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WO1996031918A1 - Window-mounted antenna array with a high heat-transmission attenuation factor - Google Patents

Window-mounted antenna array with a high heat-transmission attenuation factor Download PDF

Info

Publication number
WO1996031918A1
WO1996031918A1 PCT/DE1996/000572 DE9600572W WO9631918A1 WO 1996031918 A1 WO1996031918 A1 WO 1996031918A1 DE 9600572 W DE9600572 W DE 9600572W WO 9631918 A1 WO9631918 A1 WO 9631918A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
antenna
electrically conductive
pane
window
conductor
Prior art date
Application number
PCT/DE1996/000572
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinz Lindenmeier
Jochen Hopf
Leopold Reiter
Original Assignee
Fuba Automotive Gmbh
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 Fuba Automotive Gmbh filed Critical Fuba Automotive Gmbh
Priority to EP96907319A priority Critical patent/EP0764350A1/en
Publication of WO1996031918A1 publication Critical patent/WO1996031918A1/en

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0013—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective

Definitions

  • the invention relates to a window pane antenna arrangement according to the preamble of claim 1.
  • Such antennas are widely used on the window pane of a motor vehicle, which is surrounded by a metallic frame.
  • antenna conductors of this type are known from DEP 3315458, DEP 3410415 and DEP 4406240. With all antennas of this type, the antenna conductors are designed as wire-shaped conductors which are either printed on the single-pane safety glass or are introduced as wire structures between the glass panes of a laminated safety pane.
  • a disadvantage of such antenna window panes is the heat radiation that enters the interior of the vehicle and heats it up.
  • transmission-reducing coatings have been developed in the past, which can be constructed in one or more layers.
  • Such a coating is often very low-resistance in electrical terms, particularly in the case of high transmission damping, and the surface resistance is often only a few ohms.
  • Antenna conductors which are applied to a glass pane coated in this way are severely impaired in their function by shielding and detuning by the galvanic connection or in the case of capacitive high-frequency coupling to this conductive layer.
  • the antenna conductors are usually implemented as often complex conductor structures printed in wire form or formed by wires.
  • European laid-open specification 0 358 090 therefore proposes to make this conductive coating sufficiently high-resistance so that the function of the antennas on the window pane is not impaired too much. For this reason, a surface resistance of 20 kOhm is required. Layers of such high impedance, however, have a comparatively low transmission loss for heat radiation.
  • Fig. 1 A wire-shaped, flat antenna for LMK reception on the window of a vehicle with narrow horizontal strips 6 separated low-ohmic coated partial areas 12 for high-frequency decoupling of the antenna from the window frame 2 and a low-resistance layer 5 in the lower region of the Light transmission area of the window opening 14.
  • Fig. 2 LMK antenna, as in Fig. 1, in the rear window of a car with high-frequency grounded heating conductors 9th
  • Fig. 3 A flat antenna with printed conductors 3 for LMK reception and with flat heating antennas for FM reception with
  • REPLACEMENT LEAF 6 separate, electrically low-resistance coated with narrow and vertical strips
  • Sub-areas 12 for high-frequency decoupling of the antennas from one another are Sub-areas 12 for high-frequency decoupling of the antennas from one another.
  • Fig. 4 LMKU antenna as a wire-shaped antenna conductor 3 on or above an electrically low-resistance conductive partial surfaces 12 separated by narrow two-dimensional strips 6 for high-frequency decoupling of the individual wire sections from one another.
  • FIG. 1 shows an antenna arrangement according to the invention, which consists of a wire structure 3, as is known from DEP 3410415, and has good reception properties in the low-frequency LMK range in conjunction with the window opening 14 of conventional automobiles.
  • the low-resistance coating required due to the reduction in heat transmission is divided into partial areas 12 which are separated from one another by means of narrow, non-conductive strips 6 are arranged separately in such a way that practically the entire surface of the window opening 14 is covered with the electrically conductive layer 5 and the highest possible degree of surface coverage is achieved with regard to the heat radiation transmission.
  • the originally continuously electrically conductive layer 5 thus becomes the structured electrically conductive layer 10, as is shown in FIG. 1 above and below the LMK antenna conductor 3 by the hatched at 45 degrees Areas is marked.
  • a section of the structured electrically conductive layer 10 is shown enlarged.
  • the electrically conductive partial surfaces 12 then fill the area between the strips 6 in strips and have the transverse dimension d.
  • the area that remains uncovered is insignificant with regard to thermal insulation.
  • the electrically conductive layer 5 in some areas in the form of the structured electrically conductive layer 10, it is important to avoid dimensions of the sub-areas 12 which cause the formation of electrical resonances at the operating frequencies of the antenna 3 or the antennas 3 avoid.
  • the structured electrically conductive layer 10 formed in this way is thus high-frequency transparent for the operating frequencies of the antenna, but only allows the heat radiation to be adequately attenuated.
  • Resonances on the sub-areas 12 can certainly be avoided by none of their dimensions being greater than lambda / 10.
  • the smallest operating wavelength of which is approximately 50 m all dimensions are small compared to Lambda / 10.
  • the partial areas 12 in the immediate vicinity of the antenna conductors 3 must have sufficiently small dimensions in the vertical direction, so that between each point on one of the wire-shaped antenna conductors 3 and the metallic frame 2 as well as the coherent, electrically low-impedance conductive located in the lower region of the light transmission region of the window opening 14 Layer 5 (dotted area) a plurality, but at least three non-conductive strips 6 are preferably formed approximately equidistantly from one another, as a result of which the structured electrically conductive partial area 10 is formed, with the aim that the capacitive coupling between the antenna conductors 3 and the metallic frame 2 as well the coherently low-resistance layer 5 is sufficiently small.
  • the heat protection layer ends in the area of black printing 8, so that the antenna function is not impaired by contact with the possibly high-frequency-damping adhesive bead 7 which connects the window pane to the vehicle.
  • LMK antenna as in Fig. 1 and in Fig. 2 acts as a flat antenna, so that the low-resistance layer 5 between the two outer conductors 3 can be designed either as a continuous or as sub-areas 12 with non-conductive strips 6 in between. It is therefore essential to separate the electrically conductive layer 5, that is to say the heat protection layer, in the vicinity of the planar antenna by means of non-conductive strips 6 in the manner described, as a result of which the structured electrically conductive layer 10 again results. This largely removes the coupling between the antenna conductors 3 of the LMK antenna and the frame 2 and also the heating conductors 9, which in this example form other conductor parts 13 on the vehicle window.
  • FIG. 3 shows a further development of the invention for higher frequencies at which the vehicle dimensions are not small compared to the wavelength.
  • a window pane antenna arrangement according to the invention with an antenna arranged above for LMK reception and below that two antennas for FM reception, which are derived from the heating fields, is considered. All of the antennas shown can optionally be flat.
  • the simply hatched areas again characterize the electrically low-resistance coated partial areas 12 separated by narrow horizontal and vertical strips 6 in this example for high-frequency decoupling of the antennas from one another.
  • a two-dimensionally structured electrically conductive layer 10 in the form of a lattice structure made of narrow electrically non-conductive strips 6 is therefore used for the antenna arrangement according to the invention.
  • the two-dimensional lattice structure allows the permeability of these areas for radio waves and the high-frequency decoupling of the antennas from one another as a result of the sufficient high impedance of the resulting surface impedance, which results even at very small widths b of the strips 6.
  • the antenna behavior is to be determined largely exclusively by the wire-shaped antenna conductors 3 and the thermal insulation is to have little influence on the antenna behavior, then it is expedient in a further embodiment of the invention to also use the dotted areas in FIG 3 to be provided with the two-dimensionally structured electrically conductive layer, that is to say, for example, low-resistance coated partial surfaces 12 separated by narrow horizontal and vertical strips 6 to be used in the area of the heating conductor 9.
  • This procedure is to be continued analogously to the edges of the window frame 2, provided that the thermal insulation cannot be completely omitted due to the likewise thermally insulating black printing 8 applied there.
  • the influence of the width b of a non-conductive strip 6 between two partial surfaces 12 of the layer thicknesses s on the capacitance between the partial surfaces 12 as a function of b / s does not vary by more than a factor of 2.5 if a ratio b / s of 2 is not undershot .
  • a disadvantage of the known, coherently conductive layers in the vicinity of antennas is the fact that these layers carry large coupled currents, in particular with a small surface active resistance R, which entail losses and the layers have a shielding effect.
  • REPLACEMENT LEAF Antenna arrangement can be covered by such a raster structure without shielding or evaporating the antennas behind.
  • the small widths b of the non-conductive strips that are permitted for the function of the antennas allow both the practically complete shielding of the short-wave heat radiation compared to the dimensions of the partial areas 12 and the aesthetic impairment of the window pane by wide strips 6 to be avoided.
