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EP2281323A1 - Strahlformungseinrichtung für aussen- und/oder dachantennen an fahrzeugen sowie zugehörige antenne - Google Patents

Strahlformungseinrichtung für aussen- und/oder dachantennen an fahrzeugen sowie zugehörige antenne

Info

Publication number
EP2281323A1
EP2281323A1 EP09777400A EP09777400A EP2281323A1 EP 2281323 A1 EP2281323 A1 EP 2281323A1 EP 09777400 A EP09777400 A EP 09777400A EP 09777400 A EP09777400 A EP 09777400A EP 2281323 A1 EP2281323 A1 EP 2281323A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaping device
parasitic
antenna
beam shaping
vehicle body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09777400A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Mierke
Thomas Lankes
Gerald Schillmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kathrein SE
Original Assignee
Kathrein Werke KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kathrein Werke KG filed Critical Kathrein Werke KG
Publication of EP2281323A1 publication Critical patent/EP2281323A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1271—Supports; Mounting means for mounting on windscreens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3275—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted on a horizontal surface of the vehicle, e.g. on roof, hood, trunk
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2682—Time delay steered arrays

Definitions

  • Beam shaping device for exterior and / or roof antennas on vehicles and associated antenna
  • the invention relates to a beam shaping device for outdoor and / or roof antennas on vehicles and associated antenna.
  • the invention relates to a beam shaping device for outdoor and / or roof antennas on vehicles, in particular motor vehicles, according to the preamble of patent claim 1 and an associated antenna according to the preamble of claim 24.
  • Motor vehicles are today almost always equipped with outdoor and / or roof antennas. They are usually used to receive radio programs.
  • radiating elements for a geostationary locating system i. a positioning system (GPS system) and additional antenna devices for mobile communications.
  • GPS system positioning system
  • window antennas are known, which can be integrated into a rear window of a motor vehicle window, for example.
  • Such glass antennas usually have a printed circuit in the disk, which acts as an antenna and can be used for example as a heating field.
  • Adhesive antennas are also known on a rear window.
  • the spotlight is located on the outside of the pane.
  • the antenna base (antenna housing) is glued to its underside on the outer surface of the disc, being affixed directly below the antenna base usually with the same or smaller size on the inside of the disc cooperating with the antenna counterpart, so that between the on the antenna base located on the outside and the electrical counter area located on the inner side of the pane can transmit signals.
  • antennas are usually on the vehicle body, usually on the vehicle roof rather in the rear area, i. usually arranged shortly before the start of the rear window.
  • Newer motor vehicle generations are characterized by particularly large glass roofs, some of which are also noramadumbleer be designated.
  • they can comprise at least one non-openable glass roof, that is to say a corresponding glass roof, in which case a corresponding antenna can then be mounted on this electrically non-conductive glass roof.
  • a corresponding mounting area or section is provided on the glass roof, usually in the form of a correspondingly large-sized and electrically conductive counterweight surface preassembled on the panoramic or glass roof (or rear window) of the vehicle to produce a corresponding antenna beam diagram ,
  • the object of the present invention is to provide an improvement for such antenna system, i. for outdoor and / or roof antennas on vehicles, especially on motor vehicles, with which an improved beam shaping is possible.
  • the present invention provides a clear improvement for the efficiency and effectiveness of exterior and / or roof antennas on vehicles and especially on motor vehicles by simple means.
  • the invention can especially on exterior panels used by motor vehicles that are electrically non-conductive. Of particular importance here are glass roofs, which are sometimes referred to as panoramic roofs due to their large dimensions. Likewise, the invention can also be used in other glass panes in a vehicle, in particular a motor vehicle, even in vehicle panels, which consist for example of plastic and thus of electrically non-conductive materials in contrast to body panels.
  • the invention proposes and provides an additional beam-shaping device with which significant improvements are made.
  • the beam shaping and thus with respect to the reception and transmission properties of an antenna can be realized.
  • the invention assumes that, generally on an electrically non-conductive portion of a body panel, i. in particular on an electrically non-conductive motor vehicle roof or a motor vehicle window and the like an antenna mounting area or section is provided, usually in the form of a sufficiently large-sized electrically conductive counterweight surface.
  • This parasitic beam shaping device has a size and / or position such that it is not shielded by the antenna mounting area or portion by or at least the chassis of a corresponding motor vehicle antenna to be mounted, i. the region of the parasitic beam-shaping device extends at least in sections beyond the chassis of an antenna device to be mounted or passes as the mentioned electrically conductive counterweight surface, which is generally many times larger than the base surface of a chassis of an antenna device to be mounted.
  • the electrically conductive parasitic beam shaping devices are not electrically connected to the chassis of the antenna device or the electrically conductive counterweight surface.
  • the shaping (that is to say the shape when viewed from above onto the planar parasitic beam shaping device) is asymmetrical with respect to the mounting region or mounting section of the antenna (that is to say the position of the motor vehicle antenna to be mounted and / or its orientation) and an improvement with respect to the radiation pattern of an antenna can be achieved by an asymmetrical design of the parasitic beam shaping device.
  • the antenna is used for the reception of circularly polarized electronic signals.
  • magnetic waves is provided, as used for example in the reception of GPS signals on the one hand or, for example, when receiving the so-called.
  • SDARS signals to the other, ie for receiving satellite-based information and / or radio systems.
  • the SDARS system is a satellite-based digital radio service system commonly used in the United States.
  • the mentioned parasitic beam shaping device can be designed differently. It can have a lattice structure with "perforated lattice properties"; for example, several conductors running parallel to one another can be arranged in a single or multiple twisted arrangement, thus overlapping a first, a second and possibly a third etc. parallel lattice structure be arranged intersecting, which are electrically connected to each other at their nodes.
  • the lattice structure may consist of a large number of point or circle areas (dots) or similarly designed "conductive islands". exists, which are arranged side by side sitting and thereby give a punctiform or soap-shaped structure.
  • the shape of the individual conductive sections (dots) can be chosen differently and does not necessarily have to be circular. Also elliptical, symmetrical structures with round, convex and concave boundary lines and straight edge sections, etc., for example in the form of small squares and rectangles, hexagons, etc. are possible. There are no restrictions in this respect.
  • parasitic beam shaping device does not necessarily have to be implemented or realized as a lattice structure.
  • a parasitic radiator surface is also possible in the form of a self-contained surface (in which, for example, individual rather larger-sized recesses could also be integrated), and indeed with an increased conductivity. This so-called “closed area” may be e.g. to a surface metallization on the electrically non-conductive
  • Motor vehicle structure preferably in the form of a glass or panorama pane, to act with a metal vapor-deposited film or even a screen printing surface or the like, which is electrically conductive.
  • mixed systems with a grid structure and correspondingly larger-sized closed areas with increased electrical conductivity could also be provided.
  • the size of the parasitic beam-shaping device in the manner of the parasitic radiator surface mentioned or parasitic radiator surfaces, is dimensioned such that it reaches a maximum extent in the vicinity of has the antenna, for example, is not larger than 40 cm. In many cases, however, an even smaller dimensioning is sufficient so that the parasitic radiator arrangement is provided in a radius around the antenna which is not larger than 35 cm, 30 cm, 24 cm or 20 cm.
  • This parasitic radiator is preferably already manufactured on the manufacturer side in the interior of the plastic material, in particular in the interior of a glass pane intended for example for a glass roof or a rear window of a vehicle.
  • this lattice-shaped structure in the form of a parasitic radiator can also be formed on the inside of the pane and preferably already produced during the manufacturing process.
  • An attachment on the outside is usually not desirable because no electrical galvanic contact with a possibly provided there counterweight surface and / or the electrically conductive chassis of an antenna to be mounted should take place.
  • a counterweight surface may be provided, in particular, on the glass receiving the antenna.
  • the parasitic beam shaping device then extends around this electrically conductive counterweight surface and can also be provided below the counterweight surface.
  • the counterweight surface is located, for example, within a cutout in the electrically nonconductive material of the vehicle body, in particular in a cutout in a glass roof.
  • the tops of the counterweight surface and the glass roof can then lie in a common height, so close flush.
  • the antenna connection Do not pass the glass through the cable, as the one or more electrical connection cables that lead to the antenna can lead directly to the antenna via the counterweight surface and a cutout.
  • the beam shaping device is located in this case below or laterally from the top of the counterweight surface. In this way, a technically feasible and aesthetically very appealing solution is created, wherein above all the upper side of the glass surface and the counterweight surface can be flush or almost flush with each other.
  • Figure 1 a schematic side view of a
  • Figure 2 is a schematic oblique partial view of a motor vehicle roof and an associated rear window
  • Figure 3 a schematic plan view of a
  • Motor vehicle roof in the form of a panoramic roof with rearward in the direction of travel
  • FIG. 4 shows a top view, corresponding to FIG. 3, of a motor vehicle roof in the form of a motor vehicle roof
  • FIG. 5 shows a representation similar to FIG. 4, but with a different shape for the beam shaping device, FIG.
  • FIG. 6 shows a further modified exemplary embodiment with a beam shaping device provided asymmetrically with respect to the antenna device
  • FIG. 7 shows a further modified exemplary embodiment, in which the parasitic beam-shaping device consists of a plurality of parasitic radiator partial surfaces
  • FIGS. 8a to 8d show four top views of different examples of grating structures for the parasitic beam shaping device
  • FIG. 9 shows a further modified exemplary embodiment in plan view for clarification that the parasitic radiator partial surfaces can consist of different lattice structures
  • FIG. 10 shows a schematic cross-sectional representation through a parasitic element according to the invention Beam shaping device in the glass with a counterweight surface above it;
  • FIG. 11 shows a cross-sectional view similar to FIG. 10, but omitting a separate counterweight surface, so that only the electrically conductive chassis of the antenna itself represents the counterweight surface;
  • FIG. 12 shows another exemplary embodiment, shown in vertical cross section, with reference to FIGS. 10 and 11, in which the counterweight surface for an antenna is arranged within a cutout in the glass roof;
  • FIG. 13 shows a plan view of the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a vehicle 1, namely a motor vehicle 1 ', which has a vehicle body 3 in a known manner, which largely consists of sheet metal or other metal, ie of electrically conductive body parts 3' and of electrically non-conductive Vehicle superstructures 3 ", in particular in the form of glass panes 5, which - if they are installed in the roof area - are also referred to as glass roof or panoramic roof 5a Furthermore, more glass panes are also provided in the form of windscreens 5b, side windows 5c and rear windows 5d.
  • the motor vehicle roof 9 is covered with a large-sized glass or panoramic window 5.
  • a front roof cutout can also be covered, for example, with a sliding roof that can be opened and closed, whereas in a rear area, for example separated by a roof transverse strut 11, a fixed roof and / or glass pane 5a is inserted.
