接收和/或发射装置的天线尤其是汽车的车顶天线

摘要

汽车的接收和/或发射装置具有一个最好呈外壳(5)状的天线座(3)。通过一根内连接线(13)实现到一个辐射器(17)的电连接，该辐射器最好又通过一个闭锁线圈(19)与另一个辐射器(21)电连接。本发明改进的接收和/或发射装置具有这样的特征：连接线(13)最好呈弓形(13’)和/或第一辐射器(17)具有一导电的延长段(25，25’，25”)。

说明书

本发明涉及权利要求1前序部分所述接收和/或发射装置的天线尤其是汽车的车顶天线。

例如从DE 197 37 395 A1已知一种接收装置尤其是装在汽车中的无线电接收机。该接收装置包括一个接收部分，该接收部分具有至少一个接头，通过该接头可与其它元件连接。在该接收部分的上方可插装一根棒形天线。

例如DE 298 21 723 U1也提出了一种汽车天线。该天线包括一个天线座，该天线座由一个壳体状或罩状的保护罩和一块装在车顶上的底板组成。在该罩和底板之间的内腔中安放各种电气装置。其中，一根导线12引到从天线座向外伸出的辐射装置。为此，使用了一个所谓的复合辐射器，该辐射器在其下端设置了一段螺纹连续段，以便可把螺纹辐射器拧入和拧出座上的一个螺纹套中。

也可在天线座内安放一些其他装置，以便最后通过一根或多根高频导线接收不同的频率范围。亦即这类天线例如适用于不同网络的移动无线电范围(例如D-网络或E-网络，但也适用于大约1900兆赫至2170兆赫的新式通用移动通信系统(UMTS)的频率范围)。此外，另外必要时也可接收和处理全球定位系统(GPS)信号和/或接收超短波节目。

市场上迄今为止可买到的天线原则上都是可靠的，尽管有不同的转换原理。

但就最后提到的那类天线而言，却存在这样的问题，即这种天线具有一个所谓的“复合辐射器”而不适用于DoCoMo波段、高级移动电话业务(AMPS)波段和/或全球通(GSM)1800和/或全球通900波段(即1710至1990兆赫范围)正常的移动无线电范围，也不适用于通用移动通信系统标准。即适用于上述整个范围的天线含有这样的意思：在传输高频的情况下，用于这种高频范围的辐射器和辐射器元件必须设计得较小即较短，对于天线弓来说也是这样。但这会带来这样的后果，即整个天线包括现有的辐射器都必须进行修改。这是有悖于所谓的等同件方案的，因为按这种方案对不同的使用目的例如应当用一种型号的辐射器。

US 6 191 747 B1提出了一种双波段天线。它涉及在使用线圈移相来构成一个单极增益辐射器情况下的一种多波段天线。

WO 0 171 847 A1提出了一种双波段汽车天线，该天线具有一个天线座，该天线座的连接线通过一段中间线与辐射装置连接。

所以，本发明的目的是从上述先有技术出发，提出一种改进的多波段天线装置。

根据本发明，这个目的是通过权利要求1所述的特征来实现的。本发明的诸多有利方案可从各项从属权利要求中得知。

原则上一种很可靠的汽车用的天线从现在起例如也可用于通用移动通信系统标准，即普遍适用于高得多的频带，而且不减小结构高度或结构尺寸，这是完全令人惊异的。这是通过一根引到一个较高频率范围的辐射器的馈电线或一个引到较高频率范围的辐射器的天线弓设置一个延长段来实现的。该延长段可这样变化，即馈电线延长超出了辐射器与馈电线电接通的一个连接点或接触点并最好自由结束。如果馈电线由一个导电弓构成，则该导电弓可延长超过带有第一辐射器的接触点，这个接触点在这里同时作为该辐射器的连接点或者甚至固定点使用。但这个延长段不必是导电线或导电弓的连续不断的延长，而是也可构成一段引回的导线段的形式。也可以是超出馈电线或导电弓与高频率范围用的电辐射器之间的连接点向下进行的延长段，该延长段必要时可在车顶不远的部位结束。

延长段例如设计成一个盘状或者也是适用的，并最好设置在馈电线或馈电弓与高频范围用的辐射器之间的连接点上。

但通常的方式不只是使用一个最好呈螺栓状的高频范围用的辐射器，而是在这个辐射器的延长段上还使用了一个线圈和另一个与之连接的辐射元件。

在这种情况下，必须注意的是：在低频范围时，亦即在长波、中波、短波和超短波时，整个辐射装置包括天线弓起辐射器的作用；在DoCoMo波段、高级无线电业务(AMPS)以及全球通900波段(相当于810至960兆赫)时，则天线弓和辐射装置的下部亦即通常为此设计的辐射器螺栓的下部共同与上述线圈的一部分起辐射器作用。但如果频率继续增加，即例如在全球通1800或全球通1900波段(相当于1710兆赫至1990兆赫)时，则只有天线弓和下部天线螺栓起辐射器作用。而在通用移动通信系统波段(1900至2170兆赫)时，则只有天线弓及其延长段起辐射器作用。

