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Die
Erfindung betrifft einen Antennenstab für eine Stabantenne
auf einem Kraftfahrzeug zur Anbringung und elektrischen Verbindung
mit dem elektro-mechanischen Basisanschluss eines niedrigen und
auf der Fahrzeug-Karosserie befestigten Kunststoff-Basisteils, welche
die weiterführende Antennenschaltung beinhaltet, die an
den elektro-mechanischen Basisanschluss angeschlossen ist, der einen Kunststoff-Stab
enthält, auf dem eine Antennen-Wendel aufgebracht ist.
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Ein
Antennenstab dieser Art ist zum Beispiel bekannt als Kurzstab-Antenne
aus der
DE102004053354A1 ,
insbesondere für den Rundfunk-Empfang in Kraftfahrzeugen.
Der Antennenstab wird auf einem Kunststoffteil befestigt und bildet
den HF-Strahler. Es ist vorgesehen, die Wendelung mit differenzierter
Steigung auszuführen, um den Schaft neben den Frequenzen
des Hörrundfunks auch für den Betrieb in den Frequenzen
des Mobilfunk -im 900-MHz- wie auch im 1,8-GHz-Bereich- zu nutzen. Für
die Anwendung in Kraftfahrzeugen ist die Bauhöhe solcher
Antennen von besonderer Bedeutung. Sie werden bevorzugt auf dem
Dach des Kraftfahrzeugs eingesetzt und stellen bei zu großer
Länge ein Hindernis insbesondere bei Parkgaragen mit niedriger Bauhöhe
und sogenannten Doppelparkern dar. Die Strahlerbandbreite elektrisch
kurzer Stabantennen wächst etwa mit der dritten Potenz
der auf die Freiraumwellenlänge der Betriebsfrequenz bezogenen Länge
des Antennenstabs. Im Gegensatz zu den Verhältnissen, die
im Frequenzbereich des AM-Hörrundfunks vorliegen, stellt
diese Gesetzmäßigkeit insbesondere im Frequenzbereich
des UKW-Hörrundfunks mit der Bandbreite von circa 20 MHz
in Verbindung mit dem in diesem Frequenzbereich bereits niedrigem
Umgebungsrauschen eine besondere Schwierigkeit bei der Gestaltung
sehr kurzer Stabantennen dar. Antennen nach dem genannten Stand der
Technik besitzen in der Regel eine Länge von 40 cm. Hinzu
kommt die Forderung nach einer möglichst kostengünstigen
Herstellbarkeit solcher Antennenstäbe, die in der Fahrzeugtechnik
einem besonders hohen Kostendruck unterliegen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es deshalb, einen Antennenstab anzugeben, welcher
einerseits im Frequenzbereich des UKW-Hörrundfunks eine
bei möglichst kleiner Länge möglichst
große Empfangsspannung liefert und ebenso den Betrieb bei
den Funkdiensten mit höherer Frequenz sowie eine besonders kostengünstige
Herstellung ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
Folgenden näher beschrieben. Im einzelnen zeigt:
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1a: Antennenstab 1 nach der Erfindung mit
gestrecktem elektrisch leitendem Element als Koppelleiter 4 zur
elektromagnetischen Ankopplung an die Antennen-Wendel 2 über
den verlustarmen Isolator 10 über die Länge
der Überdeckung 9 zur Erhöhung der Empfangsspannung
des Antennenstabs 1 im UKW-Frequenzbereich
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1b:
Perspektivische Darstellung des im Wesentlichen mit rechteckförmigem
Querschnitt gestalteten Antennenstabs 1 mit als Bandleiter
gestaltetem Koppelleiter 4
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1c:
Längsschnitt durch den Antennenstab 1 mit Darstellung
des elektro-mechanischen Verbindungselements 14 in fester
elektrischer Verbindung mit dem Koppelleiter 4
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1d:
Antennenstab 1 wie in 1a jedoch
mit Parallelschwingkreis 35 zur Messung der Impedanz 33 mit
zwei niederohmigen Resonanzstellen
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2:
Gegen die Masse 29 gemessener Verlauf der Impedanz 33 des
an den elektro-mechanischen Basisanschluss 5 angeschlossenen
Antennenstabs 1 im Frequenzbereich zwischen 87 MHz und
108 MHz mit niederohmiger Resonanz bei 95,3 MHz. Der Antennenstab 1 ist
auf den Frequenzbereich des UKW-Hörrundfunks abgestimmt.