  • Such structured layers can be produced in a manner known per se by applying the initially homogeneous layer, e.g. with the aid of a conventional cathode sputtering process, and the introduction of the non-conductive strips 6 can be carried out with the aid of a light-sensitive lacquer and the customary photoetching technique, or with laser processes or ion beam etching.
  • Fig. 4 shows a wire-shaped antenna 3, as it is advantageous for the LMKU area, e.g. in vehicle windscreens.
  • Such an antenna is known from DEP 3315458.
  • it is necessary to increase the inductance or capacitance per unit length of the wire by considerably less than an order of magnitude change.
  • the shielding effect which would have a uniformly coherent layer, is eliminated, so that when the non-conductive strips 6 are formed, only an electrical detuning effect of the antenna is brought about, which with a sufficiently large number of strips 6 by
  • FIG. 5 shows an example of an embodiment of such an antenna system on the rear window pane of a vehicle, as is known from DEP 4406240.
  • the terminals 18 represent the end points of the antenna conductors 3 as connection points for the FM and TV antennas.
  • 17 identifies the mounting area of a radio antenna 15 which is mounted in the middle of the window at the top.
  • 6 shows some examples of the arrangement of the electrically conductive layer 5 damping the heat transmission and its specific embodiment according to the invention as a structured electrically conductive layer 10 and the antenna conductors 3.
  • 6a shows the joint application on one side of a single-pane glass. In this case, the conductive subareas are in galvanic contact with the antenna conductors.
  • REPLACEMENT LEAF A particular advantage of the present invention results from the fact that the structured heat-insulating layer 10 formed in this way does not have to assume a specific position in relation to the antenna conductors. This applies in particular in the case of sufficiently small dimensions d of the conductive subareas 12. This results in the possibility of particularly simple manufacture in the series production of antenna window panes.
  • the plastic film 4 intended for the laminated glass production is applied on the left with a grid structure according to FIGS. 4 and 5, and if the antenna conductors 3 are printed on the window glass as in FIGS. 6b and c, the plastic film 4 can be used in the production of the laminated glass between the panes without considering the position of the grid with respect to the antenna conductor 3.
  • the specimen scatter of the antenna properties which result from the different positions of the grid relative to the antenna conductors 3 in series production, can be tolerated due to the fineness of the grid.
  • the coherently conductive surface 11 necessary for other reasons in FIG. 5 can also be printed as a printed conductive surface on the window glass on the side of the antenna conductor, where it can act, for example, as an electrical counterweight and as a grounded shielding surface against radio fields penetrating into the vehicle interior.
  • junction 18 through the heat-insulating layer structured in this way is also possible with the arrangement shown in FIG. 8.
  • two mutually opposite conductive surfaces 17 are applied to the outer sides of the laminated glass pane, to which the antenna on one side and e.g. a high-frequency line 16 is connected.

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Abstract

The invention concerns a window-pane antenna array with one or more conductors (3) or conductor structures (3) mounted on or in the window pane (1) for a multiplicity of antennae for various radio services. Extending over the glass in the light-transmitting area of the window aperture is an electrically conducting film (5) of suitable thickness. This thermal-radiation-attenuating film (5) is divided into a sufficiently large number of electrically conducting zones (12). These zones (12) are separated from each other by narrow electrically non-conducting strips (6) of width (b) which is at least three times the film thickness. All the dimensions of the electrically conducting zones (12) are electrically small enough in their operating-frequency range, at least in the vicinity of the antenna, so that, by connecting in series all the same capacitors thus formed between the electrically conducting zones (12), undesirable high-frequency coupling, due to the incorporation of the electrically conducting zones (12), between the antenna-conductor elements (3) and other conductor elements in their vicinity is kept sufficiently small, and the width (b) of the strips is small enough to ensure that the area covered by the thermal-transmission-attenuating film is maximized.

Description

Antennenanordnung auf einem Fenster mit hoher Wärmetransmissionsdämpfung Antenna arrangement on a window with high heat transmission loss
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Fensterscheibenantennenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Antennen finden vielfach Verwendung auf der Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs, die von einem metallischen Rahmen umgeben ist.The invention relates to a window pane antenna arrangement according to the preamble of claim 1. Such antennas are widely used on the window pane of a motor vehicle, which is surrounded by a metallic frame.
Antennen dieser Art sind bekannt aus DEP 3315458, DEP 3410415 und DEP 4406240. Bei allen Antennen dieser Art werden die Antennenleiter als drahtförmige Leiter ausge¬ bildet, welche entweder auf das Einscheiben-Sicherheitsglas aufgedruckt sind oder als Drahtstrukturen zwischen die Glasscheiben einer Verbundsicherheitsscheibe eingebracht sind.Antennas of this type are known from DEP 3315458, DEP 3410415 and DEP 4406240. With all antennas of this type, the antenna conductors are designed as wire-shaped conductors which are either printed on the single-pane safety glass or are introduced as wire structures between the glass panes of a laminated safety pane.
Ein Nachteil solcher Antennen-Fensterscheiben ist die Wärmestrahlung, die in das Innere des Fahrzeugs gelangt und dieses aufheizt. Aus diesem Grund wurden in der Vergangenheit transmissionsmindernde Beschichtungen entwickelt, welche ein- oder mehrschichtig aufgebaut sein können. Eine derartige Beschichtung ist insbesondere bei hoher Trans¬ mission sdämpfung häufig elektrisch sehr niederohmig und der Oberflächenwiderstand beträgt oft nur einige Ohm. Antennenleiter, welche auf eine derart beschichtete Glasscheibe aufgebracht sind, werden durch die galvanische Verbindung oder bei kapazitiver hoch¬ frequenter Verkopplung mit dieser leitenden Schicht in ihrer Funktion durch Abschirmung und Verstimmung stark beeinträchtigt.A disadvantage of such antenna window panes is the heat radiation that enters the interior of the vehicle and heats it up. For this reason, transmission-reducing coatings have been developed in the past, which can be constructed in one or more layers. Such a coating is often very low-resistance in electrical terms, particularly in the case of high transmission damping, and the surface resistance is often only a few ohms. Antenna conductors which are applied to a glass pane coated in this way are severely impaired in their function by shielding and detuning by the galvanic connection or in the case of capacitive high-frequency coupling to this conductive layer.
In der Deutschen Offenlegungsschrift DE 37 21 934 AI wird eine Kraftfahrzeug- Glasfenster- Antenne mit einer transparenten leitfähigen Schicht vorgeschlagen. Hierbei ist das Hauptelement der Antenne durch den transparenten und elektrisch leitfähigen Film selbst gebildet und am Fensterglas flächig aufgebracht. Der gravierende Nachteil dieser Technik ist die Einschränkung, die sich bei der Gestaltung der Antennenleiter durch die dünne und damit aufgrund der Kanteneffekte stark verlustbehaftete Schicht insbesondere auch bei Frequenzen im UHF-Bereich ergibt. Es lassen sich deshalb ausschließlich flächenhafte Antennenleiter einfachster Strukturen gestalten, welche im Interesse der Entkopplung voneinander große Abstände (50mm) zwischen den Antennenflächen und den ihnen benachbarten Flächen benötigen. Feiner gestaltete leistungsfähige Antennenstruk¬ turen, wie sie z.B. im UHF-Bereich und darüber notwendig werden, können in dieser Technik nicht realisiert werden.In the German Offenlegungsschrift DE 37 21 934 AI a motor vehicle glass window antenna with a transparent conductive layer is proposed. The main element of the antenna is formed by the transparent and electrically conductive film itself and applied to the window glass. The serious disadvantage of this technology is the limitation that arises in the design of the antenna conductors due to the thin layer, which is therefore highly lossy due to the edge effects, especially at frequencies in the UHF range. For this reason, only flat antenna conductors of the simplest structures can be designed, which, in the interest of decoupling from one another, require large distances (50mm) between the antenna surfaces and the adjacent surfaces. More finely designed, powerful antenna structures, such as those e.g. in the UHF range and above are not possible with this technology.
ERSATZBLATT Aus diesem Grund werden nach dem Stande der Technik die Antennenleiter meist als drahtförmig gedruckte oder durch Drähte gebildete, oft komplexe Leiterstrukturen realisiert. Die flächige Aufbringung einer die Wärmestrahlungstransmission dämpfende elektrisch leitende Schicht beeinträchtigt dann die Antennenfunktion. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die leitende Schicht niederohmig ist.REPLACEMENT LEAF For this reason, according to the state of the art, the antenna conductors are usually implemented as often complex conductor structures printed in wire form or formed by wires. The areal application of an electrically conductive layer which dampens the heat radiation transmission then impairs the antenna function. This is particularly true if the conductive layer has a low resistance.
