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Die Erfindung betrifft eine Antennen-Einrichtung
zum Empfang und/oder zum Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung
nach dem Oberbegriff des unabhängigen
Anspruchs.
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Einrichtungen zur drahtlosen Übertragung, d.h.
zum Empfang oder zur Abstrahlung von elektromagnetischer Strahlung
hoher Frequenz werden üblicherweise
als Antennen bezeichnet. Solche Antennen weisen einen für elektromagnetische
Strahlung sensitiven Bereich bzw. einen elektromagnetische Strahlung
aussendenden Bereich einer vorbestimmten Länge auf. Die Länge ist
u.a. von der typischen Übertragungsfrequenz
vorgegeben. Der Antennenbereich benötigt eine abgeschirmte Verbindungsleitung
zu einer Signalverarbeitungseinrichtung oder dgl. Diese abgeschirmte
Leitung ist ein nicht-sensitiver Bereich beliebiger Länge und
dient als Verbindung zwischen Signalverarbeitungseinrichtung und Antenne.
Eine elektrisch leitende Verbindung kann bspw. mittels Steckverbindung,
mittels einer Löt- oder
Crimpverbindung hergestellt sein, wobei die Schirmung der Zuleitung
eine Masseverbindung aufweist. Die Seele der geschirmten Zuleitung
ist an der Verbindungsstelle mehr oder weniger aufwendig freigelegt
und mit der Antenne elektrisch leitend verbunden.
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Die genannten elektrisch leitenden
Steck-, Löt-
oder Crimpverbindungen bilden eine mögliche Störungsquelle, da sie bei länger andauerndem
Betrieb, bspw. aufgrund von Vibrationen gelöst werden oder brechen können. Bei
gesteckten Verbindungen kann zudem nach längerer Zeit eine Oxidation
der kontaktierten Metallflächen
auftreten, die zu einer Verschlechterung der elektrischen Übertragungseigenschaften
führen
kann.
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Ein Ziel der Erfindung besteht darin,
eine Antenneneinrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine mechanisch
stabile und elektrisch zuverlässige
Verbindung zwischen einer Verbindungsleitung und einer Antenne selbst
aufweist.
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Dieses Ziel der Erfindung wird mit
dem Gegenstand der unabhängigen
Ansprüche
erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen ergeben sich aus
den abhängigen
Ansprüchen.
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Eine erfindungsgemäße Antenneneinrichtung
weist eine Antenne mit einem elektrischen Sende-/Empfangsleiter
und eine Verbindungseinrichtung auf, die einen langgestreckten elektrischen
Verbindungsleiter, sowie einen den Verbindungsleiter elektromagnetisch
nach außen
schirmenden ersten Schirmmantel aufweist. Die Verbindungseinrichtung dient
zur elektrischen Verbindung der Antenne mit einer Signalverarbeitungseinrichtung.
Erfindungsgemäß ist der
Sende-/Empfangsleiter und der Verbindungsleiter einstückig ausgebildet.
Die einstückige Ausbildung
kann bspw. mittels einer durchgehenden Leitungsverbindung gebildet
sein. Die einstückige Ausbildung
sorgt für
eine jederzeit zuverlässige
elektrische und mechanische Verbindung der Antenne zur Signalverarbeitungseinrichtung über den
Verbindungsleiter und verhindert bei länger andauerndem Gebrauch oder
bei auftretendem Verschleiß eine Verschlechterung
oder Störung
dieser Verbindung.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung
sieht vor, dass der Sende-/Empfangsleiter einen zweiten Schirmmantel
aufweist. Vorzugsweise ist die Antenne im Wesentlichen aus diesem
zweiten Schirmmantel gebildet. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht eine
Antenneneinrichtung, die aus einem geschirmten Kabel besteht, dessen
durchgehende Schirmung an einer definierten Stelle unterbrochen ist
und auf diese Weise in einen ersten sowie einen zweiten Schirmmantel
aufgeteilt ist. Der erste Schirmmantel dient in herkömmlicher
Weise zur Abschirmung der Verbindungsleitung. Der zweite Schirmmantel
der Antenne ist vorzugsweise mit dem Sendeempfangsleiter elektrisch
leitend verbunden und bildet die Antenne selbst.