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3:
Am einen Ende eines mit seinem anderen Ende an den elektro-mechanischen
Basisanschluss 5 angeschlossenen Parallelschwingkreises 35 – wie
in 1d – mit der Parallel-Resonanzfrequenz
zwischen 120 MHz und 160 MHz gegen die Masse 29 gemessener
Verlauf der Impedanz 33. Der Antennenstab 1 und
der Parallelschwingkreis 35 sind in der Weise aufeinander
abgestimmt, dass eine erste niederohmige Resonanz im UKW-Frequenzbereich
und eine zweite im VHF-Bereich auftritt
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4:
Antennenstab 1 wie in 1 jedoch mit über
die Länge der Überdeckung 9 in den rohrförmig
gestalteten Kunststoff-Stab 7 eingeführten Koppelleiter 4 in
der Form eines Rundstabes. Der verlustarme Isolator 10 ist
durch die Rohrwandung des Kunststoff-Stabs 7 gegeben.
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5:
Antennenstab 1 wie in 1, wobei jedoch
der Koppelleiter 4 als elektrisch leitende Hülse 16 mit
elektro-mechanischem Basisanschluss 5 gestaltetet ist,
in welche der die Antennen-Wendel 2 tragende Kunststoff-Stab 7 mit
der Länge der Überdeckung 9 eingeschoben
ist. Die mechanisch feste Verbindung zwischen der Hülse 16 und
dem Kunststoff-Stab 7 ist über den rohrförmig
gestalteten verlustarmen Isolator 10 gegeben
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6a:
a) Antennenstab 1 wie
in 5, jedoch mit einem als Hülse gestalteten
verlustarmen Isolator 10 und einem aus einem elastischen
Stabkern 17 mit Stabkern-Ummantelung 18 aus weicherem
Kunststoff und der Kunststoff-Schutzummantelung 25 gestaltetem Kunststoff-Stab 7b
b)
Antennenstab 1 wie in 5, jedoch
mit einem Kunststoff-Stab 7 aus Glasfaser verstärktem
Kunststoff mit rundem Querschnitt, auf welchem der drahtförmige
Leiter 11 der Antennen-Wendel 2 aufgebracht ist.
Zwischen dem verlustarmen, rohrförmigen Isolator 21 und
der elektrisch leitenden Hülse 16 ist die Isolierscheibe 24 eingefügt. 7
c)
Antennenstab 1 wie in 6a,
wobei jedoch der verlustarme Isolator 10 durch das dielektrisch
verlustarm isolierend gewählte Material 27 für
die Kunststoff-Schutzummantelung 25 durch Einfließen
dieses Materials 27 zwischen die elektrisch leitende Hülse 16 und
den die Antennen-Wendel 2 tragenden Kunststoff-Stab 7 bei
der Umspritzung des Antennenstabs mit der Kunststoff-Schutzummantelung 25 gebildet ist
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7
a) Antennen-Wendel 2 als
gedruckte Leiterbahn 28 auf beiden Seiten einer lang gestreckten,
bedruckten Leiterplatte 23 als Kunststoff-Stab 7 in
perspektivischer Darstellung. Die auf beiden Seiten einander zugeordneten
Abschnitte der gedruckten Leiterbahnen sind mit Hilfe von Durchkontaktierungen 31 leitend miteinander
verbunden. Der als gedruckte Leiterbahn 28 ausgeführte
Koppelleiter 4 ist kapazitiv an die Durchkontaktierungen 31 angekoppelt
b)
Antennen Wendel 2 wie in 7a jedoch
mit zusätzlicher kapazitiver Ankopplung des Koppelleiters 4 mit
einer interdigitalen Struktur 30 zur Vergrößerung
der Koppelkapazität
c) Seitenansicht des bedruckten
Kunststoff-Stabs 7 in den 7a und
