DE4007824C2 - Fahrzeugantenne für Funkdienste mit einem stabförmigen Antennenelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugantenne für Funkdienste nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Antenne ist bekannt aus der internationalen PCT-Anmeldung WO 87/00351. Hierbei handelt es sich ebenfalls um eine Fahrzeugantenne für Funkdienste mit einem stabförmigen Antennenelement auf einer leitfähigen Fahrzeugkarosserie. Diese Antenne besteht aus einem Dipolteil, der über einen Monopolteil auf der Fahrzeugkarosserie so hoch über dieser angebracht ist, daß der für höhere Frequenzen vorgesehene Dipolteil durch die leitende Fahrzeugkarosserie in seinen Antenneneigenschaften nicht mehr wesentlich beeinträchtigt wird.

Aus Rothammel, K., Antennenbuch, 7. Auflage, 1981, Seiten 128 bis 130 sowie Seiten 334 bis 337 ist in Bild 19.34 ein an einem Holzmast befestigter Halbwellenvertikaldipol gezeigt, dem die Speiseleistung durch die untere als Rohr ausgebildete Dipolhälfte zugeführt wird. In der gleichen Veröffentlichung zeigt Bild 19.36 einen gegen den Un­ tergrund erregten Halbwellenstrahler, der an seinem Fußpunkt, an dem ein Stromknoten vorliegt, gespeist ist. Bei einer derartigen Antenne ergibt sich wegen des Stromknotens eine sehr hochohmige Fußpunktsimpedanz mit einem Realteil dieser Impedanz im Bereich von 1 bis 2 kOhm, wenn, wie meist in der Praxis, das Antennenelement schlank ausgeführt ist.

Die Speisung derartiger Antennen aus üblichen Wellenleitern mit Wellenwiderständen von in der Regel 50 Ohm ist daher in der Praxis wesentlich schwieriger als z. B. die Speisung von Antennenformen, die im Speisepunkt eine niederohmige Impedanz aufweisen, wie es z. B. bei Lambda/4 langen Antennen der Fall ist (Lambda bezeichnet dabei die mittlere Freiraumwellenlänge im Betriebsfrequenzbereich des Funkdienstes). Ein typisches Speise­ netzwerk ist z. B. in Bild /Rothammel, Antennenbuch, 9. Auflage (1988), S. 334, Bild 19.36a/ angegeben. Ein Parallelresonanzkreis wird nach dem bekannten Prinzip der Resonanztransformationsschaltungen im Speisepunkt der Antenne angeschlossen und die Koaxialleitung an einem Abgriff an der Spule angeschaltet an einem Punkt, an dem die Im­ pedanz dem Wellenwiderstand der Koaxialleitung entspricht. Die hochfrequente Energie wird also über den bzw. im Stromknoten zugeführt.

Wegen des hohen erforderlichen Transformationsverhältnisses im Bereich von etwa 1 : 20 bis 1 : 40 muß dieser Übertrager als Resonanzübertrager ausgeführt sein. Trotzdem ergeben sich unvermeidbare und unerwünschte Verluste, da elektrisch der Resonanzkreis dem Antennenfußpunkt parallelgeschaltet ist und die Fußpunktsimpedanz des Antennen­ elements ebenfalls den Charakter eines Parallelresonanzkreises aufweist. Daher liegen die Ersatz-Induktivität, die Ersatzkapazität für das Antennenelement und der bedämpfende Strahlungswiderstnd des Antennenelements den Elementen des Transformations-Reso­ nanzkreises parallel. Die Resonanz dieses Resonanzübertragers muß außerdem sehr exakt eingestellt werden, da andernfalls wegen der geringen Bandbreite der Anordnung auf Grund der nur geringen Bedämpfung durch den Realteil der Fußpunktsimpedanz des Antennenelements sich schnell eine erhebliche Fehlanpassung ergibt mit der Folge einer großen Leistungsreflexion. Der technische Aufwand ist daher insgesamt unerwünscht hoch.

Grundsätzliich bietet eine derartige Antennenanordnung jedoch einen für die Praxis von Fahrzeugantennen wesentlichen Vorteil. Bekanntlich beeinflußt die Karosserie des Fahrzeugs und damit auch der Montagepunkt der Antenne auf dem Fahrzeug sehr stark die Antenneneigenschaften, z. B. die Impedanz im Antennenfußpunkt, in besonders hohem Ausmaß aber das Richtdiagramm. Dieser Einfluß ist umso höher, je mehr Feldlinien vom Antennenelement zur Karosserie reichen, da sich dann ein hoher Verschiebungsstrom als Leitungsstrom auf der Karosserie über den Antennenfußpunkt schließt.

Besonders groß ist die Abhängigkeit vom Montagepunkt auf der Karosserie daher bei Antennen mit niederohmigem Fußpunktwiderstand, da hier der Speisestrom groß ist. Antennen mit kleinem Speisestrom, also mit hochohmigem Fußpunkt, besitzen daher eine wesentlich höhere Unabhängigkeit von der Fahrzeugkarosserie. Derartige Antennen sind z. B. Dipole, bei denen sich, auch bei Montage über einer leitfähigen Karosserie, viele der Feldlinien von der einen Dipolhälfte zur anderen Dipolhälfte schließen.

Diese Vorteile nutzen Sperrtopfantennen /Rothammel, Antennenbuch, 9. Auflage (1988), S. 333/, bei denen der Stromknoten an einem Dipolende mittels einer überge­ stülpten Leitung mit einer Lambda-Viertel-Transformation erzwungen wird. Der Nachteil derartiger Sperrtopfantennen besteht jedoch zum einen im hohen mechanischen Aufwand und zum anderen in der Schmalbandigkeit, die aus dem Resonanzcharakter des Sperrtopfes resultiert.

Trotz der erheblichen Vorteile einer Fahrzeugantenne mit einem Stromknoten am unteren Ende werden derartige Antennen bisher kaum eingesetzt. Dies resultiert aus der Schwierigkeit der Speisung derartiger Antennen bei der Verwendung bekannter techni­ scher Lösungen, die speziell eine Anwendung für Mobilfunkantennen sehr unattraktiv macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Antenne mit den genannten Vorteilen bezüglich der guten Entkopplung von der Fahrzeugkarosserie und der damit ein­ hergehenden Verbesserung des Richtdiagramms anzugeben die gleichzeitig mit geringem Aufwand gespeist werden kann. Außerdem soll die Antenne auf einfache Weise zur Mehr­ bandantenne ergänzt werden können und mechanisch einfach aufgebaut sein.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Fahrzeugantenne durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in einer mechanisch und elektrisch äußerst einfachen Ausführung der Speisung der Antenne mit geringen Verlusten und einer in der Praxis vernachlässigbaren Beeinträchtigung der Strahlerbandbreite. Wei­ tere Vorteile ergeben sich durch die Möglichkeit, erfindungsgemäße Antennen auf einfache Weise als Kombinationsantennen auszuführen und sie z. B. für zwei Funkdienste auf unter­ schiedlichen Frequenzbändern zu realisieren, oder sie z. B. mit Empfangszweigen für andere Frequenzbereiche, z. B. für den UKW-Rundfunkempfang oder für den LMK- Rundfunkempfang, zu erweitern.