In der Europäischen Offenlegungsschrift 0 358 090 wird deshalb vorgeschlagen, diese leitende Beschichtung hinreichend hochohmig zu gestalten, um die Funktion der Antennen auf der Fensterscheibe nicht zu stark zu beeinträchtigen. Aus diesem Grund wird hierfür ein Oberflächenwiderstand von 20 kOhm gefordert. Schichten von derartiger Hochohmigkeit besitzen jedoch eine vergleichsweise niedrige Transmissionsdämpfung für die Wärmestrahlung.European laid-open specification 0 358 090 therefore proposes to make this conductive coating sufficiently high-resistance so that the function of the antennas on the window pane is not impaired too much. For this reason, a surface resistance of 20 kOhm is required. Layers of such high impedance, however, have a comparatively low transmission loss for heat radiation.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, bei niederohmiger, die Wärmestrahlungstrans¬ mission dämpfende elektrisch leitender Beschichtung, diese derart zu gestalten, daß die Funktion der Antennen auf der Fensterscheibe möglichst wenig beeinträchtigt wird und bezüglich der Wärmestrahlungstransmission ein möglichst hoher Flächenabdeckungsgrad erreicht wird.It is therefore the object of the invention, in the case of a low-resistance, electrically conductive coating which dampens the heat radiation transmission, to design it in such a way that the function of the antennas on the window pane is impaired as little as possible and the highest possible degree of surface coverage is achieved with regard to the heat radiation transmission.
Diese Aufgabe wird bei Antennen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch das Kennzeichen dieses Anspruchs gelöst.This object is achieved in antennas according to the preamble of claim 1 by the characterizing part of this claim.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Diese zeigen:The invention is explained in more detail below using the drawings as an example. These show:
Fig. 1 : Eine drahtförmige flächenhaft ausgestaltete Antenne für den LMK-Empfang auf der Fensterscheibe eines Fahrzeugs mit durch schmale horizontale Streifen 6 getrennten nieder¬ ohmig beschichteten Teilflächen 12 zur hochfrequenzmäßigen Entkopplung der Antenne vom Fensterrahmen 2 und einer niederohmig leitenden Schicht 5 im unteren Bereich des Lichttransmissionsbereichs der Fensteröffnung 14.Fig. 1: A wire-shaped, flat antenna for LMK reception on the window of a vehicle with narrow horizontal strips 6 separated low-ohmic coated partial areas 12 for high-frequency decoupling of the antenna from the window frame 2 and a low-resistance layer 5 in the lower region of the Light transmission area of the window opening 14.
Fig. 2: LMK- Antenne, wie in Fig. 1, in der Rückfensterscheibe eines Autos mit hochfrequenzmäßig geerdeten Heizleitern 9.Fig. 2: LMK antenna, as in Fig. 1, in the rear window of a car with high-frequency grounded heating conductors 9th
Fig. 3: Eine durch gedruckte Leiter 3 flächenhaft ausgestaltete Antenne für den LMK- Empfang und mit flächenhaft ausgestalteten Heizfeldantennen für den UKW-Empfang mitFig. 3: A flat antenna with printed conductors 3 for LMK reception and with flat heating antennas for FM reception with
ERSATZBLATT durch schmale und vertikale Streifen 6 getrennte elektrisch niederohmig beschichteteREPLACEMENT LEAF 6 separate, electrically low-resistance coated with narrow and vertical strips
Teilflächen 12 zur hochfrequenzmäßigen Entkopplung der Antennen untereinander.Sub-areas 12 for high-frequency decoupling of the antennas from one another.
Fig. 4: LMKU- Antenne als drahtförmiger Antennenleiter 3 auf oder über einer durch schmale zweidimensional verlaufende Streifen 6 getrennte elektrisch niederohmig leitende Teilflächen 12 zur hochfrequenzmäßigen Entkopplung der einzelnen Drahtabschnitte voneinander.Fig. 4: LMKU antenna as a wire-shaped antenna conductor 3 on or above an electrically low-resistance conductive partial surfaces 12 separated by narrow two-dimensional strips 6 for high-frequency decoupling of the individual wire sections from one another.
Fig. 5: Autofensterscheibenantennenanordnung mit einer Vielzahl von Antennen mit im gesamten Lichttransmissionsbereich der Fensteröffnung 14 elektrisch leitenden quadra¬ tischen Teilflächen 12 von z.B. etwa je 10mm Kantenlänge und einer Streifenbreite b von 0,2mm bei einer Dicke s der leitenden Schicht von von s=50 um.5: Car window pane antenna arrangement with a multiplicity of antennas with square partial areas 12 which are electrically conductive in the entire light transmission area of the window opening 14, e.g. about 10mm edge length each and a strip width b of 0.2mm with a thickness s of the conductive layer of s = 50 µm.
Fig. 6: Beispiele für die Anordnung der in elektrisch leitende Teilflächen 12 unterteilten elektrisch leitenden Schicht 5 und der Antennenleiter 3: a) auf derselben Fläche eines Einscheibenglases b) die in Teilflächen 12 unterteilten elektrisch leitende Schicht 5 auf der lichtdurchläs¬ sigen Folie 4 im Verbundglas und die Antennenleiter 3 auf einer äußeren Glasfläche Ib. c) wie b) jedoch die Antennenleiter 3 auf einer inneren Glasfläche la.6: Examples of the arrangement of the electrically conductive layer 5 divided into electrically conductive partial surfaces 12 and the antenna conductor 3: a) on the same surface of a single-pane glass b) the electrically conductive layer 5 divided into partial surfaces 12 on the translucent film 4 in Laminated glass and the antenna conductor 3 on an outer glass surface Ib. c) as b) but the antenna conductor 3 on an inner glass surface la.
Fig. 7: Einfluß der Breite b eines nichtleitenden Streifens 6 zwischen zwei Teilflächen 12 der Schichtdicken s auf die Kapazität zwischen den Teilflächen 12 als Funktion von b/s.7: Influence of the width b of a non-conductive strip 6 between two partial areas 12 of the layer thicknesses s on the capacitance between the partial areas 12 as a function of b / s.
Fig. 8: Hochfrequenzmäßige kapazitive Verbindung zwischen den Außenseiten der Fen- sterscheibe durch die zweidimensional strukturierte elektrisch leitende Schicht hindurch.8: High-frequency capacitive connection between the outer sides of the window pane through the two-dimensionally structured electrically conductive layer.
Fig. 1 zeigt eine Antennenanordnung nach der Erfindung, welche aus einer Drahtstruktur 3, wie sie aus der DEP 3410415 bekannt ist, besteht und im niederfrequenten LMK-Bereich in Verbindung mit der Fensteröffnung 14 üblicher Automobile gute Empfangseigenschaften aufweist.1 shows an antenna arrangement according to the invention, which consists of a wire structure 3, as is known from DEP 3410415, and has good reception properties in the low-frequency LMK range in conjunction with the window opening 14 of conventional automobiles.
Um diese Antenne in ihrem physikalischen Wirken durch die die Wärmestrahlung dämpfen¬ de elektrisch leitende Schicht 5 im LMK-Frequenzbereich nicht zu beeinträchtigen, wird die aufgrund der Wärmetransmissionsminderung erforderliche niederohmige Beschichtung in Teilflächen 12 aufgeteilt, welche mit Hilfe von schmalen nichtleitenden Streifen 6 von¬ einander getrennt angeordnet sind derart, daß nach wie vor praktisch die gesamte Fläche der Fensteröffnung 14 mit der elektrisch leitenden Schicht 5 überdeckt ist und bezüglich der Wärmestrahlungstransmission ein möglichst hoher Flächenabdeckungsgrad erreicht wird.In order not to impair the physical effect of this antenna due to the electrically conductive layer 5 which dampens the heat radiation in the LMK frequency range, the low-resistance coating required due to the reduction in heat transmission is divided into partial areas 12 which are separated from one another by means of narrow, non-conductive strips 6 are arranged separately in such a way that practically the entire surface of the window opening 14 is covered with the electrically conductive layer 5 and the highest possible degree of surface coverage is achieved with regard to the heat radiation transmission.
ERSATZBLATT In den Bereichen, in denen die schmalen nichtleitenden Streifen 6 vorhanden sind, wird die ursprünglich durchgehend elektrisch leitende Schicht 5 damit zur strukturierten elektrisch leitenden Schicht 10, wie dies in Fig. l oberhalb und unterhalb der LMK-Antennenleiter 3 durch die unter 45 Grad schraffierten Flächen gekennzeichnet ist. In der Lupendarstellung in Fig.1 ist ein Ausschnitt der strukturierten elektrisch leitenden Schicht 10 vergrößert dargestellt. Die elektrisch leitenden Teilflächen 12 füllen dann im Beispiel der Fig.1 streifenförmig den Bereich zwischen den Streifen 6 aus und besitzen die Querabmessung d.REPLACEMENT LEAF In the areas in which the narrow non-conductive strips 6 are present, the originally continuously electrically conductive layer 5 thus becomes the structured electrically conductive layer 10, as is shown in FIG. 1 above and below the LMK antenna conductor 3 by the hatched at 45 degrees Areas is marked. In the magnifying glass representation in FIG. 1, a section of the structured electrically conductive layer 10 is shown enlarged. In the example of FIG. 1, the electrically conductive partial surfaces 12 then fill the area between the strips 6 in strips and have the transverse dimension d.