b mit Darstellung des elektro-mechanischen Verbindungselements 14
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8
a)
Antenne nach der Erfindung mit einer zusätzlichen Koppel-Wendel 32 zur
Vergrößerung der Bandbreite. Bei geeigneter Dimensionierung
ist ein Impedanzverlauf entsprechend einem Zwei-Kreis-Resonanzbandfilter
erreichbar. Hierzu sollte die Wendel-Überdeckung 34 ¼ der
Länge der Antennenwendel 2 nicht unterschreiten
b)
Impedanzverlauf eines nach 8a gestalteten Antennenstabs 1 nach
der Erfindung
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1a zeigt
einen im Wesentlichen vertikalen Antennenstab 1 nach der
Erfindung für eine Stabantennen-Anordnung auf einer Fahrzeug-Karosserie 12,
welche als Masse 29 der Stabantennen-Anordnung dient. Der
Antennenstab 1 enthält einen Kunststoff-Stab 7,
auf dem eine Antennen-Wendel 2 aufgebracht ist. Erfindungsgemäß erfolgt
die Ankopplung an die Wendel 2 über einen Koppelleiter 4,
welcher aus einem gestreckten, elektrisch leitenden Element besteht
und parallel zur Stabachse 8 des Antennenstabs 1 geführt
ist. Der Koppelleiter 4 ist in Überdeckung 9 von
mehreren, jedoch mindestens zwei Windungen der Wendel 2 über
einen dazwischen angeordneten verlustarmen Isolator 10 über
die Länge der Überdeckung 9 zur Antennen-Wendel 2 galvanisch getrennt
geführt, so dass über diese Länge eine
kapazitive Ankopplung an die Antennen-Wendel 2 gegeben
ist. Der Koppelleiter 4, der verlustarmer Isolator 10 und
der Antennenstab sind mechanisch fest miteinander verbunden und
am unteren Ende des Koppelleiters 4 ist dieser mit einem
elektro-mechanischen Verbindungselement 14 zum Anschluss
an den elektro-mechanischen Basisanschluss 5 ausgestattet.
Ein Antennenstab 1 dieser Art ist in der Regel mit dem
elektro-mechanischen Basisanschluss 5 eines niedrigen und
auf der Fahrzeug-Karosserie 12 befestigten Kunststoff-Basisteils 3 verbunden,
welches die weiterführende Antennenschaltung 6 beinhaltet,
die an den elektro-mechanischen Basisanschluss 5 angeschlossen
ist. Ein Antennenstab nach der Erfindung besitzt dabei gegenüber
solchen des Standes der Technik den Vorteil, dass durch die Kombination
der kapazitiven Ankopplung des Koppelleiters 4 über
den verlustarmen Isolator 10 an die Antennen-Wendel 2 über
die Länge der Überdeckung 9 eine Erhöhung
der Empfangsspannung des Antennenstabs 1 im UKW-Frequenzbereich
erzielbar ist. Mit der über die Länge der Überdeckung 9 an
die Windungen der Antennenwendel 2 gegebene, verteilte
Kapazität ist eine Transformation der Impedanz 33 des
Antennenstabs 1 zu größeren Werten hin
gegeben. Hierbei führt die Erhöhung des Realteils
dieser Impedanz 33, welche im Wesentlichen den Strahlungswiderstand
repräsentiert zu dieser erwünschten Erhöhung
der Empfangsspannung. Ist der Antennenstab 1 mit dem elektro-mechanischen
Basisanschluss 5 des niedrigen, auf der Fahrzeug-Karosserie 12 befestigten
Kunststoff-Basisteils 3 verbunden, so ist der gegen die
Masse 29 – welche durch die Fahrzeug-Karosserie 12 gegeben
ist – auftretende, in 2 dargestellte
Frequenzverlauf der Impedanz 33 im UKW-Frequenzbereich
erreichbar. Die dargestellte Impedanz 33 trifft auf eine
