Патент на изобретение №2305878

(54) РАЗНЕСЕННАЯ АНТЕННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПОДВИЖНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат заключается в обеспечении возможности переключения антенной системы при появлении помех для приема другого сигнала. Сущность изобретения состоит в том, что первый ввод антенны образован первым выводом нагрева, первым проводником нагрева и/или первой сборной шиной поля нагрева, второй ввод антенны образован вторым выводом нагрева, вторым соединительным проводом и/или второй сборной шиной поля нагрева. Устройство для формирования различных нагрузочных импедансов или различных по величине реактивных сопротивлений может быть выполнено в виде блока настройки, который имеет одну или несколько переключающих схем, посредством которых непрерывно или в аналоговой форме регулируется значение сформированных в блоке настройки нагрузочных импедансов или реактивных сопротивлений или в виде блока переключения, по меньшей мере, с тремя встроенными переключающими схемами, формирующими различные нагрузочные импедансы или реактивные сопротивления. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Разнесенные антенные системы применяются для улучшения качества приема в транспортных средствах.

При этом часто применяется размещенное на заднем стекле легкового автомобиля секционированное поле нагрева и еще две другие антенные системы, установленные на лобовом стекле автомобиля или в другом месте и дополняющие так называемую разнесенную антенную систему. Непрерывно, дискретными шагами производится оценка принятого сигнала, чтобы при обнаружении ухудшения переключиться на другую антенну. Тем самым должен обеспечиваться наилучший прием.

Сканирующая антенная система для транспортных средств известна, например, из ЕР 1021000 А2. В этой публикации описана антенная система для транспортных средств, представляющая собой антенную установку с множеством антенн, по меньшей мере с двумя антеннами, из входного напряжения которой формируются по меньшей мере два сигнала. Эти сигналы подаются в логическое переключающее устройство, с помощью которого посредством различных положений переключения можно передавать соответственно различающийся сигнал разнесения в приемник. Он управляет с использованием промежуточного сигнала, полученного из принятого сигнала, процессором разнесенной обработки, который при наличии помехи приему переключает логическое переключающее устройство в следующее положение переключения.

Кроме того, разнесенная антенная система известна также из ЕР 0792031 А2. Данная известная антенная установка также содержит управляемое переключающее устройство и приемник, подключенный через антенный проводник. В приемнике имеется обнаруживатель помех, который при возникновении помехи приему в принимаемом сигнале или в сигнале промежуточной частоты указывает на это сигналом индикации. Антенная установка с управляемым переключающим устройством содержит несколько отдельных антенн или частей антенны. Кроме того, имеется общее место подсоединения к антенне, к которому через антенный проводник подсоединен приемник. В этом случае с помощью переключателя можно при появлении помехи переключаться с одной антенны на другую.

Предпочтительно, согласно данной публикации, в качестве антенного устройства применяется зона нагрева в транспортном средстве, в частности предпочтительно как разделенное поле антенны. В этом примере выполнения обе половины встроенного в заднее стекло поля нагрева на стороне выхода соединены с соответствующим усилителем, причем оба усилителя подсоединены к переключающему устройству соединительным проводником, ведущим к радиоприемнику. Наряду с этим предусмотрено большое количество других точек присоединения антенны, с которых могут сниматься соответствующие принимаемые антенной сигналы для получения антенной системы с максимально возможным разнесением.

Из ЕР 0792031 А2, как, например, и из DE 2036809 C2, известно, что вследствие монтажа отдельных антенных вводов или использования проводников или комбинаций проводников с реактивными сопротивлениями могут изменяться свойства излучения проводящих полей, выполненных в виде антенн.

В DE 2036809 рассмотрена задача однокнопочной настройки, так как при этом необходим очень точный синхронизм между настройкой антенны с одной стороны и настройкой частоты генератора преобразователя с другой стороны. Недостатком при этом оказалось то, что при подобной настройке, вследствие разнесения по месту включения реактивных сопротивлений настройки в антенне и приемнике, эти реактивные сопротивления подвергаются разным воздействиям окружающей среды, в частности разным температурам, что существенно затрудняет достижение синхронизма и в большинстве случаев делает его невозможным. Поэтому для решения проблемы предлагается присоединить к выходу усилителя, не применяя длинный промежуточный проводник, смесительный каскад с генератором, причем частотозадающий контур генератора содержит второе электронное реактивное сопротивление, импеданс которого можно изменять с помощью постоянного напряжения.