Durch die geringe Breite b der nichtleitenden Streifen 6 ist der unbedeckt bleibende Bereich hinsichtlich der Wärmedämmung unerheblich. Wichtig für die unveränderte Funktion der Antenne durch Einbringung der elektrisch leitenden Schicht 5 bereichsweise in Form der strukturierten elektrisch leitenden Schicht 10 ist die Vermeidung von Dimensionen der Teilflächen 12, welche die Ausbildung von elektrischen Resonanzen bei den Betriebs- frequenzen der Antenne 3 oder der Antennen 3 vermeiden. Die derart gebildete strukturierte elektrisch leitende Schicht 10 ist somit für die Betriebsfrequenzen der Antenne hochfrequent transparent, läßt jedoch die Wärmestrahlung nur entsprechend gedämpft hindurch.Due to the small width b of the non-conductive strips 6, the area that remains uncovered is insignificant with regard to thermal insulation. For the unchanged function of the antenna by introducing the electrically conductive layer 5 in some areas in the form of the structured electrically conductive layer 10, it is important to avoid dimensions of the sub-areas 12 which cause the formation of electrical resonances at the operating frequencies of the antenna 3 or the antennas 3 avoid. The structured electrically conductive layer 10 formed in this way is thus high-frequency transparent for the operating frequencies of the antenna, but only allows the heat radiation to be adequately attenuated.
Resonanzen auf den Teilflächen 12 können sicher dadurch vermieden werden, daß keine ihrer Abmessungen größer ist als Lambda/10. Bei einer LMK- Antenne, deren kleinste Be¬ triebswellenlänge ca. 50m beträgt, sind alle Abmessungen klein im Vergleich zu Lambda/10.Resonances on the sub-areas 12 can certainly be avoided by none of their dimensions being greater than lambda / 10. In the case of an LMK antenna, the smallest operating wavelength of which is approximately 50 m, all dimensions are small compared to Lambda / 10.
Dennoch müssen die Teilflächen 12 in unmittelbarer Nachbarschaft der Antennenleiter 3 in vertikaler Richtung hinreichend kleine Abmessungen besitzen, so daß zwischen jedem Punkt auf einem der drahtförmigen Antennenleiter 3 und dem metallischen Rahmen 2 sowie der im unteren Bereich des Lichttransmissionsbereichs der Fensteröffnung 14 befindlichen zusammenhängend elektrisch niederohmig leitenden Schicht 5 (gepunktete Fläche) eine Vielzahl, jedoch mindestens drei nichtleitende Streifen 6 vorzugsweise etwa äquidistant voneinander gebildet sind, wodurch sich die strukturierte elektrisch leitende Teilfläche 10 ausbildet, mit dem Ziel, daß die kapazitive Verkopplung zwischen den Antennenleitern 3 und dem metallischen Rahmen 2 sowie der zusammenhängend niederohmig leitenden Schicht 5 ausreichend klein ist.Nevertheless, the partial areas 12 in the immediate vicinity of the antenna conductors 3 must have sufficiently small dimensions in the vertical direction, so that between each point on one of the wire-shaped antenna conductors 3 and the metallic frame 2 as well as the coherent, electrically low-impedance conductive located in the lower region of the light transmission region of the window opening 14 Layer 5 (dotted area) a plurality, but at least three non-conductive strips 6 are preferably formed approximately equidistantly from one another, as a result of which the structured electrically conductive partial area 10 is formed, with the aim that the capacitive coupling between the antenna conductors 3 and the metallic frame 2 as well the coherently low-resistance layer 5 is sufficiently small.
Die Wärmeschutzschicht endet im Bereich des Schwarzdrucks 8, so daß die Antennen¬ funktion nicht durch Kontakt mit der gegebenenfalls hochfrequenzbedämpfenden Kleberraupe 7, die die Fensterscheibe mit dem Fahrzeug verbindet, beeinträchtigt ist.The heat protection layer ends in the area of black printing 8, so that the antenna function is not impaired by contact with the possibly high-frequency-damping adhesive bead 7 which connects the window pane to the vehicle.
ERSATZBLATT In Fig. 2 ist die gleiche LMK-Antenne wie in Fig. 1, jedoch in der Rückfensterscheibe eines Autos, über hochfrequenzmäßig geerdeten Heizleitern 9 angeordnet. Eine LMK- Antenne wie in Fig. 1 und in Fig. 2 wirkt als flächige Antenne, so daß die niederohmig leitende Schicht 5 zwischen den beiden äußeren Leitern 3 wahlweise als zusammenhängend oder als Teilflächen 12 mit dazwischenliegenden nichtleitenden Streifen 6 ausgeführt werden kann. Wesentlich ist es also, die elektrisch leitende Schicht 5, also die Wärme¬ schutzschicht, in der Umgebung der flächenhaft gestalteten Antenne durch nichtleitende Streifen 6 in der beschriebenen Weise aufzutrennen, wodurch sich wieder die strukturierte elektrisch leitende Schicht 10 ergibt. Diese hebt die Verkopplung zwischen den Antennen- leitem 3 der LMK-Antenne und dem Rahmen 2 und ebenfalls den Heizleitern 9, die in diesem Beispiel andere Leiterteile 13 auf der Fahrzeugscheibe bilden, weitgehend auf.REPLACEMENT LEAF In Fig. 2, the same LMK antenna as in Fig. 1, but in the rear window of a car, is arranged above high-frequency earthed heating conductors 9. An LMK antenna as in Fig. 1 and in Fig. 2 acts as a flat antenna, so that the low-resistance layer 5 between the two outer conductors 3 can be designed either as a continuous or as sub-areas 12 with non-conductive strips 6 in between. It is therefore essential to separate the electrically conductive layer 5, that is to say the heat protection layer, in the vicinity of the planar antenna by means of non-conductive strips 6 in the manner described, as a result of which the structured electrically conductive layer 10 again results. This largely removes the coupling between the antenna conductors 3 of the LMK antenna and the frame 2 and also the heating conductors 9, which in this example form other conductor parts 13 on the vehicle window.
Fig. 3 zeigt eine Weiterentwicklung der Erfindung für höhere Frequenzen, bei denen die Fahrzeugabmessungen nicht klein sind im Vergleich zur Wellenlänge. Hier wird eine erfindungsgemäße Fensterscheibenantennenanordnung mit einer oben angeordneten Antenne für den LMK-Empfang und darunter zwei Antennen für den UKW-Empfang, welche aus den Heizfeldem abgeleitet sind, betrachtet. Alle der dargestellten Antennen können wahlweise flächenhaft ausgestaltet sein. Die einfach schraffierten Bereiche kennzeichnen wieder die in diesem Beispiel durch schmale horizontale und vertikale Streifen 6 getrennten elektrisch niederohmig beschichteten Teilflächen 12 zur hochfrequenzmäßigen Entkopplung der Antennen untereinander. In diesem Beispiel ist also eine zweidimensional strukturierte elektrisch leitende Schicht 10 in Form einer Gitterstruktur aus schmalen elektrisch nicht leitenden Streifen 6 für die erfindungsgemäße Antennenanordnung verwendet.3 shows a further development of the invention for higher frequencies at which the vehicle dimensions are not small compared to the wavelength. Here, a window pane antenna arrangement according to the invention with an antenna arranged above for LMK reception and below that two antennas for FM reception, which are derived from the heating fields, is considered. All of the antennas shown can optionally be flat. The simply hatched areas again characterize the electrically low-resistance coated partial areas 12 separated by narrow horizontal and vertical strips 6 in this example for high-frequency decoupling of the antennas from one another. In this example, a two-dimensionally structured electrically conductive layer 10 in the form of a lattice structure made of narrow electrically non-conductive strips 6 is therefore used for the antenna arrangement according to the invention.