Typische Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Antennen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1: Antenne nach der Erfindung mit einer Zweidrahtleitung im Bereich der Trennstelle, die durch einen Ferrit geführt ist.

Fig. 2: Antenne nach der Erfindung ähnlich Fig. 1, wobei nun jedoch die Hoch­ frequenzleitung 20 zwischen Antennenspeisestelle 9 und Stromsperrglied 10 den zweiten Teil 2 des Antennenelements bildet.

Fig. 3: Antenne nach der Erfindung mit spulenförmig aufgewickelter Koaxialleitung zur Ausbildung des Stromsperrglieds und mit parallelgeschaltetem Kondensator.

Fig. 4: Antenne nach der Erfindung mit einer Hochfrequenzleitung, die als Zwei­ drahtleitung ausgeführt ist, und mit einem Ferrit zur Erhöhung der Induktivität.

Fig. 5: Antenne nach der Erfindung, wie Fig. 4, aber mit erhöhter Montage.

Fig. 6: Antenne nach der Erfindung mit erhöhter Montage und einem weiteren Stromsperrglied

Fig. 7: Serienblindelement an der Speisestelle 9

Fig. 8: Parallelblindelement an der Speisestelle 9

Fig. 9: Antenne nach der Erfindung wie Fig. 2, aber erweitert für einen zweiten Funkdienst

Fig. 10: Antenne nach der Erfindung, erweitert für einen zweiten Funkdienst, mit Serienresonanzkreis an der Speisestelle 9

Fig. 11: Antenne nach der Erfindung, erweitert für einen zweiten Funkdienst, mit Parallelre­ sonanzkreis im Abstand Lambda/4 zur Speisestelle 9

Fig. 12: Kombinationsantenne nach der Erfindung mit transformatorischer Ankopplung für den zweiten Funkdienst

Fig. 13: Kombinationsantenne nach der Erfindung für das Autotelefonnetz "B" und als passive Antenne für den UKW-Empfang

Fig. 14: Kombinationsantenne nach der Erfindung für das Autotelefonnetz "C" und als aktive Antenne für den UKW-Empfang

Fig. 15: Kombinationsantenne nach der Erfindung für das Autotelefonnetz "C" und als aktive Antenne für den UKW-Empfang und mit längerem wirksamen Antennen­ element für den UKW-Bereich

Fig. 16: Elektrisches und mechanisches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antenne für C-Netz-Autotelefon sowie LMK- und UKW-Rundfunkempfang.

Den grundsätzlichen Aufbau einer Antenne nach der Erfindung zeigt Fig. 1. Die Antennenanschlußstelle 14 ist in der Nähe derKarosserie 8 angeordnet. Von ihr erfolgt die hochfrequente Verbindung zum eigenen Sender bzw. zum Empfänger über die Hochfre­ quenzleitung 22, und zur Antennenspeisestelle 9 der Antenne über die Hoch­ frequenzleitung 20. Im Bereich der Antennenanschlußstelle 14 kann der Außenleiter des Koaxialkabels 22 hochfrequent niederohmig über eine galvanische Verbindung 13 mit der Fahrzeugkarosserie 8 verbunden sein.

Die Hochfrequenzleitung 20 verbindet elektrisch die Antennenanschlußstelle 14 und die Antennenspeisestelle 9. Im allgemeinen Fall kann die Hochfrequenzleitung 20 aus mehreren Abschnitten bestehen, die sich im Leitungstyp und ebenfalls im Wellenwiderstand unterscheiden. So ist im Beispiel der Fig. 1 ein Abschnitt vorhanden, in dem die Hochfrequenzleitung 20 als symmetrische Zweidrahtleitung aufgebaut ist, während sie in einem anderen Abschnitt als unsymmetrische Koaxialleitung realisiert ist. In jedem Abschnitt besteht die Hochfrequenzleitung 20 aus den zwei Leitern 11 und 12.

In der Regel wird man für die Hochfrequenzleitung 20 in allen Abschnitten Leitungen gleichen Wellenwiderstands verwenden, um Reflexionsstellen zu vermeiden, grundsätzlich können jedoch auch Leitungen unterschiedlichen Wellenwiderstands verwendet werden, z. B. um mit Hilfe der sich dadurch ergebenden Transformationseigenschaften der Leitungsabschnitte die Anpassung an der Antennenanschlußstelle 14 zu verbessern.

Das Antennenelement ist in Fig. 1 durch den oberen ersten Teil 1 und den elektrisch davon isolierten unteren zweiten Teil 2 gebildet. Der obere erste Teil 1 ist an der Antennenspeisestelle 9 im einfachsten Fall direkt mit dem Innenleiter der Koaxialleitung 20, der untere zweite Teil 2 im einfachsten Fall direkt mit dem Außenleiter der Koaxialleitung 20 verbunden. Beide Elemente zusammen besitzen den Charakter eines Dipols, der zwischen den beiden Teilen 1 und 2 an der Antennenspeisestelle 9 gespeist wird. 37 kennzeichnet die Antennenimpedanz, die man an der Antennenspeisestelle 9 mißt, wenn die Verbindung zwischen dem Innenleiter des Koaxialkabels, das im Beispiel der Fig. 1 die Hochfrequenzleitung 20 bildet, und dem ersten Teil 1 des Antennenelements geöffnet ist.

Die Hochfrequenzleitung 20 führt bei erfindungsgemäßen Antennen Gegentaktströme, die sich durch die Signalübertragung zwischen Antennenspeisestelle 9 und Antennenanschlußstelle 14 ergeben, sowie Antennenströme. Diese Antennenströme werden auch, je nach Leitungstyp, als Gleichtaktströme oder als Mantelströme bezeichnet, wobei man in der Regel von Gleichtaktströmen spricht, wenn es sich im jeweiligen Abschnitt um eine Zweidrahtleitung handelt. Handelt es sich im jeweiligen Abschnitt um eine Koaxialleitung, so spricht man üblicherweise von Mantelströmen.

Antennenströme fließen ebenfalls auf den beiden Teilen 1 und 2 des Antennen­ elements. Bei erfindungsgemäßen Antennen ist der Abstand 56 zwischen der Hoch­ frequenzleitung 20 und dem unteren zweiten Teil 2 des Antennenelements klein gegenüber Lambda/4, wenn Lambda wieder die Wellenlänge im Betriebsfrequenzbereich ist. Da sowohl die Hochfrequenzleitung 20 wegen des Stromsperrglieds als auch der zweite Teil 2 des Antennenelements an der Karosserie benachbarten Ende elektrisch leerlaufen und am anderen Ende miteinander verbunden sind, sind die Antennenströme auf beiden gleichphasig und gleichartig und weisen im wesentlichen die gleiche Wirkung auf.

In einer vorteilhaften, weil besonders einfachen Weiterführung der Erfindung bildet daher die Hochfrequenzleitung 20 zwischen Speisestelle 9 und Stromsperrglied 10 den zweiten Teils 2 des Antennenelements. Eine derartige erfindungsgemäße Antenne zeigt Fig. 2.

Das Stromsperrglied 10 bewirkt einen Stromknoten für die Antennenströme auf der Hochfrequenzleitung 20 und kann auf unterschiedliche Weise aufgebaut sein. In keinem Fall behindert es jedoch die Gegentaktströme, die die Hochfrequenzleitung 20 zwischen Antennenanschlußstelle 14 und Antennenspeisestelle 9 führt.