  • a counterweight surface 13 of electrically conductive material, in particular metal, is constructed and fastened in the vicinity of the transitional region to the rear window 5 d on the outer surface of the roof 9 made of glass (ie of electrically nonconductive material). which serves as an antenna mounting portion or antenna mounting portion 15.
  • Counterweight surface is provided, which is arranged on the roof 9 so that it is also centered and symmetrical to a vertical central symmetry plane 17 which extends in the longitudinal direction through the center of the vehicle 1.
  • the exterior and / or roof antenna 19 mounted on the antenna mounting portion and / or portion 15 is also mounted so as to be symmetrical to the above-mentioned vertical and longitudinal plane of symmetry 17 extending through the vehicle 1.
  • the antenna 19 covers one inside the other and inside the antenna Figures partially only indicated, permeable to electromagnetic radiation antenna housing inside, for example, several antenna emitters 19a may be provided, for example, a GPS antenna, a SDARS antenna and another example, on a vertically rising circuit board in the form of an electrically conductive surface formed mobile phone antenna, the optionally also be suitable for multiple frequency bands.
  • antenna emitters 19a may be provided, for example, a GPS antenna, a SDARS antenna and another example, on a vertically rising circuit board in the form of an electrically conductive surface formed mobile phone antenna, the optionally also be suitable for multiple frequency bands.
  • These antenna types are only mentioned as an example. Any other antenna devices or types of antennas may be used.
  • the counterweight surface 13 is optionally arranged there without contacting the electrically conductive body 3, 3 'on the insulating glass roof 5, 5a. From the schematic representation in Figure 2 it is reproduced that the counterweight surface can also be placed in their shape and arrangement so that it is covered with the electrically conductive vehicle body 3 'and / or galvanically connected thereto or even part of the body panel and protrudes towards the glass roof.
  • a parasitic radiator device 27 is provided according to the invention in order to contribute to an improved reception and optionally an improved transmission characteristic.
  • This parasitic beam shaping device 27 which is also referred to in the following as a parasitic radiator device (partially also as a parasitic radiator surface) or parasitic radiator surfaces 27) is arranged below the outer and roof antenna 19, ie even below the counterweight surface 13.
  • this counterweight surface 13 is designed as a closed, electrically conductive surface, in particular in the form of a metal sheet. It can also be galvanically connected directly to the body. But here, too, modifications are possible to the extent that the counterweight surface is optionally formed as a preferred fine mesh grid that it acts as effectively as a counterweight surface 13.
  • the parasitic radiator device or beam-shaping device 27 is arranged or dimensioned from the position and / or its size in such a way that it can be guided through the outer or roof antenna 19 and in particular the associated antenna housing 19a or 19a to the antenna housing 19a belonging antenna chassis 19b is not covered, but the GE gen.sflache 13 or the antenna housing 19a and the antenna chassis 19b clearly surmounted, ie in a transverse or perpendicular to the glass pane 5 taking place consideration.
  • the parasitic beam shaping device 27 is not located on the upper or outer side 5 'of the glass panes 5, i. in particular the roof or panorama pane 5 a, but provided in the interior of the pane 5, which has a specific thickness 29.
  • the pane 5 a, 5 a is generally located inside, for example, in the interior.
  • These single or multiple layers are shown only schematically in FIGS. 4a to 4c and are provided with the reference numeral 31. To this extent, this possible layer is also referred to only briefly as intermediate layers 31.
  • FIG. 4a shows that the parasitic radiator or beam shaping device 27 according to the invention is provided in the interior of the material of the glass pane 5 in the embodiment according to FIG. 4a below the at least one intermediate layer 31, preferably immediately adjacent to the intermediate layer 31
  • this layer is provided in the form of the parasitic radiator device 27 above the intermediate layer 31.
  • beam shaping devices 27 do not have to contact each other in a planar manner as in the exemplary embodiment according to FIGS. 4 a and 4 b, but can likewise be arranged at a distance from one another while receiving other intermediate layers or a further glass material layer.
  • the parasitic beam shaping device 27 can also be arranged on the lower or inner side 5 "of a glass pane 5.
  • the planar parasitic radiator or Beam forming device 27 on the upper or outer surface 5 ' is not provided, at least not if there is not additionally provided a so-called.
  • "Covering pressure" on the outside of a disc which are known to consist of a variety of plastic or rubber-like knobs or dot structures can.
  • the outer contour 27a of the parasitic radiator surface 27 need not coincide with or be similar to the shape and outer contour of the counterweight surface 13, but may deviate therefrom, as shown for example with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the parasitic radiator surface 27 is nevertheless also provided with a more oval or crescent-shaped design of the counterweight surface 13, for example. a rectangular shape or an elliptical shape - as shown in Figure 6 - or may be at least approximated this form, which corresponds in part only for sections of such possible shapes.
  • the parasitic radiator or beam shaping device 27 may also be formed below the counterweight surface 13.
  • This parasitic beam shaping device 27 is preferably designed to be grid-shaped, as will be discussed in detail later.
  • the parasitic beam shaping device 27 should, however, be provided, above all, in an adjacent region or in cutting regions adjacent to the counterweight surface 13, in order thereby to form a parasitically excited radiating device 27 projecting beyond the counterweight surface 13, at least in sections conductive material or comprises this.
  • the parasitic radiating device 27 should be formed within a distance of at most 40 cm around the antenna 19 or in a partial area thereof.
  • This maximum distance of the parasitic beam shaping device 27 from the antenna 19 can also be chosen even smaller in many cases.
  • a maximum extent of the parasitic beam shaping device 27 calculated from the antenna 19 can in many cases also be below 35 cm, 30 cm and in particular below 25 or 24 cm. In many cases, even minimized extensions of less than 20 cm or 16 cm are still sufficient.
  • the more or less planar extension of the parasitic radiator device 27, that is to say the so-called parasitic radiator surface 27, is preferably selected such that it is at least 20%, preferably more than 30%, 40%, 50% and in some cases even more than 60%. or even 70% or 80% greater than the counterweight surface 13. Since under some circumstances the counterweight surface can be extremely small, in extreme cases, can even be formed only by the electrically conductive chassis 19b of the antenna 19, it then follows that the parasitic radiator or Strahlformungs- device may be several hundred percent greater than the counterweight area thus formed.
  • the parasitic beam shaping device 27 which is elliptical in plan view, is arranged asymmetrically with respect to the counterweight surface 13, since, for example, the parasitic beam shaping device 27 differs from the vertical plane of symmetry 17 running longitudinally through the vehicle. if the rear window 5d is adjacent to the roof in FIG. 6 on the left) - much more extends to the right half of the vehicle than to the left side of the vehicle.
  • the oval design of the parasitic beam shaping device 27 is aligned with the orientation R oriented to the right in the front, thus leading slightly to its right end in the direction of travel, as indicated by the arrow R in FIG.
  • this can result in improved reception of, for example, SDARS or GPS signals, ie in particular circularly polarized signals.
  • the e.g. lattice-shaped design of the parasitic beam shaping device 27 does not have to represent a closed surface, as already indicated in Figure 4.
  • FIG. 7 shows that the parasitic beam shaping device, that is to say the parasitic radiator surfaces 27, can have a completely asymmetrical configuration and, moreover, can consist of a multiplicity of individual parasitic radiator sub-areas 127 connected to one another or even separately. In the embodiment of Figure 7 are a total of five from each other provided separate parasitic beam sub-areas 127, which thus represents the so-called. Parasitic part beam shaping 127.
  • FIGS. 8a to 8d are discussed, in which possibilities for a grating structure for the parasitic radiator device 27 are shown by way of example only.
  • the planar parasitic beam-shaping device 27 is designed with a lattice structure 227 comprising, for example, three line gratings 227a, 227b, 227c, each consisting of a multiplicity of electrically conductive lines (lines) arranged parallel to one another, wherein the three line structures 227a, 227b, 227c are arranged so as to overlap one another by 120 '.
  • a lattice structure 227 comprising, for example, three line gratings 227a, 227b, 227c, each consisting of a multiplicity of electrically conductive lines (lines) arranged parallel to one another, wherein the three line structures 227a, 227b, 227c are arranged so as to overlap one another by 120 '.
  • a preferred maximum diameter size of the corresponding recesses 327 of this hole structure should not exceed a dimension of 15 mm or 20 mm.
  • an optimum hole size is between 0.5 mm and 10 mm, in particular between 0.5 mm and 5 mm, and preferably between 0.5 mm and 2 mm.
  • the lower limits may even be less than 0.5 mm, ie the lower limit of the hole size is 0.4 mm, 0.3 mm, 0.25 mm or even less.
  • the grid structure is selected such that the holes, recesses or spacings 327 between the individual spacings of the grid structure 227 are smaller than 10 mm, in particular smaller than 8 mm, smaller than 5 mm and preferably smaller than 2 mm are.
  • the holes, recesses or distances should be at least 0.2 mm or larger, in particular greater than 0.5 mm, greater than 1 mm or even greater than 1.5 mm.
  • a rectangular lattice structure 227 is used, in which two lattice structures 227a and 227b arranged in a plurality of parallel conductors are provided in a 90 "direction with respect to one another and overlap, resulting in an overall electrically conductive structure.
  • the size of the holes 327 should preferably correspond to the above dimensions.
  • a pure line grid 227a has been used, in which case the line spacing 327 of the electrically conductive conductors should preferably also fulfill the abovementioned dimensions for the size of the hole structures.
  • a grating structure 227 in the form of a dot structure 227c is proposed.
  • the so-called points 227d can consist of electrically conductive circular surfaces, elliptical surfaces or other arbitrarily shaped surfaces which, for example, in plan view have a square structure, generally n-polygonal structure or arbitrarily shaped structures with concave and convex, round, curved and / or or straight peripheral surface portions may be provided.
  • the example according to FIG. 8 d is similar in this respect to the exemplary embodiment according to FIG. 7, since the parasitic beam shaping device 127 in question is also there parasitic radiator sub-areas 127 are provided.
  • at most the multiplicity of small conductive surfaces can be smaller than in the exemplary embodiment according to FIG. 7, wherein the used planar elements 227d can be provided in larger numbers.
  • the arrangement and size configuration should also be such that preferably a distance is created between the individual conductive points or island 227d, which - if possible - moves within a size range mentioned above.
  • the parasitic radiator devices 27, which are sometimes referred to as parasitic radiator surfaces or parasitic radiator devices, do not have to consist exclusively of a lattice structure or comprise a lattice structure, not even in the form of a plurality of lattice substructures 127. Rather, it is also possible within the scope of the invention that the parasitic Beam shaping device consists of or comprises a closed surface with increased conductivity.