Die zweidimensionale Gitterstruktur gewährt dabei die Durchlässigkeit dieser Bereiche für Radiowellen und die hochfrequenzmäßige Entkopplung der Antennen untereinander infolge der ausreichenden Hochohmigkeit der resultierenden Oberflächenimpedanz, welche sich auch bei sehr kleinen Breiten b der Streifen 6 ergibt. Soll das Antennenverhalten im wesent¬ lichen weitgehend ausschließlich durch die drahtförmig ausgeführten Antennenleiter 3 be- stimmt werden und die Wärmedämmung nur wenig Einfluß auf das Antennenverhalten er¬ halten, dann ist es in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zweckmäßig, auch die gepunktet gekennzeichneten Flächen in Fig. 3 mit der zweidimensional strukturierten elek¬ trisch leitenden Schicht zu versehen, also durch schmale horizontale und vertikale Streifen 6 getrennte niederohmig beschichtete Teilflächen 12 auch z.B. im Bereich der Heizleiter 9 zu verwenden. Dieses Vorgehen ist sinngemäß bis an die Ränder des Fensterrahmens 2 fortzusetzen, sofern die Wärmedämmung aufgrund des dort häufig aufgebrachten ebenfalls wärmedämmenden Schwarzdrucks 8 nicht gänzlich entfallen kann.The two-dimensional lattice structure allows the permeability of these areas for radio waves and the high-frequency decoupling of the antennas from one another as a result of the sufficient high impedance of the resulting surface impedance, which results even at very small widths b of the strips 6. If the antenna behavior is to be determined largely exclusively by the wire-shaped antenna conductors 3 and the thermal insulation is to have little influence on the antenna behavior, then it is expedient in a further embodiment of the invention to also use the dotted areas in FIG 3 to be provided with the two-dimensionally structured electrically conductive layer, that is to say, for example, low-resistance coated partial surfaces 12 separated by narrow horizontal and vertical strips 6 to be used in the area of the heating conductor 9. This procedure is to be continued analogously to the edges of the window frame 2, provided that the thermal insulation cannot be completely omitted due to the likewise thermally insulating black printing 8 applied there.
ERSATZBLÄTT Wesentlich ist hierbei und bei allen folgenden Ausführungen auch über die höchsten betrachteten Frequenzen hinaus, daß die Zunahme der Kapazität zwischen den einzelnen Teilflächen mit kleiner werdendem Abstand voneinander relativ klein ist, d.h. mit kleiner werdender Streifenbreite b steigt die Kapazität zwischen den Teilflächen 12 nur wenig an. Dies ist beispielhaft für zwei koplanare Leiterflächen der Dimension d mit Abstand b voneinander in Fig. 7 dargestellt.SPARE BLADE It is essential here and in all of the following explanations, even beyond the highest frequencies considered, that the increase in the capacitance between the individual partial areas is relatively small as the distance between them becomes smaller, ie the capacitance between the partial areas 12 increases only slightly as the strip width b becomes smaller . This is shown by way of example for two coplanar conductor surfaces of dimension d at a distance b from one another in FIG. 7.
Der Einfluß der Breite b eines nichtleitenden Streifens 6 zwischen zwei Teilflächen 12 der Schichtdicken s auf die Kapazität zwischen den Teilflächen 12 als Funktion von b/s variiert dabei um nicht mehr als den Faktor 2.5, wenn ein Verhältnis b/s von 2 nicht unterschritten wird. Hierdurch ist es möglich, aufgrund der Kleinheit der üblichen Schichtdicke von s < lOOμm selbst bei einer Dimension d der Teilflächen von nur einigen Millimetern ein großes Verhältnis d/b von z.B. 10 zu realisieren, womit ein Abdeckungsgrad bezüglich der Wärmedämmung von mehr als 90% realisiert wird. Die Kleinheit der Streifenbreite b ist in der Praxis weniger durch die Divergenz der Kapazität als durch die Sicherheit hinsichtlich der Vermeidung von Kontaktbrücken bei der Her¬ stellung begrenzt; Werte von b/s = 2 lassen sich sicher realisieren.The influence of the width b of a non-conductive strip 6 between two partial surfaces 12 of the layer thicknesses s on the capacitance between the partial surfaces 12 as a function of b / s does not vary by more than a factor of 2.5 if a ratio b / s of 2 is not undershot . This makes it possible, due to the smallness of the usual layer thickness of s <100 μm, even with a dimension d of the partial areas of only a few millimeters, a large ratio d / b of e.g. 10 to realize, with which a degree of coverage with regard to thermal insulation of more than 90% is realized. In practice, the smallness of the stripe width b is less limited by the divergence of the capacitance than by the safety with regard to the avoidance of contact bridges during manufacture; Values of b / s = 2 can certainly be realized.
Nachteilig an den bekannten, zusammenhängend leitenden Schichten in der Nachbarschaft von Antennen ist der Sachverhalt, daß diese Schichten insbesondere bei kleinem Ober- flächenwirkwiderstand R große eingekoppelte Ströme führen, welche Verluste mit sich bringen und die Schichten eine abschirmende Wirkung besitzen. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die zweidimensionale erfindungsgemäße Rasterstruktur im Gegensatz zu den bekannten zusammenhängend leitenden Schichten einen flächigen kapazitiven Blind- widerstand bildet, welcher praktisch verlustfrei ist. Dieser bewirkt bei hinreichender Hoch- ohmigkeit im Vergleich zum Wellenwiderstand des freien Raumes (E/H=Zo=377 Ohm) auf die nachbarschaftlich angeordneten Antennen lediglich eine in der Frequenz leicht verstimmende Wirkung, welche in die Auslegung der Antennen auf einfache Weise mit einbezogen werden kann.A disadvantage of the known, coherently conductive layers in the vicinity of antennas is the fact that these layers carry large coupled currents, in particular with a small surface active resistance R, which entail losses and the layers have a shielding effect. The advantage of the invention is that the two-dimensional grid structure according to the invention, in contrast to the known contiguously conductive layers, forms a flat capacitive reactance which is practically lossless. If there is sufficient high impedance compared to the wave resistance of free space (E / H = Zo = 377 Ohm), this only has a slightly detuning effect on the frequency of the neighboring antennas, which are easily included in the antenna design can.
Eine Grobabschätzung ergibt für eine quadratische Rasterstruktur der leitenden Teilflächen mit einer Kantenlänge von 10mm bei b=0,l mm bei der Frequenz 1GHz einen Ober- flächenblindwiderstand X von ca. 500 Ohm und ist bei niedrigeren Frequenzen ent¬ sprechend hochohmiger. In der Umgebung von Antennen im Frequenzbereich bis 2GHz ist deshalb eine feinere Rasterung mit etwa d=5mm vorzuziehen. Deshalb kann die gesamteA rough estimate results in a surface reactive resistance X of approximately 500 ohms for a square grid structure of the conductive subareas with an edge length of 10 mm at b = 0.1 mm at the frequency 1 GHz and is correspondingly higher resistance at lower frequencies. In the vicinity of antennas in the frequency range up to 2GHz, a finer grid with about d = 5mm is therefore preferable. Therefore, the whole
ERSATZBLATT Antennenanordnung durch eine derartige Rasterstruktur abgedeckt werden, ohne die dahinterliegenden Antennen abzuschirmen oder zu bedampfen. Die hierbei für die Funktion der Antennen zulässigen kleinen Breiten b der nichtleitenden Streifen lassen sowohl die praktisch vollkommene Abschirmung der im Vergleich zu den Abmessungen der Teilflächen 12 kurzwelligen Wärmestrahlung zu als auch die ästhetische Beeinträchtigung der Fensterscheibe durch breite Streifen 6 zu vermeiden.REPLACEMENT LEAF Antenna arrangement can be covered by such a raster structure without shielding or evaporating the antennas behind. The small widths b of the non-conductive strips that are permitted for the function of the antennas allow both the practically complete shielding of the short-wave heat radiation compared to the dimensions of the partial areas 12 and the aesthetic impairment of the window pane by wide strips 6 to be avoided.
Die Herstellung solcher strukturierter Schichten kann auf an sich bekannte Weise durch Aufbringen der zunächst homogenen Schicht, z.B. mit Hilfe eines üblichen Kathoden - zerstäubungsverfahren, erfolgen und die Einbringung der nichtleitenden Streifen 6 kann mit Hilfe eines lichtempfindlichen Lacks und der üblichen Fotoätztechnik, oder mit Laserverfahren bzw. Jonenstrahlätzung erfolgen.Such structured layers can be produced in a manner known per se by applying the initially homogeneous layer, e.g. with the aid of a conventional cathode sputtering process, and the introduction of the non-conductive strips 6 can be carried out with the aid of a light-sensitive lacquer and the customary photoetching technique, or with laser processes or ion beam etching.
