Антенное устройство автомобиля

Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано в конструкции антенного устройства системы радиоприема автомобиля. Техническим результатом является создание простого в установке, обладающего повышенной надежностью, устойчивостью к механическим воздействиям и расширенным частотным диапазоном антенного устройства автомобиля. Сущность изобретения заключается в том, что в антенном устройстве автомобиля, включающем в себя щелевую антенну, образованную зазором между кузовом автомобиля и подвижной частью кузова автомобиля, согласующее устройство выполнено в виде плоского микромодуля, установленного на детали замка подвижной части кузова автомобиля. Лицевая поверхность печатной платы микромодуля разделена на два участка, пассивные электрорадиоэлементы размещены на первом участке и покрыты слоем герметизирующего вещества, на втором участке выполнена первая контактная площадка, на тыльной поверхности печатной платы выполнена вторая контактная площадка. Печатная плата снабжена крепежным отверстием, а указанные первая и вторая контактные площадки соединены с выводами электрической схемы согласующего устройства и примыкают к краям крепежного отверстия. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано в конструкции антенного устройства системы радиоприема автомобиля,

Известна, см. заявку Германии DE 4000381, МКИ5 H 01 Q 1/32, опубл. 11.07.91 г., возможность использования в качестве щелевой приемной антенны автомобиля зазора между кузовом автомобиля и задней подвижной частью кузова (крышкой багажника или задней дверью - в зависимости от типа кузова), ограниченного петлями, на которых установлена упомянутая выше подвижная часть.

Достоинствами такой антенны являются ее скрытное размещение, устойчивость к проявлениям вандализма и низкая стоимость.

Для согласования входного комплексного сопротивления не настроенной в резонанс щелевой антенны, в качестве которой выступает зазор в кузове автомобиля, с волновым сопротивлением антенного кабеля, равным 75 Ом (реже 50 Ом), в конструкцию антенного устройства включают согласующее устройства.

Согласующее устройство щелевой антенны должно располагаться как можно ближе к месту подключения антенны, в качестве которого может выступать, например, деталь замка подвижной части кузова (крышки багажника или задней двери). Чем ближе расположено согласующее устройство к месту подключения антенны, тем меньше потери полезного сигнала и выше уровень сигнала на входе приемного устройства.

Известна, см. [1], конструкция антенного устройства автомобиля, включающая в себя щелевую приемную антенну автомобиля, выполненную в виде зазора между электропроводящими кузовом автомобиля и задней подвижной частью кузова, ограниченного петлями, на которых установлена упомянутая выше подвижная часть, электропроводящие детали замка подвижной части кузова, первая из которых прикреплена посредством резьбовых элементов к кузову автомобиля, а вторая - к подвижной части кузова, диэлектрическую пластину, установленную между кузовом автомобиля и деталью замка, а также согласующее устройство, установленное на кузове автомобиля и включающее в себя соединенные в электрическую схему трансформатор на ферритовом сердечнике и подстроечный конденсатор,.

Данное устройство имеет массу недостатков, делающих невозможным его промышленное использование:

- громоздкость конструкции, обусловленная значительными габаритами согласующего устройства;

- высокая стоимость антенного устройства, обусловленная применением в конструкции согласующего устройства трансформатора и подстроечного конденсатора;

- высокая трудоемкость установки антенного устройства, обусловленная необходимостью монтажа согласующего устройства на кузове автомобиля и проведения работ по настройке согласующего устройства;

- низкая надежность антенного устройства;

- плохая повторяемость параметров антенного устройства, обусловленная наличием в конструкции согласующего устройства трансформатора и подстроечного конденсатора;

- ограниченный частотный диапазон;

- низкая устойчивость к механическим воздействиям.

За прототип заявляемого антенного устройства автомобиля взята конструкция антенного устройства автомобиля, описанная в том же источнике [1].

Прототип включает в себя щелевую приемную антенну автомобиля, выполненную в виде зазора между электропроводящими кузовом автомобиля и подвижной частью кузова, ограниченного петлями, на которых установлена упомянутая выше подвижная часть кузова, электропроводящие детали замка подвижной части кузова, первая из которых прикреплена посредством резьбовых элементов к кузову автомобиля, а вторая - к подвижной части кузова, диэлектрическую пластину, установленную между кузовом автомобиля и первой деталью замка, а также согласующее устройство, установленное на кузове автомобиля и включающее в себя соединенные в электрическую схему три подстроечных конденсатора и две бескаркасные катушки индуктивности.

