Die Erfindung geht von einer Kombinationsantenne nach der Gattung des Hauptanspruchs aus.The invention relates to a combination antenna according to theGenus of the main claim.
Kombinationsantennen zum Senden und/oder Empfangen von Signalen mindestens zweier verschiedener Anwendungen sind bereits bekannt. So sind beispielsweise Kombinationsantennen in Form von Stabantennen bekannt, mit denen sowohl Rundfunk- als auch Mobilfunksignale empfangen und mit denen Mobilfunksignale gesendet werden können.Combination antennas for sending and / or receivingSignals of at least two different applicationsalready known. For example, combination antennasknown in the form of rod antennas, with which both broadcastingas well as receive cellular signals and with themMobile radio signals can be sent.
Die erfindungsgemäße Kombinationsantenne mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß für jede der Anwendungen mindestens ein Antennenelement vorgesehen ist, daß ein gemeinsamer Antennenträger vorgesehen ist, auf dem die Antennenelemente angeordnet sind, daß der gemeinsame Antennenträger mindestens zwei gegeneinander abgewinkelte Trägerflächen umfaßt, auf denen jeweils mindestens eines der Antennenelemente angeordnet ist, und daß sämtliche Antennenelemente jeder Trägerfläche genau einer der Anwendungen zugeordnet sind. Auf diese Weise läßt sich eine Kombinationsantenne auch für den Fall schaffen, in dem für jede Anwendung ein eigenes oder eigene Antennenelemente erforderlich sind. Dabei ergibt sich durch die Verwendung des gemeinsamen Antennenträgers eine besonders kompakte Bauform für die Kombinationsantenne.The combination antenna according to the invention with the featuresthe main claim has the advantage that foreach of the applications has at least one antenna elementit is provided that a common antenna carrieris provided on which the antenna elements are arrangedare that the common antenna carrier at least twoincludes angled support surfaces on whicheach arranged at least one of the antenna elementsand that all antenna elements of each carrier surfaceare assigned to exactly one of the applications. In this way a combination antenna can also be used in the eventcreate one for each application own or ownAntenna elements are required. It results fromthe use of the common antenna carrierparticularly compact design for the combination antenna.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich für Antennenelemente auf verschiedenen, gegeneinander abgewinkelten Trägerflächen besonders einfach verschiedene Richtcharakteristiken realisieren lassen, die nicht miteinander interferieren.Another advantage is that forAntenna elements on different, against each otherangled support surfaces particularly simply differentDirectional characteristics can be realized that notinterfere with each other.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kombinationsantenne möglich.By the measures listed in the subclaimsadvantageous developments and improvements inCombination antenna specified in the main claim possible.
Eine solche Vermeidung von Interferenzen zwischen Richtcharakteristiken von Antennenelementen auf verschiedenen Trägerflächen läßt sich besonders einfach dadurch realisieren, daß sämtliche Antennenelemente einer oder vor allem mehrerer Trägerflächen so auf der entsprechenden Trägerfläche angeordnet sind, daß ihre Richtcharakteristik ein Maximum in einer Richtung etwa senkrecht zur zugehörigen Trägerfläche aufweist.Such avoidance of interference betweenDirectional characteristics of antenna elementsdifferent carrier surfaces can be particularly easilyby realizing that all antenna elements oneor above all several support surfaces so on thecorresponding carrier surface are arranged that theirDirectional characteristic a maximum in one directionperpendicular to the associated support surface.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Antennenträger eine Oberseite in Form eines n-Ecks aufweist, wobei die Oberseite die erste Trägerfläche bildet, und daß von der Oberseite mindestens eine Seitenfläche in etwa rechtwinklig weggebogen ist, die die mindestens eine zweite Trägerfläche bildet. Durch das Vorsehen eines etwa rechten Winkels zwischen der Oberseite und der mindestens einen Seitenfläche lassen sich zueinander im wesentlichen orthogonale Richtcharakteristiken erzeugen, wobei die Richtcharakteristik des mindestens einen Antennenelementes auf der Oberseite etwa orthogonal zur Richtcharakteristik des mindestens einen Antennenelementes auf der Seitenfläche ist, so dass Interferenzen zwischen den Richtcharakteristiken minimiert werden.Another advantage is that the antenna carrierhas a top in the form of an n-corner, theTop forms the first support surface, and that of theTop side at least one side surface approximately rectangularis bent away, the at least one second support surfaceforms. By providing an approximately right anglebetween the top and the at least one side surfacecan be essentially orthogonal to each otherProduce directional characteristics, theDirectional characteristic of the at least one antenna element on the top approximately orthogonal to the directional characteristicof the at least one antenna element on the side surfaceis so that interference between theDirectional characteristics can be minimized.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß mehrere Seitenflächen von der Oberseite weggebogen sind, von denen mindestens zwei jeweils mindestens ein Antennenelement aufweisen, und daß sämtliche Antennenelemente dieser Seitenflächen von der zweiten Speiseschaltung gespeist sind. Auf diese Weise lassen sich die Richtcharakteristiken von Antennenelementen verschiedener Seitenflächen nach Bedarf überlagern, um für das Senden und/oder Empfangen von Signalen einer der Anwendungen eine optimale bzw. vorgegebene Richtcharakteristik zu realisieren.Another advantage is that severalSide surfaces are bent away from the top, of whichat least two at least one antenna element eachhave, and that all the antenna elements of thisSide surfaces are fed by the second feed circuit.In this way, the directional characteristics ofAntenna elements of different sides as requiredoverlay to send and / or receiveSignals of one of the applications an optimal orto implement the specified directional characteristic.
