Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft eine Mehrbereichsantenne, insbesondere eine Mehrbereichsantenne
zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug, die für eine Car-to-Car-Kommunikation geeignet
ist.
Stand der Technik
[0002] Insbesondere für den Mobilfunk sind innerhalb Europas mehrere Frequenzbänder in Benutzung,
beispielsweise 890-960 MHz und 1710-1880 MHz für GSM und 1920-2170 MHz für UMTS. Daher
benötigt man für den Einsatz in Kraftfahrzeugen Mehrbereichsantennen, also Antennen
die multibandfähig sind. Das heißt, die in dem Kraftfahrzeug verwendeten Antennen
sollen zum Senden und Empfangen von Funksignalen in verschiedenen Frequenzbändern
geeignet sein.
[0003] Neben den bisher realisierten Frequenzbändern, beispielsweise für Telekommunikationsdienste,
sollen auch Radiosignale für digitales Radio sowie zukünftige Dienste wie LTE, WiMAX,
WiBro, WLAN und UWB, bedient werden. Diese zusätzlichen Dienste können beispielsweise
einen weiteren Frequenzbereich um 5,9 GHz zum Übertragen von Informationen zwischen
Fahrzeugen nutzen, d. h. für eine Car-to-Car-Kommunikation.
[0004] Für alle Frequenzbereiche ist es wünschenswert, dass die Empfangs- und Abstrahlcharakteristik
einer verwendeten Mehrbereichsantenne für alle gewünschten Frequenzbereiche in der
Horizontalen richtungsunabhängig ist und es keine Abschattungen durch einzelne Strahlerelemente
in bestimmten Richtungen gibt. Für die Mehrbereichsantenne bedeutet dies, dass das
Richtdiagramm über eine hohe Bandbreite eine gute Rundstrahlcharakteristik, d. h.
keine größeren Einzüge, aufweist und die Energie gleichmäßig in horizontale Richtungen
an die Kommunikationsempfänger abgestrahlt werden kann.
[0005] Die Druckschrift
DE 10 2007 061 740 A1 offenbart eine Mehrbereichsantenne mit zwei Monopolen, die sich senkrecht zu einer
Ebene erstrecken. Die Monopole weisen untere Antennenabschnitte auf, die sich V-förmig
von einem Antennenfußpunkt auf der Ebene erstrecken. An einen der Schenkel schließt
sich ein einfacher, auf eine senkrechte Ebene ausgerichteter Monopolabschnitt an.
An den anderen der Schenkel schließt sich ein L-förmiger Monopolabschnitt an.
[0006] Aus der Druckschrift
EP 1 189 305 A2 ist eine Konusantenne bekannt, die in einem dielektrischen Material eingebettet ist.
Die Konusantenne ist auf einer Rundplatte angeordnet und verbreitert sich mit zunehmendem
Abstand von der Grundplatte.
[0007] Auch aus der Druckschrift
US 7,286,095 ist eine Konusantenne bekannt, die teilweise in einem Kunststoffkörper aufgenommen
ist. Die Konusantenne ist auf einer scheibenförmigen Grundplatte angeordnet, so dass
die Konusantenne mit ihrer Spitze auf der Grundplatte steht.
[0008] In der Druckschrift
US 2003/0103008 A1 ist eine Mehrbereichsantennenstruktur dargestellt, bei der ein konusförmiger Antennenabschnitt
mit seiner Spitze auf einer Grundplatte angeordnet ist. An das breite Ende des konusförmigen
Antennenabschnitts schließt sich ein zylinderförmiger Abschnitt an. Parallel zur Grundplatte
erstrecken sich von dem Rand des zylinderförmigen Abschnitts Antennenstrukturen, die
parallel zur Grundplatte ausgerichtet sind.
[0009] Die
US 2005/134511 A1 beschreibt eine Breitband-Antenne, welche einen konisch verlaufenden Abschnitt und
einen Abschnitt der Form eines Monopols aufweist.
[0010] Die
US 6,693,600 B1 offenbart eine Breitband-Antenne, welche einen Monokonus und einen Monopol umfasst.
[0011] Die
US 2011/012802 A1 beschreibt eine Antenne, welche ein konisch abstrahlendes Element und ein kreisförmig
abstrahlendes Element umfasst.
[0012] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehrbereichsantenne insbesondere
für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, die eine richtungsunabhängige
Rundstrahlcharakteristik in mehreren Frequenzbereichen aufweist.