  • a closed, electrically conductive surface may, for example, be in the form of a planar metal vapor deposition (applied, for example, on the inner side 5 "of the glass pane 5, 5a) in the form of a metal vapor-deposited film, in the form of a metal foil or for example be formed in the form of a screen printing surface or comprise, which has the desired increased conductivity using suitable materials.
  • the maximum distance between the antenna 19 and the farthest portion of the The parasitic radiator device formed in this way preferably does not exceed 40 cm, whereby the above-mentioned maximum distances which are still minimized are often sufficient here as well.
  • the parasitic beam-shaping device 27 can also consist of parasitic radiator partial surfaces or the so-called partial beam-shaping devices 127 (such that the entire beam-shaping device 27 can be divided into a plurality of partial beam-shaping devices 127), each parasitic beam sub-area 127, ie each parasitic sub-beam former 127 having a different grating structure, having a different orientation of the grating structure, a different shape in which grating lines intersect perpendicularly therefrom diverging in part in the grating lines are arranged, if necessary, also on curved lines running with changed distance from each other, etc. Also in this respect there are no restrictions.
  • the parasitic radiator sub-areas 127 can also be interconnected or groups of subareas can be interconnected, while others are not. Again, there are no restrictions. Also in this embodiment, some or all of the sub-beam shaping surfaces 127 (ie, some or all of the beam sub-surfaces 127) may consist of or comprise a closed surface (not a grating structure) of increased conductivity as discussed above.
  • the parasitic radiating device 27 is preferably in the form of the areally arranged grating structures 127. given to the counterweight surface 13 arranged overhanging. It may also - but this is less important - be provided below the counterweight surface 12 complementary.
  • the shape and position of the parasitic beam shaping device 27 can be designed such that it ends in a plan view before or at the latest on electrically conductive body parts. Irrespective of this, the parasitic beam shaping device 27 could also be installed in such a way that, at a distance from electrically conductive bodywork parts, it engages under the vehicle interior, in particular inside the vehicle. As a result, a certain capacitive coupling could be realized with the electrically conductive body panel.
  • an antenna arrangement 19 is shown in section through a pane 5, for example in the roof area 9 of a motor vehicle, the pane 5 being shown schematically in section, specifically with the inside parasitic beam shaping device 27 indicated in section as a line
  • the describedtientsbei- games in different lattice structure or in the form of a closed (lattice-free) surface and in the form of partial surfaces or a contiguous surface can be designed.
  • the mentioned counterweight surface 13 is arranged, which already in the manufacture of the glass pane 5 (for example, the panoramic glass pane) with the manufacturer can be prepared and attached there (for example, by gluing etc.).
  • an antenna 19 is then attached, which has an antenna housing 19 a, below which an electrically conductive chassis 19 b is mounted on the electrically conductive counterweight surface 13.
  • the aforementioned one or more individual antennas 21 can then be provided on this chassis 19b, for example in the form of GPS antennas, SDARS antennas, mobile radio antennas, etc.
  • a patch antenna 21 'and a monopole antenna 21 are indicated
  • a coaxial antenna connection cable 65 passes through the glass pane 5 and is contacted by its outer jacket to the antenna chassis 19b.
  • This antenna chassis 19b then provides the ground reference for the antenna 19, ie the radiators 21, with the counterweight 13.
  • the use of a separate counterweight surface 13 has been dispensed with.
  • the electrically conductive chassis 19b is mounted directly on top of the glass pane 5 ⁇ 5 here.
  • the case 19b of the antenna 19 itself acts as a counterweight surface 13.
  • the coaxial cable 65 with its outer jacket, also affects the antenna chassis 19b, which alone now represents the ground reference of the antenna 19.
  • the parasitic beam shaping device 27, that extends in part below the chassis 19b, but above all also protrudes far beyond the disk 5, is indicated.
  • the formation of the parasitic beam shaping device 27 when viewed in the plane of its configuration has a thickness which is only a fraction of the slice thickness, typically less than 50%, in particular less than 25%, even less than 20%, 15%, 10% and in particular less than 5% of the material thickness of the electrically non-conductive vehicle body, in particular in the form of the glass pane 5.
  • the parasitic radiator means 27 could also be used with other non-visible materials, if they are not electrically conductive, so for example Plastic structures of the vehicle.
  • the exemplary embodiment according to FIGS. 12 and 13 differs from that according to FIGS. 10 and 11 in that, in the embodiment according to FIGS. 12 and 13, the counterweight surface 13 is not on or above the glass roof 5, 5 a, that is to say generally not electrically conductive material 3 "of the existing motor vehicle body 3, but in a recess 71 provided in the glass roof 5, 5a at the location where the counterweight surface 71 is seated 5 'of the glass or glass roof 5, 5a are in the same level, ie in the same or almost the same plane, thus preferably flush with each other at their junction 115.
  • the antenna cable 65 (preferably in the form of at least one coaxial cable or in the form of multiple cables or coaxial cables) the glass pane 5, 5a also not enforce, so that here a corresponding passage opening or hole in the glass 5 is not necessary.
  • the beam shaping device 27 is in this embodiment below or laterally from the top of the counterweight surface.
  • the counterweight surface 13 may be part of the motor vehicle body in the form of an electrically conductive body 3, 3 1 . Nevertheless, the counterweight surface 13 can also be separated from the electrically conductive motor vehicle body 3 in this exemplary embodiment, but may be galvanically connected or capacitively coupled thereto by an electrical cable connection or another connecting device.
  • an electrically conductive structure and in particular planar structure is meant, which may also consist of electrically isolated electrically conductive structures, as was also shown in particular with reference to the embodiments of FIGS 7 and 9.
  • the line grid can consist of lines 227a which are not galvanically connected to each other or else are connected together.
  • the individual electrically conductive surfaces 227d are usually galvanically separated from one another.
  • the so-called "planar” structure is therefore preferably arranged in a plane which does not have to be flat, but can be spatially curved.
  • the curvature of this electrically conductive structural plane or plane has at least a slight curvature corresponding to the curvature of the corresponding glass surface in the motor vehicle.
  • the electrically conductive structures for the beam shaping device are preferably formed in a middle layer, ie in the interior, in the glass pane or on a layer located on the inside of the glass pane, the corresponding curvature profile in the relevant structural plane or structure surface is defined by the glass pane. This also applies to all other non-conductive body structures, which consist for example of plastic, etc., on which or in which the conductive Strukturflä- surfaces or structural levels of the invention are provided for the beam shaping device.

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Abstract

Eine verbesserte Strahlformungseinrichtung für eine Außen- und/oder Dachantenne zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) ist im Abstand unterhalb der Ober- oder Außenfläche des elektrisch nicht leitfähigen Bereichs des Fahrzeugaufbaus ausgebildet, die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) ist im Material des elektrisch nicht leitfähigen Bereichs des Fahrzeugaufbaus oder an der Unter- oder Innenseite des elektrisch nicht leitfähigen Bereich des Fahrzeugaufbaus ausgebildet, vorgesehen oder angebracht, die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) ist so angeordnet und/oder ausgebildet, dass sie in Draufsicht den Antennenmontage-Bereich oder -abschnitt und/oder eine gegebenenfalls vorgesehene Gegengewichtsfläche (13) zumindest abschnittsweise seitlich überragt und/oder seitlich dazu angeordnet ist.

Description

Strahlformungseinrichtung für Außen- und/oder Dachantennen an Fahrzeugen sowie zugehörige Antenne
Die Erfindung betrifft eine Strahlformungseinrichtung für Außen- und/oder Dachantennen an Fahrzeugen sowie zugehörige Antenne .
Die Erfindung betrifft eine Strahlformungseinrichtung für Außen- und/oder Dachantennen an Fahrzeugen, insbesondere an Kraftfahrzeugen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine zugehörige Antenne nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 24.
Kraftfahrzeuge sind heute fast generell mit Außen- und/oder Dachantennen ausgestattet. Sie dienen in der Regel dem Empfang von Rundfunkprogrammen.
Viele der sich heute im Einsatz befindlichen Kraftfahr- zeugantennen umfassen aber auch Antenneneinrichtungen und
Strahlelemente beispielsweise für ein geostationäres Ortungssystem, d.h. ein Positionierungssystem (GPS-System) sowie zusätzliche Antenneneinrichtungen für den Mobilfunk.
Da im Mobilfunk unterschiedliche Frequenzen von Bedeutung sind, beispielsweise das sog. 900 MHz-Band, das 1800 MHz- Band, das 1900 MHz-Band oder beispielsweise auch die UMTS- Frequenzen (also im 1920 bis 2170 MHz-Bereich) , sind heute im Einsatz befindliche Kraftfahrzeugantennen häufig als sog. Multiband-Antennen ausgestaltet, die in all diesen Frequenzbereichen eingesetzt werden können.
Grundsätzlich sind Scheibenantennen bekannt, die beispielsweise in einer Heckscheibe eines Kraftfahrzeug-Fens- ters integriert sein können. Derartige Scheibenantennen weisen dabei in der Regel eine gedruckte Schaltung in der Scheibe auf, die als Antenne wirkt und die beispielsweise auch als Heizfeld verwendet werden kann.
Bekannt sind ebenfalls auf einer Heckscheibe aufklebbare Antennen. Der Strahler befindet sich auf der Scheibenaußenseite. Der Antennenfuß (Antennengehäuse) wird dazu mit seiner Unterseite auf der Außenfläche der Scheibe aufgeklebt, wobei unmittelbar unterhalb des Antennenfußes in der Regel mit gleicher oder geringerer Größe auf der Innenseite der Scheibe das mit der Antenne zusammenwirkende Gegenstück aufgeklebt ist, so dass zwischen dem sich auf der Außenseite befindlichen Antennenfuß und der sich auf der Scheibeninnenseite befindlichen elektrischen Ge- genfläche eine Signalübertragung erfolgen kann.
Ansonsten sind in der Regel Antennen häufig auf der Kraftfahrzeugkarosserie, üblicherweise auf dem Kraftfahrzeugdach eher im rückwärtigen Bereich, d.h. in der Regel häu- fig kurz vor Beginn der Heckscheibe angeordnet.
Neuere Kraftfahrzeuggenerationen zeichnen sich durch besonders große Glasdächer aus, die teilweise auch als Pa- noramadächer bezeichnet werden. Sie können neben einem Schiebedach zumindest einen nicht zu öffnenden Glashimmel, also ein entsprechendes Glasdach umfassen, wobei dann eine entsprechende Antenne auf diesem elektrisch nicht leit- fähigen Glasdach montiert werden kann.