Eine solche bedarfsorientierte Überlagerung der Richtcharakteristiken der Antennenelemente der Seitenflächen zu einem überlagerten Richtdiagramm kann besonders einfach durch Verwendung einer Auswahlschaltung realisiert werden, durch die die Antennenelemente der Seitenflächen jeweils separat an die zweite Speiseschaltung anschließbar sind, so daß je nach angeschlossenen Antennenelementen ein vorgegebenes Richtdiagramm eingestellt werden kann.Such a needs-based overlay ofDirectional characteristics of the antenna elements of the side surfacesA superimposed directional diagram can be particularly simplecan be realized by using a selection circuit,through which the antenna elements of the side surfaces eachare separately connectable to the second supply circuit, sothat depending on the connected antenna elementspredefined directional diagram can be set.
Vorteilhaft ist die Ausbildung mindestens eines Antennenelementes als Linearstrahler. Auf diese Weise lassen sich linear polarisierte Signale vom mindestens einen Antennenelement abstrahlen und/oder empfangen.The training of at least one is advantageousAntenna element as a linear radiator. Let it this waylinearly polarized signals from at least oneRadiate and / or receive antenna element.
Wenn der mindestens eine Linearstrahler als verkürzter Dipol ausgebildet ist, läßt sich Platz für die Anordnung des Linearstrahlers auf dem Antennenträger einsparen, so daß die Kombinationsantenne noch kleiner und kompakter realisiert werden kann.If the at least one linear radiator as a shortened dipoleis trained, there is space for the arrangement of theSave linear radiators on the antenna support, so that theCombination antenna realized even smaller and more compactcan be.
Eine Ausbildung des mindestens einen Linearstrahlers als verkürzter Dipol kann mit besonders wenig Aufwand dadurch realisiert werden, daß der Linearstrahler in ein Substrat mit hoher Dielektrizitätskonstante eingebettet ist, insbesondere in eine Keramik. Auf diese Weise läßt sich der Linearstrahler bei unveränderter Betriebswellenlänge betreiben und dennoch verkürzen.An embodiment of the at least one linear radiator asshortened dipole can do this with very little effortbe realized that the linear radiator in a substrateis embedded with a high dielectric constant,especially in a ceramic. In this way, theLinear radiator with unchanged operating wavelengthoperate and still shorten.
Besonders vorteilhaft ist es, daß auf einer der Trägerflächen, insbesondere auf der ersten Trägerfläche, zwei Linearstrahler in etwa rechtwinklig zueinander angeordnet sind, wobei einer der beiden Linearstrahler über eine Verzögerungsleitung gespeist ist, deren Länge einer viertel Betriebswellenlänge entspricht. Auf diese Weise lassen sich von den beiden Linearstrahlern zirkular polarisierte Signale abstrahlen und/oder empfangen.It is particularly advantageous that on one of theCarrier surfaces, in particular on the first carrier surface,two linear radiators approximately at right angles to each otherare arranged, one of the two linear radiators overa delay line is fed, the length of onequarter of the operating wavelength. In this waycan be circular from the two linear emittersRadiate and / or receive polarized signals.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Antennenträger auf der den Antennenelementen abgewandten Seite eine Bezugspotentialfläche aufweist. Auf diese Weise läßt sich unter dem Antennenträger ein abgeschirmter Bereich auf der den Antennenelementen abgewandten Seite des Antennenträgers realisieren, in dem Sende- und/oder Empfangskomponenten, insbesondere die erste und die zweite Speiseschaltung, angeordnet werden können. Auf diese Weise lassen sich die genannten Komponenten Platz- und Verkabelungsaufwand sparend unterhalb des Antennenträgers in einem Gehäuse der Kombinationsantenne anordnen, ohne die Abntennenelemente durch Ausstrahlung von Störsignalen zu beeinflussen.Another advantage is that the antenna carrieron the side facing away from the antenna elementsHas reference potential surface. In this waya shielded area on thethe side of the antenna carrier facing away from the antenna elementsrealize, in the transmitting and / or receiving components,in particular the first and the second supply circuit,can be arranged. In this way, thethe components mentioned save space and cablingbelow the antenna carrier in a housingArrange the combination antenna without the antenna elementsby emitting interference signals.
Vorteilhaft ist es weiterhin, daß das Gehäuse einen Antennenfuß für eine Stabantenne, insbesondere für Rundfunk- und/oder Funkanwendungen, bildet. Auf diese Weise läßt sich die Funktionalität der Kombinationsantenne weiter erhöhen, so daß eine Antennenvorrichtung für eine Vielzahl von Anwendungen geschaffen werden kann.It is also advantageous that the housing oneAntenna base for a rod antenna, especially for radioand / or radio applications. In this wayfurther increase the functionality of the combination antenna, so that an antenna device for a variety ofApplications can be created.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenFig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kombinationsantenne,Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Oberseite eines Antennenträgers der erfindungsgemäßen Kombinationsantenne undFig. 3 eine Draufsicht auf eine Seitenfläche des Antennenträgers der erfindungsgemäßen Kombinationsantenne.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. In the drawingsFig. 1 shows a cross section through an inventive combination antenna,Fig. 2 is a plan view of a top of an antenna beam of the antenna combination according to the invention andFig. 3 is a plan view of a side surface of the antenna carrier of the combination antenna of the invention.