Dieses Stromsperrglied ist in den beiden Beispielen der Fig. 1 und Fig. 2 gleichartig aufgebaut, indem über die Hochfrequenzleitung 20 ein Ferritring (15) geschoben ist, der im Frequenzbereich des betrachteten Funkdienstes eine hohe Permeabilität aufweist. Der In­ duktivitätsbelag der Hochfrequenzleitung wird auf diese Weise für Gleichtaktströme stark angehoben mit der Folge, daß sich der erforderliche Stromknoten ausbildet. Entscheidend für die Wirksamkeit ist dabei der Betrag der sich ergebenden Impedanz. Es ist daher nicht notwendig, Ferrite mit hohen Güten im Frequenzbereich des Funkdienstes zu verwenden; auch eine stark verlustbehaftete, dabei aber hochohmige Impedanz erfüllt den gleichen Zweck. Der Vorteil dieser Anordnung liegt in der erreichbaren großen Breitbandigkeit, die sich aus der Frequenzcharakteristik der Eigenschaften des Ferrits ergibt.

In bekannter Weise kann die Induktivität erhöht werden, wenn die Hochfrequenzleitung 20 mehrfach um den Ferritring gewickelt wird, da hierbei zum einen die Verkopplung mit dem Ferritmaterial besser wird und zum anderen in der Praxis ein näherungsweise quadratischer Anstieg der sich ergebenden Induktivität mit der Windungszahl erreicht wird.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Antenne mit einer anderen Ausgestaltung des Stromsperrglieds 10. In diesem Beispiel ist die Hochfrequenzleitung 20 als Koaxialleitung ausgeführt und in dem Bereich, in dem das Stromsperrglied 10 sich ausbilden soll, spulenförmig aufgewickelt, um den Induktivitätsbelag für Antennenströme zu erhöhen.

Die auf diese Weise erreichbare Hochohmigkeit des Stromsperrglieds 10 ist häufig noch zu gering; wie in Fig. 3 dargestellt kann durch Parallelschalten eines Kondensators 7 zu der durch die Hochfrequenzleitung 20 gebildeten Spule ein Parallelresonanzkreis gebildet wer­ den, der bei seiner Resonanfrequenz eine sehr hochohmige und nahezu reelle Se­ rienimpedanz für die Antennenströme ergibt. Diese Resonanzfrequenz wird man daher durch Wahl eines Kondensators mit einem entsprechenden Wert vorzugsweise mittig in das Frequenzband des Funkdienstes legen.

Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß für den Anschluß des Kondensators die Iso­ lation des Kabels entfernt werden muß, um Anschlußpunkte auf dem Außenleiter frei­ zulegen. Da die unvermeidbare Wicklungskapazität der durch die aufgewickelte Hochfrequenzleitung 20 entstehenden Spule im Prinzip die gleiche Wirkung hat wie ein diskret angeschlossener Kondensator 7, kann speziell bei höheren Frequenzen gegebenen­ falls auch auf den Kondensator 7 verzichtet werden, wenn die Windungszahl der Spule und die geometrische Anordnung der Windungen entsprechend gewählt werden.

Wegen des Resonanzcharakters der Schaltung eignet sich die Ausführungsform nach Fig. 3 vorzugsweise für Funksysteme, die in schmalen Frequenzbändern arbeiten. Dies stellt jedoch in der Praxis nur selten eine Einschränkung dar, da diese Voraussetzung bei den meisten Funkdiensten gegeben ist, z. B. bei den Telefondiensten im B-Netz, C-Netz und D- Netz.

Zur Erhöhung der Induktivität kann, mit dem Ziel, die Windungszahlen gering zu halten, zusätzlich ein Ferrit verwendet werden, auf den die Hochfrequenzleitung aufgewickelt wird, wie dies in Fig. 4 beispielhaft wiedergegeben ist.

Das Stromsperrglied 10 schließt sich in vielen Anwendungsfällen direkt an die Antennenanschlußstelle 14 an, wie dies die Fig. 1 bis 4 zeigen. Bei erfindungsgemäßen Antennen kann jedoch das Stromsperrglied 10 auch erhöht über der Fahrzeugkarosserie 8 angeordnet werden, so daß zwischen dem Stromsperrglied 10 und der Antennenanschluß­ stelle 14 ein Abstand 30 überbrückt wird, wie dies in den beiden Anordnungen von erfindungsgemäßen Antennen in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist.

Die Hochfrequenzleitung 20 im Abschnitt zwischen der Antennenanschlußstelle 14 und dem Stromsperrglied 10 führt Antennenströme, die jedoch die Antennenfunktion nicht unzulässig beeinflussen, solange sie klein sind. Daher müssen Resonanzlängen vermieden werden, die geometrische Länge 30 muß bei Anordnungen wie in Fig. 5 also stets deutlich kürzer als Lambda/4 sein.

Ist eine Montage in größerer Höhe über der Fahrzeugkarosserie erwünscht, kann es im Interesse einer unveränderten Antennenrichtcharakteristik erforderlich sein, die Antennenströme auf dem Leitungsabschnitt der Hochfrequenzleitung 20 zwischen Antennenanschlußstelle 14 und dem Stromsperrglied 10 an mehreren Stellen zu unter­ binden. Dies erfolgt dann vorteilhaft durch mehrfache Anwendung von Maßnahmen des gleichen Typs wie bereits oben zur Ausbildung des Stromsperrglieds 10 beschrieben, wie dies Fig. 6 beispielhaft zeigt. Der Abstand 31 zwischen zwei Stromsperrgliedern, an denen die Antennenströme verhindert werden, muß hierzu jeweils deutlich kürzer als Lambda/2 sein.

Unter der Voraussetzung derartiger Maßnahmen bringt die erhöhte Montage des Antennenelements (1, 2) über der Karosserie 8 dann eine noch bessere Entkopplung der Antennenströme von der Fahrzeugkarosserie mit sich.

Die beiden Teile (1, 2) des Antennenelements zusammen besitzen bei erfindungsge­ mäßen Antennen den Charakter eines Dipols. Die sich an der Antennenspeisestelle 9 ergebende Impedanz hängt von der Länge der beiden Teile (1, 2) ab. Grundsätzlich können die Längen der beiden Teile des Antennenelements bei erfindungsgemäßen Antennen in weiten Grenzen frei gewählt werden.

Kriterien für die Längen ergeben sich durch die resultierenden Vertikaldiagramme sowie durch die Anpassungsverhältnisse an der Antennenspeisestelle 9. Besonders vorteilhaft wegen der Einfachheit sind für praktische Anwendungen Dimensionierungen, die keine transformierenden Blindelemente an der Antennenspeisestelle 9 erfordern.

