[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Antenne in Kraftfahrzeugen im Meter-und Dezimeterwellenbereich
z.B. für den Hör- bzw. Fernsehrundfunkempfang. Sie geht aus von einem Mehrantennensystem,
wie es z.B. für die Gestaltung eines Antennen-Diversitysystems verwendet wird. Solche
Mehrantennensysteme sind z. B. beschrieben in EP 0 269 723, DE 36 18 452, DE 39 14
424, Fig. 14, DE 37 19 692, P 36 19 704 und können unterschiedliche Antennenarten,
wie Stabantennen, Windschutzscheibenantennen o.ä. verwenden. Bei hinreichender HF-mäßiger
Entkopplung der Antennen treten Empfangsstörungen, welche im Zusammenhang mit zeitlichen
Pegeleinbrüchen aufgrund der Mehrwegeausbreitung der elektromagnetischen Wellen erfolgen,
bei unterschiedlicher Positionierung des Fahrzeugs im Empfangsfeld auf. Dieser Effekt
ist beispielhaft anhand der Figuren 3 und 4 in EP 0 269 723 erläutert.
[0002] Die Wirkungsweise eines Scanning-Antennen-Diversitysystems besteht darin, bei Auftreten
einer Empfangsstörung im Signal der aufgeschalteten Antenne auf eine andere Antenne
umzuschalten und in einem vorgegebenem Empfangsfeld die Zahl der zu Empfangsstörungen
führenden Pegelunterschreitungen am Empfängereingang so klein wie möglich zu gestalten.
Dieses Verfahren ist äußerst wirkungsvoll, benötigt jedoch einen Indikator für die
auftretende Störung und eine Einrichtung zur Umschaltung der Antennen und die Antennen
selbst. Insbesondere der mit dem Störungsindikator und der Umschalteinrichtung in
Verbindung mit dem im Empfänger nötigen Aufwand kann in manchen Fällen nicht geleistet
werden. Andererseits ist es gerade auch bei Einsatz eines Antennen-Diversitysystems
wünschenswert, die Empfangsqualität so groß wie möglich zu gestalten.
[0003] Aufgrund der statistischen Überlagerung der am Fahrzeug einfallenden elektromagnetischen
Wellen, welche nach Rayleigh aus allen azimutalen Raumrichtungen mit statistisch verteilten
Amplituden und Phasen vorliegen, ergeben sich bekanntlich örtlich begrenzte Pegeleinbrüche
des Empfangssignals jeder am Fahrzeug befindlichen Antenne. Bei der Fahrt entstehen
dadurch die bekannten kurzzeitigen Empfangsstörungen, welche beim Empfang mit nur
einer Antenne als äußerst lästig empfunden werden.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist deshalb, mit einer Antennenanlage nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 in einem Fahrzeug, welches in einem Empfangsfeld mit statistisch einfallenden
und überlagerten Teilwellen auf üblichen Verkehrswegen bewegt wird, im statistischen
zeitlichen Mittel ohne zeitliche Veränderung der Antennenanlage durch Schalt- oder
Einstellelemente eine möglichst große Empfangsqualität zu erreichen bzw. bei Einsatz
eines Antennen-Diversitysystems während der Ruhephasen - d.i. während der Aufschaltzeit
eines der verfügbaren Empfangssignale - die Empfangsqualität zu verbessern.
[0005] Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 der Erfindung gelöst.
[0006] Insbesondere in urbanen Gebieten und in hügeligen und bergigen Gebieten fallen die
elektromagnetischen Wellen eines Hörfunk- bzw. Fernsehsenders aus allen azimutalen
Raumrichtungen mit gleicher Wahrscheinlichkeit ein. Hieraus resultiert, daß der während
einer Fahrt über der Zeit aufgezeichnete Verlauf des Empfangspegel jeder der Antennen
gleiches statistisches Verhalten zeigt, welches praktisch unabhängig ist von der Form
des relativen azimutalen Richtdiagramms. Aufgrund der unterschiedlichen Richtdiagramme
der einzelnen Antennen und aufgrund ihrer unterschiedlichen räumlichen Position und
unterschiedlichen Gestaltung am Fahrzeug treten die Empfangspegeleinbrüche der einzelnen
Antennen, aufgetragen über der Fahrstrecke und somit auch über der Zeit nicht deckungsgleich
auf (sh. Fig. 1b).
[0007] Im Gegensatz hierzu sind jedoch die Kurven der Pegelüberschreitungswahrscheinlichkeiten
praktisch deckungsgleich, wenn sich die zeitlichen Mittelwerte der Empfangspegel nicht
voneinander unterscheiden, und unabhängig von der Form der verschiedenen Richtdiagramme
(sh. Fig.1a). Ein Unterschied der zeitlichen Mittelwerte der logarithmischen Empfangspegel
zweier Antennen (S
meddB2-S
meddB1) zeigt sich somit als eine gegenseitige Verschiebung der beiden ansonsten deckungsgleichen
Kurven der Pegelüberschreitungswahrscheinlichkeiten der zugehörigen Antennen. (sh.
Fig.1a). Die Empfindlichkeit einer Empfangsanlage mißt sich an ihrem Eigenrauschen
und der aktuelle Signal-Rauschabstand S/N ist durch das Verhältnis des empfangenen
Effektivwerts des Nutzpegels am Antennenausgang zu dem auf den Empfängereingang bezogenen
Effektivwert des Eigenrauschpegels der Empfangsanlage bestimmt. Fordert man für ungestörten
Empfang das Überschreiten eines bestimmten Mindestwerts SNR
min, so kann die Wahrscheinlichkeit p für das Unterschreiten dieses Werts bei einer Fahrt
in einem Gebiet mit einem Medianwert S
med des Empfangspegels und einem Rauschpegel N, woraus ein Medianwert S
med/N resultiert, wie folgt angegeben werden:

[0008] Drückt man beide Werte, wie üblich im logarithmischen Maß in dB aus, so erhält man:

[0009] Für die Wahrscheinlichkeit p für das Unterschreiten dieses SNR
min in dB bei einer Fahrt in einem Gebiet ergibt sich somit:

[0010] Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer Störung im Sinne der Unterschreitung
des minimal geforderten Signal-Rauschverhältnisses ist gleichbedeutend mit der relativen
Störzeit mit der Maßgabe, daß sich die prozentuale Störzeit zu p% = p*100 ergibt.