InFig. 1 kennzeichnet 1 eine Kombinationsantenne mit einem Gehäuse45, das auf einer Grundplatte55, beispielsweise einer Kraftfahrzeugkarosserie montiert ist. Innerhalb des Gehäuses45 ist ein Antennenträger5 angeordnet, der als eine erste Trägerfläche20 eine Oberseite aufweist. Von der Oberseite20 sind als weitere Trägerflächen eine erste Seitenfläche21 und eine zweite Seitenfläche22 in etwa rechtwinklig weggebogen. Über einem ersten Winkelstück75 und einem zweiten Winkelstück80 liegen dabei die Seitenflächen21,22 auf der Grundplatte55 auf. Die erste Seitenfläche21 und die zweite Seitenfläche22 liegen dabei getrennt durch die Oberseite20 einander gegenüber, wobei die Oberseite20 rechteckförmig oder quadratisch ausgebildet ist. Auch die beiden Seitenflächen21,22 können rechteckförmig oder quadratisch ausgebildet sein. Die Seitenflächen21,22, die Oberseite20 und die Grundplatte55 umschließen somit einen würfelförmigen oder quaderförmigen Hohlraum. Dieser Hohlraum kann dabei durch zwei weitere Seitenflächen, die ebenfalls etwa rechtwinklig von der Oberseite20 zur Grundplatte55 hin weggebogen sind, wobei diese weiteren Seitenflächen auch gegenüber der ersten Seitenfläche21 und der zweiten Seitenfläche22 einen etwa rechten Winkel einnehmen, abgeschlossen sein. Diese weiteren Seitenflächen sind inFig. 1 nicht dargestellt, da sie parallel zur Schnittebene liegen.InFig. 1, 1 denotes a combination antenna with a housing45 which is mounted on a base plate55 , for example a motor vehicle body. An antenna carrier5 is arranged within the housing45 and has a top side as a first carrier surface20 . A first side surface21 and a second side surface22 are bent away from the top side20 as additional support surfaces approximately at right angles. The side surfaces21 ,22 rest on the base plate55 over a first angle piece75 and a second angle piece80 . The first side surface21 and the second side surface22 are separated from one another by the upper side20 , the upper side20 being rectangular or square. The two side surfaces21 ,22 can also be rectangular or square. The side surfaces21 ,22 , the top20 and the base plate55 thus enclose a cube-shaped or cuboid cavity. This cavity can be closed off by two further side surfaces, which are also bent approximately at right angles from the upper side20 to the base plate55 , these further side surfaces also taking an approximately right angle with respect to the first side surface21 and the second side surface22 . These further side surfaces are not shown inFIG. 1 because they are parallel to the cutting plane.
GemäßFig. 1 ist der beschriebene Hohlraum durch das Bezugszeichen15 gekennzeichnet. Auf der dem Hohlraum15 abgewandten Seite der Oberseite20 ist ein erstes Antennenelement11 und ein zweites Antennenelement12 angeordnet. Auf der dem Hohlraum15 abgewandten Seite der ersten Seitenfläche21 ist ein drittes Antennenelement13 angeordnet. Auf der dem Hohlraum15 abgewandten Seite der zweiten Seitenfläche22 ist ein viertes Antennenelement14 angeordnet. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sollen die Antennenelemente11,12,13,14 jeweils als Linearstrahler in Form eines Dipols ausgebildet sein. Ein solcher Linearstrahler ermöglicht das Senden und/oder Empfangen von Signalen senkrecht zu seiner Längsachse mit einer linearen Polarisation in Richtung der Längsachse.Referring toFIG. 1, the cavity described above is indicated by reference numeral15. A first antenna element11 and a second antenna element12 are arranged on the side of the upper side20 facing away from the cavity15 . A third antenna element13 is arranged on the side of the first side surface21 facing away from the cavity15 . A fourth antenna element14 is arranged on the side of the second side surface22 facing away from the cavity15 . In the exemplary embodiment described here, the antenna elements11 ,12 ,13 ,14 are each designed as a linear radiator in the form of a dipole. Such a linear radiator enables the transmission and / or reception of signals perpendicular to its longitudinal axis with a linear polarization in the direction of the longitudinal axis.