Offenbarung der Erfindung
[0013] Diese Aufgabe wird durch die Mehrbereichsantenne gemäß Anspruch 1 sowie die Mehrbereichsantennenanordnung
gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
[0014] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
[0015] Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Mehrbereichsantenne, insbesondere für den Einsatz
in einem Kraftfahrzeug, vorgesehen. Die Mehrbereichsantenne umfasst:
- einen Konusstrahler mit einer Symmetrieachse, um den Konusstrahler mit seinem auslaufenden
Ende senkrecht auf eine Massefläche aufzusetzen; und
- einen ersten Monopolstrahler, der sich in Richtung der Symmetrieachse an den Konusstrahler
anschließt, wobei der erste Monopolstrahler mit einer Seitenfläche des Konusstrahlers
elektrisch verbunden ist.
[0016] Eine Idee der obigen Mehrbereichsantenne besteht darin, durch eine Stapelanordnung
einzelner Strahlerelemente, des Konusstrahlers (konusförmiger Strahler) und des ersten
Monopolstrahlers zu vermeiden, dass es zu Abschattungen in bestimmten Richtungen in
einer horizontalen Ebene kommt, die senkrecht zur Symmetrieachse des Konusstrahlers
liegt. Weiterhin ist vorteilhaft, dass die Gesamthöhe der Mehrbereichsantenne durch
die aktive Kopplung des Konusstrahlers mit dem ersten Monopolstrahler reduziert und
somit insbesondere für niedrigere Frequenzen ein sehr breitbandiges Antennenverhalten
erreicht werden kann. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass ein Konusstrahler
für hohe Frequenzbereiche ausgelegt wird und der erste Monopolstrahler auf diesem
angeordnet wird. Damit die Gesamthöhe der Anordnung genutzt werden kann, ist es notwendig,
dass der Monopolstrahler mit einer Seitenfläche des Konusstrahlers verbunden ist.
Außerdem ist es bei der obigen Mehrbereichsantenne möglich, eine Impedanzanpassung
für die Strahlerelemente für einen Frequenzbereich ab 2-3GHz alleine durch Dimensionierung
des Konusstrahlers vorzunehmen. Im unteren Frequenzbereich bis 2-3 GHz wird die Impedanzanpassung
durch die Dimensionierung des Monopolstrahlers erreicht.
[0017] Weiterhin kann sich der erste Monopolstrahler bündig an die Seitenfläche des Konusstrahlers
anschließen. Insbesondere kann ein zweiter Monopolstrahler vorgesehen sein, der sich
in Richtung der Symmetrieachse an den Konusstrahler anschließt, wobei der zweite Monopolstrahler
mit einer Seitenfläche des Konusstrahlers elektrisch verbunden ist.
[0018] Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann sich der zweite Monopolstrahler bündig
an die Seitenfläche des Konusstrahlers anschließen. Insbesondere kann der zweite Monopolstrahler
bezüglich des Konusstrahlers dem ersten Monopolstrahler gegenüberliegend angeordnet
sein.
[0019] Weiterhin kann der zweite Monopolstrahler eine Dachkapazität aufweisen, die sich
insbesondere quer zur Symmetrieachse über den Konusstrahler erstreckt.
[0020] Die Mehrbereichsantenne kann an dem auslaufenden Ende des Konusstrahlers durch einen
Innenleiter eines Koaxialkabels kontaktierbar ausgebildet sein.
[0021] Weiterhin kann ein breiteres Ende des Konusstrahlers eine leitende Konusfläche aufweisen,
auf der eine GPS-Antenne angeordnet ist, wobei die GPS-Antenne über einen von dem
Konusstrahler isolierten Leiter durch den Konusstrahler kontaktierbar ist.
[0022] Ein Anschlussadapter kann vorgesehen sein, um den Innenleiter des Koaxialkabels und
den Konusstrahler miteinander zu verbinden.
[0023] Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Mehrbereichsantennenanordnung mit der obigen
Mehrbereichsantenne und einer Massefläche, insbesondere einer Karosserieaußenfläche
eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
[0024] Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand
der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Seitenansicht einer Mehrbereichsantenne;
- Figur 2
- eine Explosionsdarstellung der Mehrbereichsantenne der Figur 1; und
- Figur 3
- eine alternative Ausführungsform einer Mehrbereichsantenne mit einer zusätzlichen
GPS-Antenne.