Für die Montage einer derartigen Antenne ist auf dem Glasdach ein entsprechender Montagebereich oder -abschnitt vorgesehen, üblicherweise in Form einer auf dem Panorama- oder Glasdach (oder Heckscheibe) des Fahrzeugs vormontierten, entsprechend groß dimensionierten und elektrisch leitfähigen Gegengewichtsfläche, um ein entsprechendes Antennenstrahldiagramm zu erzeugen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbesserung für derartige Antennensystem zu schaffen, d.h. für Außen- und/oder Dachantennen an Fahrzeugen, insbesondere an Kraftfahrzeugen, mit denen eine verbesserte Strahlformung möglich ist.
Die Aufgabe wird bezüglich einer erfindungsgemäßen Strahlformungseinrichtung entsprechend den im Anspruch 1 und bezüglich einer entsprechenden Kraftfahrzeugantenne gemäß den im Anspruch 24 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteil- hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die vorliegende Erfindung wird mit einfachen Mitteln eine deutliche Verbesserung für die Effizienz und die Wirksamkeit von Außen- und/oder Dachantennen an Fahrzeugen und insbesondere an Kraftfahrzeugen geschaffen.
Die Erfindung kann dabei vor allem an Außenverkleidungen von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, die elektrisch nicht leitfähig sind. Von besonderer Bedeutung sind hier Glasdächer, die teilweise auch aufgrund ihrer großen Dimensionierung als Panoramadächer bezeichnet werden. Ebenso kann die Erfindung auch in anderen Glasscheiben in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, selbst in Fahrzeugverkleidungen, die beispielsweise aus Kunststoff und damit aus elektrisch nicht leitfähigem Materialien im Gegensatz zu Karosserieblechen bestehen.
Durch die Erfindung wird eine zusätzliche Strahlformungs- einrichtung vorgeschlagen und bereitgestellt, mit der sich deutliche Verbesserungen bzgl . der Strahlformung und damit bezüglich der Empfangs- und Sendeeigenschaften einer Antenne realisieren lassen.
Die Erfindung geht davon aus, dass allgemein an einem elektrisch nicht leitfähigen Abschnitt einer Karosse- rieverkleidung, d.h. insbesondere an einem elektrisch nicht leitfähigen Kraftfahrzeugdach oder einer Kraftfahrzeugscheibe und dergleichen ein Antennenmontagebereich oder -abschnitt vorgesehen ist, in der Regel in Form einer ausreichend groß dimensionierten elektrisch leitfähigen Gegengewichtsfläche.
Um die verbesserten Antenneneigenschaften zu realisieren, kann bereits herstellerseitig vorgesehen sein, dass unterhalb des Antennenmontagebereichs oder -abschnittes, d.h. vor allem auch unterhalb einer entsprechend elektrisch leitfähigen Gegengewichtsfläche im Material der Kraftfahrzeugverkleidung oder unterhalb davon (also insbesondere im Material des Glasdaches oder unterhalb des Glasdaches) nunmehr ergänzend eine elektrisch leitfähige parasitäre Strahlformungseinrichtung vorgesehen ist.
Diese parasitäre Strahlformungseinrichtung weist eine Größe und/oder Lage derart auf, dass sie durch den Anten- nenmontagebereich oder -abschnitt durch oder zumindest das Chassis einer entsprechenden anzubauenden Kraftfahrzeugantenne nicht abgeschirmt ist, d.h. dass der Bereich der parasitären Strahlformungseinrichtung zumindest abschnitts- weise weiter reicht als das Chassis einer zu montierenden Antenneneinrichtung oder weiterreicht als die erwähnte elektrisch leitfähige Gegengewichtsfläche, die in der Regel um ein Vielfaches größer ist als die Basisfläche eines Chassis einer zu montierenden Antenneneinrichtung.
Die elektrisch leitfähigen parasitären Strahlformungseinrichtungen sind dabei galvanisch nicht mit dem Chassis der Antenneneinrichtung oder der elektrisch leitfähigen Gegengewichtsfläche verbunden.
Als besonders günstig erweist sich im Rahmen der Erfindung, dass die Formgebung (also die Formgebung bei Draufsicht auf die flächige parasitäre Strahlformungseinrichtung) bezogen auf den Montagebereich oder Montageabschnitt der Antenne (also auf die Lage der zu montierenden Kraftfahrzeugantenne und/oder ihrer Ausrichtung) unsymmetrisch sein kann und gerade durch eine unsymmetrische Gestaltung der parasitären Strahlformungseinrichtung eine Verbesserung bezüglich des Strahlungsdiagramms einer Antenne er- zielbar ist.
Dies kann vor allem dann vorteilhaft sein, wenn die Antenne für den Empfang von zirkulär polarisierten elektro- magnetischen Wellen vorgesehen ist, wie sie beispielsweise bei dem Empfang von GPS-Signalen zum einen oder beispielsweise beim Empfang der sog. SDARS-Signale zum anderen verwendet werden, also zum Empfang von satellitengestütz- ten Informations- und/oder Radiosystemen. Bei dem SDARS- System handelt es sich beispielsweise um ein in den USA gebräuchliches satellitengestütztes digitales Radio-Service-System.
Im Rahmen der Erfindung kann die erwähnte parasitäre Strahlformungseinrichtung unterschiedlich ausgebildet sein. Sie kann eine Gitterstruktur mit "Lochgitter-Eigenschaften" aufweisen, beispielsweise können dadurch mehrere parallel zueinander verlaufende Leiter in ein- oder mehr- fach verdrehter Anordnung zueinander angeordnet werden, dadurch also eine erste, eine zweite und gegebenenfalls eine dritte usw. parallele Gitterstruktur überlappend und sich schneidend angeordnet sein, die an ihren Knotenpunkten elektrisch-galvanisch miteinander verbunden sind.
Möglich ist aber auch eine Gitterstruktur, die nur aus parallel zueinander verlaufenden elektrisch leitfähigen Linienabschnitten besteht, dadurch also kein "Lochgitter", sondern ein "Streifengitter11 gebildet wird. In all diesen Fällen wird teilweise gleichwohl von einer parasitären Strahlerfläche oder von mehreren parasitären Strahlerflächen gesprochen, da sich durch diesen Begriff die erfindungsgemäße parasitäre Strahlformungseinrichtung am besten beschreiben lässt.
Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, dass die Gitterstruktur aus einer Vielzahl von Punkt- oder Kreisflächen (dots) oder ähnlich gestalteten "leitenden Inseln" besteht, die nebeneinander sitzend angeordnet sind und dadurch eine punkt- oder inseiförmige Struktur ergeben. Die Formgebung der einzelnen leitfähigen Abschnitte (dots) kann unterschiedlich gewählt werden und muss nicht zwangs- läufig kreisförmig sein. Auch elliptische, symmetrische Strukturen mit runden, konvexen und konkaven Umrandungslinien sowie geraden Randabschnitten etc., beispielsweise in Form von kleinen Quadraten und Rechtecken, Sechsecken etc. sind möglich. Einschränkungen bestehen insoweit nicht.
Die erwähnte parasitäre Strahlformungseinrichtung muss aber nicht zwangsläufig als Gitterstruktur umgesetzt oder realisiert werden. Möglich ist eine parasitäre Strahler- fläche auch in Form einer in sich geschlossenen Fläche (in der beispielsweise einzelne eher größer dimensionierte Ausnehmungen auch mit integriert sein könnten) , und zwar mit einer erhöhten Leitfähigkeit. Bei dieser sog. "geschlossenen Fläche" kann es sich z.B. um eine flächige Metallbedampfung auf dem elektrisch nicht leitfähigen
Kraftfahrzeugaufbau vorzugsweise in Form einer Glas- oder Panoramascheibe, um eine mit Metall bedampfte Folie oder auch um eine Siebdruckfläche oder dergleichen handeln, die elektrisch leitfähig ist. Darüber hinaus könnten auch gemischte Systeme mit einer Gitterstruktur und entsprechend größer dimensionierten geschlossenen Flächen mit erhöhter elektrischer Leitfähigkeit vorgesehen sein.
Schließlich hat es sich auch als günstig, aber auch aus- reichend erwiesen, wenn die Größe der parasitären Strahl - formungseinrichtung nach Art der erwähnten parasitären Strahlerfläche oder parasitären Strahlerflächen so bemessen ist, dass sie eine maximale Ausdehnung im Umkreis um die Antenne aufweist, die beispielsweise nicht größer ist als 40 cm. In vielen Fällen reicht aber auch eine noch kleinere Bemessung aus, so dass die parasitäre Strahleranordnung in einem Umkreis um die Antenne vorgesehen ist, der nicht größer ist als 35 cm, 30 cm, 24 cm oder 20 cm.
Dieser parasitäre Strahler wird bevorzugt bereits herstel- lerseitig im Inneren des Kunststoffmaterials , insbesondere im Inneren einer beispielsweise für ein Glasdach oder eine Heckscheibe eines Fahrzeuges bestimmten Glasscheibe mit herstellt. Diese gitterförmige Struktur in Form eines parasitäre Strahlers kann aber auch auf der Innenseite der Scheibe ausgebildet und vorzugsweise bereits während des Herstellungsprozesses mit hergestellt sein. Eine Anbrin- gung auf der Außenseite wird in der Regel schon deshalb nicht gewünscht, weil hier kein elektrisch galvanischer Kontakt mit einer eventuell dort vorgesehenen Gegengewichtsfläche und/oder dem elektrisch leitfähigen Chassis einer anzubauenden Antenne stattfinden soll.