InFig. 2 ist eine Draufsicht auf die Oberseite20 des Antennenträgers5 dargestellt. InFig. 3 ist eine Draufsicht auf die zweite Seitenfläche21 des Antennenträgers5 dargestellt. Dabei ist erkennbar, daß das erste Antennenelement11, das zweite Antennenelement12 und das dritte Antennenelement13 jeweils in Längsrichtung auf der Oberseite20 bzw. auf der ersten Seitenfläche21 angeordnet sind. Entsprechendes gilt für die Anordnung des vierten Antennenelementes14 auf der zweiten Seitenfläche22. Die Antennenelemente11,12,13,14 zeigen somit jeweils eine Richtcharakteristik senkrecht zur zugehörigen Trägerfläche auf, wobei jeweils eine lineare Polarisation in Richtung der Längsachse des jeweiligen Antennenelementes11,12,13,14 realisiert wird. Die Richtcharakteristik des ersten Antennenelementes11 und des zweiten Antennenelementes12 hat somit ein Maximum im Zenit, wohingegen das Maximum der Richtcharakteristik des dritten Antennenelements13 und des vierten Antennenelements14 senkrecht dazu im Azimutbereich liegt. GemäßFig. 2 ist erkennbar, daß das erste Antennenelement11 und das zweite Antennenelement12 etwa senkrecht zueinander auf der Oberseite20 angeordnet sind. Das erste Antennenelement11 und das zweite Antennenelement12 werden von einer ersten Speiseschaltung31 gemeinsam zum Senden und/oder Empfangen von Signalen einer ersten Anwendung gespeist. Dabei ist das zweite Antennenelement12 über eine Verzögerungsleitung30 mit der ersten Speiseschaltung31 verbunden, wobei die Länge der Verzögerungsleitung30 etwa einer viertel Betriebswellenlänge der für die erste Anwendung benötigten Frequenzen entspricht. Auf diese Weise läßt sich für das Senden und/oder Empfangen von Signalen der ersten Anwendung mit dem ersten Antennenelement11 und dem zweiten Antennenelement12 eine rechtsdrehend zirkulare Polarisation (RHC) realisieren. Auch das dritte Antennenelement13 und das vierte Antennenelement14 werden gemeinsam von einer zweiten Speiseschaltung32 zum Senden und/oder Empfangen gespeist. Dabei ist das dritte Antennenelement13 über einen ersten Schalter65 mit der zweiten Speiseschaltung32 verbindbar. Das vierte Antennenelement14 ist über einen zweiten Schalter70 mit der zweiten Speiseschaltung32 verbindbar. Mit dem dritten Antennenelement13 und dem vierten Antennenelement14 können somit Signale einer zweiten Anwendung gesendet und/oder empfangen werden. Die Richtcharakteristiken des dritten Antennenelements13 und des vierten Antennenelementes14 überlagern sich dabei, wenn diese beiden Antennenelemente13,14 über die beiden Schalter65,70 an die zweite Speiseschaltung32 angeschlossen sind. GemäßFig. 1 kann jedoch optional eine Auswahlschaltung10 vorgesehen sein, die an die zweite Speiseschaltung32 angeschlossen ist und die den ersten Schalter65 und den zweiten Schalter70 ansteuert. Somit kann es vorgesehen sein, nur das dritte Antennenelement13 oder nur das vierte Antennenelement14 mit der zweiten Speiseschaltung32 zu verbinden und damit für die zweite Anwendung eine jeweils andere Richtcharakteristik zu realisieren. Je nach gewünschter bzw. vorgegebener Richtcharakteristik kann daher die Auswahlschaltung10 das erste Antennenelement13 und/oder das zweite Antennenelement14 über den ersten Schalter65 und den zweiten Schalter70 mit der zweiten Speiseschaltung32 verbinden oder nicht.FIG. 2 shows a top view of the top20 of the antenna carrier5 .FIG. 3 shows a top view of the second side surface21 of the antenna carrier5 . It can be seen that the first antenna element11 , the second antenna element12 and the third antenna element13 are each arranged in the longitudinal direction on the top20 and on the first side surface21 , respectively. The same applies to the arrangement of the fourth antenna element14 on the second side surface22 . The antenna elements11 ,12 ,13 ,14 thus each show a directional characteristic perpendicular to the associated carrier surface, linear polarization in the direction of the longitudinal axis of the respective antenna element11 ,12 ,13 ,14 being realized in each case. The directional characteristic of the first antenna element11 and the second antenna element12 thus has a maximum at the zenith, whereas the maximum of the directional characteristic of the third antenna element13 and the fourth antenna element14 lies perpendicular to it in the azimuth range. According toFIG. 2, it is seen that the first antenna element11 and the second antenna element12 are arranged approximately perpendicular to each other on the top surface20. The first antenna element11 and the second antenna element12 are fed together by a first feed circuit31 for transmitting and / or receiving signals of a first application. The second antenna element12 is connected to the first feed circuit31 via a delay line30 , the length of the delay line30 corresponding approximately to a quarter of the operating wavelength of the frequencies required for the first application. In this way, a right-handed circular polarization (RHC) can be implemented for the transmission and / or reception of signals of the first application with the first antenna element11 and the second antenna element12 . The third antenna element13 and the fourth antenna element14 are also fed jointly by a second feed circuit32 for transmitting and / or receiving. The third antenna element13 can be connected to the second supply circuit32 via a first switch65 . The fourth antenna element14 can be connected to the second supply circuit32 via a second switch70 . With the third antenna element13 and the fourth antenna element14 , signals of a second application can thus be sent and / or received. The directional characteristics of the third antenna element13 and the fourth antenna element14 overlap when these two antenna elements13 ,14 are connected to the second supply circuit32 via the two switches65 ,70 . Referring toFIG. 1, however, a selection circuit10 may be provided optionally, is connected to the second supply circuit32, and drives the first switch65 and second switch70. It can therefore be provided that only the third antenna element13 or only the fourth antenna element14 is connected to the second feed circuit32 and thus a different directional characteristic is realized for the second application. Depending on the desired or predefined directional characteristic, the selection circuit10 may or may not connect the first antenna element13 and / or the second antenna element14 to the second supply circuit32 via the first switch65 and the second switch70 .