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Der zweite Schirmmantel ist gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vom ersten Schirmmantel
der Verbindungseinrichtung elektrisch isoliert. Die beiden Schirmmäntel von
Antenne und Verbindungseinrichtung sind vorzugsweise voneinander
beabstandet, so dass keine elektrisch leitende Verbindung zwischen
ihnen besteht.
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Die Schirmmäntel von Antenne und Verbindungseinrichtung
sind gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung mittels einer Trenneinrichtung voneinander
getrennt und beabstandet. Diese Trenneinrichtung ist vorzugsweise
zumindest teilweise zwischen den Schirmmänteln angeordnet und umgreift den
Sende-/Empfangs- und Verbindungsleiter mittels klammerartiger Bügel. Die
Trenneinrichtung kann auf diese Weise leicht montiert werden und
sorgt für
eine zuverlässige
elektrische Isolierung der beiden Schirmmäntel.
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Vorzugsweise ist die Trenneinrichtung
aus einem elektrisch nicht leitenden elastischen Material gefertigt,
bspw. aus Kunststoff. Die Trenneinrichtung ist somit kostengünstig herstellbar
und auf Grund ihrer Elastizität
leicht montierbar. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, dass die Trenneinrichtung eine Befestigungseinrichtung zur
Befestigung an mindestens einem der Mantelschirme aufweist. Diese
Befestigungseinrichtung kann gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung wenigstens zwei klammerartige
Bügel umfassen.
Diese Bügel
umgreifen wenigstens einen der Mantelschirme und sorgen für einen
festen und zuverlässigen
Sitz der Befestigungseinrichtung.
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Ferner sieht eine erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Erfindung vor, dass die elektrische Verbindung des Schirmmantels
der Antenne mit dem Sende-/Empfangsleiter mittels einer Kontakteinrichtung
hergestellt ist, welche eine zwischen Schirmmantel und Sende-/ Empfangsleiter
angeordnete Abstandsschicht durchdringt und den Schirmmantel und den
Sende-/Empfangsleiter kontaktiert. Diese Kontakteinrichtung kann
gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mit der Trenneinrichtung verbunden
sein. Vorzugsweise weist die Kontakteinrichtung nadelartige oder
zahnartige Kontaktleiter auf, welche auf der Trenneinrichtung angeordnet sind,
und die zur Durchdringung der Abstandsschicht vorgesehen sind, so
dass der Schirmmantel und der Sende-/Empfangsleiter kontaktiert
werden können. Bei
der erstmaligen Montage werden die nadel- oder zahnartigen Kontaktleiter
in die Abstandsschicht gedrückt
und finden dort einen festen Sitz.
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Eine Trenn- und Kontakteinrichtung
zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem
Sende-/Empfangsleiter, einem diesen umhüllenden zweiten Schirmmantel
und einem mit der Sende-/Empfangsleiter einstückig ausgebildeten Verbindungsleiter,
sowie zur Herstellung einer elektrischen Isolation und Beabstandung
zwischen einem um den Verbindungsleiter angeordneten ersten Schirmmantel
und dem zweiten Schirmmantel ermöglicht
die Herstellung einer kostengünstigen
und einfach aufgebauten Antenneneinrichtung, indem die äußere Schirmung
einer abgeschirmten Leitung aufgetrennt und mit der Trenn- und Kontakteinrichtung
in einen Verbindungsbereich und einen Antennenbereich aufgeteilt
wird.
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Die Länge der Antenne kann beliebig
durch Wahl der Anordnung der Trenn- und Kontakteinrichtung definiert
werden. Die Antenne wird dadurch gebildet, dass der Schirmmantel mit
der Seele auf der Antennenseite durchkontaktiert wird. Dadurch wird der
Schirm auf der Antennenseite selbst zur Antenne. Eine zusätzliche
lösbare
Verbindung von Zuleitung und Antenne entfällt. Die Trenn- und Kontakteinrichtung
kann bspw. als Klammer ausgebildet sein, die im Wesentlichen aus
drei Zonen besteht. Diese Zonen umfassen zwei Kunststoffgabeln bzw.
bügeln
sowie einen Metallkamm. Die erste Kunststoffgabel dient dazu, die
getrennte Schirmung auf Abstand zu halten. Der Metallkamm umfasst
Nadeln oder Zähne
um die Seele zu kontaktieren und Klingen in Längsrichtung zwischen den Nadeln
oder Zähnen
um die Schirmung zu kontaktieren. Diese Klingen durchdringen die äußere Isolation.