Wie erwähnt, kann insbesondere auf dem die Antenne aufnehmenden Glas zunächst eine Gegengewichtsfläche vorgesehen sein. Die parasitäre Strahlformungseinrichtung erstreckt sich dann um diese elektrisch leitfähige Gegenge- wichtsfläche herum und kann dabei auch noch unterhalb der Gegengewichtsfläche mit vorgesehen sein. Möglich ist aber auch, dass die Gegengewichtsfläche sich beispielsweise innerhalb eines Ausschnittes in dem elektrisch nicht leitfähigen Material des Fahrzeugaufbaus, insbesondere in einem Ausschnitt in einem Glasdach befindet. Die Oberseiten der Gegengewichtsfläche und des Glasdaches können dann in einer gemeinsamen Höhe liegen, schließen also bündig ab. In diesem Falle würde das Antennenanschluss- kabel die Glasscheibe nicht durchsetzen, da das eine oder die mehreren elektrischen Anschlusskabel, die zur Antenne führen, direkt über die Gegengewichtsfläche und einen darin eingebrachten Ausschnitt zur Antenne führen können. Die Strahlformungseinrichtung befindet sich in diesem Fall unterhalb oder seitlich von der Oberseite der Gegengewichtsfläche. Hierdurch wird eine technisch gut umsetzbare und ästhetisch sehr ansprechende Lösung geschaffen, wobei vor allem die Oberseite der Glasfläche und der Gegenge- wichtsfläche bündig oder fast bündig zueinander abschließen können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen:
Figur 1: eine schematische Seitendarstellung einer
Kraftfahrzeuges ;
Figur 2 : eine schematische schräge Teilansicht auf eine Kraftfahrzeugdach sowie eine zugehörige Heckscheibe;
Figur 3: eine schematische Draufsicht auf ein
Kraftfahrzeugdach in Form eines Panorama- daches mit in Fahrtrichtung rückwärtiger
Gegengewichtsfläche für die Montage einer Kraftfahrzeugantenne ;
Figur 4 : eine zu Figur 3 entsprechende Draufsicht auf ein Kraftfahrzeugdach in Form eines
Panoramadaches mit einer erfindungsgemäß zusätzlich vorgesehenen Strahlformungseinrichtung; Figuren 4a bis 4c: drei ausschnittsweise Querschnittsdarstellungen durch ein Kraftfahrzeug-Glasdach mit integrierter erfindungsgemäßer parasitärer Strahlformungseinrichtung;
Figur 5 : eine zu Figur 4 ähnliche Darstellung, jedoch mit einer anderen Formgebung für die Strahlformungseinrichtung,
Figur 6 : ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit asymmetrisch zur Antenneneinrichtung vorgesehener Strahlformungseinrichtung;
Figur 7 : ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem die parasitäre Strahlformungseinrichtung aus einer Vielzahl von parasitären Strahlerteilflächen besteht;
Figuren 8a bis 8d: vier Draufsichten auf unterschiedliche Beispiele für Gitterstrukturen für die parasitäre Strahlformungseinrichtung;
Figur 9 : ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel in Draufsicht zur Verdeutlichung, dass die parasitären Strahlerteilflächen aus unterschiedlichen Gitterstrukturen bestehen können;
Figur 10 : eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine erfindungsgemäße parasitäre Strahlformungseinrichtung im Glas mit darüber befindlicher Gegengewichtsfläche;
Figur 11 : eine zu Figur 10 ähnliche Querschnittsdar- Stellung, jedoch unter Weglassung einer separaten Gegengewichtsfläche, so dass lediglich das elektrisch leitfähige Chassis der Antenne selbst die Gegengewichts - fläche darstellt;
Figur 12 : ein zu Figuren 10 und 11 weiteres, im vertikalen Querschnitt dargestelltes Ausführungsbeispiel, bei welchem die Gegengewichtsfläche für eine Antenne innerhalb eines Ausschnitts im Glasdach angeordnet ist; und
Figur 13 : eine Draufsicht auf das in Figur 12 dargestellte Ausführungsbeispiel.
In Figur 1 ist in schematischer Seitenansicht ein Fahrzeug 1, nämlich ein Kraftfahrzeug 1' gezeigt, welches einen Fahrzeugaufbau 3 in bekannter Weise aufweist, der groß- teils aus Blech oder sonstigem Metall besteht, also aus elektrisch leitfähigen Karosserieteilen 3 ' sowie aus elektrisch nicht leitfähigen Fahrzeugaufbauten 3", insbesondere in Form von Glasscheiben 5, die - wenn sie im Dachbereich eingebaut sind - auch als Glasdach oder Panoramadach 5a bezeichnet sind. Ferner sind weitere Glas- Scheiben auch in Form von Frontscheiben 5b, Seitenscheiben 5c sowie Heckscheiben 5d vorgesehen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist er- sichtlich, dass beispielsweise das Kraftfahrzeugdach 9 mit einer groß dimensionierten Glasscheibe oder Panoramascheibe 5 abgedeckt ist. Ein vorderer Dachausschnitt kann beispielsweise auch mit einem zu öffnenden und zu schließen- den Schiebedach abgedeckt sein kann, wohingegen in einem hinteren Bereich, beispielsweise durch eine Dachquerstrebe 11 getrennt, eine feststehende Dach- und/oder Glasscheibe 5a eingesetzt ist.
In dem hinteren Bereich dieser feststehenden Dachscheibe 5a ist in der Nähe des Übergangsbereichs zur Heckscheibe 5d auf der Außenfläche des aus Glas (also aus elektrisch nicht leitfähigem Material) bestehenden Daches 9 eine Gegengewichtsfläche 13 aus elektrisch leitfähigem Materi- al, insbesondere Metall aufgebaut und befestigt, die als Antennenmontage-Bereich oder Antennenmontage-Abschnitt 15 dient .
In der vergrößerten schematischen Draufsicht gemäß Figur 3 ist zu ersehen, dass beispielsweise als Antennenmontage -
Bereich und/oder -Abschnitt 15 die elektrisch leitfähigen
Gegengewichtsfläche vorgesehen ist, die auf dem Dach 9 so angeordnet ist, dass sie ebenfalls mittig und symmetrisch zu einer vertikalen Mittelsymmetrieebene 17 liegt, die in Längsrichtung durch die Mitte des Fahrzeuges 1 verläuft.
Die auf dem Antennenmontage-Bereich und/oder -Abschnitt 15 montierte Außen- und/oder Dachantenne 19 ist ebenfalls so montiert, dass sie symmetrisch zu der vorstehend erwähnten vertikalen und längs durch das Fahrzeug 1 verlaufenden Mittelsymmetrieebene 17 angeordnet ist.
In Figur 3 ist dabei nur schematisch angedeutet, dass innerhalb eines die Antenne 19 überdeckenden und in den Figuren teilweise nur angedeuteten, für elektromagnetische Strahlen durchlässigen Antennengehäuses im Inneren beispielsweise mehrere Antennenstrahler 19a vorgesehen sein können, beispielweise eine GPS-Antenne, eine SDARS-Antenne sowie eine weitere beispielsweise auf einer sich vertikal erhebenden Leiterplatine in Form einer elektrisch leitfähigen Fläche ausgebildeten Mobilfunkantenne, die gegebenenfalls auch noch für mehrere Frequenzbänder geeignet sein kann. Diese Antennentypen sind nur beispielhaft er- wähnt. Es können beliebige andere Antenneneinrichtungen oder Antennentypen verwendet werden.
Wie aus Figur 3 zu ersehen ist, ist dort die Gegengewichtsfläche 13 gegebenenfalls ohne Kontaktierung mit der elektrisch leitfähigen Karosserie 3, 3' auf dem isolierenden Glasdach 5, 5a angeordnet. Aus der schematischen Darstellung in Figur 2 ist wiedergegeben, dass die Gegengewichtsfläche in ihrer Formgebung und Anordnung auch so plaziert sein kann, dass sie sich mit der elektrisch leit- fähigen Fahrzeugkarosserie 3 ' überdeckt und/oder galvanisch damit verbunden oder sogar Teil des Karosseriebleches ist und in Richtung Glasdach übersteht.
Um nunmehr eine verbesserte Strahlformung zu ermöglichen und damit die Antennenleistung insgesamt zu verbessern, ist - um zu einem verbesserten Empfang und gegebenenfalls einer verbesserten Sendeeigenschaft beizutragen - erfindungsgemäß eine parasitäre Strahlereinrichtung 27 vorgesehen.
Diese nachfolgend teilweise auch als parasitäre Strahlereinrichtung bezeichnete parasitäre Strahlformungseinrichtung 27 (die teilweise auch als parasitäre Strahlerfläche oder parasitäre Strahlerflächen 27 bezeichnet wird) ist unterhalb der Außen- und Dachantenne 19, d.h. sogar unterhalb der Gegengewichtsfläche 13 angeordnet. Diese Gegengewichtsfläche 13 ist dabei in der Regel als geschlos- sene, elektrisch leitfähige Fläche, insbesondere in Form eines Metallbleches ausgebildet. Sie kann dabei auch mit der Karosserie direkt galvanisch verbunden sein. Aber auch hier sind Abwandlungen insoweit möglich, dass die Gegengewichtsfläche gegebenenfalls als bevorzugt feinmaschiges Gitter ausgebildet ist, dass sie möglichst effektiv als Gegengewichtsfläche 13 wirkt.
Wie aus der Draufsicht gemäß Figur 4 zu ersehen ist, ist die parasitäre Strahlereinrichtung oder Strahlformungsein- richtung 27 von der Lage und/oder ihrer Größe her so angeordnet bzw. dimensioniert, dass sie durch die Außenoder Dachantenne 19 und insbesondere das zugehörige Antennengehäuse 19a oder ein zum Antennengehäuse 19a gehörendes Antennenchassis 19b nicht abgedeckt ist, sondern die Ge- gengewichtsflache 13 oder das Antennengehäuse 19a und das Antennenchassis 19b deutlich überragt, d.h. bei einer quer oder senkrecht auf die Glasscheibe 5 erfolgenden Betrachtung.
Wie aus den schematischen Querschnittsdarstellungen gemäß Figur 4a bis 4c hervorgeht, ist die parasitäre Strahlformungseinrichtung 27 nicht auf der Ober- oder Außenseite 5' der Glasscheiben 5, d.h. insbesondere der Dach- oder Panoramascheibe 5a, sondern im Inneren der mit einer bestim- men Dicke 29 gestalteten Scheibe 5 vorgesehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4a ist gezeigt, dass die Scheibe 5a, 5a in der Regel im Inneren beispiels- weise eine Thermoschicht und/oder eine UV-Licht-reflektie- rende Schicht und/oder eine Kunststoff -Zwischenschicht zur Bildung eines Sicherheitsverbundglases aufweist. Diese Einzel- oder Mehrfachschichten sind in den Figuren 4a bis 4c nur schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 31 versehen. Diese möglichen Schicht werden insoweit auch nur kurz als Zwischenschichten 31 summarisch bezeichnet.
In der auszugsweisen Querschnittsdarstellung durch das Glas 5 gemäß Figur 4a ist gezeigt, dass die erfindungs- gemäße parasitäre Strahler- bzw. Strahlformungseinrichtung 27 im Inneren des Materials der Glasscheibe 5 flächig vorgesehen ist, und zwar bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4a unterhalb der zumindest einen Zwischenschicht 31, bevorzugt unmittelbar an die Zwischenschicht 31 angrenzend
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4b ist diese Schicht in Form der parasitären Strahlereinrichtung 27 oberhalb der Zwischenschicht 31 vorgesehen. Die zumindest eine Zwischenschicht 31 und die Schicht aus der parasitären Strahler-bzw. Strahlformungseinrichtung 27 müssen sich aber nicht wie im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4a und 4b flächig berühren, sondern können ebenfalls im Abstand unter Aufnahme anderer Zwischenschichten oder einer weite- ren Glasmaterialschicht beabstandet voneinander angeordnet sein.
Bei dem Beispiel gemäß Figur 4c ist gezeigt, dass die parasitäre Strahlformungseinrichtung 27 auch an der Unter- oder Innenseite 5" einer Glasscheibe 5 angeordnet sein kann.