GemäßFig. 3 ist das dritte Antennenelement13 und damit entsprechend auch das vierte Antennenelement14 vertikal und damit senkrecht zur Grundplatte55 ausgerichtet, so daß sich eine lineare Polarisation in dieser Richtung ergibt. Es kann aber je nach Anwendung auch eine horizontale Ausrichtung des dritten Antennenelementes13 und des vierten Antennenelementes14 vorgesehen sein, so daß sich eine horizontale lineare Polarisation ergibt. Aufgrund des Maximums der Richtcharakteristik des ersten Antennenelementes11 und des zweiten Antennenelementes12 im Zenit eignen sich diese beiden Antennenelemente11,12 besonders für den Empfang von Ortungssignalen, die von Satelliten ausgesendet werden, insbesondere von GPS-Ortungssignalen (Global Positioning System). GPS-Ortungssignale werden dabei bei einer Frequenz von etwa 1,57542 GHz von den Satelliten abgestrahlt. Für den Empfang von digitalen Rundfunksignalen gemäß DAB (Digital Audio Broadcasting) wird eine ähnliche Frequenz verwendet. Bei DAB ist jedoch die Ausstrahlung terrestrisch, so daß das dritte Antennenelement13 und das vierte Antennenelement14 mit ihrem Maximum der Richtcharakteristik im Azimuthbereich und damit in der Horizontalen für den Empfang der DAB-Signale besonders geeignet sind. Auf der den Antennenelementen11,12,13,14 abgewandten Seite des Antennenträgers5 kann der Antennenträger5 eine Bezugspotentialfläche25 aufweisen, die den Hohlraum15 abschirmt, sofern auch das erste Winkelstück75, das zweite Winkelstück80 und die Grundplatte55 als Bezugspotentialflächen ausgebildet sind. Der Hohlraum15 bildet somit einen abgeschirmten Bereich, in dem die erste Speiseschaltung31 mit der Verzögerungsleitung30, die zweite Speiseschaltung32, die Auswahlschaltung10, der erste Schalter65 und der zweite Schalter70 sowie weitere Sende- und/oder Empfangsschaltungen, die inFig. 1 nicht dargestellt sind, angeordnet sind. Dabei ist im abgeschirmten Bereich15 eine erste Leiterplatte35 und eine zweite Leiterplatte40 vorgesehen, wobei die erste Speiseschaltung31 auf der ersten Leiterplatte35 angeordnet sein kann. Die zweite Speiseschaltung32 die Auswahlschaltung10, der erste Schalter65 und der zweite Schalter70 können auf der zweiten Leiterplatte40 angeordnet sein. Die Verzögerungsleitung30 kann auf der ersten Leiterplatte35 oder aber auf der Oberseite20 des Antennenträgers5 direkt angeordnet sein. Die erste Leiterplatte35 und die zweite Leiterplatte40 sind elektrisch über einen Steckverbinder85 miteinander verbunden. Über ein Anschlußkabel60 ist die zweite Leiterplatte40 mit weiterführenden Schaltungen außerhalb des Gehäuses45 der Kombinationsantenne1 sowie mit einer Stromversorgung verbunden.Referring toFIG. 3, the third antenna element13 and thus accordingly the fourth antenna element14 is vertical and thus perpendicular to the base plate55, so that a linear polarization results in this direction. Depending on the application, however, a horizontal alignment of the third antenna element13 and the fourth antenna element14 can also be provided, so that a horizontal linear polarization results. Due to the maximum of the directional characteristic of the first antenna element11 and the second antenna element12 at the zenith, these two antenna elements11 ,12 are particularly suitable for the reception of location signals which are emitted by satellites, in particular GPS location signals (Global Positioning System). GPS location signals are emitted from the satellites at a frequency of approximately 1.57542 GHz. A similar frequency is used to receive digital broadcast signals according to DAB (Digital Audio Broadcasting). With DAB, however, the transmission is terrestrial, so that the third antenna element13 and the fourth antenna element14 with their maximum directivity in the azimuth range and thus in the horizontal are particularly suitable for receiving the DAB signals. Are on the antenna elements11,12,13,14 opposite side of the antenna substrate5 of the antenna carrier5 may comprise a reference potential surface25, which shields the cavity15, provided that the first angle piece75, the second angle piece80 and the base plate55 is formed as a reference potential surfaces , The cavity15 thus forms a shielded area in which the first supply circuit31 with the delay line30 , the second supply circuit32 , the selection circuit10 , the first switch65 and the second switch70 and further transmission and / or reception circuits, which are shown inFIG are notillustrated. 1, are arranged. A first printed circuit board35 and a second printed circuit board40 are provided in the shielded area15 , the first supply circuit31 being able to be arranged on the first printed circuit board35 . The second supply circuit32, the selection circuit10 , the first switch65 and the second switch70 can be arranged on the second circuit board40 . The delay line30 can be arranged directly on the first printed circuit board35 or on the upper side20 of the antenna carrier5 . The first printed circuit board35 and the second printed circuit board40 are electrically connected to one another via a plug connector85 . Via a connecting cable60 , the second circuit board40 is connected to further circuits outside the housing45 of the combination antenna1 and to a power supply.