Bei vorgegebener Gesamtlänge der beiden Teile (1, 2) des Antennenelements ergibt sich bei einer Veränderung der Lage der Antennenspeisestelle kein Einfluß auf die Stromverteilung, da am unteren Ende des zweiten Teils 2 des Antennenelements immer, genauso wie am oberen Ende des ersten Teils, ein Stromknoten vorliegt und der Strom auf beiden Teilen des Antennenelements mit der gleichen Charakteristik näherungsweise sinusförmig, jeweils in Richtung zur Antennenspeisestelle, ansteigt. Eine Verschiebung der Antennenspeisestelle verändert jedoch die Antennenimpedanz 37 (Fig. 1) an der Antennenspeisestelle, wobei bei wachsender Entfernung der Antennenspeisestelle 9 von der Mitte des Antennenelements, das Impedanzniveau hochohmiger wird. Dies erschwert in der Regel die erwünschte Leistungsanpassung an die Hochfrequenzleitung 20 (Fig. 1) an der Antennenspeisestelle 9.

So besitzt z. B. ein symmetrisch unterteilter Lambda/2-Dipol bekanntlich eine reelle Antennenimpedanz von etwa 72 Ohm, ein Wert, der nur unwesentlich von Z_L=50 Ohm ab­ weicht und nur zu einer Leistungsfehlanpassung von 0,4 dB führt. Dies ist ein Verlust, der in der Praxis in der Regel toleriert werden kann. Verschiebt man bei unveränderter Gesamtlänge der Teile (1, 2) des Antennenelements die Antennenspeisestelle aus der Sym­ metrie, so bleibt der reelle Charakter der Impedanz erhalten, die Impedanz wird jedoch vom Betrag her hochohmiger, da ein kleinerer Speisestrom die gleiche Stromverteilung und ein gleiches Fernfeld bewirkt. Folglich nimmt die Fehlanpassung zu, ein technisch nachtei­ liger Effekt. So ergibt sich rechnerisch für eine Aufteilung von ¾ für die Länge des Teils 1 und ¼ für die Länge des Teils 2 bei unveränderter Gesamtlänge (Lambda/2) eine reelle Impedanz von etwa 144 Ohm mit einer Fehlanpassung von 1,2 dB. Eine unsymmetrische Aufteilung ist daher dann sinnvoll, wenn der Wellenwiderstand der zur Verfügung stehenden Hochfrequenzleitung 20 deutlich von 50 Ohm nach oben abweicht.

Wie auch sonst bei Dipolstrukturen üblich, ist es demnach auch bei erfindungsgemäßen Antennen aus Gründen einer besonders einfachen Anpassung sinnvoll, die Längen der bei­ den Teile 1 und 2 des Antennenelements gleich zu wählen. Dabei ist die Anwendung des Gedankens, der eine erfindungsgemäßen Antenne zu Grunde liegt, jedoch nicht auf An­ tennenelemente mit einer Länge von insgesamt Lambda/2 eingeschränkt. Da man jedoch an der Antennenspeisestelle 9 in der Regel an einer geringen Leistungsfehlanpassung interessiert ist, z. B. um im Sendefall die verfügbare Leistung der Sendeendstufe abzustrahlen, wird man Längen bevorzugen, bei denen sich diese Leistungsanpassung an der Antennenspeisestelle 9 unmittelbar oder mit geringem technischen Aufwand bezüglich eventuell vorzusehender transformierender Blindelemente im Bereich der Anten­ nenspeisestelle 9 ergibt. Eine derartige Länge des Antennenelements aus den Teilen (1, 2) stellt die oben bereits erläuterte Dimensionierung zu zwei mal Lambda/4 dar.

Das sich dabei ergebende Vertikaldiagramm entspricht dann im wesentlichen dem eines senkrecht stehenden Hertzschen Dipols. Ähnlich gute Anpassungsbedingungen ergeben sich, wenn die Länge der beiden Teile (1, 2) jeweils ¾ Lambda beträgt. Das sich dann ergebende Vertikaldiagramm weist im Vergleich zu zwei mal Lambda/4 einen höheren Gewinn auf, die maximale Strahlung geht allerdings nicht mehr in die Horizontale. Dies spielt bei Mobilkommunikation jedoch meist eine geringere Bedeutung, da häufig sowieso keine Sichtverbindung zwischen den Stationen besteht und die Welle erst nach mehrfachen Beugungs- und Brechungsvorgängen die Gegenstation erreicht. Eine Aufteilung in Lambda/4 und 3 Lambda/4 lange Elemente ist dagegen meist nicht sinnvoll, da dann eine ausgeprägte Nullstelle des Vertikaldiagramms in die Horizontale, wegen einer Gesamt­ länge von Lambda, die Folge ist.

Grundsätzlich kann jedoch bei erfindungsgemäßen Antennen die Länge der beiden Teile 1 und 2 auch abweichend von Lambda/4 oder 3 Lambda/4 gewählt werden. Im In­ teresse einer geringen Leistungsfehlanpassung ist es dann jedoch meist erforderlich, an der Antennenspeisestelle 9 verlustarme Blindelemente zu verwenden, mit denen eine verlustarme Transformation der Antennenimpedanz durchgeführt werden kann. Ziel der Transformation ist es, Anpassungsverhältnisse zu schaffen, bei denen im interessierenden Frequenzbereich des Funkdienstes sich eine möglichst geringe Leistungsfehlanpassung ergibt.

Im einfachsten und daher in dieser Hinsicht besonders vorteilhaften Fall wird diese Transformation mit Hilfe eines einzigen Blindelements 16 erreicht, das, wie in der Fig. 7 dargestellt, in Serie oder, wie in Fig. 8 dargestellt, parallel geschaltet ist. Auf diese Weise können durch das Serienblindelement Serienblindanteile der Antennenimpedanz bzw. durch das Parallelblindelement Parallelblindleitwerte der Antennenadmittanz kompensiert werden, wobei der jeweilige Realteil der Impedanz bzw. Admittanz unverändert bleibt. Durch die Kombination eines Serien- und eines Parallel-Blindelements können zusätzlich Realteiländerungen bewirkt werden. Die erreichbare Bandbreite, innerhalb derer eine tolerierbare Fehlanpassung nicht überschritten wird, bleibt dabei zwar klein, reicht jedoch wegen der ebenfalls geringen Breite der Frequenzbänder von Funksystemen in der Regel aus. Größere Bandbreiten lassen sich bei Bedarf erzielen, wenn aufwendigere Transfor­ mationschaltungen mit mehr als zwei Blindelementen verwendet werden.

Zweiter Funkdienst

Dem steigenden Kommunikationsbedarf entsprechend werden Fahrzeuge heute bereits für mehrere Funkdienste ausgerüstet, wobei oft für jeden der einzelnen Funkdienste eine eigene Antenne montiert wird. Dies geht einher mit einer erheblichen optischen Beeinträchtigung der Fahrzeuge. Ein wesentlicher Vorteil erfindungsgemäßer Antennen besteht in der einfachen Möglichkeit, eine Kombinationsantenne für zwei Funkdienste zu realisieren. Aus Gründen einer größeren Klarheit wird der bisher behandelte "Funkdienst" im folgenden als "erster Funkdienst" bezeichnet.

Der zweite Funkdienst kann dabei z. B. ein weiterer Dienst sein, der sowohl einen Sende- als auch einen Empfangsbetrieb erfordert (z. B. Amateurfunkbänder), oder ein Dienst, der ausschließlich Empfang erfordert, z. B. in den Rundfunkbändern UKW oder LMK.