Die dritte Zone besteht aus einer zweiten Kunststoffgabel, die als
Clip um den äußeren Mantel
schnappt, um die Klammer auf der Leitung zusätzlich zu befestigen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform hervor, die als
nicht einschränkendes
Beispiel dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt.
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Dabei zeigt:
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1 eine
schematische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Antenneneinrichtung,
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2 einen
schematischen Längsschnitt durch
eine Verbindungseinrichtung, 3 eine
Seitenansicht auf eine Trenneinrichtung,
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4 einen
Längsschnitt
durch eine Antenne mit Trenneinrichtung und 5 einen Querschnitt durch eine Antenne
mit Trenneinrichtung.
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1 verdeutlicht
in einer schematischen Gesamtansicht die Anordnung einer Antenne 1,
die zu Sende- und/oder Empfangszwecken dienen kann und die mittels
einer Verbindungseinrichtung 3 mit einer Signalverarbeitungseinrichtung 5 elektrisch
leitend verbunden ist. Die Antenne 1 muss eine elektrisch
leitende Schicht aufweisen, die für elektromagnetische Strahlung
sensitiv ist oder eine solche abstrahlen kann. Die Antenne 1 kann
eine definierte Länge
aufweisen, die normalerweise vom typischen Frequenzbereich, in dem
die Antenne arbeitet, vorgegeben wird. Die Verbindungseinrichtung 3 besteht typischerweise
aus einer abgeschirmten Leitung, die mit einer Masse verbunden ist
und aufgrund nahezu beliebige Länge
aufweisen kann. Die Verbindungseinrichtung 3 dient zur
elektrisch leitenden und abgeschirmten Verbindung der Antenne 1 mit
der Si gnalverarbeitungseinrichtung 5. Eine Verbindungsstelle 4 zwischen
Antenne 1 und Verbindungseinrichtung 3 ist Gegenstand
der vorliegenden Endung und wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.
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2 verdeutlicht
einen Längsschnitt
durch eine Verbindungseinrichtung, die im Wesentlichen aus einem
Verbindungsleiter 9 in Gestalt bspw. einer Kupferleitung
oder dgl., aus einer Abstandsschicht 23 um den Verbindungsleiter 9,
sowie aus einem ersten Schirmmantel 11 um die Abstandsschicht 23 besteht.
Der erste Schirmmantel 11 weist normalerweise eine Masseverbindung
auf und dient zur Abschirmung des Verbindungsleiters 9 gegen
einwirkende sowie elektromagnetische Strahlung sowie zur Verbindung
der Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung. Um den ersten Schirmmantel 11 ist
vorzugsweise eine Isolationsschicht 27 angeordnet, die
für eine elektrische
Isolierung des Schirmmantels 11, sowie für einen
mechanischen Schutz der Verbindungseinrichtung 3 sorgt.
Sowohl die Abstandsschicht 23 als auch die Isolationsschicht 27 können bspw.
aus einem elastomeren Kunststoff oder einem anderen geeigneten flexiblen
Isolationsmaterial bestehen. Die Verbindungseinrichtung 3 kann
typischerweise einen zylindrischen Querschnitt aufweisen, so dass
jeweils Isolationsschicht 27 und Abstandsschicht 23 hohlzylindrische
Querschnitte aufweisen.
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3 zeigt
eine erfindungsgemäße Trenneinrichtung 15,
die aus einer Basis 29 und an deren Enden angebrachten
klammerartigen Paaren von Bügeln 17 und 17' besteht. Zwischen
den Paaren von klammerartigen Bügeln 17 und 17' und in gleiche Richtung
weisend sind eine Reihe von Kontakteinrichtungen 21 und
Kontaktleiter 25 angeordnet, die aus nadelartigen Kontaktstiften
bzw. klingenähnlichen
Stiften bestehen können.