Das Gehäuse45 kann dabei wasser- und staubabweisend ausgebildet sein, so daß der Antennenträger5 mit den Antennenelementen11,12,13,14 vor Umwelteinflüssen geschützt wird. Das Gehäuse45 kann weiterhin einen Antennenfuß für eine Stabantenne50 bilden, die insbesondere für Rundfunk- und/oder Funkanwendungen vorgesehen sein kann. Mit der Stabantenne50 können beispielsweise AM- und/oder FM-Rundfunksignale empfangen werden, sowie Mobilfunksignale empfangen und/oder gesendet werden. Bei den Mobilfunksignalen kann es sich dabei beispielsweise um Signale nach dem GSM-Standard (Global System for Mobile Communications) oder nach dem UMTS-Standard (Universal Mobile Telecommunication System) handeln.The housing45 can be water and dust resistant, so that the antenna carrier5 with the antenna elements11 ,12 ,13 ,14 is protected against environmental influences. The housing45 can furthermore form an antenna base for a rod antenna50 , which can be provided in particular for radio and / or radio applications. With the rod antenna50 , for example, AM and / or FM radio signals can be received, and mobile radio signals can be received and / or transmitted. The mobile radio signals can be, for example, signals according to the GSM standard (Global System for Mobile Communications) or according to the UMTS standard (Universal Mobile Telecommunication System).
Die vorbeschriebene Realisierungsform der erfindungsgemäßen Kombinationsantenne1 ist lediglich beispielhaft. Auf jeder der beiden Seitenflächen21,22 können auch jeweils mehrere Antennenelemente, beispielsweise in Form eines Antennen-Arrays angeordnet und von der zweiten Speiseschaltung32 gespeist sein. Dabei kann sich die Anzahl der auf den beiden Seitenflächen21,22 angeordneten Antennenelemente voneinander unterscheiden oder gleich sein. Auch auf der Oberseite20 können mehr als zwei Antennenelemente angeordnet sei, beispielsweise in Form eines Antennen-Arrays, wobei jeweils zwei Antennenelemente in der gemäßFig. 2 beschriebenen Form zur Erzielung einer zirkularen Polarisation angeordnet und mit einer Verzögerungsleitung wie beschrieben versehen werden können.The above-described form of implementation of the combination antenna1 according to the invention is merely an example. A plurality of antenna elements, for example in the form of an antenna array, can also be arranged on each of the two side surfaces21 ,22 and fed by the second feed circuit32 . The number of antenna elements arranged on the two side surfaces21 ,22 can differ from one another or be the same. More than two antenna elements can also be arranged on the upper side20 , for example in the form of an antenna array, two antenna elements each being arranged in the form described inFIG. 2 in order to achieve circular polarization and can be provided with a delay line as described.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, auch auf mindestens einer der inFig. 1 nicht dargestellten und optional zusätzlich vorgesehenen Seitenflächen des Antennenträgers5 ein oder mehrere Antennenelemente in der gleichen Weise vorzusehen, wie für die erste Seitenfläche21 und die zweite Seitenfläche22 beschrieben.Furthermore, it can be provided that one or more antenna elements are also provided on at least one of the side faces of the antenna carrier5, which are not shown inFIG. 1 and are optionally additionally provided, as described for the first side face21 and the second side face22 .
Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß nur auf einer der Seitenflächen21,22 ein Antennenelement angeordnet ist. In diesem Fall können Signale nur in einer Hälfte des Azimutbereichs vom entsprechenden Antennenelement gesendet und/oder empfangen werden. Die andere Hälfte des Azimuthbereichs wird durch die zugehörige Seitenfläche aufgrund der Bezugspotentialfläche25 abgeschattet. Bei Verwendung von zwei Antennenelementen13,14 auf den gegenüberliegenden Seitenflächen21,22 können Signale fast im gesamten Azimutbereich von den beiden Antennenelementen13,14 empfangen und/oder gesendet werden. Wenn beide Antennenelemente13,14 gleich große Signale liefern, treten jedoch an zwei Stellen des Azimutbereichs Interferenzen auf, nämlich dort wo sich die beiden Richtdiagramme überschneiden. Eine Verwendung von mehr als zwei Antennenelementen, die an einer oder mehreren Seitenflächen des Antennenträgers5 angeordnet sind, ist wie beschrieben ebenfalls denkbar. Diese Antennenelemente werden dann jedoch nicht einfach zusammengeschaltet, sondern mittels der Auswahlschaltung10 gezielt ausgewählt. Auf diese Weise werden die erwähnten Interferenzen vermieden, so daß ein optimales horizontales überlagertes Richtdiagramm eingestellt werden kann.It can further be provided that an antenna element is arranged only on one of the side surfaces21 ,22 . In this case, signals can only be transmitted and / or received in one half of the azimuth range by the corresponding antenna element. The other half of the azimuth area is shaded by the associated side surface due to the reference potential surface25 . When using two antenna elements13 ,14 on the opposite side surfaces21 ,22 , signals can be received and / or transmitted by the two antenna elements13 ,14 almost in the entire azimuth range. If both antenna elements13 ,14 deliver signals of the same size, however, interference occurs at two points in the azimuth range, namely where the two directional diagrams overlap. The use of more than two antenna elements, which are arranged on one or more side surfaces of the antenna carrier5 , is also conceivable, as described. However, these antenna elements are not simply interconnected, but are specifically selected by means of the selection circuit10 . In this way, the interferences mentioned are avoided, so that an optimal horizontal superimposed directional diagram can be set.