Zur Veranschaulichung der Empfangsqualität wurde in der Vergangenheit der Wert

definiert, welcher sich als Q
dB prägnant auch im logarithmischen Maß ausdrücken läßt mit:

[0011] Für ein vollkommen statistisches Wellenfeld nach Rayleigh gilt diese Gesetzmäßigkeit
für die Empfangsqualität, die in Fig. 1c dargestellt ist, streng und ist von der Form
des Richtdiagramms der Antenne unabhängig. Reale Ausbreitungsverhältnisse führen lediglich
zu geringen Abweichungen hiervon. Auch hier zeigen die Untersuchungen, daß aufgrund
der begrenzten Anzahl von Wellen nur extrem bündelnde Antennenrichtdiagramme mit sehr
kleinen Öffnungswinkeln der Hauptkeulen zu einem Einfluß der Antennenrichtdiagramme
auf die Empfangsqualtität in einem bestimmten Fahrgebiet führen.
[0012] Mit Stabantennen, Fensterscheibenantennen und den weiteren Typen derzeit bekannter
Autoantennen, welche derartige Richtdiagramme nicht besitzen, zeigen von der beschriebenen
Gesetzmäßigkeit praktisch keine Abweichung. Insbesondere die typischen Einzüge des
azimutalen Richtdiagramms über einen Winkelbereich von bis zu 30 Grad, wie sie häufig
bei Antennen auftreten, haben in der Praxis aufgrund des Rayleigh-Wellenfelds kaum
eine herausragende negative Wirkung. Im Gegensatz hierzu werden beim gegenwärtigen
Stand der Technik häufig erhöhte Anstrengungen unternommen, um zu omnidirektionalen
Azimutdiagrammen zu kommen, obwohl dieses Kriterium nicht zur Beurteilung der Empfangsqualität
geeignet ist. Als Beispiel hierfür sei die Patentschrift US 4,260,989 genannt, worin
in den Figuren 28a bis 29e azimutale Richtdiagramme ohne nennenswerte Einzüge dargestellt
sind, welche mit den dort angegebenen bizarren Antennenstrukturen erreicht werden
können.
[0013] Aufgrund der Rayleigh-Verteilung treten jedoch bei der Fahrt mit solchen Antennen
ebenso die bekannten Pegeleinbrüche auf, weil sich die statistisch einfallenden Wellen
an verschiedenen Orten auslöschen und bei Bewertung all dieser Wellen mit einem azimutalen
Runddiagramm an diesen Orten zu Pegeleinbrüchen führen. Damit ist gezeigt, daß die
Forderung nach einem Diagramm ohne Einzüge wenig hilfreich ist. Vielmehr hat es sich
gezeigt, daß eine solche Forderung der Optimierung der Empfangsqualität- wie sie oben
beschrieben ist- insbesondere bei der Gestaltung von Antennen für einen gesamten Rundfunkfrequenzbereich
entgegensteht. Die Optimierungsmöglichkeit wird dadurch unzulässig eingeengt.
[0014] Im Gegensatz zu dieser häufig anzutreffenden Meinung, daß die azimutale Rundheit
des Antennendiagramms für den UKW-Rundfunkempfang die einzig wichtige Antenneneigenschaft
sei, zeigt sich also, daß - in weiten Grenzen unabhängig von der Form des azimutalen
Richtdiagramms - der Ausdruck

welcher, eingesetzt in Gleichung 5 für die Empfangsqualität

ergibt, als maßgebliches Merkmal für die Empfangsqualtät steht. Hierin ist S
min der Minimalwert des geforderten Signalpegels, um die Forderung nach einem bestimmten
Wert für das Signal-Störverhältnis SNR
mindB zu erfüllen. Der Zusammenhang zwischen der Empfangsqualität Q
dB und dem Mittelwert des logarithmischen Signalschutzabstands (S
med/S
min)
dB ist in Fig. 1c aufgetragen und zeigt, daß in Bereichen mit empfangswürdiger Signalqualität
Q
dB diese bei einem Anstieg von (S
med/S
min)
dB um den doppelten Wert dieses Zuwachses ansteigt.
[0015] Geht man davon aus, daß sich mit dem passiv gestalteten Teil einer Empfangsantenne
am Fahrzeug - sei die Antenne passiv oder mit integriertem Verstärker aktiv gestaltet
- im Empfangssystem ein Eigenrauschpegel N ergibt, so ist diejenige passive Antennenstruktur
optimal, mit der sich in einem Empfangsgebiet ein größtmöglicher Wert von (S
med/S
min)
dB ergibt.
[0016] Dies bedeutet, daß der verfügbare Mittelwert der Empfangsleistung einer Antennenstruktur
in einem Empfangsgebiet mit Rayleigh-Verteilung möglichst groß sein soll. Dieses Optimierungskriterium
stellt sicher, daß in allen urbanen Gebieten und auch im hügeligen Land der Empfang
optimal ist.
[0017] Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Findung einer aus einer Mehrzahl von Einzelantennen
optimal gebildeten Antennenanlage am Fahrzeug vorgestellt. Die beim Rundfunkempfang
mit einer Antenne zu erwartende Signalqualität kann im Vergleich zu einer Referenzantenne
- wie z.B. der bekannten Stabantenne - aus der Differenz der mittleren logarithmischen
Werte der verfügbaren Empfangspegel (S
meddB) beider Antennen aus den Werten für alle azimutalen Einfallswinkel ermittelt werden.
Dieser Wert kann auf besonders effektive Weise durch rechnergestützte vergleichende
Messungen an den auf dem Fahrzeug angebrachten Antennen erfaßt werden, wobei das Fahrzeug
auf einem Drehstand in definierten und in hinreichend kleinen Winkelschritten gegenüber
der Einfallsrichtung einer definierten Welle gedreht wird.
[0018] Der über alle azimutalen Winkelwerte gemittelte Wert S
meddB (z.B. in dBµV) des um den gesamten Azimutbereich von 360 Grad gedrehten Fahrzeugs
ermöglicht mit Hilfe der in Fig.1c angegebenen Kurve eine Abschätzung der Unterschiede
der Empfangsqualitäten des auf normalen Verkehrswegen bewegten Fahrzeugs. In der Praxis
hat sich gezeigt, daß sich in fast allen Gebieten - sei es durch Beugung und Reflexion
an natürlichen Unebenheiten des Geländes oder an installierten Einrichtungen bedingt,
in der Umgebung des Fahrzeugs eine Rayleigh -Feldverteilung ausbildet, welche die
Betrachtung des Medianwerts S
meddB als einen für die Bewertung der Antennenleistung relevanten Wert bedingt. Abgesehen
von wenigen Ausnahmen einer vollkommen ebenen Topographie des Geländes mit einem naturgemäß
niedrigen Verkehrsaufkommen weitab von urbanen Gebieten, für welche diese Aussage
relativiert werden müßte, liefert eine Antenne mit optimiertem S
meddB somit schwerpunktmäßig den bestmöglichen Empfang für alle Anwender, auch wenn das
azimutale Richtdiagramm tiefe, jedoch nicht zu breite Einzüge besitzt.