Für Fahrzeuge, die bereits mit einer Rundfunkempfangsantenne ausgestattet sind, ergibt sich mit einer erfindungsgemäßen Antenne, die für den ersten Funkdienst und den UKW-Bereich ausgelegt ist, außerdem die vorteilhafte Möglichkeit, den UKW-Rundfunk­ empfang durch diese zweite UKW-Antenne mittels des bekannten Antennendiversityver­ fahrens zu verbessern.

Ein Beispiel einer derartigen erfindungsgemäßen Antenne für zwei Funkdienste zeigt Fig. 9. Für den zweiten Funkdienst wird hierzu eine eigene zweite Antennenspeisestelle mit den Anschlußklemmen 27, 28, eine eigene zweite Antennenanschlußstelle 32, die in der Nähe der Fahrzeugkarosserie 8 angebracht ist, sowie ein Netzwerk 34, das zwischen die zweite Antennenspeisestelle 27, 28, und die zweite Antennenanschlußstelle 32 eingeschaltet ist, verwendet. Das Antennenelement für den zweiten Funkdienst weist dabei den Charakter eines elektrischen Monopols auf, der gegenüber der leitfähigen Fahr­ zeugkarosserie betrieben wird.

Das Netzwerk 34 kann entweder ausschließlich aus passiven und vorzugsweise verlustarmen Blindelementen ausgeführt sein, wodurch die Antenne für den zweiten Funkdienst als passive Antenne charakterisiert ist, oder das Netzwerk beinhaltet auch aktive Elemente, wodurch sich für den zweiten Funkdienst eine aktive Antenne ergibt, die in der Regel als aktive Empfangsantenne mit dem bekannten Vorteil einer erhöhten Grenzempfindlichkeit ausgeführt ist.

Der Monopol, den das Empfangselement für den zweiten Funkdienst darstellt, ist im Beispiel der Fig. 9 zumindest durch den zweiten Teil 2 des Antennenelements gebildet, dessen Fußpunktsspannung an der Anschlußklemme 27 gegen die mit der Fahrzeugka­ rosserie hochfrequent leitend verbundene Anschlußklemme 28 abgegriffen ist. Diesen An­ schlußklemmen 27 und 28 parallel liegt im Beispiel der Fig. 9 impedanzmäßig die Hochfrequenzleitung 20 in dem Bereich, in dem sich das Stromsperrglied 10 für die Antennenströme des ersten Funkdienstes ausbildet.

Für erfindungsgemäße Antennen für zwei Funkdienste mit einer Anordnung nach Fig. 9 ist daher die Ferritauswahl derart zu treffen, daß sich sowohl im Frequenzbereich des ersten Funkdienstes die erforderliche Stromverteilung auf dem zweiten Teil 2 des Anten­ nenelements mit einer Nullstelle am Stromsperrglied 10 einstellt, und gleichzeitig keine die Antenneneigenschaften unzulässig negativ beeinflußende Belastung zwischen den Anschlußklemmen 27 und 28 durch das Stromsperrglied 10 im Frequenzbereich des zweiten Funkdienstes vorliegt. Dies ist z. B. gewährleistet, wenn die Verdrosselung zu einer breitbandig betragsmäßig hochohmigen Impedanz führt.

Das Netzwerk 34 ist bei erfindungsgemäßen Antennen im weiteren so auszuführen, daß im Frequenzbereich des ersten Funkdienstes der Stromknoten erhalten bleibt.

Andere Ausführungen erfindungsgemäßer Antennen für zwei Funkdienste zeigen die Fig. 10 und 11. In diesen erfindungsgemäßen Anordnungen ist die Hochfrequenzleitung 20 im Bereich des Stromsperrglieds 10 wieder, wie in Fig. 3 und 4, spulenförmig aufgewickelt und die sich dadurch ergebende Induktivität mittels des parallelgeschalteten Kondensators 7 zu einem Parallelresonanzkreis mit einer Resonanz innerhalb des Frequenzbereichs des ersten Funkdienstes ergänzt.

Häufig liegt der Frequenzbereich des zweiten Funkdienstes unter dem des ersten Funkdienstes. Der wie beschrieben ausgeführte Parallelresonanzkreis des Stromsperrglieds 10 ist dann vom Charakter her bei tieferen Frequenzen induktiv und wirkt wie eine Verlängerungsspule für die Frequenzen des zweiten Funkdienstes, wenn die Anschlußklemme 27 unterhalb des Stromsperrglieds 10 angeordnet ist (Fig. 10). Um keinen niederohmigen Nebenschluß durch die Hochfrequenzleitung 20 zwischen den Anschlußklemmen 27 und 28 zu erhalten, wird die Hochfrequenzleitung 20 in diesem Bereich z. B. wieder, wie in Fig. 10 und Fig. 11 dargestellt, spulenförmig zu Windungen 29 aufgewickelt oder durch Ferrite verdrosselt.

Im Beispiel der Fig. 11 ist die Anschlußklemme 27 oberhalb des Stromsperrglieds 10 angeordnet, so daß die induktive Wirkung des Resonanzkreises des Stromsperrglieds 10 im niedrigeren Frequenzbereich des zweiten Funkdienstes parallel zu den Anschlußklemmen 27 und 28 liegt. Ist diese Induktivität zu gering, kann sie gegebenenfalls durch weitere Win­ dungen 29 vergrößert werden.

Das Netzwerk 34 erfüllt in den Anordnungen der Fig. 9 bis 16 jeweils die Aufgabe einer geeigneten Weiterleitung der empfangenen oder zu sendenden Signale zwischen zweiter Antennenanschlußstelle 32 und zweiter Antennenspeisestelle 27, 28. Diese Weiterleitung der Signale für den zweiten Funkdienst kann entweder auf passive Weise oder aktiv erfol­ gen. Im Falle einer passiven Ausführung ist in der Regel eine möglichst verlustarme Lei­ stungsanpassung an die Hochfrequenzleitung 26 das Ziel. Diese Hochfrequenzleitung 26 verbindet die zweite Antennenanschlußstelle 32 mit dem Sende-Empfänger bzw. Emp­ fänger des zweiten Funkdienstes. Diese Anpaßaufgabe wird in bekannter Weise durch ver­ lustarme Blindelemente erreicht, die in geeigneter Weise in Serie oder parallel eingebaut werden.

In den Fig. 9 und 11 hat das Netzwerk 34 noch eine weitere Aufgabe zu erfüllen. Da die Anschlußklemme 27 in diesen Ausführungsformen oberhalb des Stromsperrglieds 10 an­ geordnet ist, muß sichergestellt werden, daß die geforderte Stromverteilung auf dem zweiten Teil 2 des Antennenelements nicht unzulässig verändert wird. Hierzu muß die Impedanz des Netzwerkes 34 für den Frequenzbereich des ersten Funkdienstes ausreichend hochohmig sein, um keinen Stromfluß zuzulassen.

Im Unterschied dazu muß im Beispiel der Fig. 10 diese Aufgabe nicht vom Netzwerk 34 übernommen werden, da diese Aufgabe bereits durch die Ausgestaltung des Stromsperrglieds 10 selbst gelöst ist. Dies ergibt sich durch die Anordnung des Anschlusses 27 unterhalb des Stromsperrglieds 10. Das Netzwerk 34 kann bei einer Anordnung nach Fig. 10 demnach einfacher gestaltet werden, wodurch sich eine besonders vorteilhafte Aus­ führung der Erfindung ergibt.