Bevorzugt ist die flächige parasitäre Strahler- bzw. Strahlformungseinrichtung 27 auf der Ober- oder Außenfläche 5' nicht vorgesehen, zumindest dann nicht, wenn dort nicht noch zusätzlich ein sog. "Abdeckdruck" auf der Außenseite einer Scheibe vorgesehen ist, die bekannterweise aus einer Vielzahl von kunststoff- oder gummiartigen Noppen oder Punktstrukturen bestehen kann.
Die Außenkontur 27a der parasitären Strahlerfläche 27 muss nicht mit der Formgebung und Außenkontur der Gegenge- wichtsfläche 13 übereinstimmen oder ähnlich dazu sein, sondern kann davon abweichen, wie dies beispielsweise anhand von Figur 5 und 6 gezeigt ist .
Anhand von Figur 5 ist wiedergegeben, dass die parasitäre Strahlerfläche 27 beispielsweise auch bei einer eher ovalen oder halbmondförmigen Gestaltung der Gegengewichts - fläche 13 gleichwohl z.B. eine rechteckige Formgebung oder eine elliptische Formgebung - wie in Figur 6 dargestellt - aufweisen oder dieser Form zumindest angenähert sein kann, was zum Teil auch nur für Abschnitte derartiger möglicher Formgebungen entspricht .
In den gezeigten Ausführungsbeispielen kann die parasitäre Strahler- bzw. Strahlformungseinrichtung 27 auch unterhalb der Gegengewichtsfläche 13 ausgebildet sein. Diese parasitäre Strahlformungseinrichtung 27 ist bevorzugt gitterför- mig gestaltet, worauf später noch im Detail eingegangen wird. Die parasitäre Strahlformungseinrichtung 27 soll aber vor allem in einem benachbarten Bereich oder in Ab- Schnittsbereichen benachbart zur Gegengewichtsfläche 13 vorgesehen sein, um dadurch eine die Gegengewichtsfläche 13 zumindest abschnittsweise überragende parasitär angeregte Strahlereinrichtung 27 zu bilden, die aus elektrisch leitfähigem Material besteht oder dieses umfasst.
Unabhängig von der spezifischen Formgebung für die parasitäre Strahlformungseinrichtung 27 wird diese bevorzugt so vorgesehen, dass ihre maximale Ausdehnung im Umkreis von der Antenne 19 ein Maß von 40 cm vorzugsweise nicht übersteigt. Mit anderen Worten soll die parasitäre Strahlereinrichtung 27 innerhalb eines Abstandes von maximal 40 cm um die Antenne 19 herum oder in einem Teilbereich davon ausgebildet sein. Dieser maximale Abstand der parasitären Strahlformungseinrichtung 27 von der Antenne 19 kann in vielen Fällen auch noch geringer gewählt werden. Eine maximale Ausdehnung der parasitären Strahlformungseinrichtung 27 von der Antenne 19 aus berechnet kann in vie- len Fällen auch unterhalb von 35 cm, 30 cm und insbesondere unterhalb von 25 oder 24 cm liegen. In vielen Fällen sind sogar minimierte Erstreckungen von weniger als 20 cm oder 16 cm noch ausreichend.
Bevorzugt ist aber die mehr oder weniger flächige Erstreckung der parasitären Strahlereinrichtung 27, also der sog. parasitären Strahlerfläche 27 so gewählt, dass sie zumindest um 20%, vorzugsweise mehr als 30%, 40%, 50% und im Einzelfall sogar mehr als 60% oder gar 70% oder 80% größer ist als die Gegengewichtsfläche 13. Da unter Umständen die Gegengewichtsfläche extrem klein sein kann, im Extremfall sogar nur durch das elektrisch leitfähige Chassis 19b der Antenne 19 gebildet sein kann, ergibt sich dann, dass die parasitäre Strahler- bzw. Strahlformungs- einrichtung unter Umständen mehrere hundert Prozent größer ist als die so gebildete Gegengewichtsfläche.
Es hat sich nunmehr gezeigt, dass vor allem auch durch asymmetrische Ausgestaltungen dieser parasitären Strahl - formungseinrichtung 27 die elektrischen Empfangs- und gegebenenfalls Sendeeigenschaften einer Außen- und/oder Dachantenne 19 in einem Fahrzeug 1 verbessert werden kön- nen.
Wie aus Figur 6 zu ersehen ist, ist die in Draufsicht eher elliptisch gestaltete parasitäre Strahlformungseinrichtung 27 mit einer Gitterstruktur asymmetrisch zur Gegenge- wichtsfläche 13 angeordnet, da sich beispielsweise die parasitäre Strahlformungseinrichtung 27 - abweichend von der in Längsrichtung durch das Fahrzeug verlaufenden vertikalen Symmetrieebene 17 (wenn in Figur 6 links an das Dach angrenzend die Heckscheibe 5d liegt) - zur rechten Fahrzeughälfte sehr viel mehr erstreckt als zur linken Fahrzeugseite hin.
Zudem ist die ovale Gestaltung der parasitären Strahlformungseinrichtung 27 quasi mit nach rechts vorne verlaufen- der Orientierung R ausgerichtet, also quasi zu ihrem rechten Ende hin leicht in Fahrtrichtung vorlaufend, wie dies gemäß der Pfeildarstellung R in Figur 6 angedeutet ist. Trotz dieser asymmetrischen Gestaltung und/oder Anordnung und/oder Orientierung und Ausrichtung kann sich hierdurch ein verbesserter Empfang von beispielsweise SDARS- oder GPS-Signalen erzielen, also insbesondere zirkulär polarisierten Signalen.
Ferner kann durch eine derartige asymmetrische Gestaltung der parasitären Strahlformungseinrichtung 27 im Gegensatz zur zentrischen Anordnung einer Außen- oder Dachantenne und/oder im Gegensatz zu einer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden symmetrischen Gestaltung einer Gegengewichts- fläche 13 eine fahrzeugtypenmäßige Verbesserung erzielt werden. Mit anderen Worten kann - abhängig von unterschiedlichen Kraftfahrzeugen - eine optimale Anpassung einer asymmetrischen Gestaltung der parasitären Strahler- einrichtung 27 realisiert werden.
Da Glashersteller für unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen ohnehin für den betreffenden Kraftfahrzeugtyp speziell für ihn bestimmte Scheibengläser produzieren müssen, eröffnet dies die Möglichkeit, eine für einen bestimmten Fahrzeugtyp als optimal ermittelte Formgebung und Lage einer parasitären Strahlformungseinrichtung 27 herstellerseitig gleich so mit einzubauen, dass beim Anbau einer entsprechenden Außen- oder Dachantenne in einem Antennenmontage- Bereich und/oder -abschnitt 15 dann eine optimale Strahl - formung erzielbar ist.
Ferner soll angemerkt werden, dass die z.B. gitterförmige Gestaltung der parasitären Strahlformungseinrichtung 27 nicht eine geschlossene Fläche darstellen muss, wie bereits in Figur 4 angedeutet ist. Denn dort ist eine recht- eckförmige Ausnehmung 61 im Bereich der parasitären Strahlformungseinrichtung 27 vorgesehen, die in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer flächigen Gitterstruktur gebildet ist.
In Figur 7 ist gezeigt, dass die parasitäre Strahlformungseinrichtung, d.h. die parasitären Strahlerflächen 27 eine völlig unsymmetrische Gestaltung aufweisen kann und zudem aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen oder sogar getrennt angeordneten einzelnen parasitären Strahlerteilflächen 127 bestehen können. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 sind insgesamt fünf voneinander getrennte parasitäre Strahlerteilflächen 127 vorgesehen, die also die sog. parasitäre Teil-Strahlformungseinrichtungen 127 darstellt.
Nachfolgend wird auf die schematischen Darstellungen gemäß Figuren 8a bis 8d eingegangen, in denen nur beispielhaft Möglichkeiten für eine Gitterstruktur für die parasitäre Strahlereinrichtung 27 gezeigt sind.
Bei dem Beispiel gemäß Figur 8a ist die flächige parasitäre Strahlformungseinrichtung 27 mit einer Gitterstruktur 227 gestaltet, die beispielweise drei Liniengitter 227a, 227b, 227c umfasst, die jeweils aus einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten elektrisch leitfähigen Linien (Leitungen) bestehen, wobei die drei Linienstrukturen 227a, 227b, 227c jeweils um 120' versetzt zueinander überlappend angeordnet sind.
Dadurch lassen sich dreieck- und sechseckförmige Loch- Strukturen mit Löchern/Ausnehmungen 327 realisieren, wobei eine bevorzugte maximale Durchmessergröße der entsprechenden Ausnehmungen 327 dieser Lochstruktur ein Maß von 15 mm oder 20 mm nicht überschreiten soll. Mit anderen Worten liegt eine optimale Lochgröße zwischen 0,5 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 0,5 mm bis 5 mm und vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 2 mm. Dabei können in Extremfällen die unteren Begrenzungen sogar noch unter 0,5 mm liegen, also die untere Grenze der Lochgröße bei 0,4 mm, 0,3 mm, 0,25 mm oder noch darunter liegen. Mit anderen Worten wird die Gitterstruktur so gewählt, dass die Löcher, Ausnehmungen oder Abstände 327 zwischen den einzelnen Abständen der Gitterstruktur 227 kleiner als 10 mm, insbesondere kleiner als 8 mm, kleiner als 5 mm und vorzugsweise kleiner als 2 mm sind. Andererseits sollen die Löcher, Ausnehmungen oder Abstände zumindest 0,2 mm oder größer sein, insbesondere größer als 0,5 mm, größer als 1 mm oder gar größer als 1, 5 mm.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8b wird eine rechteckige Gitterstruktur 227 verwendet, bei der zwei aus einer Vielzahl von parallelen Leitern angeordnete Gitterstrukturen 227a und 227b in 90 "-Richtung zueinander ver- dreht vorgesehen sind und sich dabei überlappen und insgesamt eine elektrisch leitfähige Struktur ergeben.
Auch hier soll die Größe der Löcher 327 den vorstehend genannten Maßen bevorzugt entsprechen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8c ist ein reines Liniengitter 227a verwendet worden, wobei hier bevorzugt der Linienabstand 327 der elektrisch leitfähigen Leiter ebenfalls die vorstehend genannten Maße für die Größe der Lochstrukturen erfüllen soll.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8d wird eine Gitterstruktur 227 in Form einer Punktstruktur 227c vorgeschlagen. Die sog. Punkte 227d können aus elektrisch leit- fähigen Kreisflächen, elliptischen Flächen oder sonstigen beliebig geformten Flächen bestehen, die beispielsweise in Draufsicht mit einer quadratischen Struktur, allgemein n- polygonale Struktur oder beliebig geformten Strukturen mit konkaven und konvexen, runden, kurvigen und/oder geraden Umfangsflächenabschnitten versehen sein können. Das Beispiel gemäß Figur 8d ist insoweit ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7, da auch dort für die parasitäre Strahlformungseinrichtung 127 die in Rede stehenden parasitären Strahlerteilflächen 127 vorgesehen sind. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8d kann allenfalls die Vielzahl der kleinen leitenden Flächen kleiner sein als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7, wobei die ver- wendeten flächigen Elemente 227d in größerer Anzahl vorgesehen sein können.