[0019] Neben dieser besonders effektiven Methode, welche es erlaubt, mit Hilfe von rechnergesteuerten
und schnell arbeitenden Meßgeräten in Verbindung mit einer im Computer durchgeführten
Variationsrechnung in äußerst kurzer Zeit die Phasen- und Amplitudenwerte der Phasenglieder
und Amplitudenbewertungsglieder zu ermitteln, wäre es denkbar, daß die Phasen- und
Amplitudenwerte auch empirisch anhand von Meßfahrten in einem Empfangsfeld mit statistisch
einfallenden und überlagerten Teilwellen ermittelt werden. Der damit verbundene große
Zeitaufwand und die mangelhafte Treffsicherheit lassen diese Methode jedoch als in
der Praxis kaum durchführbar erscheinen.
[0020] Eine Meßfahrt dieser Art kann jedoch ebenso rechnerisch durch Vorgabe eines durch
statistisch aus allen azimutalen Richtungen mit statistisch gewählten Amplituden einfallende
und sich überlagernde Teilwellen gebildeten Empfangsfelds simuliert werden. Abhängig
vom Empfangsort des in diesem Wellenfeld bewegten Fahrzeugs führen die Teilwellen
entsprechend der komplexen Richtcharakteristiken der einzelnen Antennen und der Phasen-
und Amplitudenwerte der Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder 12 zu Beiträgen,
welche sich an der Sammelanschlußstelle 5 nach Betrag und Phase überlagern und das
Empfangssignal bilden. Der Medianwert der Empfangspegel kann dann anhand einer im
Computer durchgeführten Variation der Einstellung der Phasen- und Amplitudenwerte
rechnerisch optimiert werden. Bei hinreichend großer Anzahl und gleichförmiger azimutaler
Verteilung der einfallenden Teilwellen führt die so durchgeführte Optimierung des
Medianwerts in der Praxis zum gleichen Ergebnis wie die Optimierung des Medianwerts
S
meddB aus der Auswertung der azimutalen Richtdiagramme. Für die Optimierung des Empfangsverhaltens
in einem nach Rayleigh verteilten Wellenfeld genügt es also, die Antenne durch Variation
der Phasen- und Amplitudenwerte der Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder
12 im Hinblick auf den Medianwert S
meddB an der Sammelanschlußstelle 5 zu optimieren, der sich aus der Auswertung des azimutalen
Richtdiagramms ergibt.
[0021] Als Grundlage für die Optimierung der Empfangsqualität einer nach dem kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs optimierten Antennenanlage können Messungen der komplexen
Streuparameter der Übertragungsstrecke Sendeantenne-Testantenne für alle azimutalen
Winkelwerte dienen. Hierzu werden die Antennenanschlußstellen 4 für die Messung als
Anschlußtore im Sinne der Theorie elektrischer Schaltungen betrachtet und deren komplexe
Gesamtmatrix zur Beschreibung der Zusammenhänge zwischen den elektrischen Größen an
diesen Anschlußtoren, an welche später die Leitungen 11 und das Leitungs- und Sammelnetzwerk
9 mit Sammelanschlußstelle 5 angeschlossen werden, ermittelt. Ferner wird die Erregung
im Empfangsfall durch eine im wesentlichen horizontal einfallende Welle für alle Azimutalwinkel
nach Betrag und Phase zueinander erfaßt. Damit sind die Parameter einer Matrix, welche
die fern abliegende Sendeantenne beinhaltet, zur Beschreibung der elektrischen Größen
an den Anschlußtoren 4, bezogen auf die einfallende Welle, für alle Azimutalwinkel
bekannt.
[0022] Hierbei erweist sich die Anwendung der gängigen Meßtechnik zur Erfassung von Streuparametern
zur Beschreibung der elektrischen Kenngrößen insbesondere auch aus Gründen der Verfügbarkeit
solcher Meßsysteme als besonders vorteilhaft. Mit Hilfe dieser Parameter können die
Empfangssignale der einzelnen Antennen 1 über ein rechnerisch angesetztes Leitungs-und
Sammelnetzwerk 9 mit Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder 12 zu einem Gesamtempfangssignal
10 zusammengefaßt werden.
[0023] Durch Anwendung rechnerischer Optimierungsmethoden, wie z.B. der Variationsrechnung,
lassen sich daraus die optimalen Phasenwerte und die Amplitudenbewertungsfaktoren
des Leitungs-und Sammelnetzwerks 9 im Hinblick auf einem maximalen Wert von (S
med/S
min)
dB in kurzer Rechenzeit ermitteln. Die Realisierung der Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder
12 im Leitungs-und Sammelnetzwerk 9 kann nach bekannten Methoden der Schaltungstechnik
erfolgen. Beispiele hierfür sind in Fig. 9 dargestellt. Für die Optimierung können
unterschiedliche Ziele verfolgt werden. Bei Schmalbandoptimierung wird man den Medianwert
(S
med/S
min)
dB bezüglich einer vollen azimutalen Umdrehung rechnerisch darstellen und diesen Wert
durch Variationsrechnung optimieren. Bei Optimierung eines vorgegebenen Frequenzbereichs,
(z.B. UKW-Bereich) wird man den Medianwert (S
med/S
min)
dB über alle vollen azimutalen Umdrehungen bei allen möglichen Empfangskanälen rechnerisch
darstellen und diesen Wert durch Variationsrechnung optimieren.
[0024] Erläuterungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen der
Figuren 1 bis 10 dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
[0025] Es zeigen:
- Fig. 1a
- Überschreitungswahrscheinlichkeit der Empfangspegel von zwei Antennen mit unterschiedlichen
Medianwerten ( SmeddB) der Empfangspegel.
- Fig. 1b:
- Typischer Verlauf der Empfangspegel von zwei Antennen an einem Fahrzeug längs eines
Fahrwegs.
- Fig. 1c:
- Zusammenhang zwischen der Empfangsqualität QdB und dem Mittelwert des Signalschutzabstands (Smed/Smin)dB..
- Fig. 2:
- Antennenanlage mit Antennen auf dem Rückfenster und Antennen auf den dem Rückfenster
benachbarten Seitenfenstern.