Fig. 4 zeigt eine drahtförmige Antenne 3, wie sie vorteilhaft für dem LMKU-Bereich, z.B. in Fahrzeugfrontscheiben, verwendet wird. Eine derartige Antenne ist bekannt aus der DEP 3315458. Um die Antenne in ihrer Wirkungsweise durch die Maßnahmen zur Wärme¬ dämmung nicht zu stark zu beeinflussen, ist es notwendig, die pro Längeneinheit des Drahts wirksame Induktivität bzw. Kapazität um wesentlich weniger als eine Größenordnung zu verändern. Ferner ist es notwendig, die einzelnen Leiterabschnitte z.B. des horizontal verlaufenden Leiterteils und die des vertikal verlaufenden Leiterteils durch die wärme¬ dämmende Schicht nicht unzulässig zu verkoppeln. Dies wird erfindungsgemäß durch schmale zweidimensional verlaufende Streifen, welche z.B. wieder horizontal und vertikal orientiert sein können, erreicht. Dies ergibt wiederum eine zweidimensional strukturierte elektrisch leitende Schicht 10.Fig. 4 shows a wire-shaped antenna 3, as it is advantageous for the LMKU area, e.g. in vehicle windscreens. Such an antenna is known from DEP 3315458. In order not to influence the antenna too much in its mode of action by means of the thermal insulation measures, it is necessary to increase the inductance or capacitance per unit length of the wire by considerably less than an order of magnitude change. Furthermore, it is necessary to e.g. not to inadmissibly couple the horizontally running conductor part and that of the vertically running conductor part through the heat-insulating layer. According to the invention, this is achieved by means of narrow two-dimensional strips, which e.g. can be oriented horizontally and vertically again. This in turn results in a two-dimensionally structured electrically conductive layer 10.
Dies ergibt wiederum eine Gitterstruktur, wie sie in Fig. 4 durch die einfach schraffierte Fläche gekennzeichnet ist. Auch hier ist es wieder notwendig, die Breite b der nichtleiten¬ den Streifen 6 im Verhältnis zur Breite d der leitenden Teilflächen 12 möglichst klein zu gestalten. Mit größer werdender Anzahl der Unterteilungen sinkt der Einfluß der wärme- dämmenden Maßnahme auf die Antennenfunktion. Hierbei ist es nur in zweiter Linie wesentlich, ob der Antennenleiter 3 mit den leitenden Teilflächen 12 im galvanischen Kontakt steht, oder lediglich kapazitiv mit diesen Teilflächen 12 verkoppelt ist.This in turn results in a lattice structure, as is characterized in FIG. 4 by the single hatched area. Here, too, it is again necessary to make the width b of the non-conductive strips 6 as small as possible in relation to the width d of the conductive subareas 12. As the number of subdivisions increases, the influence of the heat-insulating measure on the antenna function decreases. Here it is only of secondary importance whether the antenna conductor 3 is in galvanic contact with the conductive sub-areas 12 or is only capacitively coupled to these sub-areas 12.
Durch die Unterteilung der leitenden Schicht 5 in Teilflächen 12 wird die Abschirm- Wirkung, welche eine einheitlich zusammenhängende Schicht besäße, aufgehoben, so daß bei Ausbildung der nichtleitenden Streifen 6 lediglich ein elektrischer Verstimmungseffekt der Antenne bewirkt wird, welche bei hinreichend großer Anzahl der Streifen 6 durchBy dividing the conductive layer 5 into sub-areas 12, the shielding effect, which would have a uniformly coherent layer, is eliminated, so that when the non-conductive strips 6 are formed, only an electrical detuning effect of the antenna is brought about, which with a sufficiently large number of strips 6 by
ERSATZBLATT geringfügige Änderung der Abmessungen des Antennenleiters 3 oder durch Anpa߬ maßnahmen im Antennenanschlußpunkt 18 erreicht werden kann.REPLACEMENT LEAF slight change in the dimensions of the antenna conductor 3 or by adaptation measures in the antenna connection point 18 can be achieved.
Bei modernen Fahrzeugen werden häufig komplexe Antennensysteme mit Antennendiversity für UKW und Fernsehen, welche eine Vielzahl von Antennen beinhalten, meist auch für beheizbare Heckfensterscheiben eingesetzt. Fig. 5 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform eines solchen Antennensystems auf der Rückfensterscheibe eines Fahrzeugs, wie sie aus der DEP 4406240 bekannt ist. Hierbei stellen die Klemmen 18 Endpunkte der Antennenleiter 3 als Anschlußpunkte für die UKW- und TV- Antennen dar. 17 kennzeichnet der Montage- bereich einer Funkantenne 15, die in der Fenstermitte oben montiert ist.In modern vehicles, complex antenna systems with antenna diversity for VHF and television, which contain a large number of antennas, are often also used for heated rear window panes. 5 shows an example of an embodiment of such an antenna system on the rear window pane of a vehicle, as is known from DEP 4406240. Here, the terminals 18 represent the end points of the antenna conductors 3 as connection points for the FM and TV antennas. 17 identifies the mounting area of a radio antenna 15 which is mounted in the middle of the window at the top.
In diesem Fall ist es in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zweck¬ mäßig, den gesamten Lichttransmissionsbereich mit zweidimensional strukturierter elektrisch leitender Schicht 10 auszubilden. Bei hinreichend kleinen Abmessungen d für eine quadratisch ausgeführte Struktur ist auch der Einfluß dieser Struktur auf das Verhalten der bis 900 MHz arbeitenden TV- Antennen hinreichend klein. Versuche mit Abmessungen d = 10 mm und b=0.2 mm haben dies bestätigt.In this case, in a particularly advantageous embodiment of the invention, it is expedient to form the entire light transmission region with two-dimensionally structured electrically conductive layer 10. With sufficiently small dimensions d for a square structure, the influence of this structure on the behavior of the TV antennas operating up to 900 MHz is also sufficiently small. Tests with dimensions d = 10 mm and b = 0.2 mm have confirmed this.
In Fig. 6 sind einige Beispiele für die Anordnung der die Wärmetransmission dämpfenden elektrisch leitenden Schicht 5 und ihre spezielle erfindungsgemäße Ausführungsform als strukturierte elektrisch leitende Schicht 10 und die Antennenleiter 3 dargestellt. Fig. 6a zeigt die gemeinsame Aufbringung auf einer Seite eines Einscheibenglases. In diesem Fall stehen die leitenden Teilflächen mit den Antennenleitern in galvanischem Kontakt.6 shows some examples of the arrangement of the electrically conductive layer 5 damping the heat transmission and its specific embodiment according to the invention as a structured electrically conductive layer 10 and the antenna conductors 3. 6a shows the joint application on one side of a single-pane glass. In this case, the conductive subareas are in galvanic contact with the antenna conductors.
Vorteilhafter ist es, wie in Fig. 6c dargestellt, die elektrisch leitende Schicht 5 bzw. die strukturierte elektrisch leitende Schicht 10 und die Antennenleiter 3 nicht auf derselben Fläche, sondern auf einander gegenüberliegenden Flächen anzuordnen, welche z.B. durch die dünne lichtdurchlässige Kunststoff-Folie 4 im Verbundglas getrennt sind. Dadurch wird die sehr enge galvanische Verkopplung der Antennenleiter 3 mit den Teilflächen 12 durch eine weniger wirksame kapazitive Kopplung ersetzt und der Verstimmungseffekt wird dadurch reduziert.It is more advantageous, as shown in FIG. 6c, to arrange the electrically conductive layer 5 or the structured electrically conductive layer 10 and the antenna conductors 3 not on the same surface but on opposite surfaces, which e.g. are separated by the thin translucent plastic film 4 in the laminated glass. As a result, the very close galvanic coupling of the antenna conductors 3 to the partial areas 12 is replaced by a less effective capacitive coupling, and the detuning effect is thereby reduced.
Diese Reduzierung wird bei einer Anordnung nach Fig. 6b durch den größeren Abstand weiter vergrößert, wenn die elektrisch leitende Schicht 5 oder die strukturierte elektrisch leitende Schicht 10 und die Antennenleiter 3 auf unterschiedlichen Seiten einer Glasscheibe angebracht sind.This reduction is further increased in an arrangement according to FIG. 6b by the greater distance if the electrically conductive layer 5 or the structured electrically conductive layer 10 and the antenna conductors 3 are attached on different sides of a glass pane.
ERSATZBLATT Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus dem Sachverhalt, daß die so gebildete strukturierte wärmedämmende Schicht 10 in ihrer Lage zu den Antennenleitern keine bestimmte Position einnehmen muß. Dies gilt insbesondere bei hinreichend kleinen Abmessungen d der leitenden Teilflächen 12. Daraus ergibt sich die Möglichkeit der besonders einfachen Herstellung bei der Serienfertigung von Antennen-Fensterscheiben.REPLACEMENT LEAF A particular advantage of the present invention results from the fact that the structured heat-insulating layer 10 formed in this way does not have to assume a specific position in relation to the antenna conductors. This applies in particular in the case of sufficiently small dimensions d of the conductive subareas 12. This results in the possibility of particularly simple manufacture in the series production of antenna window panes.