Antennenstablänge 13 von h = 15 cm zu und weist
bei geeigneter Abstimmung der Windungszahl der Antennen-Wendel 13, der Überdeckung 9 und
der Kapazität zwischen dem Koppelleiter 4 und
der Antennen-Wendel 2 im UKW-Frequenzbereich bei der Frequenz
f = 95,3 MHz eine niederohmige Resonanz der komplexen Impedanz 33
vom Charakter einer Serienresonanz eines gedämpften Schwingkreises
auf. Dabei tritt jedoch, bewirkt durch die erfindungsgemäße
kapazitive Ankopplung des Koppelleiters 4, über
mehrere Wendelungen an die Antennen-Wendel 2, ein wesentlich
größerer Wirkanteil der Impedanz 33 auf,
als er mit einer einfachen Antennen-Wendel ohne die erfinderischen
Maßnahmen mit der auf die Wellenlänge λ bezogenen Antennenstablänge 13 mit
h/λ = 0,05 gegeben wäre. Dieser erhöhte
Strahlungswiderstand ist in einem weiten Frequenzbereich um den
Durchlauf der Impedanz 33 im Frequenzpunkt der niederohmigen Resonanz
vorteilhaft erhöht, wodurch eine Erhöhung der
Empfangsspannung mit relativ großer Frequenzbandbreite
gegeben ist. Im dargestellten Beispiel ist die Länge der Überdeckung 9 zu
5 cm gewählt und sollte im Allgemeinen mindestens 2 cm
und maximal 6 cm betragen. Bei einer Gesamtzahl von etwa 200 der
Wendelungen mit konstanter Steigung hat sich eine Überdeckung 9 von
etwa 60 Wendelungen als zweckmäßig erwiesen. Weiterhin
erweist es sich weiterhin als zweckmäßig, die
statische Kapazität zwischen dem Koppelleiter 4 und
der Antennen-Wendel 2 hinreichend groß und nicht
kleiner als 3pF zu gestalten. Allgemein ist die Abstimmung des Antennenstabes
vorteilhaft in der Weise vorzunehmen, dass die niederohmige Resonanz
im Frequenzbereich zwischen 75 MHz und 110 MHz auftritt. Ein wesentlicher
mit der vorliegenden Erfindung verbundener Vorteil bei der aufwandsarmen
Herstellung des Antennenstabs ergibt sich aus der festen mechanischen
Verbindung zwischen dem Koppelleiter 4, dem verlustarmer
Isolator 10 und dem Antennenstab. Zum elektrischen und
mechanischen Anschluss an den elektro-mechanischen Basisanschluss 5 des Kunststoff-Basisteils 3 ist
der Koppelleiter 4 an seinem unteren Ende mit einem elektro-mechanischen Verbindungselement 14 ausgestattet.
Erfindungsgemäß besteht somit keine galvanisch
leitende Verbindung zwischen der Antennen-Wendel 2 und
dem Anschluss zur weiterführenden Antennenschaltung 6. Der
die Antennen-Wendel 2 tragende Kunststoff-Stab 7 kann
somit zum Beispiel endlos hergestellt, in entsprechende Längen
abgetrennt und vollständig mit einem Isolierstoff ummantelt
werden und – ohne Lötung – zum Beispiel
durch Verklebung mit dem Koppelleiter 4 zum Antennenstab 1 ergänzt
werden.
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1b zeigt
die perspektivische Darstellung eines Antennenstabs 1 nach
der Erfindung, welcher im Wesentlichen mit rechteckförmigem
Querschnitt gestaltet ist. Zur kapazitiven Ankopplung ist der Koppelleiter 4 vorteilhaft
als flächiger Bandleiter ausgeführt. In 1c ist der Längsschnitt des Antennenstabs 1 mit
Darstellung des elektro-mechanischen Verbindungselements 14 mit
fester elektrischer Verbindung mit dem Koppelleiter 4 dargestellt.