- Fig. 3:
- Fensterscheiben-Antennenanlage mit an der Glasscheibe aufgebrachten flächenhaft verlegten
bzw. aufgedruckten drahtförmigen elektrischen Heizleitern zur Bildung von vier Antennen
mit Hilfe von Leitern quer zu den Heizleitern 20, mit Antennenanschlußstellen 4. Zur
Erläuterung der hochfrequenztechnisch entkoppelnden Wirkungsweise der Heizleiter zwischen
den Antennen sind die induktive und die resistive Wirkung der Heizleiter durch Induktivitäten
und Widerstände dargestellt. Die gestrichelten Kreisabschnitte kennzeichnen qualitativ
die als kapazitive Flächen wirkenden Regionen der einzelnen Antennen.
- Fig. 4a:
- Fensterscheiben-Antennenanlage mit an der Glasscheibe aufgebrachter flächiger leitfähiger
Schicht als leitende Fläche 7 zur Bildung von vier Antennen mit Antennenanschlußstellen
4. Aufgrund der unterschiedlichen Positionen der Antennenanschlußstellen 4 am Rand
der im Vergleich zur Wellenlänge nicht kleinen Fensteröffnung ist die mit der Antennenanlage
erreichbare Empfangsqualität größer als mit jeder der Fenster-Einzelantennen.
- Fig. 4b:
- Fensterscheiben-Antennenanlage nach der Erfindung mit an der Glasscheibe aufgebrachten
flächenhaft verlegten bzw. aufgedruckten drahtförmigen elektrischen Heizleitern zur
Bildung von vier Antennen mit Antennenanschlußstellen 4, Verbindungsleitungen 11,
Leitungs-und Sammelnetzwerk 9 mit Phasen- und Amplitudenbewertungsgliedern 12, Verbindungsstelle
14 und Sammelanschlußstelle 5.
- Fig. 5:
- Auf die Fensterscheibe gedruckte Verbindungsleitung 11 im Randbereich des Fensters
a: Koplanare Ausführungsform der Verbindungsleitung 11 auf einer Seite der Glasfläche.
b: Verbindungsleitung 11 aus mit aufeinander gegenüberliegenden Flächen des Glases
aufgedruckten Leitern. Der breite Leiter 7 ist als Masseleiter ausgeführt und ist
mindestens hochfrequent kapazitiv mit dem leitenden Fensterrahmen 25 verbunden.
- Fig. 6:
- Antennenanlage nach der Erfindung mit Antennen auf einer Fensterfläche zur Bildung
eines Antennendiversitysystems mit Schaltnetzwerken 15 zur Abschaltung einer Antenne
bei Vorliegen eines gestörten Gesamtsignals 10 an der Sammelanschlußstelle 5.
- Fig. 7:
- Antennenanlage nach der Erfindung mit einem Vielfach von Phasen- und Amplitudenbewertungsgliedern
12 mit Schaltnetzwerken 15 zur Bildung von mehreren Gesamtempfangssignalen 10, welche
zur Bildung einer Antennendiversityanlage mit einem Schalter 16 der Sammelanschlußstelle
5 alternativ zugeführt sind.
- Fig. 8:
- Antennenanlage nach der Erfindung mit einem Vielfach von Phasen- und Amplitudenbewertungsgliedern
12 mit Verstärkern 26 zur Bildung von mehreren Gesamtempfangssignalen 10, welche zur
Bildung einer Antennendiversityanlage mit einem Schalter 16 der Sammelanschlußstelle
5 alternativ zugeführt sind.
- Fig. 9:
- Beispielhafte Ausführungsformen von Leitungs- und Sammelnetzwerken 9
a) Erfindungsgemäße Anordnung mit Verbindungsleitungen 11, Phasen- und Amplitudenbewertungsglieder
12, Verbindungsstelle 14 und Sammelanschlußstelle 5.
b) Vorteilhafte Ausführungsform der Verbindungsleitungen 11 und der Phasen- und Amplitudenbewertungsglieder
12 als Leitungen mit passenden Wellenwiderständen und elektrischen Längen mit nachgeschalteter
Verbindungsstelle 14 mit Impedanz-Anpaßelementen und der Sammelanschlußstelle 5 am
Ausgang.
c) Beispielhafte Dimensionierung einer Anordnung nach b) für eine realisierte Antennenanlage
mit drei Antennen.
- Fig. 10:
- Beispiel einer Antennenanlage nach der Erfindung ohne Antennendiversity mit drei aktiven
Antennen für den UKW-Empfang und einer aktiven Antenne (AM) für den LMK-Empfang.
[0026] Mit einer Antennenanlage nach der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß die Empfangsqualität
im zeitlichen Mittel stets größer ist, als sie jeweils mit einer der Einzelantennen
erreicht werden kann. Dieser Vorteil kann einerseits in einer Antennenanlage verwendet
werden, in der keine Diversitymaßnahmen vorgesehen sind. Dies ist insbesondere dann
von Bedeutung, wenn keine Einzelantenne verfügbar ist, welche die geforderte Empfangsqualität
liefert. Durch Bildung mehrerer Einzelantennen, wie z. B. in Fig.2, kann dann mit
Hilfe der Erfindung die geforderte Empfangsqualität erreicht werden. Vielfach ist
eine Verbesserung der Empfangsqualität jedoch auch gewünscht, wenn jede der Einzelantennen
die Empfangsqualität bekannter qualitativ hochwertiger Antennen besitzt. Dieses Bestreben
wird durch die in der Praxis häufig angewandte Technik des Antennendiversity bestätigt.
[0027] Die vorliegende Erfindung läßt sich jedoch auch zur Steigerung der Empfangsqualität
bei Einsatz von Antennendiversity anwenden. Eine Anordnung dieser Art ist beispielhaft
in Fig. 6 dargestellt und Elemente zur Abschaltung von Signalen sind als Schaltnetzwerke
15 gekennzeichnet. In diesem Fall werden z.B. die Einzelantennen unter Anwendung des
Erfindungsgedankens zur Bildung einer Antennenanlage zusammengefaßt und für leitend
geschaltete Schaltnetzwerke 15 (Dioden) die Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder
12 entsprechend gestaltet. In dieser besonders wenig aufwendigen Ausführungsform der
Erfindung werden in Situationen, in denen sich die Empfangsbeiträge zu Null ergeben
und somit Pegeleinbrüche im Gesamtsignal auftreten, alternierend Signale einzelner
Antennen abgeschaltet, so daß diese nicht mehr zum Gesamtsignal beitragen und der
Pegeleinbruch im Gesamtsignal verschwindet. Somit liefert auch bei Anwendung der Erfindung
in Diversitytechniken das Gesamtsignal im zeitlichen Mittel eine bessere Signalqualität,
weil während der Ruhephasen des Diversitysystems eine bessere Signalqualität erzielt
ist, wie es in der Aufgabe der Erfindung gefordert ist.