下面结合附图的一些实施例来说明本发明。这些附图分别表示：

图1本发明第一实施例的示意侧视图；

图2图1所示实施例的延长的弓的示意俯视图；

图3一个相应于图2的俯视图，但弓的延长段设计得较短和较宽。

图4图1和图2的一个变型实施例；

图5另一个变型实施例的侧视图；

图6又一个变型实施例。

在图1中用示意侧视图示出一辆汽车的一块车身钢板1的轮廓横截面，特别是接近后窗玻璃的车顶范围，在这个范围应安装一根相应的天线。

图1的发射和/或接收装置包括一个做成壳体5的天线座3。

壳体5包括一个最好呈罩状的保护罩5a和一块底板5b，通过适当的措施例如用粘接层、绝缘材料等可固定该底板。

此外，车身钢板1通常至少设置一个孔9，通过该孔可从汽车里面敷设到天线的电连接线、同轴电缆等等。为此，天线外壳的底板也相应地安装在车顶上，此时一般(虽在图中未画出，但这是人所熟知的)用一个作成空心螺纹棒的螺纹套，将它锚固在该底板中并通过车顶的孔9伸入汽车内部。然后通过该螺纹套向里敷设导线。最后可从汽车里面把一个中心螺母拧到该螺纹套上，于是天线就被牢固地固定在车顶上。

从一个设置在天线座3中的连接点11把一根连接线13引到天线装置15本身，在所示实施例中，该天线装置由第一个辐射器17、一个最好布置在第一辐射器17的轴向延长段内的闭锁线圈19和一个连接在闭锁线圈19的轴向延长段内的第二辐射器21组成。

第一辐射器17例如可用一个金属的导电螺栓制成或具有螺栓结构。第二辐射器21应尽可能具有弹性并可例如用一个玻璃纤维芯制成，该玻璃纤维芯上缠绕相应线圈状的电导体。适用于相应使用目的的全部可能的天线结构都是可用的。

在这种情况下，必须注意的是：在低频范围时，亦即在长波、中波、短波和超短波时，整个辐射装置包括天线弓起辐射器的作用；在DoCoMo波段、高级无线电业务AMPS以及全球通900波段(相当于810至960兆赫)时，则天线弓和辐射装置的下部亦即通常为此设计的辐射器螺栓的下部共同与上述线圈的一部分起辐射器作用。但如果频率继续增加，即例如在全球通1800或全球通1900波段(相当于1710兆赫至1990兆赫)时，则只有天线弓和下部天线螺栓起辐射器作用。而在通用移动通信系统波段(1900至2170兆赫)时，则只有天线弓及其延长段起辐射器作用。

在高频范围时，例如在E-网络中(大约1800兆赫)或尤其是用于通用移动通信系统标准(大约1900至2170兆赫)时，线圈19闭锁，所以这时只有第一辐射器17与电连接线13共同起辐射元件作用。

上述连接线13最好也可用一个至少具有轻微弹性的或部分弹性的弓13’制成，该弓最好在辐射器方向预张紧。亦即在预张力的作用下，在安装辐射器时，该天线弓倾向于贴合到辐射器的下连接点上(在外壳的内部)，所以可在该处不存问题地建立永久的电接触。辐射装置15通常用螺丝与天线外壳5连接，所以特别是在汽车驶入一个洗车设备时，可不成问题地事先拧下天线，并在洗完车后又重新拧上。拧到外壳上的辐射装置15最后通过外壳本身保持和保护。

为了使这个天线装置从现在起也可用于高频范围，需要进行高频范围的调谐，不仅以一根螺栓17形式出现的第一辐射器而且电连接线13也必须相应减小。

但这是与等同件方案相矛盾的，根据该方案，例如一个也适用其他使用目的已经存在的辐射装置也应当可以用于本例中，这就导致了必须寻求别的解决方案。

为此，按图1和2的实施例，本发明设置了一个延长段25。在这个实施例中，这个延长段25作为连接线13的延长段并由此优选是弓13’的延长段。该延长段超过连接、固定和/或接触点27延伸，在该点上，为高频范围设置的辐射器17即整个辐射装置必要时通过一段跨接段固定并保持在电连接线13或弓13’上。

延长段25必须这样设计，使天线可在整个要求的高频范围内正确调谐。这种调谐可按不同的方式进行，如下面所述。

图2表示延长段25在其超出连接点和/或固定点和/或接触点27延长区域内的示意俯视图。从图可以看出，这个延长段原则上可作成导线形，尽管它优选设计成较有刚性的、外形稳定的和尽可能具有弹性的弓13’。

除了图1和2实施例所示的延长段外，如果象图3俯视图示出的那样，把延长段25设计得比图1和2实施例中的延长段较宽一些时，则延长段25也可设计得较短一些。

图4所示实施例表示延长段25几乎作为弓形的单独元件最好从连接点或固定点27开始并且其自由端不断增加平行于辐射器17延伸。这个延长段25的长度和宽度同样可进行不同选择，以便对希望的高频范围进行要求的调谐。图1至4所示实施例的共同点是，从电气上看，延长段25都是自由结束的。

在图5所示的实施例中，延长段25表示一种变形形式，即延长段25设计成一个盘25’。亦即这个盘25’不仅可在连接线13即弓13’的方向内延伸，而是在圆周方向内可做成平面元件。

最后，图6表示延长段25可作为相对于第一辐射器17的延长段25理解和/或构成。亦即根据这个实施例，延长段25是最好做成螺栓形式的第一辐射器17的轴向延长段25’，即作为到一个短的、从连接线13的连接点27引到第一辐射器17的导电跨接段的延长段。