[0001] Die Erfindung betrifft eine Stabantenne mit einer endseitig an einem Fuß gehaltenen
Rute aus faserverstärktem Kunststoff.
[0002] Kraftfahrzeug-Stabantennen sollen relativ steif sein, um Verbiegungen durch den Fahrtwind
und Schwingungen bei Kurvenfahrten gering zu halten.
[0003] Bekannte Stabantennen, die diesen Forderungen gerecht werden, bestehen aus glasfaserverstärktem
Kunststoff, in den eine Kupferlitze eingelegt ist. Die Kupferlitze hat die Funktion
des Antennenleiters, da glasfaserverstärkter Kunststoff elektrisch nicht leitet. Die
Kupferlitze muß, um die Rute nachträglich formbearbeiten zu können, möglichst zentrisch
in dem glasfaserverstärkten Kunststoffstab angeordnet sein. Der glasfaserverstärkte
Kunststoffstab der Rute wird üblicherweise endlos gefertigt. Um die Kupferlitze in
der Rute anschließen zu können, muß sie am Fußende nachträglich freigelegt werden.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stabantenne mit einer Kunststoffrute anzugeben,
die auf einfachere Weise kontaktiert werden kann, als herkömmliche Stabantennen dieser
Art.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rute im wesentlichen über
ihre gesamte Länge zumindest an ihrer Außenfläche mit etwa parallel zueinander in
den Kunststoff eingebetteten Kohlenstoff-Fäden verstärkt ist. Die Kohlenstoff-Fäden
verstärken nicht nur die Rute in mechanischer Hinsicht, sondern bilden auch den elektrisch
wirksamen Leiter der Stabantenne. Eine derartige Rute kann an ihrer Oberfläche kontaktiert
werden, was auf relativ einfache Weise, beispielsweise mit Hilfe einer Hülse oder
dgl. möglich ist.
[0006] überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die elektrischen Eigenschaften einer solchen
Rute den elektrischen Eigenschaften herkömmlicher Antennen mit einem Metallleiter
nicht nachstehen. Trotz der Einbettung in Kunststoff können sich die einzelnen Kohlenstoff-Fäden
berühren, wodurch in der Regel eine galvanische Leitfähigkeit erreicht wird. Aber
auch wenn die Kohlenstoff-Fäden mehr oder weniger gut gegeneinander isoliert sind,
reicht die kapazitive Kopplung zwischen den nicht in direktem Kontakt miteinander
stehenden Fäden bei Frequenzen von mehr als 7o MHz, insbesondere mehr als 15o MHz
aus, um eine ausreichende HF-Leitfähigkeit zu gewährleisten.
[0007] Ein weiterer Vorteil der vorstehend erläuterten Rute ist ihre schwarze Farbe, die
dem modernen Farbgebungstrend entspricht. Die Rute muß deshalb nicht, wie bisher üblich,
nachträglich lackiert werden.
[0008] Ferner ist die Rute mechanisch außerordentlich fest und leicht, so daß sie nur sehr
wenig zu unerwünschten mechanischen Schwingungen neigt.
[0009] Auch aus der Sicht der Breitbandigkeit bietet die Stabantenne gegenüber herkömmlichen
Stabantennen mit glasfaserverstärkter Kunststoffrute Vorteile. Stabantennen werden
breitbandiger, je kleiner ihr Schlankheitsgrad ist, d. h. je dicker die Rute im Verhältnis
zu ihrer Länge ist. Ruten aus kohlenstoff-fadenverstärkten Kunststoffen zeigen eine
größere elektrisch wirksame Dicke als herkömmliche glasfaserverstärkte Ruten, deren
elektrisch wirksamer Leiter lediglich aus einer relativ dünnen Litze im Inneren der
Rute besteht.
[0010] Zumindest ein Teil der Kohlenstoff-Fäden sollte sich über die gesamte Länge der Rute
erstrecken. Ruten dieser Art lassen sich in kontinuierlichen Herstellungsprozessen
aus endlosen Kohlenstoff-Fäden herstellen. Auf - diese Weise lassen sich gleichbleibende
elektrische Eigenschaften der Rute über ihre gesamte Länge hinweg erzielen.
[0011] Die Rute sollte zum freien Ende hin konisch zulaufen, um einerseits ihr Gewicht und
andererseits ihre Windangriffsfläche zu verringern. Die Formgebung kann ohne weiteres
durch konisch Schleifen der kohlenstoff-fadenverstärkten Mantelfläche der Rute erreicht
werden.