[0028] Hinsichtlich des erreichbaren Maßes an Verbesserung der Empfangsqualtität ist festzustellen,
daß es vorteilhaft ist, wenn die einzelnen Antennen unterschiedliche azimutale Richtdiagramme
bei möglichst großem azimutalem mittleren Gewinn bei niedriger Elevation der einfallenden
Wellen besitzen und wenn sie bezüglich ihrer Strahlungszentren nicht zu nahe benachbart
sind derart, daß ein hinreichender Gangunterschied von mehr als 1/10 der Betriebswellenlänge
der die Antenne erregenden Wellen wirksam ist. Andererseits ist es vorteilhaft, den
Gangunterschied nicht groß gegen die Betriebswellenlänge zu gestalten, um ein zu großes
Auffächern des an der Sammelanschlußstelle 5 meßbaren azimutalen Richtdiagramms zu
vermeiden. Dies wäre zwar in einem vollkommenen Rayleigh-Empfangsfeld mit in sehr
großer Zahl einfallender Wellen nicht problematisch, kann jedoch in ebenen Empfangsgebieten,
in denen häufig eine Rice-Verteilung mit einem starken Bündel aus einem Winkelbereich
einfallender Wellen vorliegt, störend sein.
[0029] Bei einer Fenster-Antennenanlage ist es deshalb günstig, auch Antennen auf benachbarten
Fenstern zur Bildung der Anlage heranzuziehen. Dies ist in Fig. 2 beispielhaft gezeigt.
Hierbei ist es zweckmäßig, die Antennen 1 nicht in zu großem räumlichen Abständen
voneinander anzuordnen, damit die an der Sammelanschlußstelle 5 meßbaren azimutalen
Richtdiagramme nicht zu sehr auffächern. Es zeigt sich, daß der geometrische Abstand
aller Antennen 1 voneinander in einer günstigen Ausführungsform der Erfindung nicht
größer sein soll als die Betriebswellenlänge. In der äußerst bedeutsamen Anwendung
des UKW-Rundfunkempfangs ist diese Bedingung für eine Antennenanlage nach Fig. 2 in
der Regel erfüllt.
[0030] Eine für die Anwendung besonders wichtige Ausführungsform der Erfindung ist die Anbringung
mehrerer Antennen 1 auf einer Fensterscheibe. Die Bildung solcher Antennen 1 aus einem
Heizfeld auf der Heckfensterscheibe eines Autos ist beispielhaft in Fig.3 dargestellt.
Hierzu sind auf der Glasscheibe flächenhaft verlegte bzw. aufgedruckte drahtförmige
elektrische Heizleiter zur Bildung von vier Antennen 1 mit Hilfe von Leitern quer
zu den Heizleitern 20 aufgebracht. Zur Erläuterung der hochfrequenztechnisch entkoppelnden
Wirkungsweise der Heizleiter zwischen den Antennen 1 sind die induktive und die resistive
Wirkung der Heizleiter durch Induktivitäten und Widerstände dargestellt. Die gestrichelten
Kreisabschnitte kennzeichnen qualitativ die als kapazitive Flächen wirkenden Regionen
der einzelnen Antennen 1. An die Antennenanschlußstellen 4 werden die Verbindungsleitungen
11 angeschlossen, wie dies für eine Antennenanlage nach der Erfindung in Fig.4a oder
in Fig.4b dargestellt ist. Die über die geeignet dimensionierten Phasenglieder und
Amplitudenbewertungsglieder 12 bewerteten Empfangssignale am Ende der Verbindungsleitungen
11 werden im Leitungs-und Sammelnetzwerk 9 in der Verbindungsstelle 14 zusammengefaßt
und bilden das an der Sammelanschlußstelle 5 vorliegende Gesamtempfangssignal 10 mit
der verbesserten Empfangsqualität.
[0031] Eine Antennenanordnung wie in Fig. 3, die bezüglich der Tore 4 in ihrem Gesamtverhalten
durch Streuparameter beschrieben ist, kann auf ähnliche Weise wie die Antennen 1 in
Fig. 2 zu einer Antenne mit Sammelanschlußstelle 5 gestaltet werden. Hierzu können
die Tore 4 über Verbindungsleitungen, ähnlich wie in Fig. 2, mit einem Leitungs- und
Sammelnetzwerk 9 verbunden werden, welches Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder
12 beinhaltet. Zusätzlich können im Leitungs- und Sammelnetzwerk 9 auch Verstärkerschaltungen
26 enthalten sein. Wesentlich für die Erfindung ist, daß das in der Aufgabe der Erfindung
beschriebene Kriterium im Signal an der Sammelanschlußstelle 5 erfüllt ist. Der wirksame
relative Abstand der Antennen 1 voneinander soll jedoch groß gewählt werden, damit
eine Beeinflussung der Richtcharakterisik durch Zusammenfassung der Antennensignale
an der Antennenanschlußstelle gegeben ist.
[0032] Neuere Technologien ermöglichen es, mit Hilfe extrem dünner leitender Schichten auf
Fensterscheiben die Infrarottransmission des Lichtes zu mindern. In einer vorteilhaften
Anwendung der Erfindung kann eine derartige Schicht, welche eine nur begrenzt leitende
Fläche 7 darstellt, als Antennenanlage mit guten Eigenschaften gestaltet werden. Eine
solche Antennenanlage ist in Fig. 4a beschrieben. Mit Hilfe niederohmiger längsgestreckter
Elektroden entlang der abgedeckten Fensterscheibenberandung werden mit in der Nähe
befindlichen Karosserie-Massepunkten 3 mehrere Tore 4 vorzugsweise an der oberen und
unteren Berandung sowie an den Seitenberandungen des Fensters gebildet. Mit Zuleitungen
11 zum Leitungs- und Sammelnetzwerk 9 werden die Antennensignale über Phasenglieder
und Amplitudenbewertungsglieder 12 an der Verbindungsstelle 14 zusammengefaßt und
stehen an der Sammelanschlußstelle 5 zur Weiterleitung zum Empfänger zur Verfügung.
Durch geeignete Wahl der Phasen- und Amplitudenwerte in den Gliedern 12 mit Hilfe
des oben angegebenen Optimierungsverfahrens läßt sich die Empfangsqualität einer so
gebildeten Antennenanlage soweit steigern, daß sie z.B. im UKW-Bereich einer bekannten
Stabantenne ebenbürtig ist, obgleich der Oberflächenwiderstand der dünnen Schicht
zwischen 5 und 10 Ohm liegt. Die schraffierten Halbkreise um die Elektroden 2 in Bild
4a kennzeichnen qualitativ die diesen Elektroden jeweils zugeordneten Zonen, welche
in der Hauptsache das Verhalten der Antennen 1 bezüglich des jeweiligen Tores 4 bestimmen.