Согласно ЕР 0792031 А2, в противоположность этому, на встроенном в заднее стекло поле нагрева в нескольких местах антенных выводов подключены импедансы, предпочтительно в виде реактивных сопротивлений, а именно с предусмотренными последовательно выключателями, которыми можно управлять через переключающее устройство. Тем самым посредством процессора разнесенной обработки при возникновении помех можно снимать антенный сигнал через другую точку соединения в поле нагрева. В примере выполнения, кроме того, показано, что на одном из нескольких антенных выводов предусмотрены также управляемые переключатели, чтобы при необходимости подключать различные реактивные сопротивления к одному из соответствующих антенных вводов и тем самым изменять характеристику направленности антенны.

Но во всех этих решениях речь идет всегда о соответствующим образом подготовленных изготовителем и согласованных решениях, чтобы иметь возможность подсоединения реактивных сопротивлений к различным местам антенных выводов по потребности для приема по возможности свободного от помех сигнала передатчика.

Разнесенная антенна для разнесенной антенной установки на транспортном средстве известна также из DE 10033336 A1. В данной публикации описано несколько примеров выполнения подобной разнесенной антенной системы, причем в качестве антенны постоянно используется поле нагрева, которое может охватывать один или несколько электрически раздельно управляемых участков. Поле нагрева при этом, как обычно, снабжено двумя сборными шинами, которые соединены с соответствующим нагревательным проводником. Кроме того, поля нагрева имеют отдельные антенные выводы, к которым можно подсоединить, например, радиоприемник. Ко второму антенному выводу подсоединена, например, импедансная цепь и переключающее устройство, за счет чего должно обеспечиваться, что при возникновении помехи приему в антенном сигнале производится переключение значений импеданса по меньшей мере электронно-управляемой импедансной цепи и на выходе соединительной схемы формируется отличающийся антенный сигнал в соответствии с реализованным разнесением. Для этого в импедансной цепи применяются два переключающих диода, с помощью которых можно генерировать четыре разных реактивных сопротивления.

В противоположность этому задача настоящего изобретения заключается в создании улучшенной разнесенной антенной системы простейшей конструкции, с помощью которой при появлении помех можно произвести соответствующее переключение для приема лучшего антенного сигнала, причем данная антенная система должна быть также переоснащаемой.

Задача в соответствии с изобретением решается признаками, указанными в пунктах 1 или 7 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения приведены в зависимых пунктах.

Изобретение исходит из одной единственной активной антенны, образованной предпочтительно нагревательными проводниками обогрева стекла в транспортном средстве. К выводу антенны для этого присоединен по меньшей мере непосредственно усилитель. С пространственным разнесением от него может быть предусмотрен собственно приемный бокс для радиоприемника. Разумеется, сам усилитель может также быть встроенным в радиоприемник. Кроме того, известным образом посредством процессора разнесенной обработки производится соответствующая обработка с учетом качества принимаемого антенного сигнала.

Поле нагрева, например, на заднем стекле транспортного средства имеет, как обычно, две сборные шины, к которым ведет соответствующий нагревательный проводник или с которыми соединен вывод нагрева. Через них производится подключение тока для нагревания поля нагрева. Для того чтобы согласно изобретению предусмотреть возможность переоснащения, не требуются отдельные выводы антенны на поле нагрева или на сборных шинах, а предусмотрено, что подключение производится через оба вывода нагрева, или оба нагревательных проводника, или обе сборные шины. Другими словами, установка, соответствующая изобретению, может модернизироваться, так как не нужны дополнительные пункты съема на поле нагрева, сборных шинах и т.д., а при необходимости можно применить оба имеющихся ведущих от поля нагрева нагревательных проводника или вывода нагрева.

В соответствии с изобретением предусмотрено, что блок настройки и/или переключения подсоединен ко второй точке вывода антенны. Через этот блок аналоговым образом или дискретными шагами путем переключения производится изменение реактивных сопротивлений таким образом, чтобы мог приниматься оптимальный антенный сигнал.