Beschreibung von Ausführungsformen
[0025] Figur 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Mehrbereichsantenne
1, die auf einer Massefläche 2 anordenbar ist. Die Massefläche 2 kann beispielsweise
ein Autodach oder eine separat vorgesehene Massefläche sein.
[0026] Auf der Massefläche 2 ist ein von der Massefläche 2 elektrisch von der Massefläche
2 isolierter Konusstrahler 3 mit einer elektrisch leitenden Oberfläche angeordnet,
wobei die Symmetrieachse R des Konusstrahlers 3 senkrecht auf der Massefläche 2 angeordnet
ist. Der Konusstrahler 3 weist ein auslaufendes erstes Ende (Ende mit kleinerem Querschnittsdurchmesser
bzw. das der Deckseite des Konusstrahlers entsprechenden Ende) auf, mit dem er auf
der Massefläche 2 aufsteht, so dass ein zweites Ende, das bezüglich Symmetrieachse
R des Konusstrahlers 3 gegenüber dem auslaufenden Ende einen größeren Durchmesser
aufweist, von der Massefläche 2 beabstandet angeordnet ist.
[0027] Der Konusstrahler 3 hat einen bezüglich einer zur Massefläche 2 parallelen Ebene
kreisförmigen Querschnitt und weist dadurch eine optimale Rundstrahlcharakteristik
auf. Alternativ sind zur Anpassung an eine gewünschte Rundstrahlcharakteristik auch
von dem kreisförmigen Querschnitt abweichende Querschnitte, wie beispielsweise ovale
Querschnitte, möglich.
[0028] Der Konusstrahler 3 kann vollständig aus einem leitenden Material, wie z. B. einem
Metall, oder als ein mit einer Metallschicht beschichteter Kunststoffkörper ausgebildet
sein. Alternativ kann der Konusstrahler 3 auch als Hohlkörper ausgebildet sein.
[0029] Der Konusstrahler 3 ist elektrisch leitend und von der Massefläche 2 isoliert angeordnet.
Die Massefläche 2 weist eine Zuführöffnung 4 auf, durch die ein Innenleiter 5 eines
Koaxialkabels 6 geführt ist, ohne die Massefläche 2 elektrisch zu kontaktieren. Ein
Außenleiter 7 des Koaxialkabels 6 (Abschirmung) ist mit der Massefläche 2 verbunden.
Der Innenleiter 5 des Koaxialkabels 6 ist dabei mit der Außenfläche des Konusstrahlers
3 verbunden.
[0030] Zur mechanischen Stabilisierung des Konusstrahlers 3 ist ein Befestigungsring 8 vorgesehen,
der den Konusstrahler 3 umgibt und auf der Massefläche 2 abstützt. Dadurch kann der
Konusstrahler 3 zuverlässig in ausgerichteter Position auf der Massefläche 2 gehalten
werden und insbesondere kann ein Umbiegen des Konusstrahlers 3, so dass dessen Symmetrieachse
R aus der Senkrechten bezüglich der Massefläche 2 gelangt, verhindert werden.
[0031] Der Befestigungsring 8 ist vorzugsweise aus einem nicht leitenden, dielektrischen
Material ausgebildet, wie beispielsweise Plexiglas, Kunststoff oder dergleichen. Die
Konusantenne 3 ist vorzugsweise mit dem Befestigungsring 8 an den Kontaktflächen zwischen
der Außenfläche des Konusstrahlers 3 und entsprechenden Flächen des Befestigungsrings
8 sowie an der Auflagefläche 10 des Befestigungsrings 8 auf der Massefläche 2 verklebt
oder in sonstiger Weise befestigt.
[0032] Der Konusstrahler 3 weist also eine in Umfangsrichtung verlaufende, elektrisch leitfähige
Seitenfläche 9 auf sowie eine Konusfläche 11, die offen oder geschlossen, elektrisch
leitend oder nicht leitend ausgebildet sein kann.