Die Ausgestaltung der Erfindung nach Fig. 9 ist jedoch in anderer Hinsicht besonders einfach und daher vorteilhaft, da hier eine doppelte Nutzung der Verdrosselung durch das Stromsperrglied 10 erfolgt. Diese doppelte Nutzung ist immer dann auf einfache Weise möglich, wenn kein zu großer Frequenzunterschied zwischen den Frequenzbändern des ersten Funkdienstes und des zweiten Funkdienstes besteht. Betrifft z. B. der erste Funkdienst das Autotelefon im Band B bei ca. 160 MHz und der zweite Funkdienst den UKW-Empfang bei rund 100 MHz, so sind geeignete Ferrite verfügbar, die eine ausrei­ chend breitbandige Verdrosselung ermöglichen. Ist der Frequenzunterschied größer, z. B. zwischen dem Telefonband C bei ca. 460 MHz und dem UKW-Bereich oder zwischen dem Telefonband D bei ca. 900 MHz und dem UKW-Bereich, so kann es erforderlich sein, zwei Ferrite mit unterschiedlichen Eigenschaften einzusetzen, die in Serie geschaltet sind und von denen jeweils einer auf das ihm entsprechende Band optimiert ist.

Fig. 12 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführung eines passiven Netzwerkes 34. In diesem Beispiel stellen die spulenförmig aufgewickelten Windungen 29 der Hochfrequenzleitung 20 die Primärwicklung 48 eines Übertragers 47 dar, dessen An­ schlüsse an der Sekundärwicklung 35 mit der Antennenanschlußstelle 32 verbunden sind. Die zweite Antennenspeisestelle 27, 28 ist dann jeweils einer der beiden Enden der Primärwicklung 48 zugeordnet.

Diese transformatorische Ankopplung kann sowohl als Breitbandtransformator aus­ geführt sein und verwendet dann vorzugsweise, wie in Fig. 12 darstellt, einen Ferrit, um die Verkopplung ausreichend hoch zu machen, oder sie kann in bekannter Weise als Resonanztransformator ausgeführt sein. Bei einer derartigen Anordnung wird dann die Induktivität der Primärwicklung 48 vorzugsweise so dimensioniert, daß sich bei kapazitivem Charakter der Impedanz des im Frequenzbereich des zweiten Funkdienstes wirksamen Antennenelements eine Serienresonanz innerhalb des Frequenzbereichs des zweiten Funkdienstes ergibt.

Eine Teilankopplung an die Windungen 29 ist technisch ebenfalls möglich und wegen der Einfachheit dann besonders vorteilhaft.

Die elektrisch wirksame Länge des Antennenelements im Frequenzbereich des zweiten Funkdienstes hängt ab von der Impedanz 42 (Fig. 13), die sich zwischen den Anschlußklem­ men 40 und 41 im Bereich der Antennenspeisestelle 9 für diesen Frequenzbereich ergibt. Im Interesse einer hohen Leistungsfähigkeit ist es meist erwünscht, die volle Länge beider Teile 1 und 2 des Antennenelements wirksam zu haben. Dies ist dann der Fall, wenn die Impedanz 42 im Frequenzbereich des zweiten Funkdienstes ausreichend niederohmig ist, so daß elektrisch beide Teile 1 und 2 in Serie geschaltet sind.

Vorteilhafte Ausführungsformen für diese niederohmige Verbindung im Fre­ quenzbereich des zweiten Funkdienstes zeigen z. B. die Fig. 9 bis 11 sowie 12 bis 14. In Fig. 10 und 12 erfolgt diese niederohmige Verbindung durch einen unmittelbar an der Antennenspeisestelle 9 zwischen die beiden Leiter der Hochfrequenzleitung 20 geschalteten Serienresonanzkreis 44, dessen Resonanzfrequenz innerhalb des Frequenz­ bandes des zweiten Funkdienstes liegt. Diesen Resonanzkreis im Bereich der Antennenspeisestelle 9 anzuordnen ist allerdings technisch schwierig.

Einfacher und daher für erfindungsgemäße Antennen vorteilhaft wegen der günstigeren Montagemöglichkeit im Bereich des Antennenfußes kann bei gleichartiger Wirkung auch ein Serienresonanzkreis 44 verwendet werden, der in einem Abstand von etwa n(Lambda/2) (n ganzzahlig<1) des Gegentaktmodes der Wellen des zweiten Funkdienstes auf der Hochfrequenzleitung 20 von der Antennenspeisestelle 9 entfernt zwischen die bei­ den Leiter der Hochfrequenzleitung 20 geschaltet ist, wie dies beispielhaft Fig. 9 zeigt.

Des weiteren ergibt ein Parallelresonanzkreis 43 in einem Abstand von etwa (2n- 1)(Lambda/4) des Gegentaktmodes der Wellen des zweiten Funkdienstes auf der Hochfrequenzleitung 20 von der Antennenspeisestelle 9 entfernt eine gleichartige Wirkung, wenn dieser Resonanzkreis in den Leiter 11 der Hochfrequenzleitung 20 geschaltet ist, wie dies die Beispiele der Fig. 11, 13 und 14 zeigen.

Im folgenden sollen konkrete Ausführungsbeispiele mit Angaben zur Geometrie für erfindungsgemäße Kombinationsantennen für den Rundfunkempfang und für Telefondienste erläutert werden.

Fig. 13 zeigt als Beispiel die Kombination für die Funkdienste des B-Netzes bei etwa 160 MHz (Lambda ca. 1,8 m) und des UKW-Bereichs um 100 MHz. Die einfachste Di­ mensionierung für das B-Netz ergibt sich zu zwei je Lambda/4 langen Teilen des An­ tennenelements, also zu je 45 cm. Diese Länge trägt in Fig. 13 die Bezeichnung 45. Mit der sich so ergebenden Antennenimpedanz von ca. 72 Ohm bezüglich der An­ tennenanschlußstelle 9 kann, wie anhand Fig. 1 bereits diskutiert, der erste Teil 1 des Antennenelements direkt mit dem Innenleiter der Hochfrequenzleitung 20 im zweiten Ab­ schnitt hochfrequent leitend verbunden werden, wenn diese den üblichen Wellenwiderstand von 50 Ohm aufweist.

Im Beispiel der Fig. 13 ist der Abstand zwischen der Antennenspeisestelle 9 und dem Ort, an dem der Parallelresonanzkreis 43 eingebracht ist, zu etwa 50 cm gewählt. Mit dem elektrischen Verkürzungsfaktor von typisch 1,5 üblicher Hochfrequenzleitungen mit einem Dielektrikum mit einer Dielektrizitätskonstanten von 2,25 entspricht dieser Abstand ¼ der UKW-Wellenlänge, so daß sich die Parallelresonanz in einen Serienresonanzkreis im Bereich der Antennenspeisestelle 9 transformiert. Damit ergibt sich für den UKW-Bereich ein Antennenelement mit einer Länge, die der Gesamtlänge der beiden Teile 1 und 2 des Antennenelements entspricht, im Beispiel der Fig. 13 also etwa 90 cm.