В случае использования блока настройки посредством процессора разнесенной обработки через цифроаналоговый преобразователь генерируется сначала аналоговый сигнал (то есть напряжение настройки), который затем передается в блок настройки. С помощью этого сигнала соответствующим образом изменяется реактивное сопротивление, вследствие чего соответственно может быть изменена характеристика направленности антенного устройства, образованного полем нагрева.

Если применяется блок переключения, то посредством процессора разнесенной обработки можно осуществить переключение между разными реактивными сопротивлениями.

В соответствии с изобретением в поле нагрева подключение осуществляется только в двух местах, а именно в одном месте подключения осуществляется подключение по меньшей мере косвенно радиоприемника, а во втором месте подключения подключается блок настройки или переключения, который по меньшей мере косвенно управляется через процессор разнесенной обработки для изменения характеристики направленности антенны.

Существенное преимущество данной схемы заключается в том, что все устройство не требует высоких затрат и что для него требуется только один усилитель, и, кроме того, не нужны специальные излучатели нагревательных проводников с дополнительными местами подключения, и вследствие этого можно применять уже имеющееся поле нагрева с имеющимися двумя местами подключения для положительного и отрицательного полюсов в качестве места подключения для разнесенной антенной системы, имеющей возможность переоснащения (модернизации).

Ниже изобретение поясняется подробнее на примерах выполнения. При этом на чертежах показано следующее:

фиг. 1 – первый пример выполнения разнесенной антенной системы с блоком настройки, и

фиг. 2 – разнесенная антенная система с блоком переключения.

На фиг. 1 схематично показано поле нагрева 1, образованное из двух противолежащих сборных шин 3 и множества, как правило, проходящих между ними параллельно нагревательных проводников 5. Такие поля нагрева 1, как правило, размещены на заднем стекле транспортных средств. Проводники при этом вставлены в стекло или выполнены печатью на стекле.

Подобное поле 1 нагрева действует одновременно также как антенна на оконном стекле 7, далее кратко называемая антенной 7.

Поле 1 нагрева известным образом подсоединено к аккумулятору 11 транспортного средства, причем, например, положительный полюс 13 аккумулятора через дроссель 15 соединен с первым выводом 17 поля 1 нагрева, который образует вывод для подсоединения к сборной шине 3. Отрицательный полюс 19 обычно через массу 21 электрически соединен со вторым выводом 23, представляющим собой вывод для подсоединения ко второй сборной шине 3.

Для монтажа разнесенной антенной системы в соответствии с изобретением усилитель 25 со стороны входа соединен, по меньшей мере, косвенно с первым выводом 17 поля 1 нагрева, то есть с первым выводом 17′ антенны 7 через первый вывод 17а нагрева.

Сторона выхода поля 1 нагрева ведет через второй проводник нагрева, то есть второй соединительный проводник 23а нагрева, от сборной шины 3′ стороны выхода поля 1 нагрева, то есть антенны 7, ко второму выводу 23 поля 1 нагрева, который одновременно представляет собой второй вывод 23′ антенны 7.

Сторона выхода усилителя 25 соединена с собственно приемной частью или радиоприемником 27.

В радиоприемнике генерируется сигнал промежуточной частоты, который может оцениваться в подключенном к нему процессоре 29 разнесенной обработки. В примере выполнения по фиг.1 для реализации разнесенной антенной системы применяется блок 31 настройки, управляемый аналоговым способом. Для этого выход процессора 29 разнесенной обработки соединен с входом цифроаналогового преобразователя 33, выход которого соединен с входом 35 блока 31 настройки.

В блоке настройки могут быть предусмотрены соответствующие контуры настройки для изменения реактивного сопротивления на стороне подключения и тем самым для различной нагрузки входа антенны. Тем самым изменяется характеристика направленности поля 1 нагрева, служащего в качестве антенны 7.

Блок настройки имеет для этого в показанном примере выполнения три включенные параллельно ветви 37а-37с, включенные между вторым выводом 23 и по меньшей мере косвенно вторым полюсом 19 и соответственно массой 21. В первой ветви 37а для этого последовательно включены резистор R1 и конденсатор С1, во второй ветви 37b – катушка L, конденсатор С2 и емкостный диод (варикап) D1 и в третьей ветви 37с – конденсатор С3 и емкостной диод D2.