[0033] Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Konusfläche 11 geschlossen ausgeführt und
verschließt das breitere Ende des Konusstrahlers 3. Die Konusfläche 11 trägt einen
ersten Monopolstrahler 12 und einen zweiten Monopolstrahler 13, die jeweils elektrisch
leitend ausgebildet sind. Der erste Monopolstrahler 12 schließt sich bündig an den
Rand der Konusfläche 11 an und steht in Richtung der Symmetrieachse R der Konusantenne
3, d. h. senkrecht zur Massefläche 2, von der Konusfläche 11 ab (in einer von der
Massefläche 2 wegführenden Richtung). Der zweite Monopolstrahler 13 ist im Wesentlichen
an einem gegenüberliegenden Abschnitt des Randes der Konusfläche 11 angeordnet und
steht ebenfalls senkrecht zur Massefläche 2, d. h. in gleicher Richtung wie der erste
Monopolstrahler 12, ab.
[0034] Der erste Monopolstrahler 12 ist als ein geradliniger Leiter ausgebildet, während
der zweite Monopolstrahler 13 einen geradlinigen Leiter aufweist, der mit einer querstehenden
Dachkapazität 14 versehen ist. Zur Ausbildung der Dachkapazität 14 ist der zweite
Monopolstrahler 13 L-förmig mit zwei Schenkeln 14, 15 ausgebildet. Ein erster Schenkel
15 verläuft senkrecht zur Massefläche 2 und ein zweiter Schenkel 14 im Wesentlichen
parallel zur Massefläche 2. wobei der von dem Konusstrahler 3 entfernte erste Schenkel
14 des L-förmigen zweiten Monopolstrahlers 13 quer in Richtung des ersten Monopolstrahlers
12 über die Konusfläche 11 ragt. Die Länge der über die Konusfläche 11 ragenden Dachkapazität
14 ist vorzugsweise geringer als der Durchmesser der Konusfläche 11.
[0035] Die Länge des ersten Monopolstrahlers 12 ist geringer als der sich an den Konusstrahler
3 anschließende zweite Schenkel 15 des zweiten Monopolstrahlers 13.
[0036] Im Folgenden wird auf die Dimensionierungen der Abmessungen der einzelnen Elemente
der Mehrbereichsantenne 1 näher eingegangen. Insbesondere werden Größenbereiche für
folgende Maße angegeben: Konuswinkel α als der durch die Seitenfläche 9 des Konusstrahlers
3 aufgespannte Winkel, Konusstrahlerhöhe H
c als die Länge des Konusstrahlers 3 in Richtung seiner Symmetrieachse R, erste Monopolstrahlerhöhe
H
u als die Länge des ersten Monopolstrahlers 12, zweite Monopolstrahlerhöhe H
g als die Länge des zweiten Schenkels 15 des zweiten Monopolstrahlers 13, Länge der
Dachkapazität D
t als die Länge des ersten Schenkels 14 des zweiten Monopolstrahlers 13, erste Monopolstrahlerbreite
B
u als die Breite des ersten Monopolstrahlers 12 in radialer Richtung zur Symmetrieachse
R des Konusstrahlers 3, erste Monopolstrahlertiefe T
u als die Breite des ersten Monopolstrahlers 12 in tangentialer Richtung zur Symmetrieachse
R des Konusstrahlers 3, zweite Monopolstrahlerbreite B
g als die Breite des ersten Monopolstrahlers 12 in radialer Richtung zur Symmetrieachse
R des Konusstrahlers 3, zweite Monopolstrahlertiefe T
g als die Breite des ersten Monopolstrahlers 12 in tangentialer Richtung zur Symmetrieachse
R des Konusstrahlers 3 und Breite der Dachkapazität B
gt als die Breite des ersten Monopolstrahlers 12 in Richtung der Symmetrieachse R des
Konusstrahlers 3.
[0037] Die Dimensionierung des Konusstrahlers 3 richtet sich nach der Eingangsimpedanz,
so dass eine breitbandige Anpassung der Antenne an die Impedanz des Koaxialkabels
6 erreicht werden kann. Beispielsweise ergibt sich für ein 50 Ω Koaxialkabel 6 bei
Verwendung eines Befestigungsrings 8 aus Plexiglas mit einer Dielektrizitätskonstanten
ε
r = 3,4 ein bevorzugter Öffnungswinkel α = 48,65° bei angenommener unendlicher Ausdehnung
des Konusstrahlers 3. Durch Begrenzung des Konusstrahlers 3 auf eine endliche Konusstrahlerhöhe
H
c werden Reflexionen am Ende des Konusstrahlers 3 bewirkt. Hierdurch werden stehende
Wellen auf der Konusoberfläche erzeugt, die an der Antennenklemme zu einer Eingangsimpedanz
Z
in führen, die nicht mehr rein reell ist. Der Effekt ist frequenzabhängig.