Die vertikal auf den Seitenflächen21,22 angeordneten Antennenelemente13,14 weisen wie beschrieben in ihrer Richtcharakteristik ein Maximum am Horizont bzw. im Azimutbereich auf, wie dies beispielsweise für DAB erwünscht ist. Senkrecht dazu, also im Zenit, weisen die Richtcharakteristiken dieser Antennenelemente13,14 jeweils eine Nullstelle auf.As described, the antenna elements13 ,14 arranged vertically on the side surfaces21 ,22 have a maximum in their directional characteristics on the horizon or in the azimuth range, as is desired, for example, for DAB. At right angles to this, ie at the zenith, the directional characteristics of these antenna elements13 ,14 each have a zero.
Die Antennenelemente11,12 auf der Oberseite20 des Antennenträgers5 hingegen weisen wie beschrieben in ihrer Richtcharakteristik jeweils ein Maximum im Zenit auf. In horizontaler Richtung hingegen sind ihre Richtcharakteristiken stark bedämpft. Dies ist wie beschrieben optimal für den Empfang von GPS-Ortungssignalen. Aufgrund der Bezugspotentialfläche25 ist zudem das erste Antennenelement11 und das zweite Antennenelement12 in Richtung zur Grundplatte55 bezüglich des Sendens und/oder Empfangens von Signalen abgeschirmt.On the other hand, the antenna elements11 ,12 on the top20 of the antenna carrier5 each have a maximum in zenith as described in their directional characteristics. In the horizontal direction, however, their directional characteristics are strongly damped. As described, this is optimal for the reception of GPS location signals. Because of the reference potential area25 , the first antenna element11 and the second antenna element12 are also shielded in the direction of the base plate55 with respect to the transmission and / or reception of signals.
Auf diese Weise überlappen sich die Richtcharakteristiken der auf den Seitenflächen21,22 angeordneten Antennenelemente13,14 nicht mit den Richtcharakteristiken der auf der Oberseite20 angeordneten Antennenelemente11,12, so daß es zwischen den beiden Anwendungen nicht zu Interferenzen kommt und die Antennenelemente13,14 der Seitenflächen21,22 nur Signale für die zweite Anwendung senden und/oder empfangen können, wohingegen die Antennenelemente11,12 auf der Oberseite20 nur Signale für die erste Anwendung senden und/oder empfangen können. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ist für alle Antennenelemente lediglich ein Empfang von Signalen vorgesehen, wobei die erste Anwendung der Empfang von GPS-Ortungssignalen und die zweite Anwendung der Empfang von DAB-Rundfunksignalen ist.In this way, the directional characteristics of the antenna elements13 ,14 arranged on the side surfaces21 ,22 do not overlap with the directional characteristics of the antenna elements11 ,12 arranged on the upper side20 , so that there is no interference between the two applications and the antenna elements13 ,14 of the side surfaces21 ,22 can only send and / or receive signals for the second application, whereas the antenna elements11 ,12 on the upper side20 can only send and / or receive signals for the first application. In the exemplary embodiment described, only reception of signals is provided for all antenna elements, the first application being the reception of GPS location signals and the second application the reception of DAB radio signals.
Die Ausformung der Oberseite20 ist nicht auf eine Quadrat- oder eine Rechteckform beschränkt. Vielmehr kann die Oberseite20 allgemein als n-Eck ausgebildet sein, wobei bis zu n Seitenflächen von der Oberseite20 zur Grundplatte55 hin etwa senkrecht oder rechtwinklig weggebogen sein können. Dabei könnte die Oberseite20 beispielsweise auch in Dreieck- oder in Fünfeckform ausgebildet sein. Wie beschrieben, müssen nicht alle Seitenflächen vorhanden sein und nicht auf allen vorhandenen Seitenflächen müssen Antennenelemente angeordnet sein. Auf einer Seitenfläche kann wie beschrieben mindestens ein Antennenelement angeordnet sein. Die Anordnung von Antennenelementen auf einer allgemein als n-Eck ausgebildeten Oberseite20 erfolgt ebenfalls wie für die rechteck- oder quadratförmig beschriebene Oberseite beschrieben.The shape of the top20 is not limited to a square or a rectangular shape. Rather, the upper side20 can generally be designed as an n-corner, it being possible for up to n side surfaces to be bent away from the upper side20 towards the base plate55 approximately perpendicularly or at right angles. The upper side20 could also be designed, for example, in a triangular or pentagonal shape. As described, not all side surfaces need to be present and antenna elements do not have to be arranged on all existing side surfaces. As described, at least one antenna element can be arranged on one side surface. The arrangement of antenna elements on an upper side20, which is generally designed as an n-corner, likewise takes place as described for the upper side described as rectangular or square.