Соединенный с цифроаналоговым преобразователем 33 проводник 41 управления ведет через резистор R2 к точке 43 соединения между конденсатором С3 и емкостным диодом D2 в третьей ветви 37с, причем проводник 41 управления проходит через резистор R3 ко второй точке 43′ соединения между конденсатором С2 и емкостным диодом D1 во второй ветви 37b.

Кроме того, между массой (отрицательным полюсом) и вторым выводом 23 должна быть включена катушка 45 для отвода тока поля нагрева.

Если посредством процессора разнесенной обработки выявляется ухудшение принимаемого сигнала, то можно осуществлять соответствующее изменение реактивных сопротивлений до тех пор, пока в антенне не будет приниматься улучшенный входной сигнал. При этом может быть даже сохранен приоритетный перечень в запоминающем устройстве (например, в радиоприемнике или процессоре разнесенной обработки), благодаря чему определяется, в каком направлении и/или на какие значения изменяются реактивные сопротивления путем соответствующего управления блока настройки.

В зависимости от выбора размеров и/или напряжения настройки можно тем самым установить в блоке настройки в определенном диапазоне частот любые значения нагрузочного импеданса (переменная реактивная линия).

Пример выполнения по фиг.2 в значительной мере соответствует примеру выполнения по фиг.1 и отличается по существу тем, что применяется не управляемый непрерывно, то есть в аналоговой форме, блок 31 настройки, а блок 31′ переключения. Поэтому и в примере выполнения по фиг.2 нет необходимости в цифроаналоговом преобразователе 33, так как в данном случае процессор 29 разнесенной обработки может непосредственно осуществить соответствующее управление блоком 31′ переключения.

Блок переключения также включен между заземляющим выводом 23 или соответственно отрицательным полюсом 19 и вторым антенным выводом 23 и имеет управляющий вход 43, через который процессор 29 разнесенной обработки принимает соответствующие сигналы переключения.

Блок 31′ переключения также имеет три ветви 37а-37с, а именно первую ветвь 37а с катушкой 11 индуктивности, параллельную ей вторую ветвь 37b с емкостью С4 и последовательно включенным резистором R4 и третью ветвь 37с с емкостью С5. В то время как все три ветви совместно включены со стороны массы, со стороны поля антенны предусмотрен переключатель 47, который управляется соответственно посредством процессора разнесенной обработки. Тем самым в случае помех можно дискретно производить переключение в блоке переключения, чтобы снова изменить характеристику направленности антенны.

Блок 31 настройки по фиг.1 и блок 31′ переключения по фиг.2 приведены только в качестве примера. Конструкция блока 31 настройки и блока 31′ переключения может быть выполнена иным образом, а именно при необходимости также с несколькими ветвями.

Формула изобретения

1. Разнесенная антенная система для транспортных средств, имеющих служащее в качестве антенны поле (1) нагрева, причем поле (1) нагрева содержит два вывода (17, 23) и/или два соединительных проводника (17а, 23а) нагрева, а также два вывода (17′, 23′) антенны, содержащая усилитель (25), который имеет возможность подключения к первому выводу (17′) антенны и который со стороны выхода имеет возможность электрического соединения с приемной частью или радиоприемником (27), процессор (29) разнесенной обработки, имеющий возможность обработки сигнала промежуточной частоты приемной части или радиоприемника (27), при этом первый вывод антенны (17′) и/или усилитель (25), и/или приемная часть, или радиоприемник (27) соединены с процессором (29) разнесенной обработки, к второму выводу (23′) антенны подключено устройство для формирования различных нагрузочных импедансов или различных по величине реактивных сопротивлений, которое приводится в действие посредством процессора (29) разнесенной обработки, отличающаяся тем, что первый вывод (17′) антенны образован первым выводом (17) нагрева, первым нагревательным проводником (17а) и/или первой сборной шиной (3) поля (1) нагрева, второй вывод (23′) антенны образован вторым выводом (23) нагрева, вторым нагревательным проводником (23а) и/или второй сборной шиной (3′) поля (1) нагрева, устройство для формирования различных нагрузочных импедансов или различных по величине реактивных сопротивлений выполнено в виде блока (31) настройки, при этом блок (31) настройки имеет одну или несколько переключающих схем, посредством которых могут непрерывно или в аналоговой форме регулироваться значения сформированных в блоке настройки нагрузочных импедансов или реактивных сопротивлений.