[0038] Es hat sich gezeigt, dass für eine Dämpfung von nicht mehr als -10 dB im Frequenzbereich
von 3 GHz bis 9 GHz der Konuswinkel α zwischen 45° und 66° und die Konusstrahlerhöhe
H
c zwischen 16 mm und 30 mm liegen sollten. Vorzugsweise sollte die Konusstrahlerhöhe
H
c zwischen 24 mm und 30 mm liegen, während der Konuswinkel α vorzugsweise zwischen
60° und 70° liegt. Insbesondere können als optimale Werte als Konusstrahlerhöhe H
c 27 mm und als Konuswinkel α 66° angegeben werden.
[0039] Ein modernes Funkkommunikationssystem in einem Kraftfahrzeug arbeitet in einem Frequenzbereich
von 780 MHz bis 5,925 GHz und umfasst in der Regel sieben unterschiedliche Funkdienste.
Die vorgeschlagene Mehrbereichsantenne 1 sollte daher eine Bandbreite von mehr als
5 GHz und eine entsprechende Rundstrahlcharakteristik aufweisen. Nachfolgend ist eine
Tabelle mit der Darstellung der aktuellen Funkdienste für ein Kraftfahrzeug und der
entsprechenden Frequenzbereiche angegeben.
|
LTE low |
GSM 900 |
UMTS |
WiBro Low/high |
WiFi/WLAN |
WiMAX Low |
LTE high |
WiMAX high |
WiFi/WLAN |
C2C/DSRC |
fmin (MHz) |
780 |
810 |
1710 |
2305/2345 |
2400 |
2495 |
2500 |
3300 |
5150/5470 |
5850 |
fmax (MHz) |
860 |
960 |
2170 |
2320/2360 |
2485 |
2690 |
2690 |
3800 |
5350/5825 |
5925 |
[0040] Zusätzlich können in Zukunft auch UWB (ultra wide band) Dienste im Bereich bis zu
10,6 GHz zum Einsatz kommen. Man erkennt aus obiger Tabelle, dass die gesamte Bandbreite,
die von der Mehrbereichsantenne 1 bereitgestellt werden müsste, 5,145 GHz beträgt.
Eine solche Bandbreite alleine mit dem Konusstrahler bereitzustellen führt zu einem
Durchmesser von mindestens 65 mm bei einem Öffnungswinkel von 60°. Eine derartige
Konusstruktur wäre zu groß und darüber hinaus mechanisch problematisch. Eine Reduzierung
der Konusstrahlerhöhe führt in der Regel ebenfalls zu guten Impedanzanpassungen, jedoch
erhöht sich die tiefste Arbeitsfrequenz auf eine Frequenz über 780 MHz.
[0041] Beispielsweise hat ein 21,5 mm hoher Konusstrahler bei einem Öffnungswinkel von 51°
bei 50 Ω eine gute Impedanzanpassung von 2,33 GHz bis 27,5 GHz. Der Antennendurchmesser
beträgt hierbei jedoch nur noch 20,5 mm, was im Vergleich zu einem Konusstrahler von
65 mm Durchmesser eine deutliche Reduzierung darstellt. Die Frequenzlücke im Bereich
zwischen 780 MHz bis 2,3 GHz wird nun mit weiteren Antennenstrukturen, d. h. den Monopolstrahlern
12, 13, abgedeckt. Durch die Wahl der zwei schmalbandigeren Monopolstrahler 12, 13
können die fehlenden Frequenzbereiche der Dienste, die in den nicht durch den Konusstrahler
3 abgedeckten Frequenzbereichen liegen, nämlich LTE low, GSM 900 und UMTS, bedient
werden. Damit die Monopolstrahler 12, 13 die Rundstrahlcharakteristik des Konusstrahlers
3 nicht stören, sind sie oberhalb des Konusstrahlers 3 angeordnet.
[0042] Um weiterhin die Gesamthöhe der Mehrbereichsantenne 1 zu reduzieren, werden die Monopolstrahler
12, 13 in Kontakt mit der Seitenfläche 9 des Konusstrahlers 3 angeordnet, so dass
der Konusstrahler 3 und die Monopolstrahler 12, 13 nun gemeinsam als schmalbandige
Monopolstrahler wirken. Somit kann die gesamte Bauhöhe der Mehrbereichsantenne 1 gering
gehalten werden.