[0012] Die Rute läßt sich am einfachsten herstellen, wenn sie vollständig aus kohlenstoff-fadenverstärktem
Kunststoff besteht. Zur Kostenreduzierung kann sie jedoch auch einen Kern aus glasfaserverstärktem
Kunststoff aufweisen und mit einer Schicht aus kohlenstoff-fadenverstärktem Kunststoff
ummantelt sein.
[0013] Um günstige elektrische Eigenschaften zu erhalten, sollte der Kohlenstoffanteil in
den mit Kohlenstoff-Fäden verstärkten Bereichen der Rute wenigstens 5o Gew.-% des
Gesamtgewichts dieser Bereiche betragen.
[0014] Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher-erläutert
werden: Es zeigt:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Kraftfahrzeug-Stabantenne für
ein transportables Sende- und Empfangsgerät;
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Rute der Stabantenne nach Fig. 1 und
Fig. 3 und 4 Querschnitte durch andere Ausführungsformen von Ruten.
[0015] Die in Fig. 1 dargestellte Stabantenne umfaßt eine zu ihrem freien Ende hin sich
konisch verjüngende Rute 1, die an ihrem durchmessergrößeren Ende an einem Befestigungsfuß
3 gehalten ist. Die Rute 1 hat, wie Fig. 2 zeigt, einen vollflächigen Querschnitt
und besteht aus Kohlenstoff-Fäden, die parallel zueinander in Kunststoff eingebettet
sind und diesen verstärken. Am fußseitigen Ende umschließt eine Kappe 5 die Rute 1
und kontaktiert die zur Oberfläche freiliegenden Kohlenstoff-Fäden. An der Kappe 5
ist ein Koaxial-Innenleiter 7 beispielsweise einer Koaxial-Steckverbindung angeschlossen.
Ein Isolierformteil 9 umschließt die Kappe 5 und trägt ein in nicht näher dargestellter
Weise als Befestigungselement ausgebildetes Koaxial-Außenleiterteil 11.
[0016] Obwohl die Kohlenstoff-Fäden der Rute 1 durch den Kunststoff, in den sie eingelagert
sind, zum Teil gegeneinander isoliert sind, sind die Leitungseigenschaften aufgrund-der
kapazitiven Kopplung der elektrisch leitenden Kohlenstoff-Faden untereinander gut,
wenn die Antenne bei Frequenzen von wenigstens 7o MHz betrieben .wird. Die kapazitive
Kopplung zwischen den Kohlenstoff-Fäden ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn
sich die oberflächennahen Kohlenstoff-Fäden nicht über die gesamte Länge der Rute
1 erstrecken; wie es aufgrund der konischen Form der Rute 1 nach Fig. 1 zu erwarten
ist.
[0017] Eine elektrisch leitende Verbindung des fußseitigen En-. des der Rute mit einem Anschlußteil,
beispielsweise der Kappe 5, kann durch Ankleben mit einem elektrisch leitenden Kleber
hergestellt werden.
[0018] Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Rute einer Stabantenne.
Diese Rute umfaßt einen zylindrischen Kern 13 aus glasfaserverstärktem Kunststoff,
der von einem Mantel 15. aus kohlenstoff-fädenverstärktem Kunststoff umgeben ist.
Der Mantel 15 ist so dick gewählt, daß er auch beim konisch Schleifen der Rute nicht
durchschliffen wird.
[0019] Fig. 4 zeigt den Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Rute 17, die ebenfalls
vollständig aus kohlenstoff-fädenverstärktem Kunststoff besteht, zur Kosten- und Gewichtsersparnis
jedoch als Rohr ausgebildet ist.
1. Stabantenne mit einer endseitig an einem Fuß gehaltenen Rute aus faserverstärktem
Kunststoff, dadurch gekennzeichnet , daß die Rute (1; 13, 15; 17) im wesentlichen
über ihre gesamte Länge zumindest an ihrer Außenfläche mit etwa parallel zueinander
in den Kunststoff eingebetteten Kohlenstoff-Fäden verstärkt ist.
2. Stabantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest ein Teil
der Kohlenstoff-Fäden über die gesamte Länge der Rute (1; 13, 15; 17) erstreckt.
3. Stabantenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rute (1; 13, 15; 17)
zum freien Ende hin konisch zugeschliffen ist.
4. Stabantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rute (1; 17) vollständig
aus kohlenstoff-fadenverstärktem Kunststoff besteht.
5. Stabantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rute einen Kern (13)
aus glasfaserverstärktem Kunststoff aufweist und mit einer Schicht (15) aus kohlenstoff-fadenverstärktem
Kunststoff ummantelt ist.
6. Stabantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den mit Kohlenstoff-fäden
verstärkten Bereichen der Rute (1; 13, 15; 17) der Kohlenstoffanteil wenigstens 5o
Gew.-% des Gesamtgewichts dieser Bereiche beträgt.