Недостатками прототипа являются:

- высокая трудоемкость установки антенного устройства, обусловленная необходимостью монтажа согласующего устройства на кузове автомобиля и проведения работ по настройке согласующего устройства;

- низкая надежность антенного устройства;

- плохая повторяемость параметров антенного устройства, обусловленная наличием в конструкции согласующего устройства трех подстроечных конденсаторов;

- ограниченный частотный диапазон;

- низкая устойчивость к механическим воздействиям.

Задачей заявляемого изобретения является создание антенного устройства автомобиля, использующего в качестве антенны зазор в кузове автомобиля, простого в установке, обладающего повышенной надежностью, устойчивостью к механическим воздействиям и расширенным частотным диапазоном.

Указанная задача решается в антенном устройстве автомобиля, включающем в себя щелевую антенну, образованную зазором между кузовом автомобиля и подвижной частью кузова автомобиля, электропроводящие детали замка подвижной части кузова, первая из которых прикреплена посредством резьбовых элементов к кузову автомобиля, а вторая - к подвижной части кузова автомобиля, диэлектрическую пластину, установленную между кузовом автомобиля и первой деталью замка, а также согласующее устройство, установленное на кузове автомобиля и включающее в себя соединенные в электрическую схему пассивные электрорадиоэлементы.

Задача решается тем, что согласующее устройство антенного устройства конструктивно выполнено в виде плоского микромодуля и размещено на детали замка подвижной части кузова автомобиля, лицевая поверхность печатной платы микромодуля разделена на два участка, пассивные электрорадиоэлементы размещены на первом участке и покрыты слоем герметизирующего вещества, на втором участке лицевой поверхности печатной платы выполнена первая контактная площадка, на тыльной поверхности печатной платы выполнена вторая контактная площадка, печатная плата снабжена крепежным отверстием, а указанные контактные площадки соединены с выводами электрической схемы согласующего устройства и примыкают к краям крепежного отверстия. При этом согласующее устройство может быть установлено на фиксаторе замка багажника кузова автомобиля или на фиксаторе замка задней двери кузова автомобиля. При этом согласующее устройство может быть закреплено на детали замка подвижной части кузова автомобиля посредством штатного резьбового элемента, предназначенного для крепления указанной детали замка.

Под плоским микромодулем в данной заявке понимается функционально законченный узел согласующего устройства, состоящий из печатной платы с размещенными на ней ЭРЭ (термин см. [2]).

Изобретение поясняется следующими чертежами. На Фиг.1 изображена конструкция согласующего устройства. На Фиг.2 изображен пример наилучшей реализации электрической схемы согласующего устройства.На Фиг.3 изображена конструкция антенного устройства автомобиля.

Для реализации изобретения согласующее устройство (см. Фиг.1) может быть выполнено в виде плоского микромодуля М, включающего в себя печатную плату 1, например, двухстороннюю металлизированную печатную плату, с лицевой S1 и тыльной S2 поверхностями, лицевая поверхность S1 платы разбита на два участка 2, 3, причем пассивные ЭРЭ 4 размещены на участке 2, соединены печатными проводниками в электрическую схему и покрыты слоем 5 герметизирующего вещества, а на участке 3 выполнена первая контактная площадка 6 для электрического соединения с кузовом автомобиля, на тыльной поверхности S2 печатной платы 1 выполнена вторая контактная площадка 7 для электрического соединения с подвижной частью кузова автомобиля, печатная плата снабжена крепежным отверстием 8, а контактные площадки 6, 7 соединены с выводами электрической схемы согласующего устройства и примыкают к краям крепежного отверстия 8.

Наилучший вариант электрической схемы согласующего устройства изображен на Фиг.2. Схема согласующего устройства состоит из минимального числа ЭРЭ и показала при испытаниях в составе антенного устройства автомобиля наилучшие практические результаты. Схема включает в себя согласующий мост, в плечи которого включены пассивные ЭРЭ - два конденсатора С1 и С2 и две индуктивности L1 и L2. В предпочтительном варианте выполнения в качестве конденсаторов С1 и С2 могут быть использованы конденсаторы для поверхностного монтажа, а индуктивности L1 и L2 могут быть выполнены путем травления печатной платы в виде изогнутых печатных проводников.