[0033] Als weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Antennenanlage ist ein entsprechend
gestaltetes Heizfeld einer Rückfensterscheibe mit parallelen gedruckten Heizleitern
in Fig. 4b dargestellt. Hier sind die Tore 4 jeweils am Scheibenrand durch Bildung
von Anschlußpunkten 2 am Scheibenrand realisiert. Die Ankopplung an das Heizfeld erfolgt
entweder über die Sammelschiene oder über Leiter quer zu den Heizleitern 20. Am Ende
jeder der Verbindungsleitungen 11 ist am Eingang des Leitungs- und Sammelnetzwerks
9 ein rauscharmer Leitungsverstärker 26 geschaltet, dessen Ausgangssignal jeweils
einem Phasenglied und Amplitudenbewertungsglied 12 zugeführt ist. Die über die Verbindungsstelle
14 zusammengeführten Signale liegen dann an der Sammelanschlußstelle 5 nach Optimierung
der Phasen- und Amplitudenwerte mit günstigstem Signal-Rauschverhältnis im Sinne des
erfindungsgemäß zu erfüllenden Kriteriums vor. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung sind unmittelbar an die Tore rauscharme Antennenverstärkerschaltungen
13 nach dem Prinzip der aktiven Antenne angebracht. Durch wellenwiderstandsrichtige
Gestaltung des Ausgangswiderstands dieser Verstärker gemäß dem Wellenwiderstand der
Verbindungsleitungen 11, kann das oft störende frequenzabhängige Verhalten dieser
Leitungen weitgehend eliminiert werden und die Leitungsverstärker 26 in Fig. 4h können
entfallen.
[0034] Eine besonders kostengünstige Ausführungsform der Leitungen 11 bei einer Antenne
gemäß Fig. 4a sind gedruckte Leitungen, wie sie in den Figuren 5a und 5b entlang dem
Rand der Glasscheibe 6 dargestellt sind. Fig. 5a zeigt eine koplanare Ausführungsform
der Verbindungsleitung 11, wobei der am Rand befindliche Leiter vorzugsweise als Masseleiter
verwendet ist. Der Anschlußpunkt 2 kann als kapazitive Fläche ausgeführt werden, welche
auf der gegenüberliegenden Glasfläche aufgebracht ist und kapazitiv mit dem spannungsführenden
Leiter der Verbindungsleitung 11 verbunden ist. In Fig. 5b liegen der Masseleiter
7 und der spannungsführende Leiter 11 auf beiden Seiten der Glasfläche einander gegenüber.
[0035] In Fig. 6 ist eine vorteilhaft ausgestaltete Antenne nach der Erfindung für die Anwendung
in einem Diversitysystem gezeigt. Die Anschlußpunkte 2 der Antennen 1 werden mit Hilfe
von Schaltnetzwerken, welche als Dioden dargestellt sind und vom Diversityprozessor
21 gesteuert werden, an das Leitungs- und Sammelnetzwerk 9 über die Verbindungsleitungen
11 angeschlossen. Die Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder 12 sind in einer
beispielhaften Ausführungsform dahingehend optimiert, daß bei Durchlässigkeit aller
Schaltnetzwerke 15 an der Sammelanschlußstelle 5 ein Signal verfügbar ist, welches
den erfindungsgemäßen Kriterien genügt. In diesem Schaltungszustand wirkt die Gesamtanordnung
wie eine Antenne, bei der sich im Falle des Auftretens eines Pegeleinbruchs die Signale
an den Toren 4 im Gesamtsignal weitgehend aufheben. Durch sukzessives Öffnen eines
oder mehrerer der Schaltnetzwerke 15 werden Beiträge, welche zur Kompensation des
Gesamtsignals führen, weggenommen, so daß der Pegeleinbruch verschwindet. Dem Empfänger
wird somit in der Stellung des Diversityprozessors, in welcher die Dioden 15 leitend
sind, ein verbessertes Signal gemäß der Erfindung angeboten und im Falle des Auftretens
eines Pegeleinbruchs, letzterer durch die Diversitywirkung aufgehoben.
[0036] In einer weiterführenden Diversityanordnung mit Antennenanlagen nach der Erfindung,
werden in Fig. 7 die Ausgangssignale der Tore 4 die Schaltnetzwerke 15 derart geschaltet,
daß in jeder Stellung der Schaltnetzwerke mit Hilfe der Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder
12 günstigere Signale an einem Antennenauswahlschalter 16 vorliegen, als sie die einzelnen
Tore 4 zur Verfügung stellen. Es lassen sich somit unterschiedliche Richtdiagramme
mit hohem azimutalen Medianwert für den Diversitybetrieb am Antennenauswahlschalter
bilden, aus denen mit Hilfe des Diversityprozessors 21 das zum jeweiligen Zeitpunkt
am wenigsten gestörte Signal an der Sammelanschlußstelle 5 ausgewählt ist. In einer
weiterführenden Diversityanordnung dieser Art wird, wie in Fig. 8, am Ende jeder Verbindungsleitung
11 ein Leitungsverstärker 26 eingesetzt, dessen Ausgang es erlaubt, jeweils ein Vielfach
von Phasengliedern und Amplitudenbewertungsgliedern 19 anzuschalten, so daß wiederum
über die Verbindung der entsprechenden Ausgänge der Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder
12 am Antennenauswahlschalter 16 mehrere Signale mit Richtdiagrammen von hohem Medianwert
verfügbar sind und vom Diversityprozessor 21 für die Fortleitung zum Empfänger an
der Sammelanschlußstelle 5 ausgewählt werden.
[0037] Fig. 9 zeigt Ausführungsformen von Leitungs- und Sammelnetzwerken 9. Hierin zeigt
Fig. 9a) eine erfindungsgemäße Anordnung mit Verhindungsleitungen 11, Phasen- und
Amplitudenbewertungsglieder 12, einer Verbindungsstelle 14, in der die Signale zum
Gesamtsignal an der Sammelanschlußstelle 5 zusammengefaßt sind. Für die Einstellung
der Phasen- und Amplitudenwerte in 12 sind die durch die Verbindungsleitungen 11 bedingten
Phasenverschiebungen naturgemäß zu berücksichtigen. In Fig. 9b) sind die Verbindungsleitungen
11 und die Phasen- und Amplitudenbewertungsglieder 12 vorteilhaft als Leitungen mit
passenden Wellenwiderständen und elektrischen Längen mit nachgeschalteter Verbindungsstelle
14 und mit Impedanzanpaßelementen X
P1, X
P2 und X
S ausgeführt. In Fig. 9c) ist die beispielhafte Dimensionierung einer Anordnung nach
Fig. 9b) für eine realisierte Antennenanlage mit drei Antennen 1 gezeigt. Zur ergänzenden
Optimierung kann das in Fig. 10 links unten gezeigte Tor mit in die Gesamtmatrix und
in die Variationsrechnung mit einbezogen werden und durch Beschaltung mit einer optimalen
Impedanz - meist eines Blindwiderstands - auf diese Weise den Empfang im Sinne der
Erfindung verbessern. Dieser Blindwiderstand X ist somit Teil des zu optimierenden
Leitungs- und Sammelnetzwerkes 9, ohne in diesem gegenständlich enthalten zu sein.