Die Bezugspotentialfläche25 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie beispielsweise Kupfer gebildet.The reference potential surface25 is formed from an electrically conductive material, such as copper.
Durch die Bezugspotentialfläche25 sind die Antennenelemente11,12,13,14 gegen unerwünschte Aussendungen von Signalen der im abgeschirmten Bereich15 angeordneten elektronischen Komponenten geschützt.The reference potential area25 protects the antenna elements11 ,12 ,13 ,14 against undesired transmission of signals from the electronic components arranged in the shielded area15 .
Eines oder mehrere der Antennenelemente11,12,13,14 kann wie beschrieben als Linearstrahler ausgebildet sein. Normalerweise muß die Länge eines solchen Linearstrahlers etwa der Hälfte der verwendeten Betriebswellenlänge der zu empfangenden und/oder zu sendenden Signale entsprechen. Ein solcher Linearstrahler kann jedoch auch als verkürzter Dipol mit einer geringeren Länge als erforderlich ausgebildet sein. Das Senden und/oder Empfangen von Signalen mit der gewünschten Betriebswellenlänge kann dann dadurch realisiert werden, daß ein solcher verkürzter Dipol durch ein Netzwerk aus Blindwiderständen, wie Induktivitäten und Kapazitäten für das Senden und/oder Empfangen bei der gewünschten Betriebswellenlänge "verlängert" wird. Ein solches Netzwerk wird auch als Antennenverlängerung bezeichnet. Eine solche Antennenverlängerung kann kapazitiv durch Verwendung einer besonders hohen Dielektrizitätkonstanten bewirkt werden, wobei der zu verlängernde Linearstrahler in ein entsprechendes Substrat eingebettet ist, insbesondere in ein Keramiksubstrat. Auf diese Weise lassen sich extrem verkürzte Dipole realisieren, so daß eine besonders kleine Bauform der Kombinationsantenne1 ermöglicht werden kann.One or more of the antenna elements11 ,12 ,13 ,14 can be designed as a linear radiator as described. Normally, the length of such a linear radiator must correspond to approximately half the operating wavelength used for the signals to be received and / or transmitted. However, such a linear radiator can also be designed as a shortened dipole with a shorter length than required. The transmission and / or reception of signals with the desired operating wavelength can then be realized in that such a shortened dipole is "extended" by a network of reactive resistors, such as inductors and capacitors for transmission and / or reception at the desired operating wavelength. Such a network is also called an antenna extension. Such an antenna extension can be achieved capacitively by using a particularly high dielectric constant, the linear radiator to be extended being embedded in a corresponding substrate, in particular in a ceramic substrate. In this way, extremely shortened dipoles can be realized, so that a particularly small design of the combination antenna1 can be made possible.
Die verschiedenen Anwendungen können das Senden und/oder Empfangen von Signalen in verschiedenen Frequenzbereichen oder in gleichen oder nahezu gleichen Frequenzbereichen ermöglichen, da sich die Richtdiagramme für die verschiedenen Anwendungen nicht oder nur unwesentlich überlagern.The different applications can send and / orReceive signals in different frequency rangesor in the same or almost the same frequency rangesenable because the directional diagrams for the different applications or not at alloverlap.
Die beschriebene Kombinationsantenne1 kann beispielsweise als Fahrzeugantenne eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Eine solche Kombinationsantenne1 kann jedoch für beliebige Fahrzeuge oder Flugzeuge oder sonstige Anwendungen, beispielsweise für Mobiltelefone, insbesondere für multimediafähige Mobiltelefone, die mehrere Anwendungen unterstützen, vorgesehen sein.The combination antenna1 described can be provided, for example, as a vehicle antenna of a motor vehicle. Such a combination antenna1 can, however, be provided for any vehicles or airplanes or other applications, for example for mobile telephones, in particular for multimedia-capable mobile telephones which support multiple applications.
Der Antennenträger5 kann als flexible Folie ausgebildet sein, die durch Verstärkungselemente90 sowie die erste Leiterplatte35 in die beschriebene Form gebracht und stabilisiert werden kann, wobei der Antennenträger5 auf den Verstärkungselementen90 und der ersten Leiterplatte35 aufliegt. Die Verstärkungselemente90 sind dann am ersten Winkelstück75 und am zweiten Winkelstück80 befestigt und stellen elektrisch ebenfalls die Bezugspotentialfläche25 dar. Die erste Leiterplatte35 und die zweite Leiterplatte40 sind in einer gemäßFig. 1 nicht dargestellten Art und Weise an der Grundplatte55 befestigt.The antenna mount5 may be formed as a flexible film, which can be brought by reinforcing elements90 and the first circuit board35 in the form described and stabilized, wherein the antenna carrier5 is supported on the reinforcing members90 and the first circuit board35th The reinforcing elements90 are then fastened to the first angle piece75 and to the second angle piece80 and also electrically represent the reference potential area25. The first printed circuit board35 and the second printed circuit board40 are fastened to the base plate55 in a manner not shown inFIG. 1 ,
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