die an den Außenflächen von Karosserie-Elementen von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Pkw, angeordnet sind. Als bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung sind die sogenannten Kurzstabantennen für den FM- und AM-Rundfunkempfang zu nennen, bei denen eine Verstärkerschaltung – ohne Einbußen hinsichtlich der Empfangsqualität – eine Verkürzung auf ein geometrisches Maß von etwa 400 mm erlaubt

Die Stabantennen werden in aller Regel über einer Öffnung an der Karosserie, z.B. einer Bohrung, befestigt. Die zugehörige Verstärkerschaltung ist in eine Haube integriert, die als Antennensockel auf die Karosserie-Außenfläche gesetzt wird, oder sie befindet sich in einem Gehäuse an der Innenseite der Karosse. Von einem solchen Gehäuse ragt dann ein z.B. zylindrisches Verbindungselement durch die Karosserieöffnung nach außen.

Beide Anordnungen werden an der Karosse durch eine Schraubverbindung befestigt. Bei der Variante mit der Haube erfolgt die Verschraubung auf der Innenseite des Karosserie-Elements und bei der Gehäuse-Variante von außen. Bei der Gehäuse-Variante wird der Bereich der Verschraubung außen mit einer Blindkappe (Haube) abgedeckt. Der Antennenstab selbst wird oben auf die Haube (bzw. das Verbindungselement) gesetzt. Der Befestigungspunkt (Schraubung o.ä.) bildet gleichzeitig den Speise- bzw. Anschlußpunkt des Stabs.

Die Haube mit Schaltung hat im meist eine Höhe von 40 mm über der Karosserie-Oberfläche. Auf ein ähnliches Maß kommt man bei der Innengehäuse-Variante. Das Verbindungselement, das dort durch die Karosserieöffnung nach außen ragt, besteht aus einer metallischen Hülse mit Außengewinde, über die die Verschraubung mit der Karosserie erfolgt, und die HF-Verbindung zwischen der Schaltung im Gehäuse und dem Stab erfolgt über einen Leiter innerhalb der metallischen Hülse, der von einem Dielektrikum umgeben ist.

Der HF-wirksame Strahler, ab Speisepunkt gemessen, beginnt also, auf Grund der konstruktiven Gegebenheiten, bei beiden Varianten etwa 40 mm über der Karosserie-Oberfläche. Bei beiden Varianten bildet die Karosserie-Oberfläche auch die Massebezugsfläche der Stabantenne.

Nun wäre es, ganz allgemein gesehen, günstig für die Antennenfunktion, wenn der Speisepunkt eines Antennenstabs, wie er hier zur Rede steht, in Höhe der Massebezugsfläche liegen würde. Darüber hinaus besteht aktuell ein „von der Mode diktiertes" Interesse an einer nochmaligen Verkürzung der Kurzstabantennen. Messungen haben ergeben, dass eine Verkürzung der geometrischen Länge von den besagten 400 mm auf 280 mm möglich ist. Weiter sollte man aber nicht gehen. Ein Unterschreiten der 280 mm hat eine gravierende Verschlechterung der Empfangsqualität zur Folge.

Zu dieser Aussage gibt es eine Ausnahme: Wenn es gelänge, den Speisepunkt des Strahlers (bzw. Anschlusspunkt des Strahlers an die Verstärkerschaltung) auf das Niveau der Karosserie-Oberfläche zu verlegen, würde man maximal noch die 40 mm. gewinnen können, die bis dato als unverzichtbar für den mechanischen Aufbau des Systems gehalten werden. Das ergäbe immerhin – maximal – weitere 14 % Verkürzung (von 280 mm). Dies wäre aus physikalischer Sicht ein seriöses Maß, das man den Modebeflissenen schenken kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sockelkonstruktion einer Stabantenne so zu verändern, dass der Speise- bzw. Anschlusspunkt des Strahlers in Richtung der Karosserie-Oberfläche und Massebezugsfläche verlegt und damit gewissermaßen der Strahler nach „unten hin verlängert oder verlegt" wird, ohne dass die Empfangsqualität verschlechtert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst. Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsvarianten und -details.

Mit der Erfindung gelingt es tatsächlich, die besagten 40 mm zugunsten einer Verkürzung bzw. einer „Tieferlegung" des Stabs ohne Nachteile zu gewinnen. Im Gegenteil – es wirkt sich die Verlegung des Speise- bzw. Anschlusspunkts des Antennenstabs auf das Niveau der Karosseriefläche günstig auf die Ausbildung des Felds und damit die Antennenfunktion aus. Man kommt von den bisherigen 40 + 400 mm = 440 mm auf ein Gesamtmaß von (wie gesagt „seriösen") 280 mm.

Ein weiterer vorteilhafter Effekt der Erfindung ergibt sich in überraschender Weise aus dem Aufbau des erfindungsgemäßen Leiterteils – des hinzugewonnenen Strahlerabschnitts – und seiner Anbindung an den Antennenstab einerseits und an die Verstärkerschaltung andererseits. Die mechanische Verbindung zwischen dem Stab und dem Leiterteil, z.B. eine Schraubverbindung, wirkt – ohne weitere Maßnahmen – als HF-Sperre für hohe Frequenzen.