Die Anordnung und Größengestaltung soll auch hier so sein, dass bevorzugt ein Abstand zwischen den einzelnen leiten- den Punkten oder Insel 227d erzeugt wird, der - wenn möglich - sich in einem oben genannten Größenbereich bewegt.
Die erwähnten teilweise als parasitäre Strahlerflächen oder parasitäre Strahlereinrichtungen bezeichneten parasi- tären Strahlereinrichtungen 27 müssen aber nicht ausschließlich aus einer Gitterstruktur bestehen oder eine Gitterstruktur umfassen, auch nicht in Form von mehreren Gitterteilstrukturen 127. Vielmehr ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass die parasitäre Strahlfor- mungseinrichtung aus einer geschlossenen Fläche mit erhöhter Leitfähigkeit besteht oder diese umfasst. Eine geschlossene elektrisch leitfähige Fläche (oder eine Fläche mit zumindest erhöhter Leitfähigkeit) kann beispielsweise in Form einer flächigen Metallbedampfung (aufgebracht beispielsweise auf der Innenseite 5" der Glasscheibe 5, 5a) in Form einer mit Metall bedampften Folie, in Form einer Metallfolie oder beispielsweise auch in Form einer Siebdruckfläche ausgebildet sein oder diese umfassen, die unter Verwendung geeigneter Materialien die gewünschte erhöhte Leitfähigkeit aufweist.
Auch in diesem Falle sollte der maximale Abstand zwischen der Antenne 19 und dem entferntest liegenden Abschnitt der so gebildeten parasitären Strahlereinrichtung bevorzugt nicht mehr als 40 cm betragen, wobei auch hier die oben genannten demgegenüber noch minimierten maximalen Abstände häufig ausreichend sind.
Nachfolgend wird auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 verwiesen, in welchem nur gezeigt ist, dass die parasitäre Strahlformungseinrichtung 27 ebenfalls aus parasitären Strahlerteilflächen bzw. den sog. Teil-Strahlformungs- einrichtungen 127 bestehen kann (so dass die gesamte Strahlformungseinrichtung 27 in mehrere Teil-Strahlformungseinrichtungen 127 gegliedert ist) , wobei jede parasitäre Strahlerteilfläche 127, also jede parasitäre Teil- Strahlformungseinrichtung 127 eine andere Gitterstruktur aufweist, mit einer anderen Ausrichtung der Gitterstruktur, einer anderen Formgebung, in welcher sich Gitterlinien senkrecht zur davon abweichend schneiden, in der Gitterlinien zum Teil divergierend angeordnet sind, gegebenenfalls auch auf gekrümmten Linien verlaufend mit ver- ändertem Abstand zueinander etc. Auch insoweit bestehen keine Einschränkungen. Dabei können die parasitären Strahlerteilflächen 127 auch miteinander zusammengeschaltet sein oder Gruppen von Teilflächen zusammengeschaltet sein, andere wiederum nicht. Auch hier bestehen keine Einschrän- kungen. Auch in diesem Ausführungsbeispiel können einige oder alle Teil-Strahlformungsflächen 127 (also einige oder alle Strahlerteilflächen 127) aus einer oben erläuterten geschlossenen Fläche (also nicht mit Gitterstruktur) mit erhöhter Leitfähigkeit bestehen oder diese umfassen.
Wie aus den schematischen Darstellungen auch hervorgeht, ist die parasitäre Strahlereinrichtung 27 vorzugsweise in Form der flächig angeordneten Gitterstrukturen 127 bevor- zugt um die Gegengewichtsfläche 13 überstehend angeordnet. Sie kann dabei auch - dies ist allerdings weniger von Bedeutung - unterhalb der Gegengewichtsfläche 12 ergänzend vorgesehen sein. Zusätzlich kann die parasitäre Strahlfor- mungseinrichtung 27 von ihrer Formgebung und Lage her so gestaltet sein, dass sie in Draufsicht vor oder spätestens an elektrisch leitfähigen Karosserieteilen endet. Unabhängig davon könnte die parasitäre Strahlformungseinrichtung 27 auch so eingebaut werden, dass sie im Abstand zu elek- trisch leitfähigen Karosserieteilen diese insbesondere im Inneren des Fahrzeuges liegend untergreift. Dadurch könnte eine gewisse kapazitive Kopplung mit dem elektrisch leitfähigen Karosserieblech realisiert werden.
Schließlich wird auch noch auf die schematische Querschnittsdarstellung gemäß Figuren 10 und 11 verwiesen.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 ist im Schnitt durch eine Scheibe 5 beispielsweise im Dachbereich 9 eines Kraftfahrzeuges eine Antennenanordnung 19 gezeigt, wobei zum einen die Scheibe 5 im Schnitt schematisch wiedergegeben ist, und zwar mit der innenliegenden im Schnitt linienförmig angedeuteten parasitären Strahlformungseinrichtung 27, die gemäß den geschilderten Ausführungsbei- spielen in unterschiedlicher Gitterstruktur oder in Form einer geschlossenen (gitterfreien) Fläche sowie in Form von Teilflächen oder einer zusammenhängenden Fläche gestaltet sein kann.
Oberhalb der Glasscheibe 5, d.h. auf der Glasoberseite 51, ist die erwähnte Gegengewichtsfläche 13 angeordnet, die bereits herstellerseitig bei der Herstellung der Glasscheibe 5 (beispielsweise der Panorama-Glasscheibe) mit hergestellt und dort angebracht werden kann (beispielsweise durch Aufkleben etc.) .
Auf dieser Gegengewichtsfläche 13 ist dann eine Antenne 19 angebracht, die ein Antennengehäuse 19a aufweist, unterhalb dessen ein elektrisch leitfähiges Chassis 19b auf der elektrisch leitfähigen Gegengewichtsfläche 13 befestigt ist. Auf diesem Chassis 19b können dann die erwähnten ein oder mehreren Einzelantennen 21 beispielsweise in Form von GPS-Antennen, SDARS -Antennen, Mobilfunkantennen etc. vorgesehen sein, wobei beispielsweise bei der Variante gemäß Figur 10 eine Patchantenne 21 ' und eine Monopolantenne 21" angedeutet sind. Ein koaxiales Antennenanschlusskabel 65 durchsetzt dabei die Glasscheibe 5 und ist mit seinem Außenmantel mit dem Antennenchassis 19b kontaktiert. Dieses Antennenchassis 19b stellt dann mit dem Gegengewicht 13 den Massebezug für die Antenne 19, also die Strahler 21 dar.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 11 ist auf die Verwendung einer separaten Gegengewichtsfläche 13 verzichtet worden. Mit anderen Worten wird hier das elektrisch leitfähige Chassis 19b direkt auf der Oberseite 5 ■ der Glasscheibe 5 angebracht. In diesem Falle wirkt das Chas- sis 19b der Antenne 19 selbst als Gegengewichtsfläche 13. Das Koaxialkabel 65 tangiert hier mit seinem Außenmantel ebenfalls das Antennenchassis 19b, das nunmehr allein den Massebezug der Antenne 19 darstellt. Auch in der Querschnittsdarstellung gemäß Figur 11 ist wiederum die para- sitäre Strahlerfläche 27, also die parasitäre Strahlformungseinrichtung 27 angedeutet, die sich teilweise noch unter dem Chassis 19b erstreckt, vor allem aber auch bei Draufsicht auf die Scheibe 5 darüber weit vorsteht. Die Ausbildung der parasitären Strahlformungseinrichtung 27 weist in einer Betrachtung in der Ebene ihrer Gestaltung eine Dicke auf, die nur einen Bruchteil der Scheibendicke beträgt, in der Regel weniger als 50%, insbesondere weniger als 25%, sogar weniger als 20%, 15%, 10% und insbesondere weniger als 5% der Materialdicke des elektrisch nicht leitfähigen Fahrzeugaufbaus, insbesondere in Form der Glasscheibe 5. Grundsätzlich könnte die parasitäre Strahlereinrichtung 27 auch bei anderen nicht durchsiehti- gen Materialien verwendet werden, wenn diese elektrisch nicht leitfähig sind, also beispielweise bei Kunststoffaufbauten des Fahrzeuges .
Abschließend wird auf ein weiteres abgewandeltes Ausfüh- rungsbeispiel gemäß den Figuren 12 und 13 eingegangen.
Das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 12 und 13 unterscheidet sich von jenem gemäß den Figuren 10 und 11 dadurch, dass bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 12 und 13 sich die Gegengewichtsfläche 13 nicht auf oder oberhalb des Glasdaches 5, 5a, allgemein also des aus elektrisch nicht leitfähigen Material 3" bestehenden Kraftfahrzeugaufbaus 3, befindet, sondern in einer Ausnehmung 71, die im Glasdach 5, 5a an der Stelle vorgesehen ist, an welcher die Gegengewichtsfläche 71 sitzt. Dies hat den Vorteil, dass die Oberseite 113 der Gegengewichtsfläche 13 und die Oberseite 5' des Glases oder Glasdaches 5, 5a sich in einem gleichen Niveau, d.h. in einer gleichen oder fast gleichen Ebene befinden, somit also bevorzugt bündig an ihrem Übergang 115 aneinander anschließen. In diesem Falle muss das Antennenkabel 65 (vorzugsweise in Form zumindest eines Koaxialkabels oder in Form mehrerer Kabel oder Koaxialkabel) die Glasscheibe 5, 5a auch nicht durchsetzen, so dass hier eine entsprechende Durchlassöffnung oder Bohrung im Glas 5 nicht notwendig ist . Die Strahlformungseinrichtung 27 befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel unterhalb oder seitlich von der Oberseite der Gegengewichtsfläche.
Insbesondere auch in diesem Ausführungsbeispiel kann die Gegengewichtfläche 13 Teil des Kraftfahrzeugaufbaus in Form einer elektrisch leitfähigen Karosserie 3, 31 sein. Gleichwohl kann die Gegengewichtsfläche 13 auch in diesem Ausführungsbeispiel von dem elektrisch leitfähigen Kraftfahrzeugaufbau 3 getrennt sein, wohl aber durch eine elektrische KabelVerbindung oder eine sonstige Verbindungs- einrichtung damit galvanisch verbunden oder kapazitiv gekoppelt sein.