Wird z.B. die für die Verbundglasfertigung vorgesehene Kunststoff-Folie 4 mit einer Rasterstruktur gemäß den Figuren 4 und 5 links aufgebracht, und werden die Antennenleiter 3 wie in Fig. 6b und c auf das Fensterglas aufgedruckt, so kann die Kunststoff-Folie 4 bei der Herstellung des Verbundglases zwischen die Scheiben ohne Beachtung der Position des Rasters in Bezug auf die Antennenleiter 3 eingelegt werden. Die Exemplarstreuungen der Antenneneigenschaften, welche sich bei der Serienfertigung durch unterschiedliche Lagen des Rasters zu den Antennenleitern 3 ergeben, sind aufgrund der Feinheit des Rasters tolerierbar.E.g. the plastic film 4 intended for the laminated glass production is applied on the left with a grid structure according to FIGS. 4 and 5, and if the antenna conductors 3 are printed on the window glass as in FIGS. 6b and c, the plastic film 4 can be used in the production of the laminated glass between the panes without considering the position of the grid with respect to the antenna conductor 3. The specimen scatter of the antenna properties, which result from the different positions of the grid relative to the antenna conductors 3 in series production, can be tolerated due to the fineness of the grid.
Versuche mit einer Breite d=5 mm für quadratische leitende Teilbereiche mit einer Breite b*=0, l mm für die nichtleitenden Streifen haben dies für eine Fensterantennenanlage mit Antennen für den Frequenzbereich 100 kHz bis zu 2 GHz bestätigt. Diese Technik besitzt den Vorteil, daß sie ungeachtet der Art der aufzubringenden Antennen angewandt werden kann. Z.B. kann auch die aus anderen Gründen notwendige zusammenhängend leitende Fläche 11 in Fig. 5 als gedruckte leitende Fläche auf das Fensterglas auf der Seite der Antennenleiter aufgedruckt sein, wo sie z.B. als elektrisches Gegengewicht und als geerdete Abschirmfläche gegen in das Fahrzeuginnere eindringende Funkfelder wirken kann. Eine kapazitive Durchführung eines hochfrequenten Funksignals aus dem Inneren des Fahrzeugs heraus zu einer auf der Fensterscheibe außen angebrachten Funkantenne 15 für derenTests with a width d = 5 mm for square conductive sections with a width b * = 0.1 mm for the non-conductive strips have confirmed this for a window antenna system with antennas for the frequency range 100 kHz up to 2 GHz. This technique has the advantage that it can be used regardless of the type of antennas to be applied. For example, the coherently conductive surface 11 necessary for other reasons in FIG. 5 can also be printed as a printed conductive surface on the window glass on the side of the antenna conductor, where it can act, for example, as an electrical counterweight and as a grounded shielding surface against radio fields penetrating into the vehicle interior. A capacitive implementation of a high-frequency radio signal from inside the vehicle to a radio antenna 15 mounted on the outside of the window pane for the same
Anschlußstelle 18 durch die so strukturierte wärmedämmende Schicht hindurch, ist mit der in Fig. 8 dargestellten Anordnung ebenso möglich. Hierzu sind auf den Außenseiten der Verbundglasscheibe zwei einander gegenüberliegende leitende Flächen 17 aufgebracht, an welche auf der einen Seite die Antenne und auf der anderen Seite z.B. eine Hochfrequenzleitung 16 angeschlossen ist.Junction 18 through the heat-insulating layer structured in this way is also possible with the arrangement shown in FIG. 8. For this purpose, two mutually opposite conductive surfaces 17 are applied to the outer sides of the laminated glass pane, to which the antenna on one side and e.g. a high-frequency line 16 is connected.
ERSATZBLATT REPLACEMENT LEAF

Claims

Ansprüche: Expectations:
1. Fensterscheibenantennenanordnung mit auf oder in der Fen¬ sterscheibe (1) angebrachten Antennenleiter (3) bzw. Anten¬ nenleitern (3) bzw. Antennenleiterstrukturen (3) bzw. Anten- nenleiterstrukturen (3) für eine Vielzahl von Antennen für verschiedene Funkdienste, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Lichttransmissionsbereich der Fensteröffnung (14) über das Glas eine die ärmestrahlungstransmission dämpfende elektrisch leitende Schicht (5) mit einer hierfür notwendi¬ gen Schichtdicke (s) erstreckt und diese die Wärmestrah¬ lungstransmission dämpfende Schicht (5) in eine ausreichend große Zahl elektrisch leitender Teilflächen (12) unterteilt ist und diese Teilflächen (12) durch schmale elektrisch nichtleitende Streifen (6) der Breite (b) voneinander getrennt sind und die Breite (b) mindestens 3 Schichtdicken (s) beträgt und die elektrisch leitenden Teilflächen (12) zumindest in der Umgebung einer Antenne in allen ihren Abmessungen in deren Betriebsfrequenzbereich elektrisch so klein sind, so daß durch die Mehrfach-Reihenschaltung der kleinen Kapazitäten zwischen den Teilflächen (12) die durch Einbringung dieser leitenden Teilflächen (12) schädliche hochfrequenzmäßige Verkopplung zwischen den Antennenleiter- teilen (3) und anderen Leiterteilen (13) in deren Umgebung hinreichend klein gestaltet ist und die Breite (b) der Streifen so klein gewählt ist, daß ein möglichst großer Flächenabdeckungsgrad bezüglich der Wärmestrahlungs- transmission erreicht ist.1. Window pane antenna arrangement with antenna conductors (3) or antenna conductors (3) or antenna conductor structures (3) or antenna conductor structures (3) for a large number of antennas for different radio services, mounted on or in the window pane (1), characterized in that in the light transmission region of the window opening (14) an electrically conductive layer (5) which dampens the heat radiation transmission extends with a layer thickness (s) necessary for this and this layer sufficiently dampens the heat radiation transmission (5) large number of electrically conductive partial surfaces (12) is divided and these partial surfaces (12) are separated from one another by narrow electrically non-conductive strips (6) of width (b) and the width (b) is at least 3 layer thicknesses (s) and the electrically conductive partial surfaces (12) at least in the vicinity of an antenna in all its dimensions in its operating frequency range ele are so small that the high-frequency coupling between the antenna conductor parts (3) and other conductor parts (13) in their surroundings due to the multiple series connection of the small capacitances between the partial areas (12) by introducing these conductive partial areas (12) is designed to be sufficiently small and the width (b) of the strips is chosen to be so small that the greatest possible degree of surface coverage with regard to the heat radiation transmission is achieved.
2. Fensterscheibenantennenanordnung nach Anspruch 1 insbe¬ sondere für die Verwendung in einem Fahrzeug mit einer Fensterscheibe (1) , die von einem metallischen Rahmen (2) umgeben ist, mit drahtför igen gedruckten oder durch Drähte gebildeten Antennenleitern (3) ,2. Window pane antenna arrangement according to claim 1, in particular for use in a vehicle with a window pane (1) which is surrounded by a metallic frame (2), with wire-shaped printed or formed by wire antenna leads (3),
ERSATZBLATT dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der elektrisch leitenden Teilflächen (12) derart gestaltet sind, daß zwischen jedem im Lichttransmis¬ sionsbereich der Fensteröffnung (14) befindlichen Punkt eines drahtförmige Antennenleiters (3) einer Antenne und dem metallischen Rahmen (2) und ggfs. jedem anderen nicht dieser Antenne angehörenden in der Fensteröffnung befindli¬ chen Leiterteil (13) eine Vielzahl, jedoch mindestens drei nichtleitende Streifen (6) vorzugsweise etwa äquidistant voneinander gebildet sind mit dem Ziel, daß die kapazitiveREPLACEMENT LEAF characterized in that the dimensions of the electrically conductive partial surfaces (12) are designed such that between each point in the light transmission area of the window opening (14) of a wire-shaped antenna conductor (3) of an antenna and the metallic frame (2) and, if necessary, each other conductor part (13) not belonging to this antenna and located in the window opening, a plurality, but at least three non-conductive strips (6) are preferably formed approximately equidistantly from one another with the aim that the capacitive
Verkopplung zwischen dem Antennenleiter (3) und dem metalli¬ schen Rahmen (2) bzw. ggfs. zwischen diesem Antennenleiter (3) und jedem nicht dieser Antenne angehörenden in der Fen¬ steröffnung (14) befindlichen Leiterteil (13) klein ist.Coupling between the antenna conductor (3) and the metallic frame (2) or, if appropriate, between this antenna conductor (3) and each conductor part (13) not belonging to this antenna in the window opening (14) is small.
3. Fensterscheibenantennenanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise geradlinig berandete elektrisch leitende Teil¬ flächen (12) , welche in der Nachbarschaft zu einem Antennen- leiter (3) stehen bzw. mit einem Antennenleiter galvanisch in Verbindung stehen, vorhanden sind, deren größte Abmessung kleiner ist als Lambda/10 der minimalen Betriebswellenlänge dieses Antennenleiters, so daß resonanzartige Überhöhungen von Strömen auf jeder leitenden Teilfläche (12) sicher ausgeschlossen sind.3. Window antenna arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that preferably straight-edged electrically conductive Teil¬ surfaces (12) which are in the vicinity of an antenna conductor (3) or are galvanically connected to an antenna conductor, are available , the largest dimension of which is smaller than lambda / 10 of the minimum operating wavelength of this antenna conductor, so that resonance-like increases in currents on each conductive partial surface (12) are reliably excluded.