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Ein
besonderer Vorteil eines Antennenstabs 1 nach der Erfindung
ist seine besondere Eignung für die aufwandsarme Gestaltung
für mehrere Funkdienste. Eine mit der vorliegenden Erfindung
erreichbare vorteilhafte Anhebung der Empfangsspannung im UKW-Frequenzbereich
kann vorteilhaft ebenso genützt werden, wenn der Antennenstab 1 für
eine Stabantennen-Anordnung für den zusätzlichen
Empfang von VHF-Rundfunksignalen gestaltet ist. Ist der Antennenstab 1 mit
dem elektro-mechanischen Basisanschluss 5 des Kunststoff-Basisteils 3 verbunden, wie
im Zusammenhang mit der 1a beschrieben, und
ist dem elektro-mechanischen Basisanschluss 5 ein Parallelschwingkreis 35 mit
der Parallel-Resonanzfrequenz zwischen 120 MHz und 160 MHz, wie in 1d dargestellt, nachgeschaltet, so kann
die Abstimmung des Antennenstabs 1 und des Parallelschwingkreises 35 jeweils
in der Weise gestaltet werden, dass die zwischen dem freien Ende
des Parallelschwingkreises 35 und der Masse 29 messbare Impedanz 33 den
in 3 dargestellten Frequenzverlauf besitzt. Hierfür
ist es erfindungsgemäß erforderlich, dass die
Impedanz 33 im Frequenzbereich zwischen 75 MHz und 110
MHz für die Funktion im UKW-Frequenzbereich eine erste
niederohmige Resonanz und im Frequenzbereich zwischen 175 MHz und
240 MHz für die Funktion im VHF-Frequenzbereich eine zweite
niederohmige Resonanz durchläuft.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der
Koppelleiter 4 zur Gestaltung eines Antennenstabs 1 für
eine Stabantennen-Anordnung für den Empfang von AM/FM/VHF-
und einen Funkdienst im L-Band ausgebildet. Die Länge des Koppelleiters 15 für
den Empfang eines Funkdienstes im L-Frequenzband ist etwa ¼ der
Freiraum-Wellenlänge der Frequenz des Funkdienstes gewählt. Die
für die Abstimmung der Antennen-Wendel 2 notwendige
geringe Steigung der Drahtwendel führt zu einer im Frequenzbereich
des L-Frequenzbandes hochohmigen Struktur, welche das Strahlungsverhalten
des als L-Bandstrahlers ausgebildeten Koppelleiters 4 kaum
beeinflusst.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der
Kunststoff-Stab 7 – wie in 4 dargestellt – in
seinem unteren Abschnitt zumindest über die Länge
der Überdeckung 9 rohrförmig gestaltet.
Der Koppelleiter 4 ist in der Form eines Rundstabes gestaltet,
ist in den rohrförmig ausgeführten Kunststoff-Stab 7eingeführt
und mechanisch fest mit diesem verbunden. Der verlustarme Isolator 10 ist dabei
rohrförmig durch den rohrförmigen Kunststoff-Stab 7 selbst
gebildet. An seinem unteren Ende ist dieser Koppelleiter 4 mit
dem elektro-mechanisches Verbindungselement 14 verbunden.
In vorteilhafter Ausführung ist der gesamte Kunststoff-Stab 7 rohrförmig
und ist mit einem drahtförmigen Leiter 11 zur
Gestaltung der Antennen-Wendel 2 mit konstanter Steigung
bewickelt. Auch in dieser Form kann der die Antennen-Wendel 2 tragende
Kunststoff-Stab 7 zum Beispiel vorteilhaft endlos hergestellt,
zum mechanischen Schutz der Antennen-Wendel 2 vollständig
mit einer Kunststoff-Schutzummantelung 25 ummantelt und
in entsprechenden Längen abgetrennt werden. Die Länge
der Überdeckung 9 ist durch die Länge
des in den rohrförmigen Kunststoff-Stab 7 eindringenden
Koppelleiters 4 gegeben.
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In
einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist der Koppelleiter 4 – wie in 5 dargestellt – als
elektrisch leitende Hülse 16 gestaltet, welche
aus einem im Wesentlichen rohrförmigen Körper
mit einem an einem Ende befindlichen Deckel besteht. Die Hülse
ist in einer beispielhaften Ausführungsform in ihrer inneren
Berandung mit einem elektrisch isolierenden Kunststoffmantel als
verlustarmer Isolator 10 ausgekleidet. Letzterer umfasst
formschlüssig den in die elektrisch leitende Hülse 16 mit
Kunststoffmantel eingebrachten, die Antennen-Wendel 2 tragenden
Kunststoff-Stab 7 mindestens über die Länge
der Überdeckung 9. Die elektrisch leitende Hülse 16 enthält
an ihrem unteren Ende das elektro-mechanische Verbindungselement 14 zum
Anschluss an den elektro-mechanischen Basisanschluss 5 des
Kunststoff-Basisteils 3.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind – wie
in 6a dargestellt – der die
Antennen-Wendel 2 tragende Kunststoff-Stab 7 und
die elektrisch leitende Hülse 16 jeweils mit kreisförmigem
Querschnitt gestaltet. Der verlustarme Isolator 10 ist
durch eine Isolator-Hülse 22 gebildet, wobei Letztere
formschlüssig in die elektrisch leitende Hülse 16 eingebracht
ist und in welche wiederum der die Antennen-Wendel 2 tragende
Kunststoff-Stab 7 mindestens über die Länge
der Überdeckung 9 an seinem unteren Ende formschlüssig
eingeführt ist.