2. Разнесенная антенная система по п.1, отличающаяся тем, что процессор (29) разнесенной обработки включен в устройство для формирования различных по величине нагрузочных импедансов или различных по величине реактивных сопротивлений.

3. Разнесенная антенная система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что процессор (29) разнесенной обработки соединен с цифроаналоговым преобразователем (33), вывод которого посредством проводника (43) настройки соединен с управляющим входом блока (31) настройки для аналогового изменения нагрузочных импедансов или реактивных сопротивлений.

4. Разнесенная антенная система по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что предусмотренные в блоке настройки (31) переключающие схемы или ветви (37а-37с) состоят, по меньшей мере, из включенного последовательно сопротивления (R1) и емкости (С1), или из катушки (L), емкости (С2) и емкостного диода (D1), или из емкости (С3) и емкостного диода (D2).

5. Разнесенная антенная система по п.4, отличающаяся тем, что идущий от цифро-аналогового преобразователя (33) проводник (41) настройки непосредственно или с включением промежуточного проводника (41′) для настройки предусмотренных в ветвях или переключающих схемах (37а-37с) емкостных диодов (D1, D2) соединен с одним из выводов упомянутых диодов.

6. Разнесенная антенная система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что блок (31) настройки содержит емкостные диоды (D1, D2) для непрерывного изменения нагрузочных импедансов или соответственно реактивных сопротивлений.

7. Разнесенная антенная система для транспортных средств, имеющих служащее в качестве антенны поле (1) нагрева, причем поле нагрева (1) содержит два вывода (17, 23) и/или два соединительных проводника (17а, 23а) нагрева, а также два вывода (17′, 23′) антенны, содержащая усилитель (25), который имеет возможность подключения к первому выводу (17′) антенны и который со стороны выхода имеет возможность электрического соединения с приемной частью или радиоприемником (27), процессор (29) разнесенной обработки, имеющий возможность обработки сигнал промежуточной частоты приемной части или радиоприемника (27), при этом первый вывод антенны (17′) и/или усилитель (25), и/или приемная часть, или радиоприемник (27) соединены с процессором (29) разнесенной обработки, и ко второму выводу (23′) антенны подключено устройство для формирования различных нагрузочных импедансов или различных по величине реактивных сопротивлений, которое приводится в действие посредством процессора (29) разнесенной обработки, отличающаяся тем, что первый вывод (17′) антенны образован первым выводом (17) нагрева, первым нагревательным проводником (17а) и/или первой сборной шиной (3) поля (1) нагрева, второй вывод (23′) антенны образован вторым выводом (23) нагрева, вторым нагревательным проводником (23а) и/или второй сборной шиной (3′) поля (1) нагрева, устройство для формирования различных нагрузочных импедансов или различных по величине реактивных сопротивлений выполнено в виде блока (31′) переключения, по меньшей мере, с тремя встроенными переключающими схемами, формирующими различные нагрузочные импедансы или реактивные сопротивления.

8. Разнесенная антенная система по п.7, отличающаяся тем, что упомянутые, по меньшей мере, три переключающие схемы (37а-37с) на своей одной стороне соединены с полюсом (19) аккумулятора, а другой конец ветвей или переключающих схем (37а-37с) через переключатель (47) имеет возможность соединения со вторым выводом (23) поля (1) нагрева или соответственно антенны.

9. Разнесенная антенная система по п.7 или 8, отличающаяся тем, что различные ветви или переключающие схемы (37а-37с) предпочтительно состоят из катушки индуктивности (11), или включенной последовательно емкости (С4) и резистора (R4), или емкости (С5).

10. Разнесенная антенная система по любому из пп.7-9, отличающаяся тем, что процессор (29) разнесенной обработки включен в устройство для формирования различных по величине нагрузочных импедансов или различных по величине реактивных сопротивлений.

РИСУНКИ