[0038] Schließlich ist in Fig. 10 eine Rundfunkempfangsantenne nach der Erfindung drei Antennen
ohne Antennendiversity gezeigt, wobei in einer Komponente ein Antennenverstärker 13,
zwei Leitungsverstärker 26, ein Leitungs- und Sammelnetzwerk 9 zur Bildung einer erfindungsgemäßen
Antenne für den FM-Bereich sowie ein AM-Verstärker und eine AM/FM-Frequenzweiche 22
untergebracht sind.
Verwendete Begriffe:
[0039]
Antenne 1
Anschlußpunkt 2
Massepunkt 3
Antennenanschlußstelle 4
Sammelanschlußstelle 5
Glasscheibe 6
Leitende Fläche 7
Ankoppelpunkte 8
Leitungs-und Sammelnetzwerk 9
Gesamtempfangssignal 10
Verbindungsleitung 11
Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder 12
Verstärkerschaltung 13
Verbindungsstelle 14
Schaltnetzwerke 15
Antennenauswahlschalter 16
Vielfach von Schaltnetzwerken 18
Vielfach von Phasengliedern und Amplitudenbewertungsgliedern 19
Leiter quer zu den Heizleitern 20
Anpaßnetzwerk 21
Sammelschienenanschluß 22
Sammelschiene 23
Sichtfeld 24
leitender Fensterrahmen 25
Antennenverstärker 26
1. Antennenanlage für den Hör-und Fernsehrundfunkempfang in Kraftfahrzeugen im Meter-
und Dezimeterwellenbereich, dadurch gekennzeichnet,
daß neben einer ersten Antenne mindestens eine 'weitere Antenne auf dem Fahrzeug vorhanden
ist und die an den Anschlußpunkten (2) der Antennen (1) jeweils vorliegenden Empfangssignale
über ein Leitungs- und Sammelnetzwerk (9) mit Sammelanschlußstelle (5) zu einem Gesamtempfangssignal
(10) zusammengefaßt sind und das Leitungs- und Sammelnetzwerk (9) derart gestaltet
ist, daß der Beitrag der Empfangssignale zum Gesamtsignal nach Betrag und Phase fest
eingestellt und derart gewählt ist, daß bei dem in einem Empfangsfeld mit statistisch
einfallenden, sich überlagernden Teilwellen bewegten Fahrzeug im statistischen Mittel
eine möglichst große Empfangsqualität vorliegt (Fig.4a).
2. Antennenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der geometrische Abstand aller Antennen (1) voneinander nicht größer ist als die
Betriebswellenlänge.
3. Antennenanlage nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antennen (1) als Fensterscheibenantennen ausgeführt sind mit jeweils einem
Anschlußpunkt (2) in der Nähe eines die Glasscheibe (6) umgebenden elektrisch leitenden
Rahmens, auf dem der die HF-Bezugsmasse bildende Massepunkt (3) auf dem Rahmen gebildet
ist und dieser Massepunkt (3) zusammen mit dem Anschlußpunkt (2) die Antennenanschlußstelle
(4) bildet und alle Antennen (1) entweder auf demselben ersten Fenster angebracht
sind, oder eine oder mehrere Antennen (1) auf einem oder /und einem zweiten, dem ersten
Fenster benachbarten Fenster des Kraftfahrzeugs angebracht ist bzw. sind.
4. Antennenanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Glasscheibe (6) drahtförmige elektrische Leiter angebracht sind und diese
drahtförmigen elektrischen Leiter darauf in einem größeren Bereich der Glasfläche
flächenhaft verlegt sind, so daß eine mindestens eindimensional leitende Fläche (7)
gegeben ist und Antennen (1) dadurch gebildet sind, daß am Rande der leitenden Fläche
für jede Antenne (1) ein Ankoppelpunkt (8), welcher hochfrequent mit je einem Anschlußpunkt
(2) in der Nähe eines die Glasscheibe (6) umgebenden elektrisch leitenden Rahmens
mit einem die HF-Bezugsmasse bildenden Massepunkt (3) vorhanden ist und Massepunkt
(3) und Anschlußpunkt (2) die Antennenanschlußstelle (4) bilden.
5. Antennenanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die auf der Glasfläche (6) flächenhaft verlegten bzw. aufgedruckten drahtförmigen
elektrischen Leiter durch das Heizfeld gegeben sind und daß zur Verbesserung der Ankopplung
an das Heizfeld zur Bildung mindestens einer derAntennen (1) ein bzw. mehrere Querleiter
(20) im wesentlichen senkrecht zu den Heizleitern geführt ist bzw. sind und der Ankoppelpunkt
(8) in der Nähe des Auftreffpunkts des Querleiters (20) oder eines Querleiters (20)
am äußersten Heizleiter am Rande der leitenden Fläche gebildet ist.
6. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Glasscheibe (6) eine flächenhaft aufgebrachte bzw. beigelegte niederohmig
leitfähige Schicht vorhanden ist, so daß eine zweidimensional leitende Fläche (7)
gegeben ist und Antennen (1) dadurch gebildet sind, daß am Rande der leitenden Fläche
für jede Antenne (1) ein Ankoppelpunkt (8), welcher hochfrequent mit je einem Anschlußpunkt
(2) in der Nähe eines die Glasscheibe (6) umgebenden elektrisch leitenden Rahmens
mit einem die HF-Bezugsmasse bildenden Massepunkt (3) vorhanden ist und Massepunkt
(3) und Anschlußpunkt (2) die Antennenanschlußstelle (4) bilden.
7. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand zwischen den Ankoppelpunkten (8) mindestens 1/10 der Wellenlänge beträgt
und das Leitungs- und Sammelnetzwerk (9) Phasen- und Amplitudenbewertungsglieder (12)
enthält und die an den Anschlußpunkten (2) vorliegenden Empfangssignale dementsprechend
nach bestimmten Phasenlagen und Amplituden zusammengefaßt sind und die Phasenglieder
und Amplitudenbewertungsglieder (12) für ein Rayleigh-Empfangsfeld eingestellt sind.
8. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Fensterscheibenantenne auf einem Fenster angebracht ist, welches von horizontalen
und von im wesentlichen vertikalen Fensterrahmenteilen umgeben ist, und sowohl in
der Nähe des oberen horizontalen Fensterrahmenteils als auch auf einem der im wesentlichen
vertikalen Fensterrahmenteile jeweils mindestens ein Anschlußpunkt (2) vorhanden ist.
9. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß auch in der Nähe des unteren horizontalen Fensterrahmenteils mindestens ein Anschlußpunkt
(2) vorhanden ist.
10. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß auch in der Nähe des weiteren im wesentlichen vertikalen Fensterrahmenteils mindestens
ein Anschlußpunkt (2) vorhanden ist.
11. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß von jeder Antennenanschlußstelle (4) eine elektrische Verbindungsleitung (11)
außerhalb des Sichtfeldes der Fensterscheibe zu einem gemeinsamen Netzwerk geführt
ist, welches Phasenglieder und Amplitudenbewertungsglieder (12) und die Sammelanschlußstelle
(5) enthält und die Phasendreheigenschaften der Verbindungsleitungen (11) jeweils
in die Einstellung der Phasenwerte der Phasendrehglieder einbezogen sind.
12. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wellenwiderstand der Verbindungsleitungen (11) derart gewählt ist, daß er
der zwischen den Anschlußpunkten und dem benachbarten Massepunkt (3) auf dem leitenden
Rahmen vorliegenden Impedanz möglichst nahe kommt.
13. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß bei mindestens einer Antennenanschlußstelle (4) zwischen dieser einerseits und
der betreffenden Verbindungsleitung (11) andererseits ein passives Anpaßnetzwerk (21)
geschaltet ist, dessen Phaseneigenschaften in die Gestaltung des betreffenden Phasendrehgliedes
im Netzwerk mit einbezogen ist.
14. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungsleitungen (11) außerhalb des Sichtfeldes (24) des Fensters längs
des Randes der Fensterscheibe als koplanare Leitung auf Glas aufgedruckt oder auf
einer nichtleitenden Folie am Glas befestigt ist.
15. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungsleitung (11) außerhalb des Sichtfeldes des Fensters längs des Randes
der Fensterscheibe als Streifenleitung auf einander gegenüberliegenden Flächen des
Glases aufgedruckt oder als Leiter am Glas befestigt sind und deren Masseleitung als
kapazitiv mit dem leitenden Fensterrahmen in Verbindung stehende leitende Fläche (7)
ausgeführt ist.
16. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der leitende Rahmen außerhalb des Sichtfeldes des Fensters längs des Randes der
Fensterscheibe als leitender Streifen aufgedruckt oder am Glas befestigt ist.
17. Antennenanlage nach Anspruch 1 bis 16 für die Verwendung insbesondere im UKW-Bereich,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine der Antennen (1) als stabförmige Antenne und mindestens eine der
Antennen (1) als Fensterscheibenantenne ausgebildet ist und alle Antennen (1) entweder
in der vorderen oder der hinteren Fahrzeughälfte angebracht sind.
18. Antennenanlage nach Anspruch 1 bis 17 für die Verwendung insbesondere im UKW-Bereich,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antennen (1) als stabförmige Antennen ausgebildet sind und alle Antennen (1)
entweder in der vorderen oder der hinteren Fahrzeughälfte angebracht sind.
19. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung eines Antennendiversitysystems zwischen mindestens einem Anschlußpunkt
(2) und der daran angeschlossenen elektrischen Verbindungsleitung (11) ein Schaltnetzwerk
(15) geschaltet ist, welche bei Vorliegen eines gestörten Gesamtsignals ein Abschalten
des betreffenden Antennensignals bewirkt.
20. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung eines Antennendiversitysystems einer oder mehrerer der elektrischen
Verbindungsleitungen (11) mit dem gemeinsamen Netzwerk (9) jeweils ein Vielfach von
je einem Schaltnetzwerk (18) und einem nachgeschalteten Phasenglied und Amplitudenbewertungsglied
(12) im Netzwerk vorhanden ist und jeweils eines der Schaltnetzwerke (15) in einem
Vielfach auf Durchlaß geschaltet ist und die durchgeschalteten Empfangssignale jeweils
zu einem Gesamtsignal zusammengefaßt sind, an welche der Antennenauswahlschalter (16)
des Antennendiversitysystems angeschlossen ist und die Schaltnetzwerke (15) und der
Antennenauswahlschalter (16) synchron vom Antennendiversitysystem geschaltet sind
derart, daß jeweils ein unterschiedlich zusammengefaßtes Antennengesamtsignal gegeben
ist.
21. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung eines Antennendiversitysystems eine oder mehrere der elektrischen
Verbindungsleitungen (11) mit dem gemeinsamen Netzwerk (9) jeweils im Netzwerk ein
Antennenverstärker (26) an dessen Ausgang durch Signalverzweigung ein Vielfach von
je einem nachgeschalteten Phasenglied und Amplitudenbewertungsglied (19) vorhanden
ist und deren Ausgangssignale jeweils zu einem Gesamtsignal zusammengefaßt sind, an
welches der Antennenauswahlschalter (16) des Antennendiversitysystems angeschlossen
ist und in jeder Schaltstellung ein jeweils unterschiedlich zusammengefaßtes Antennengesamtsignal
gegeben ist.
22. Fensterscheibenantenne nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet,
daß an den Antennenanschlußstellen (4) Anschlußtore gebildet sind, deren komplexe
Gesamtmatrix zur Beschreibung der Zusammenhänge zwischen den elektrischen Größen an
diesen Anschlußtoren, an welche die Leitungen des Leitungs- und Sammelnetzwerks (9)
mit Antennenanschlußstelle (4) angeschlossen sind, ermittelt ist und deren Erregung
im Empfangsfall durch eine im wesentlichen horizontal einfallende Welle für alle Azimutalwinkel
nach Betrag und Phase zueinander erfaßt sind, so daß die Parameter zur Beschreibung
der elektrischen Größen an den Anschlußtoren, bezogen auf die einfallende Welle für
alle Azimutalwinkel bekannt sind und durch Variationsrechnung der Phasen- und Amplitudenbeiträge
der Einzelspannungen zu einem Gesamtempfangssignal (10) zusammengefaßt sind und das
Leitungs- und Sammelnetzwerk (9) derart gestaltet ist, daß bei dem in einem Empfangsfeld
mit statistisch einfallenden, sich überlagernden Teilwellen bewegten Fahrzeug im statistischen
Mittel die Empfangsqualität möglichst groß ist.