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In 6b ist der rohrförmige Isolator 21 im Inneren
der elektrisch leitenden Hülse 16 gestaltet, wobei
an deren unterem Ende eine Isolierscheibe 24 zur Vermeidung
eines galvanischen Kontakts zwischen der Antennen-Wendel 2 und
der elektrisch leitenden Hülse 16 eingefügt
ist. Ist aus konstruktiven Gründen eine sehr dünne
Wandstärke des rohrförmigen Isolators 21 gefordert,
so kann bei vorgegebener Dielektrizitätskonstante des Isolatormaterials
die Rohrwandung zur Verkleinerung der Koppelkapazität mit
Durchbrüchen versehen werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist – wie
ebenfalls in 6b dargestellt – der
die Antennen-Wendel 2 tragende Kunststoff-Stab 7 aus
einem hoch-elastischen Stab 26 mit im wesentlichen rundem
Querschnitt aus Glasfaser verstärktem Kunststoff zur Ausbildung
der Rückstellkraft gebildet. Zur Gestaltung einer Antennen-Wendel 2 aus
einem drahtförmigen Leiter 11 mit nicht zu kleinem
Durchmesser sollte der Durchmesser des Kunststoff-Stabs 7 nicht
kleiner als 2 mm gewählt werden.
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In
einer für die Herstellung besonders vorteilhaften Ausführungsform
eines Antennenstabs 1 ist der verlustarme Isolator 10 – wie
in 6c dargestellt – durch das dielektrisch
verlustarm isolierend gewählte Material 27 für
die Kunststoff-Schutzummantelung 25 selbst gebildet. Hierfür
ist der Durchmesser der elektrisch leitenden Hülse 16 entsprechend
größer gewählt als der Durchmesser des
die Antennen-Wendel 2 tragenden Kunststoff-Stabs 7. Dieser
wird bei der Herstellung derart in die elektrisch leitende Hülse 16 eingebracht,
dass der verlustarme Isolator 10 durch Einfließen
des dielektrisch verlustarm isolierenden Materials 27 zwischen
die elektrisch leitende Hülse 16 und den die Antennen-Wendel 2 tragenden
Kunststoff-Stab 7 gebildet ist. Damit kann die Umspritzung
des Antennenstabs 1 mit der Kunststoff-Schutzummantelung 25 und
die Herstellung des verlustarmen Isolators 10 vorteilhaft
in einem Arbeitsgang erfolgen.
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In
einer besonders aufwandsarmen Ausführungsform eines Antennenstabs 1 nach
der Erfindung sind der Kunststoff-Stab 7 und die Antennen-Wendel 2 des
Antennenstabs 1 aus einem Teil in der Weise gebildet, dass
der drahtförmige Leiter 11 als gedruckte Leiterbahn 28 auf
beiden Seiten einer lang gestreckten, bedruckten Leiterplatte 23 aufgebracht
ist. 7a zeigt eine Antennen-Wendel 2als gedruckte
Leiterbahn 28 auf beiden Seiten einer lang gestreckten,
bedruckten Leiterplatte 23 als Kunststoff-Stab 7 in
perspektivischer Darstellung. Die auf beiden Seiten einander zugeordneten
Abschnitte der gedruckten Leiterbahnen sind zur Bildung der Antennen-Wendel 2 mit
Hilfe von Durchkontaktierungen 31 leitend miteinander verbunden.
Der als gedruckte Leiterbahn 28 ausgeführte Koppelleiter 4 ist
kapazitiv an die Durchkontaktierungen 31, sog. via-holes,
angekoppelt. Die Dicke der Leiterplatte für die Erzielung einer
hinreichend großen Querschnittsfläche der so gebildeten
Antennen-Wendel 2 ist entsprechend groß gewählt.