An dem Übergang zwischen den an der Oberseite bündig abschließenden Glasscheibe 5 und der Gegengewichtsfläche 13 sind geeignete Dichtungsmaßnahmen vorgesehen.
Die Erfindung ist für eine parasitäre Strahlformungseinrichtung erläutert worden, die teilweise auch als parasitäre Strahlereinrichtung oder parasitäre Strahlerflächen bezeichnet wurde. Soweit von einer "flächigen" Ausbildung gesprochen wird, ist eine elektrisch leitfähige Struktur und insbesondere flächige Struktur gemeint, die auch aus galvanisch voneinander getrennten elektrischen leitfähigen Strukturen bestehen kann, wie insbesondere auch anhand der Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 7 und 9 gezeigt wurde. Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8c kann das Liniengitter aus galvanisch nicht miteinander verbundenen oder aber aus zusammengeschalteten Leitungen 227a bestehen. Bei der elektrischen Struktur gemäß Figur 8d sind die einzelnen elektrisch leitfähigen Flächen 227d in der Regel galvanisch voneinander getrennt.
Die sog. "flächige" Struktur ist also bevorzugt in einer Ebene angeordnet, die nicht plan sein muss, sondern räumlich gekrümmt sein kann. Die Krümmung dieser elektrisch leitfähigen Strukturfläche- oder -ebene weist dabei in der Regel zumindest eine leichte Krümmung auf, die der Krümmung der entsprechenden Glasfläche im Kraftfahrzeug ent- spricht. Da die elektrisch leitfähigen Strukturen für die Strahlformungseinrichtung bevorzugt in einer mittleren, also im Inneren in der Glasscheibe befindlichen oder auf einer auf der Innenseite der Glasscheibe liegenden Schicht ausgebildet sind, ist durch die Glasscheibe der entspre- chende Krümmungsverlauf in der betreffenden Strukturebene oder Strukturfläche festgelegt. Dies gilt auch für alle anderen nicht leitfähigen Karosserieaufbauten, die beispielsweise aus Kunststoff etc. bestehen, auf welchen oder in welchen die erfindungsgemäßen leitfähigen Strukturflä- chen oder Strukturebenen für die Strahlformungseinrichtung vorgesehen sind.

Claims

Ansprüche :
1. Strahlformungseinrichtung für eine Außen- und/oder Dachantenne (19) an Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit folgenden Merkmalen: - an einem elektrisch nicht leitfähigen Bereich (3") eines Fahrzeugaufbaus (3) insbesondere in Form einer Glasscheibe (5) ist ein Antennenmontage-Bereich oder - abschnitt (15) vorgesehen, der Antennenmontage-Bereich oder -abschnitt (15) um- fasst vorzugsweise ein an dem elektrisch nicht leitfähigen Bereich (3M) des Fahrzeugaufbaus (3) angebrachte Gegengewichtsfläche (13), die Strahlformungseinrichtung (27) ist als parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) ausgebildet, - die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) ist im Abstand unterhalb der Ober- oder Außenfläche (51) des elektrisch nicht leitfähigen Bereichs (3") des Fahrzeugaufbaus (3) ausgebildet, die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) ist im Material des elektrisch nicht leitfähigen Bereichs (3") des Fahrzeugaufbaus (3) oder an der Unter- oder Innenseite (5") des elektrisch nicht leitfähigen Bereich (3") des Fahrzeugaufbaus (3) ausgebildet, vorgesehen oder angebracht, die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) ist so angeordnet und/oder ausgebildet, dass sie in Draufsicht den Antennenmontage-Bereich oder -abschnitt (15) und/oder eine gegebenenfalls vorgesehene Gegengewichts- fläche (13) zumindest abschnittsweise seitlich überragt und/oder seitlich dazu angeordnet ist.
2. Strahlformungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die parasitäre Strahlformungsein- richtung (27) asymmetrisch zur einer vertikalen Symmetrieebene (17) angeordnet und/oder ausgebildet ist, die in Längsrichtung des Fahrzeuges (1, 1') verläuft.
3. Strahlformungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) symmetrisch zu einer vertikalen Symmetrieebene (17) angeordnet und/oder ausgebildet ist, die in Längsrichtung des Fahrzeuges (1, 1') verläuft.
4. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) fahrzeugabhängig unterschiedliche Formgebung und/oder Größe aufweist.
5. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) aus einer sich im Wesentlichen flächig erstreckenden Gitterstruktur (227) besteht oder diese umfasst.
6. Strahlformungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur (227) aus zumindest zwei Parallel-Gittern (227a, 227b, 227c) besteht, die in sich kreuzender Ausrichtung angeordnet sind, wobei die Gitter (227a, 227b, 227c) und insbesondere die Parallel- Gitter (227a, 227b, 227c) vorzugsweise an den Kreuzungspunkten elektrisch- leitend verbunden sind.
7. Strahlformungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur (227) aus einem elektrisch leitfähigen Linien-Gitter (227a) besteht.
8. Strahlformungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur (227) aus einem Punkt-Gitter (227c) besteht oder dieses umfasst.
9. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur
(227) so aufgebaut ist, dass die dadurch gebildeten Löcher, Ausnehmungen oder Abstände (327) zwischen den einzelnen Abschnitten der Gitterstruktur (227) kleiner als 10 mm, insbesondere kleiner als 8 mm, kleiner als 5 mm, und vorzugsweise kleiner als 2 mm sind.
10. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur (227) so gebildet ist, dass die Löcher oder Abstände (327) zwischen den elektrisch leitfähigen einzelnen Gitterelementen größer als 0,2 mm, insbesondere größer als 0,5 mm, größer als 1 mm und vorzugsweise größer als 1,5 mm sind.
11. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) aus einer geschlossenen Fläche oder im Wesentlichen geschlossenen Fläche mit erhöhter Leitfähigkeit besteht, insbesondere in Form einer flächi- gen Metallbedampfung, einer Metallfolie oder einer mit Metall bedampften Folie, einer elektrisch leitfähigen Siebdruckfläche und dergleichen.
12. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) aus mehreren parasitären Strahlerteilflächen bzw. Teil -Strahlformungseinrichtungen (127) besteht oder diese umfasst.
13. Strahlformungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die parasitären Strahlformungseinrichtung (127, 227d) zumindest teilweise unterschiedliche Gitterstrukturen und/oder zumindest eine parasitäre Teil- Strahlformungseinrichtung (127) in Form einer geschlossenen Strahlungsfläche oder eines geschlossenen Strahlungsflächenabschnittes mit erhöhter elektrischer Leitfähigkeit aufweisen oder umfassen.
14. Strahlformungseinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die parasitären Strahlformungseinrichtung (127) nicht elektrisch-galvanisch miteinander verbunden sind.
15. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) eine zusätzliche, gegenüber der vorgesehenen Gitterstruktur (227) größere separate Ausnehmung (61) umfasst.
16. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) einen n-polygo- nalen Umriss und/oder konvexe und konkave Umrissbegren- zungslinien aufweist.
17. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch nicht leitfähige Bereich (3") des Fahrzeugaufbaus (3) aus einer Glasscheibe (5) vorzugsweise in Form eines Glasdaches (5) oder einer Heckscheibe (5d) besteht.
18. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gegengewichts - fläche (13) vorgesehen ist, die auch den Antennenmontage- Bereich oder -Abschnitt (15) umfasst, wobei die Gegengewichtsfläche (13) auf der Außenseite (51) des elektrisch nicht leitfähigen Bereiches (3") des Fahrzeugaufbaus (3) vorzugsweise in Form einer Glasscheibe (5, 5a) vorgesehen ist.
19. Strahlformungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) sich bis unterhalb des Bereiches der Gegengewichtsfläche (13) erstreckt oder am Übergangsbereich oder seitlich versetzt dazu beginnt und neben der Gegengewichtsfläche (13) angeordnet ist.
20. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegengewichtsfläche (13) in einem Ausschnitt (71) des elektrisch nicht leitfähigen Materials (3") des Fahrzeugaufbaus (3) vor- zugsweise in Form einer Glasscheibe (5, 5a) angeordnet ist, so dass die Oberseite (113) der Gegengewichtsfläche (13) mit der Oberseite (51) des elektrisch nicht leitfähigen Materials (3") vorzugsweise in Form der Glasschei- be (5, 5a) bündig aneinander anschließen, wobei die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) am Umfangsrand der Gegengewichtsfläche (13) oder seitlich dazu versetzt liegend beginnt .
21. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) eine Dicke aufweist, die weniger als 50%, insbesondere weniger als 25%, weniger als 20%, 15%, 10% und insbesondere weniger als 5% der Materialdicke des elektrisch nicht leitfähigen Bereichs (3") des Fahrzeugaufbaus (3) entspricht.
22. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die parasitäre
Strahlformungseinrichtung (27) herstellerseitig in elektrisch nicht leitfähigen Materialien (3") des Fahrzeugaufbaus (3) eingebettet ist, vorzugsweise benachbart oder im Abstand zu einer im elektrisch nicht leitfähigen Mate- rial (3") vorgesehenen Zwischenschicht (31) .
23. Strahlformungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen einem Antennenmontage-Bereich oder -Abschnitt (15) bzw. dem Zentrum davon und dem entferntest liegenden Abschnitt an der parasitären Strahlformungseinrichtung (27) 40 cm, vorzugsweise weniger als 35 cm, weniger als 30 cm und insbesondere weniger als 24 cm beträgt.
24. Fahrzeug-Antenne, insbesondere Kraftfahrzeug-Antenne, die auf der Ober- oder Außenseite (51) an einem elektrisch nicht leitfähigen Abschnitt (3") eines Fahrzeugaufbaus (3) aufbaubar oder aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außen- oder Dachantenne (19) auf einem elektrisch nicht leitfähigen Abschnitt (3") des Fahrzeugaufbaus (3) aufbaubar oder aufgebaut ist, der eine parasitäre Strahlformungseinrichtung (27) nach einem der Ansprüche 1 bis 23 umfasst.
25. Fahrzeug-Antenne nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne auf einer Gegengewichtsfläche (13) sitzt, die oberhalb der parasitären Strahlformungs- einrichtung (27) nach einem der Ansprüche 1 bis 23 angeordnet ist.
26. Fahrzeug-Antenne nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegengewichtsfläche (13) durch das Chassis (19a) der Außen- und/oder Dachantenne (19) gebildet ist.
27. Fahrzeug-Antenne nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Abstand zwischen einer Außen- und/oder Dachantenne (19) und der parasitären Strahlformungseinrichtung (27) maximal 40 cm beträgt, vorzugsweise weniger als 35 cm, weniger als 30 cm und insbesondere weniger als 24 cm.
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