Diese Länge entspricht derjenigen einer handelsüblichen passiven Teleskopantenne für den UKW-Bereich, die in Kombination mit einer 150 Ohm-Hochfrequenzspeiseleitung ohne Anpaßmaßnahmen zwischen Antennenelement und Hochfrequenzspeiseleitung verwendet wird. Das Netzwerk 34 kann in diesem Fall sehr einfach ausgeführt werden in der Weise, wie dies Fig. 13 zeigt: der Parallelresonanzkreis 50 ist auf den ersten Funkdienst abgestimmt und verhindert so einen Stromfluß am unteren Ende des zweiten Teils 2 des An­ tennenelements in diesem schmalbandigen Frequenzbereich. Im UKW-Bereich ist bei geeigneter Dimensionierung dieser Parallelresonanzkreis 50 im Netzwerk 34 ausreichend niederohmig und verändert die in der Praxis ausreichend gute Anpassung an der zweiten Antennenanschlußstelle 27, 28 nicht.

Fig. 14 und Fig. 15 zeigen jeweils ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Kombinations­ antenne für das Autotelefonnetz "C" bei etwa 460 MHz (Lambda ca. 0,7 m) und für den UKW-Bereich. Dimensioniert man die beiden Teile 1 und 2 des Antennenelements wieder jeweils zu Lambda/4, also zu je etwa 17,5 cm, so ergeben sich äquivalente An­ passungsverhältnisse wie im Beispiel der Fig. 13, nun jedoch für das C-Netz. Die gesamte Länge der Teile 1 und 2 beträgt dann etwa 35 cm. Mit dieser geringen Länge ist im UKW- Bereich bei einer Ausführung als passive Antenne keine befriedigende Grenzempfindlichkeit erreichbar.

Daher wird die Antenne dann vorteilhaft aktiv ausgeführt (aktive Antenne), das Netz­ werk 34 enthält folglich mindestens ein aktives Element. Die Quellimpedanz 36 (Fig. 14), die das erste aktive Element ansteuert, wird dabei in bekannter Weise derart ausgeführt, daß sich Anpassungsverhältnisse mit einer geringen Rauschfehlanpassung ergeben. Diese Impedanz 36 wird dabei aus der Impedanz 25 der zweiten Antennenspeisestelle gegebenenfalls durch Transformation mit verlustarmen Blindelementen in einem trans­ formierenden Netzwerk 49 gewonnen.

Um die Nullstelle der Stromverteilung am unteren Ende des zweiten Teils 2 des Anten­ nenelements sicherzustellen, ist wieder der zusätzliche Sperrkreis 50 zwischen die An­ schlußklemme 27 der zweiten Antennenspeisestelle und das transformierende Netzwerk 49 eingeschaltet.

Für eine äquivalente Empfangsleistung beim Empfang schwacher Stationen mit einer derartigen aktiven Antenne im UKW-Bereich ist allerdings erfahrungsgemäß eine Länge von mindestens 40 cm des in diesem Frequenzbereich wirksamen Antennenelements erforderlich. Bei der Antenne nach Fig. 14 betrug diese jedoch nur etwa 35 cm mit der Folge einer reduzierten Grenzempfindlichkeit.

Die Anordnung einer erfindungsgemäßen Antenne, die diesen Nachteil vermeidet, zeigt Fig. 15. In diesem Beispiel ist die Anschlußklemme 27 der zweiten Antennenspeisestelle unterhalb des Stromsperrglieds 10 angeordnet. Die Antenne ist damit für den ersten Funkdienst um die Länge 30 erhöht über der Karosserie angebracht, für den zweiten Funkdienst ergibt sich eine um den gleichen Betrag größere Länge des wirksamen Antennennelements.

Wählt man diese Länge 30 z. B. zu etwa 5 cm, so ergibt sich für das UKW-Band eine wirksame Länge des Antennenelements von insgesamt etwa 40 cm. Damit sind Emp­ fangsleistungen als aktive Antenne zu realisieren, die einer ca. 90 cm langen passiven Teleskopantenne gleichwertig sind.

In ähnlicher Weise, wie dies für die Kombination mit dem zweiten Funkdienst des UKW-Empfangs erläutert wurde, kann eine erfindungsgemäße Antenne auch noch für den LMK-Rundfunkempfang mitverwendet werden, wobei bei kurzen für den LMK-Bereich wirksamen Antennenelementen wieder vorteilhaft das Prinzip der aktiven Antenne ver­ wendet wird. Bei den tiefen Frequenzen des LMK-Bereichs wird hierzu vorteilhaft ein Verstärker mit kapazitiv hochohmiger Eingangsimpedanz verwendet.

Ein Beispiel einer derartigen erfindungsgemäßen Kombinationsantenne für das Telefonband des C-Netzes und für den Rundfunkempfang im UKW- und LMK-Bereich mit Angaben für eine mögliche mechanische Gestaltung zeigt Fig. 16. Die Verstärker für die beiden Rundfunkempfangsbereiche LMK und UKW sowie sämtliche weiteren diskreten Bauelemente wie die Sperrkreise 43 und 50, der Ferrit 15 sowie die Drossel 54 und die Kondensatoren 55 sind im Gehäusefuß 53 (Kunststoffgehäuse) untergebracht. Das Antennenelement wird durch eine dünne Koaxialleitung gebildet, die oberhalb der Speisestelle 9 vom Außenleiter befreit ist. Derartige Koaxialleitungen sind mit Durchmessern des Außenleiters bis herab zu etwa 1 mm verfügbar. Der erforderliche Durchmesser wird nach unten im wesentlichen nur von der Spannungsfestigkeit der Leitung bestimmt, die bei den abzustrahlenden Leistungen im Frequenzbereich des ersten Funk­ dienstes ausreichend sein muß. Mechanisch wird diese Leitung vorteilhaft durch einen elastischen Kunststoffstab 51 gehalten, wie er von im Handel erhältlichen aktiven Rundfunkempfangsantennen her bekannt ist, wie sie speziell an der hinteren Dachkante von Kombifahrzeugen montiert werden. Ein Schrumpfschlauch 52 fixiert im Beispiel der Fig. 16 die Koaxialleitung am Kunststoffstab 51.

Die Signale des LMK-Bereichs werden, wie die Signale des UKW-Bereichs, an der zweiten Antennenspeisestelle 27, 28 abgenommen. Um die LMK-Signale nicht durch die Hochfrequenzleitung 20 im Bereich zwischen Stromsperrglied 10 und Antennenanschlußstelle 14 kurzzuschließen, sind in beide Leiter der Hochfrequenzleitung 20 Kondensatoren 55 eingefügt, deren Kapazitätswert so gering gewählt ist, daß sich keine unzulässig hohe kapazitive Belastung parallel zum Eingang des kapazitiv hochohmigen LMK-Antennenverstärkers ergibt. Zu geringe Werte der Kapazität sind jedoch ebenfalls nicht zulässig, da eine ausreichend niederohmige Verbindung für den ersten Funkdienst sichergestellt sein muß. Typische Werte für die beiden Kondensatoren 55 liegen im Bereich von 5 pF bis 10 pF.