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In 7b ist
zur Vergrößerung der zwischen dem Koppelleiter 4 und
den Windungen der so gebildeten Antennen-Wendel 2 bestehenden
Kapazität eine interdigitale Struktur 30 gestaltet.
Diese ist dadurch gebildet, dass an die gedruckte Leiterbahn 28 des
Koppelleiters kurze schmale gedruckte im Wesentlichen zueinander
parallel geführte Leiterbahnen angefügt sind,
welche interdigital zwischen den ebenfalls im wesentlichen parallel
zueinander geführten Leiterteilen der Antennen-Wendel 2 angeordnet sind.
Dadurch ist eine kapazitive Kopplung zwischen den interdigital zueinander
angeordneten Leiterteilen des Koppelleiters 4 und der Antennen-Wendel 2 gegeben. 7c zeigt
eine Seitenansicht des Antennenstabs 1 zur Verdeutlichung
des elektro-mechanischen Verbindungselements 14 zur Befestigung
an dem elektro-mechanischen Basisanschlusses 5 des Kunststoff-Basisteils 3.
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Im
Interesse einer größeren Bandbreite des gegen
die Masse 29 gemessenen Frequenzverlaufs der Impedanz 33 des
an den elektro-mechanischen Basisanschluss 5 angeschlossenen
Antennenstabs 1 im Frequenzbereich des UKW-Rundfunks ist – wie in 8a angedeutet – auf den Kunststoff-Stab 7 (der
Kunststoff-Stab 7 selbst ist aus Gründen der Übersicht
nicht gezeichnet) zusätzlich eine Koppel-Wendel 32 aufgebracht.
In einer einfachen Ausführungsform kann diese Koppel-Wendel 32 zum Beispiel
aus Draht auf einen rohrförmigen Körper aufgebracht
sein, welcher über die Antennen-Wendel 2 geschoben
ist. Eine derartige Anordnung ermöglicht die Gestaltung
des Frequenzverlaufs der Impedanz 33 entsprechend dem eines
Zwei-Kreis-Resonanzbandfilters, wie er in 8b dargestellt
ist. Die Vergrößerung der Bandbreite ergibt sich
aus der Ausbildung der Schleife in der komplexen Impedanzebene, welche
durch die geeignete Abstimmung der beiden Wendeln 2 und 32 in
Bezug auf die Geometrie der beiden Wendelungen zusammen mit den
dielektrischen Eigenschaften der Materialien erreicht werden kann.
Die Wendel-Überdeckung 34 – das ist die
Länge, über welche die Antennen-Wendel 2 von
der Koppel-Wendel 32 überdeckt ist – sollte
dabei 1/4 der Antennen-Wendel 2 nicht unterschreiten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antennenstab
- 2
- Antennen-Wendel
- 3
- Kunststoff-Basisteil
- 4
- Koppelleiter
- 5
- elektro-mechanischer
Basisanschluss
- 6
- weiterführende
Antennenschaltung
- 7
- Kunststoff-Stab
- 8
- Stabachse
- 9
- Überdeckung
- 10
- verlustarmer
Isolator
- 11
- drahtförmiger
Leiter
- 12
- Fahrzeug-Karosserie
- 13
- Antennenstablänge
- 14
- elektro-mechanisches
Verbindungselement
- 15
- Länge
des Koppelleiters
- 16
- Elektrisch
leitende Hülse
- 17
- Elastischer
Stabkern
- 18
- Stabkern-Ummantelung
- 19
- Kunststoff-Umspritzung
- 20
- Isolator-Buchse
- 21
- Rohrförmiger
Isolator
- 22
- Isolator-Hülse
- 23
- Leiterplatte
- 24
- Isolierscheibe
- 25
- Kunststoff-Schutzummantelung
- 26
- Hoch-elastischer
Stab
- 27
- dielektrisch
verlustarm isolierendes Material
- 28
- gedruckte
Leiterbahn
- 29
- Masse
- 30
- interdigitale
Struktur
- 31
- Durchkontaktierung
- 32
- Koppel-Wendel
- 33
- Impedanz
- 34
- Wendel-Überdeckung
- 35
- Parallelschwingkreis
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004053354
A1 [0002]