Die Länge
der Kontakteinrichtungen 21 und Kontaktleiter 25 ist
auf die Dicke der zu kontaktierenden Leitung abgestimmt.
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4 verdeutlicht
die Anordnung der Trenneinrichtung 15 zwischen Antenne 1 und
Verbindungseinrichtung 3. Die linke Hälfte der Leitung verdeutlicht die
Verbindungseinrichtung 3, bestehend aus Verbindungsleiter 9 und
darum angeordnete Isolationsschicht 23 sowie erstem Schirmmantel 11.
Der rechte Bereich verdeutlicht die Antenne 1, bestehend
aus dem Sende-/Empfangsleiter 7, der diesen umhüllenden
Abstandsschicht 23 sowie dem zweiten Schirmmantel 13.
Zwischen Antenne 1 und Verbindungseinrichtung 3 sind
die klammerartigen Bügel 17 der Trenneinrichtung 15 angeordnet.
Der Verbindungslei ter 9 ist einstückig mit dem Sende-/Empfangsleiter 7 ausgebildet,
d.h. beide bilden eine durchgehende Leitung, eine sog. Seele des
abgeschirmten Kabels. Die Schirmung ist dagegen getrennt und voneinander
beabstandet, was durch den Bügel 17 gewährleistet
wird. Der erste Schirmmantel 11 endet an der Verbindungsstelle 4 und
kann dort bspw. durch Einschneiden der äußeren Isolationsschicht 27 und
Entfernen eines Teils der Abstandsschicht 23 mit entfernt werden.
Die Kontakteinrichtungen 21 und Kontaktleiter 25 stellen
eine elektrisch leitende Verbindung zwischen zweitem Schirmmantel 13 und
der Antenne 1 und Sende-/Empfangsleiter 7 her
und sorgen somit für
eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Verbindungsleiter 9 der
Verbindungseinrichtung 3 und zweitem Schirmmantel 13 der
Antenne 1, der somit selbst die Antenne bildet. Das nicht
gezeigte Paar Bügel 17' dient der zusätzlichen
Sicherung der Trenneinrichtung an der Antenne 1 oder der
Verbindungseinrichtung 3.
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5 verdeutlicht
in einem Querschnitt nochmals die Gestaltung der Trenneinrichtung 15, die
im Wesentlichen aus drei funktionalen Elementen besteht. An der
Basis 29 sind vorzugsweise zwei klammerartige Bügel 17 befestigt,
welche die Abstandsschicht 23 umgreifen und von denen in
der gezeigten Darstellung der 5 nur
der linke Bügel 17 erkennbar
ist. Der rechte Bügel
wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit
weggelassen. Die nach oben weisenden und bis zum Sende-/Empfangsleiter 7 reichenden
Kontakteinrichtungen und Kontaktleiter 21, 25 stellen
die elektrisch leitende Verbindung zwischen Sende-/Empfangsleiter 7 und
zweitem Schirmmantel 13 her. Weiterhin ist an der Basis 29 eine
Befestigungseinrichtung 19 in Gestalt einer Gabel oder dgl.
angeordnet, welche für
eine Klemmung der Trenneinrichtung 15 auf der äußeren Isolationsschicht 27 der
Verbindungseinrichtung 3 dient. Hierbei ist ebenfalls nur
eine von vorzugsweise zwei Gabeln 19 dargestellt.
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- 1
- Antenne
- 3
- Verbindungseinrichtung
- 4
- Verbindungsstelle
- 5
- Signal-Verarbeitungseinrichtung
- 7
- Sende-/Empfangsleiter
- 9
- Verbindungsleiter
- 11
- erster
Schirmmantel
- 13
- zweiter
Schirmmantel
- 15
- Trenn-Einrichtung
- 17,
17'
- (klammerartiger)
Bügel
- 19
- Befestigungseinrichtung/Gabel
- 21
- Kontakteinrichtung
- 23
- Abstandsschicht
- 25
- Kontaktleiter
- 27
- Isolationsschicht
- 29
- Basis