[0043] Für die fehlenden Frequenzbereiche wird nun die mit dem ersten Monopolstrahler 12
gebildete Antenne so dimensioniert, dass sie eine Größe von λ/4 aufweist, wobei sich
aufgrund der Kopplung mit der Außenfläche des Konusstrahlers 3 die wirksame Höhe aus
der ersten Monopolstrahlerhöhe H
u und der Konusstrahlerhöhe H
c zusammensetzt. Bei der bevorzugten Konusstrahlerhöhe H
c von 27 mm ergibt sich dann eine erste Monopolstrahlerhöhe H
u von 41,6 mm für UMTS und eine zweite Monopolstrahlerhöhe H
g von 94 mm, um die Dienste GSM 900 und LTE low abzudecken. Diese Werte sind Ergebnisse
theoretischer Simulationen und Tests, die ergeben haben, dass die erste Monopolstrahlerhöhe
H
u zwischen 15 und 25 mm, vorzugsweise zwischen 15 und 19 mm und weiter bevorzugt zwischen
17 und 18 mm liegen sollte. Die zweite Monopolstrahlerhöhe H
g sollte gemäß den Simulationen und Tests zwischen 30 und 45 mm, vorzugsweise zwischen
35 und 41 mm und insbesondere zwischen 40 und 42 mm liegen.
[0044] Die Länge der Dachkapazität D
t sollte aufgrund der kompakten Bauform der Mehrbereichsantenne 1 nicht länger sein
als der Konusdurchmesser, d. h. der Durchmesser der Konusfläche 11. Vorzugsweise beträgt
die Länge der Dachkapazität D
t, d. h. des ersten Schenkels 14 des zweiten Monopolstrahlers 13, zwischen 0 und 35
mm, vorzugsweise zwischen 20 und 35 mm und insbesondere 35 mm.
[0045] Die erste Monopolstrahlerbreite B
u und die zweite Monopolstrahlerbreite B
g sowie die erste Monopolstrahlertiefe T
u und die zweite Monopolstrahlertiefe T
g beeinflussen die Bandbreite der durch die Monopolstrahler 12, 13 gebildeten Antennen.
Der zweite Monopolstrahler 13 als GSM-Strahler für eine Bandbreite von 180 MHz und
der erste Monopolstrahler 12 als UMTS-Strahler für eine Bandbreite von 460 MHz sollen
jeweils eine gute Impedanzanpassung gewährleisten. Daher sollten die Breite und Tiefe
der einzelnen Monopolstrahler 12, 13 nicht zu klein gewählt werden, damit der Schlankheitsgrad
gering bleiben kann.
[0046] Zur Optimierung werden die Breiten der Monopolstrahler B
g, B
u zwischen 2 und 10 mm, vorzugsweise zwischen 4 und 9 mm und insbesondere bei 7 mm
gewählt. Die Breite der Dachkapazität B
gt beträgt vorzugsweise zwischen 0 und 15 mm, weiter bevorzugt zwischen 5 und 10 mm
und weiter bevorzugt 8 mm. Die zweite Monopolstrahlertiefe T
g wird vorzugsweise zwischen 0,5 und 7 mm gewählt, weiter bevorzugt zwischen 2 und
4 mm und weiter bevorzugt bei 3 mm. Da die Dachkapazität 14 Teil des zweiten Monopolstrahlers
13 ist, sollte sie auch die gleiche Tiefe aufweisen. Da der erste Monopolstrahler
12 eine größere Arbeitsbandbreite bereitstellen muss als der zweite Monopolstrahler
13, wird er vorzugsweise etwas breiter ausgelegt, so dass seine Tiefe vorzugsweise
in einem Bereich zwischen 0,5 und 7 mm, weiter bevorzugt zwischen 4 und 6 mm und weiter
bevorzugt bei 5 mm liegt.
[0047] Figur 2 zeigt eine Explosionsdarstellung des Aufbaus der zuvor beschriebenen Mehrbereichsantenne
1. Man erkennt die Kontaktierung der Mehrbereichsantenne 1 mithilfe eines Anschlussadapters
20, der in den Konusstrahler 3 eingesetzt wird und zur Aufnahme des Innenleiters 5
des Koaxialkabels 6 dient. Der Innenleiter 5 des Koaxialkabels 6 wird durch eine entsprechende
Öffnung der Massefläche 2 und eine entsprechende Öffnung des Befestigungsrings 8 hindurch
gesteckt und gelangt so in den Anschlussadapter 20, um den Konusstrahler 3 mit dem
Innenleiter 5 zu verbinden.