Damit lässt sich das Leiterteil als Antenne für den GHz-Bereich, z.B. für Mobilfunk im E-Netz-Bereich und UMTS, definieren.

Der Anschlusspunkt des erfindungsgemäßen Leiterteils ist auch als Speisepunkt eines Strahlers für das D-Netz geeignet, wenn man im unteren Bereich des Antennenstabs – in bekannter Weise – eine entsprechend positionierte weitere HF-Sperre vorsieht.

Man erhält z.B. eine Rundfunk- und Mobilfunkantenne mit Verbesserungen gegenüber den Mehrbereichsantennen des Stands der Technik hinsichtlich des konstruktiven Aufbaus und der Funktion.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung

1. Erfindungsgemäßer Sockelaufbau für eine Stabantenne mit Verstärkerschaltung unterhalb eines Karosserie-Elements

2. Erfindungsgemäßer Sockelaufbau für eine Stabsantenne mit Verstärkerschaltung im Sockel oberhalb des Karosserie-Elements

Dabei sind

1
Karosserie-Element
2
Bohrung
3
Antennenstab
4
HF-Kabel
5
Verbindungselement
6
Leiterteil
6.1
Buchse
7
Schaltungsgehäuse
7.1
Grundplatte
8
Buchse zum Anschluß des HF-Kabels
9
Kabelseitiger Stecker
10
Schaltungsplatine
11
Massescheibe
12
Mutter
13
Haube
14
Anschlußkontakt

Es ist davon auszugehen, dass die Abbildungen für sich sprechen.

Entscheidendes Element der Erfindung ist das Leiterteil 6. Bei der Variante nach 1 ist es in das Verbindungsteil 5 eingebettet, das aus Kunststoff besteht und gleichzeitig, über die Schraubverbindung mit der Mutter 12, der Halterung der Stabantenne 3 und des Schaltungsgehäuses 7 am Karosserie-Element 1 dient. Bei der Ausführung nach 2 ist das Leiterteil 6 gewissermaßen als „Bypass" zur Schaltungsplatine 10 ausgebildet. Es ist auch hier von einer Isolierung umgeben.

In beiden Fällen ist das Leiterteil 6 als vollgültiger Abschnitt des gesamten Strahlers wirksam, und im Ergebnis beginnt die elektrisch wirksame Länge des Antennenstabs erfindungsgemäß in Höhe der Karosserie-Oberfläche.

Wie schon als zusätzlicher überraschender Effekt geschildert, erhält man auf Grund der HF-Sperrwirkung der mechanischen Anbindung am Anschlusspunkt des Antennenstabs 3 (z.B., wie gezeigt, als Schraubverbindung) in Gestalt des Leiterteils 6 einen vollgültigen, eigenständigen Strahler als Mobilfunk-Antenne für Frequenzen um 2 GHz. Eine derartige Anordnung z.B. unter der Haube 13 bei gleichzeitiger Anwesenheit einer Schaltungsplatine 10, wie in 2 gezeigt, wurde bis dato funktionell nicht für möglich gehalten und ist unter den Anordnungen des einschlägigen bekannten Stands der Technik nicht zu finden.


Anspruch[de]
Sockelausführung für eine Kfz-Stabantenne, die an der Außenfläche eines Karosserie-Elements über einer Bohrung befestigt und durch ein im Karosserie-Inneren geführtes HF-Kabel mit einem Empfänger verbunden ist, gekennzeichnet dadurch, dass die Sockelteile (5, 12, 13) sämtlich aus dielektrischen Materialien bestehen und dass ein Leiterteil (6) durch die Sockelteile hindurch geführt ist, das den Anschlusspunkt des Antennenstabs (3) mit weiterführenden Netzwerken, soweit vorhanden, und mit dem HF-Kabel (4) elektrisch verbindet. Sockelausführung für eine Kfz-Stabantenne nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass ein Sockelteil, d.h. das Verbindungselement (5), das das Leiterteil (6) umgibt, durch die Bohrung (2) im Karosserie-Element (1) geführt ist und mit einem Schaltungsgehäuse (7) verbunden ist, das den Anschluß (8) für das HF-Kabel (4) enthält und eine Schaltungsplatine (10) mit Schaltungselementen der Anpassung und Signalmodifizierung enthält. Sockelausführung für eine Kfz-Stabantenne nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Verbindungselement (5) antennenseitig als Halterung des Antennenstabs (3) ausgebildet ist. Sockelausführung für eine Kfz-Stabantenne nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass ein Leiterteil (6) die HF-Verbindung zwischen dem elektrischen und mechanischen Anschluß (6.1) des Antennenstabs (3) und einem nahe der Grundplatte (7.1) angeordneten Anschlusspunkt zur Schaltung (10) und damit einen Strahler-Abschnitt der gesamten Stabantennenanordnung bildet. Sockelausführung für eine Kfz-Stabantenne nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Karosserie-Element (1) aus Metallblech besteht. Sockelausführung für eine Kfz-Stabantenne nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass bei Ausbildung des tragenden Karosserie-Elements (1) aus einem dielektrischen Material die Umgebung des Sockels partiell metallisiert oder mit Leiterbahnen in der Art eines Ground Plane versehen ist.






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