Eine noch geringere Belastung im LMK-Bereich bei gleichzeitig noch geringerer Serienimpedanz im C-Netz (erster Funkdienst) wird erreicht, wenn anstelle der Kondensatoren 55 jeweils ein Serienresonanzkreis eingesetzt wird, dessen Reso­ nanzfrequenz im Frequenzbereich des ersten Funkdienstes liegt. Auf diese Weise sind Werte der Kondensatoren, die zusammen mit geeignet dimensionierten Spulen diese Serienresonanzkreise bilden, im Bereich um 1 pF möglich.

Die Drossel 54 im Beispiel der Fig. 16 hat die Aufgabe, für die Frequenzen des LMK- Bereichs die volle Länge des Antennenelements 1, 2 wirksam werden zu lassen. Diese Drossel 54 ist daher so dimensioniert, daß sie im LMK-Bereich niederohmig und im UKW- Bereich und im C-Netz-Band hochohmig ist. Diese Forderung ist wegen des großen Frequenzunterschieds zwischen dem LMK-Band zum einen und den anderen Bändern zum anderen leicht zu erfüllen.

Im Sendebetrieb des ersten Funkdienstes erfolgt eine Überkopplung der Signale auf die zweite Antennenspeisestelle 27, 28. Dies kann zu einer unerwünscht hohen Aussteuerung z. B. der aktiven Elemente im Verstärker eines aktiv ausgeführten Empfangszweigs im Frequenzbereich des zweiten Funkdienstes mit der Gefahr von Kreuz- oder Intermodulationsstörungen führen. In diesem Fall werden vorteilhaft Filter mit Sperrwirkung für die Frequenzen des ersten Funkdienstes ins Netzwerk 34 einbezogen.

Claims (23)

1. Fahrzeugantenne für Funkdienste mit einem stabförmigen Antennenelement auf einer leit­ fähigen Fahrzeugkarosserie mit einem Stromknoten der Sendestromverteilung am unteren Ende des Antennenelements, welches untere Ende von der Karosserie für die Antennenströme im Betriebsfrequenzbereich elektrisch isoliert ist, mit einer unsymmetrischen Antennenanschlußstelle in der Nähe der Fahrzeugkarosserie, wobei das Antennenelement aus einem oberen ersten Teil (1) und einem davon elektrisch isolierten unteren zweiten Teil (2) besteht und zwischen den beiden Teilen (1, 2) die Speisestelle (9) der Antenne liegt, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des unteren Endes des zweiten Teils (2) des Antennenelements zur Isolation mindestens ein Stromsperrglied (10) für die Antennenströme zur leitfähigen Fahrzeugkarosserie vorhanden ist und daß etwa entlang der Achse des zweiten Teils (2) eine aus zwei Leitern (11, 12) bestehende Hochfrequenzleitung (20) geführt ist, oder daß der zweite Teil (2) durch eine solche gebildet ist, die an die beiden Klemmen der Speisestellen (9) des Antennenelements angeschlossen ist und durch das Inndere des Stromsperrglieds (10) hindurch zur unsymmetrischen Antennenanschlußstelle (14) geführt ist.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Stromsperrglieds (10) die Hochfrequenzleitung (20) durch einen Ferritring (15) geführt ist.

3. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromsperrglied (10) die Hochfrequenzleitung (20) spulenförmig aufgewickelt ist.

4. Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzleitung (20) im Bereich des Stromsperrglieds (10) auf einen Ferrit (15) gewickelt ist (Fig. 3).

5. Antenne nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromsperrglied (10) eine Kapazität (7) beinhaltet.

6. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromsperrglied (10) in einem Abstand (30), welcher kurz im Vergleich zu einem Viertel der Freiraumwellenlänge im Frequenzbereich des Funkdienstes ist, erhöht über der Karosserie (8) angebracht ist.

7. Antenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromsperrglied (10) in einem Abstand (30), der nicht kurz ist im Vergleich zu einem Viertel der Freiraumwellenlänge im Frequenzbereich des Funkdienstes erhöht über der Karosserie (8) angebracht ist und daß weitere Stromsperrglieder (10) vorhanden sind.

8. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in unterschiedlichen Abschnitten unterschiedliche Wellenwiderstände für die Hochfrequenzleitung (20) zwischen Antennenspeisestelle (9) und Antennenanschlußstelle (14) verwendet sind.

9. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in unterschiedlichen Abschnitten gleiche oder unterschiedliche Leitungstypen für die Hochfrequenzleitung (20), wie z. B. Zweidrahtleitung oder Koaxialleitung, zwischen Antennenspeisestelle (9) und Antennenanschlußstelle (14) verwendet wird.

10. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Speisestelle (9) verlustarme Blindelemente (16) vorhanden sind und die Längen des ersten (1) und des zweiten Teils (2) des Antennenelements derart gewählt sind, daß sich insgesamt reflexionsarme Anpassung ergibt.

11. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben dem einen ersten Funkdienst noch für einen zweiten Funkdienst ausgebildet ist und das Antennenelement im Frequenzbereich des zweiten Funkdienstes als gegen die leitfähige Fahrzeugkarosserie (8) erregter Monopol betrieben ist mit einer eigenen zweiten Speisestelle (27, 28) mit einer eigenen zweiten Antennenanschlußstelle (32) in der Nähe der Fahrzeugkarosserie (8) und mit einem zwischen zweiter Speisestelle (27, 28), und zweiter Antennenanschlußstelle (32) eingeschaltetem Netzwerk (34).

12. Antenne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemme (27) der zweiten Speisestelle (21) oberhalb und die Anschlußklamme (28) unterhalb des Stromsperrglieds (10) angebracht ist.

13. Antenne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beide Anschlußklemmen (27, 28) unterhalb des Stromsperrglieds (10) angebracht sind.

14. Antenne nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzleitung (20) als Koaxialleitung ausgeführt ist und die Anschlußklammen (27, 28) beide am Außenleiter dieser Koaxialleitung angebracht sind.

15. Antenne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk (34) einen verlustarmen Transformator enthält.

16. Antenne nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk (34) als passives Netzwerk ausgeführt ist (passive Antenne).

17. Antenne nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Funkdienst einen reinen Empfangsbetrieb erfordert und das Netzwerk (34) auch aktive Elemente enthält (aktive Antenne).

18. Antenne nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellimpedanz (36), aus der das erste aktive Element angesteuert wird, so gestaltet ist, daß sich Anpassungsverhältnisse mit geringer Rauschfehlanpassung ergeben.

19. Antenne nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Frequenzbereich des zweiten Funkdienstes elektrisch die gesamte Länge der beiden Teile (1) und (2) des Antennenelements wirksam ist.

20. Antenne nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Speisestelle (9) zwischen den beiden Leitern der Hochfrequenzleitung (20) für die Frequenzen des zweiten Funkdienstes eine elektrisch niederohmige Verbindung und für die Frequenzen des ersten Funkdienstes eine geringe impedanzmäßige Belastung vorliegt.

21. Antenne nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne im zweiten Funkdienst als UKW- Empfangsantenne verwendet ist.

22. Antenne nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne im zweiten Funkdienst als LMK- Empfangsantenne verwendet ist.

23. Antenne nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk (34) selektive Filter mit Sperrwirkung für die Frequenzen des ersten Funkdienstes enthält.