[0048] Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Mehrbereichsantenne 1, die zusätzlich
eine GPS-Antenne 22 aufweist. Um die Rundstrahlcharakteristik der zuvor beschriebenen
Mehrbereichsantenne 1 nicht zu stören, kann daher vorgesehen sein, ein Koaxialkabel
6 mit zusätzlich einem weiteren Innenleiter 21 zur Verfügung zu stellen, der durch
den Konusstrahler 3 geführt wird und die GPS-Antenne 22 zwischen den Monopolstrahlern
12, 13 kontaktiert. Dies ist möglich, da die Konusfläche 11 in der Regel stromlos
ist. Wird diese leitend ausgebildet, so kann sie als Massefläche für die GPS-Antenne
22 dienen.
Bezugszeichenliste
[0049]
- 1
- Mehrbereichsantenne
- 2
- Massefläche
- 3
- Konusstrahler
- 4
- Öffnung
- 5
- Innenleiter
- 6
- Koaxialkabel
- 7
- Außenleiter
- 8
- Befestigungsring
- 9
- Kontaktfläche
- 10
- Auflagefläche
- 11
- Konusfläche
- 12
- erster Monopolstrahler
- 13
- zweiter Monopolstrahler
- 14
- erster Schenkel
- 15
- zweiter Schenkel
- 20
- Anschlussadapter
- 21
- weiterer Innenleiter
- 22
- GPS-Antenne
1. Mehrbereichsantenne (1), insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, umfassend:
- einen Konusstrahler (3) mit einer Symmetrieachse (R), um den Konusstrahler (3) mit
seinem auslaufenden Ende senkrecht auf eine Massefläche (2) aufzusetzen;
- einen ersten Monopolstrahler (12), der sich in Richtung der Symmetrieachse (R) an
den Konusstrahler (3) anschließt, wobei der erste Monopolstrahler (12) mit einer Seitenfläche
(9) des Konusstrahlers (3) elektrisch verbunden ist,
wobei ein breiteres Ende des Konusstrahlers (3) eine leitende Konusfläche (11) aufweist,
auf der eine GPS-Antenne (22) angeordnet ist, wobei die GPS-Antenne (22) über einen
von dem Konusstrahler (3) isolierten Leiter (21) durch den Konusstrahler (3) kontaktierbar
ist.
2. Mehrbereichsantenne (1) nach Anspruch 1, wobei sich der erste Monopolstrahler (12)
bündig an die Seitenfläche (9) des Konusstrahlers (3) anschließt.
3. Mehrbereichsantenne (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein zweiter Monopolstrahler
(13) vorgesehen ist, der sich in Richtung der Symmetrieachse (R) an den Konusstrahler
(3) anschließt, wobei der zweite Monopolstrahler (13) mit einer Seitenfläche (9) des
Konusstrahlers (3) elektrisch verbunden ist.
4. Mehrbereichsantenne (1) nach Anspruch 3, wobei sich der zweite Monopolstrahler (13)
bündig an die Seitenfläche (9) des Konusstrahlers (3) anschließt.
5. Mehrbereichsantenne (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der zweite Monopolstrahler (13)
bezüglich des Konusstrahlers (3) dem ersten Monopolstrahler (12) gegenüberliegend
angeordnet ist.
6. Mehrbereichsantenne (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der zweite Monopolstrahler
(13) eine Dachkapazität (14) aufweist, die sich insbesondere quer zu dessen Symmetrieachse
(R) über den Konusstrahler (3) erstreckt.
7. Mehrbereichsantenne (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Mehrbereichsantenne
(1) an dem auslaufenden Ende des Konusstrahlers (3) durch einen Innenleiter (5) eines
Koaxialkabels (6) kontaktierbar ausgebildet ist.
8. Mehrbereichsantenne (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Anschlussadapter
(20) vorgesehen ist, um den Innenleiter (5) des Koaxialkabels (6) und den Konusstrahler
(3) miteinander zu verbinden.
9. Mehrbereichsantennenanordnung mit einer Mehrbereichsantenne (1) nach einem der Ansprüche
1 bis 8 und einer Massefläche (2), insbesondere einer Karosserieaußenfläche eines
Kraftfahrzeugs.