4. Fensterscheibenantennenanordnung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die größte Abmessung der elektrisch leitenden Teilflächen (12) so klein gewählt ist, daß sowohl der Induktivitätsbelag als auch der Kapazitätsbelag des Antennenleiters (3) bzw. der Antennenleiter (3) um wesentlich weniger als eine4. Window antenna arrangement according to claim 2, characterized in that the largest dimension of the electrically conductive partial surfaces (12) is chosen so small that both the inductance coating and the capacitance coating of the antenna conductor (3) or the antenna conductor (3) by much less than a
Größenordnung durch die benachbarten elektrisch leitendenOrder of magnitude by the neighboring electrically conductive
Teilflächen (12) verändert ist und die Antenne nach dem gleichen Wirkungsprinzip gestaltet ist wie bei Fehlen der die Wärmestrahlungstransmission dämpfenden elektrisch leitenden Schicht (5) . 5. Fensterscheibenantennenanordnung nach Anspruch 1 bis 4 mit einer Vielzahl von Antennen, dadurch gekennzeichnet, daß im gesamten Lichttransmissionsbereich der Fensteröffnung (14) elektrisch leitende quadratische, rechteckför ige oder rautenförmige Teilflächen (12) mit einer maximalen Abmessung von ca. 15 mm oder weniger und einer Schichtdicke (s) von weniger als 100 μm gebildet sind, welche durch die elektrisch nichtleitenden Streifen (6) von weniger als 0,Partial areas (12) is changed and the antenna is designed according to the same principle of action as in the absence of the electrically conductive layer (5) which dampens the heat radiation transmission. 5. Window antenna arrangement according to claim 1 to 4 with a plurality of antennas, characterized in that in the entire light transmission region of the window opening (14) electrically conductive square, rectangular or diamond-shaped partial surfaces (12) with a maximum dimension of about 15 mm or less and a layer thickness (s) of less than 100 μm, which is less than 0 due to the electrically non-conductive strips (6),
5 mm jeweils voneinander getrennt sind.5 mm are separated from each other.
6. Fensterscheibenantennenanordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich einer Antenne, in welchem durch eine Vielzahl von Antennenleitern (3) eine kapazitiv flächig wirkende An¬ tennenstruktur nachgebildet ist, zur Unterstützung der flä¬ chenhaft kapazitiven Wirkung eine zusammenhängend leitende, die Wärmestrahlungstransmission dämpfende elektrisch leitende Schicht (5) gebildet ist.6. Window pane antenna arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that in the region of an antenna, in which a capacitive surface-acting antenna structure is simulated by a plurality of antenna conductors (3), a coherent conductive support for the areal capacitive effect , The heat radiation transmission damping electrically conductive layer (5) is formed.
7. Fensterscheibenantennenanordnung auf einem Einscheiben¬ glas oder Mehrscheiben-Verbundglas nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in elektrisch leitende Teilflächen (12) unterteilte, die Wärmestrahlungstransmission dämpfende elektrisch leitende7. Window pane antenna arrangement on a single pane or multi-pane laminated glass according to claims 1 to 6, characterized in that the divided into electrically conductive partial surfaces (12), the heat radiation transmission damping electrically conductive
Schicht (5) und die Antennenleiter (3) bzw. die Antennen auf derselben Fläche der Glasscheibe (1) bzw. ggfs. der transpa¬ renten eingelegten Folie (4) aufgebracht sind.Layer (5) and the antenna conductors (3) or the antennas are applied to the same surface of the glass pane (1) or, if appropriate, the transparent inserted film (4).
8. Fensterscheibenantennenanordnung auf einem Einscheiben¬ glas oder Mehrscheiben-Verbundglas nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in elektrisch leitende Teilflächen (12) unterteilte, die Wärmestrahlungstransmission dämpfende elektrisch leitende Schicht (5) und die Antennenleiter (3) bzw. die Antennen auf jeweils einander gegenüberliegenden Flächen einer Glasscheibe (1) oder ggfs. verschiedener Glasscheiben (la,lb) oder ggfs. einer Glasscheibe (1) und einer8. Window pane antenna arrangement on a single-pane glass or multi-pane laminated glass according to claims 1 to 6, characterized in that the divided into electrically conductive partial areas (12), the heat radiation transmission damping electrically conductive layer (5) and the antenna conductor (3) or Antennas on opposite surfaces of a glass pane (1) or possibly different glass panes (la, lb) or possibly a glass pane (1) and one
FRFATZBLATT transparenten Folie (4) einer Verbundglasscheibe aufgebracht sind.FRFATZBLATT transparent film (4) of a laminated glass pane are applied.
9. Fensterscheibenantennenanordnung auf Mehrscheiben-Ver- bundglas mit zwischen der Folie und dem Glas befindlichen Antennenleiterdrähte nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in elektrisch leitende Teilflächen (12) unterteilte, die Wärmestrahlungstransmission dämpfende elektrisch leitende Schicht (5) und die Antennenleiterdrähte (3) auf jeweils einander gegenüberliegenden Flächen einer lichtdurchlässigen Folie (4) oder ggfs. verschiedener Folien (4) des Verbundes oder auf derselben Fläche einer Folie (4) angeordnet sind.9. Window pane antenna arrangement on multi-pane laminated glass with antenna conductor wires located between the film and the glass according to claims 1 to 6, characterized in that the electrically conductive partial areas (12) are subdivided, the heat radiation transmission damping electrically conductive layer (5) and the antenna conductor wires (3) are arranged on mutually opposite surfaces of a translucent film (4) or possibly different films (4) of the composite or on the same surface of a film (4).
10. Fensterscheibenantennenanordnung auf Mehrscheiben-Ver¬ bundglas mit auf dem Glas aufgebrachten Antennenleitern oder zwischen der transparenten Folie und dem Glas befindlichen Antennenleiterdrähten nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweidimensional in Teilflächen mit kleinen Breiten (b) der nichtleitenden Streifen (6) unterteilte, die Wärmestrahlungs¬ transmission dämpfende elektrisch leitende Schicht (5) auf die transparente Folie (4) aufgebracht ist und bei der Herstellung des Glas-Folienverbunds ohne Berücksichtigung der Zuordnung zu den Antennenleitern (3) eingebracht ist.10. Window pane antenna arrangement on multi-pane laminated glass with antenna conductors applied to the glass or between the transparent film and the glass antenna conductors according to claims 1 to 6, characterized in that the two-dimensional in partial areas with small widths (b) of the non-conductive strips (6 ) divided, the heat radiation transmission damping electrically conductive layer (5) is applied to the transparent film (4) and is introduced during the manufacture of the glass-film composite without taking into account the assignment to the antenna conductors (3).
11. Fensterscheibenantennenanordnung mit einer auf der ersten Außenseite der Fensterscheibe angebrachten Antenne nach An¬ spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung einer kapazitiven hochfrequenzmäßigen Ver¬ bindung zwischen der ersten und der zweiten Außenseite der Fensterscheibe durch die zweidimensional in Teilflächen unter¬ teilte elektrisch leitende Schicht (5) hindurch zwei einander gegenüberliegende leitende Flächen (17) gebildet sind, an wel¬ che auf der ersten Außenseite die Antenne und auf der zweiten Außenseite der zu verbindende Antennenanschluß (18) ange¬ schlossen ist.11. Window pane antenna arrangement with an antenna attached to the first outside of the window pane according to claim 10, characterized in that for producing a capacitive high-frequency connection between the first and the second outside of the window pane by the two-dimensionally divided electrically conductive sections Layer (5) through which two mutually opposite conductive surfaces (17) are formed, to which the antenna is connected on the first outside and the antenna connection (18) to be connected is connected on the second outside.
^BATZBLATT ^ BATZBLATT
12. Fensterscheibenantennenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antenne, welche eine ausschließlich flächenhaft kapazi¬ tive Wirkung besitzt in einem Bereich durch eine zusammenhän¬ gend leitende, die Wärmestrahlungstransmission dämpfende elek¬ trisch leitende Schicht (5) mit Antennenanschluß (18) an diese Schicht (5) gebildet ist und die elektrisch leitende Schicht (5) außerhalb dieses Bereichs in voneinander getrennte lei¬ tende Teilflächen (12) unterteilt ist.12. Window pane antenna arrangement according to claim 10, characterized in that an antenna which has an exclusively planar capacitive effect in one area by a coherently conductive, heat radiation transmission damping electrically conductive layer (5) with antenna connection (18) this layer (5) is formed and the electrically conductive layer (5) is divided outside of this area into separate conductive sub-areas (12).
ERSATZBLATT REPLACEMENT LEAF
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