В предпочтительном варианте выполнения микромодуль М антенного устройства автомобиля снабжают отрезком коаксиального радиокабеля Q, центральный проводник и оплетку радиокабеля Q подключают на участке 2 к электрической схеме согласующего устройства, а место соединения центрального проводника и оплетки кабеля Q с электрической схемой согласующего устройства покрывают затем слоем герметизирующего вещества. При этом герметизирующее вещество выполняет как функцию герметизации электрического соединения, так и функции механической защиты места ввода радиокабеля Q и механической фиксации конца радиокабеля Q на поверхности микромодуля М.

Конструкция заявляемого антенного устройства автомобиля представлена на Фиг.3.

Антенное устройство автомобиля, см. Фиг.3, включает в себя выполненные из проводящего материала кузов 9 с проемом Z для подвижной части кузова и подвижную часть 10 кузова.

Как уже упоминалось ранее, в качестве подвижной части 10 кузова могут выступать, например, задняя дверь или крышка багажника.

Подвижная часть 10 установлена на петлях 11 в проеме Z кузова 9.

Щелевая антенна 12 антенного устройства автомобиля при этом реализована в виде зазора между кузовом 9 и подвижной частью 10.

Для реализации изобретения деталь 13 замка подвижной части 10, в качестве которой может выступать, например, фиксатор замка, изолируют от кузова 9, например, посредством прокладки 14, после чего антенну 12 подключают к приемному устройству (на Фиг.3 не показано) через микромодуль М заявляемого согласующего устройства, снабженный отрезком радиокабеля Q.

При этом микромодуль М в наилучшем варианте реализации изобретения закрепляют на детали 13 посредством крепежного отверстия, выполненного на печатной плате микромодуля, с помощью болта 15 штатного крепления детали 13. Свободный конец радиокабеля Q подключают ко входу приемного устройства автомобиля.

Микромодуль М может быть также закреплен на детали замка, размещенной на подвижной части кузова, однако при этом усложняется прокладка радиокабеля и увеличивается его длина.

Заявляемое антенное устройство автомобиля функционирует следующим образом.

Магнитная составляющая электромагнитного поля принимаемого сигнала возбуждает переменное электрическое поле в плоскости, перпендикулярной широкой стороне щели антенны 12 автомобиля. Наличие в щели переменного электрического поля означает, что в ней имеется ток смещения, направленный перпендикулярно линиям магнитного поля. Узел электрического поля и напряжения образуется на концах щели. Пучность электрического поля и напряжения (для полуволновой щели) образуется в центре щели, куда подключается линия передачи.

Согласующее устройство трансформирует активное высокоомное входное сопротивление щелевой антенны в волновое сопротивление кабеля и компенсирует реактивную составляющую входного импеданса щелевой антенны пассивными ЭРЭ мостовой схемы. Этим достигается минимизирование потерь полезного сигнала.

Заявляемое техническое решение промышленно применимо и пригодно как для качественного приема информационно-развлекательных программ УКВ-радиостанций, так и для приема кодовых посылок пейджинговых передающих станций.

Литература

1. Журнал «Радиолюбитель», №11/96 г., стр.37-38, статья «Кузов автомобиля в качестве антенны».

2. Новый политехнический словарь. Гл. ред. Ишлинский А.Ю. М.: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 2000 г., стр.299.

3. Автомобили ВАЗ-2110, ВАЗ-21102, ВАЗ-21103, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112. Руководство по ремонту, эксплуатации и техническому обслуживанию. - СПб.: ПетерГранд., 2000 г., стр.217.

1. Антенное устройство автомобиля, включающее в себя щелевую антенну, образованную зазором между кузовом автомобиля и подвижной частью кузова автомобиля, электропроводящие детали замка подвижной части кузова, первая из которых прикреплена посредством резьбовых элементов к кузову автомобиля, а вторая - к подвижной части кузова автомобиля, диэлектрическую пластину, установленную между кузовом автомобиля и первой деталью замка, а также согласующее устройство, включающее в себя соединенные в электрическую схему пассивные электрорадиоэлементы, отличающееся тем, что согласующее устройство выполнено в виде плоского микромодуля и размещено на детали замка, лицевая поверхность печатной платы микромодуля разделена на два участка, пассивные электрорадиоэлементы размещены на первом участке и покрыты слоем герметизирующего вещества, а на втором участке выполнена первая контактная площадка, на тыльной поверхности печатной платы выполнена вторая контактная площадка, печатная плата снабжена крепежным отверстием, а указанные контактные площадки соединены с выводами электрической схемы согласующего устройства и примыкают к краям крепежного отверстия.

2. Антенное устройство по п.1, отличающееся тем, что электрическая схема согласующего устройства представляет собой согласующий мост, в плечи которого включены два конденсатора и две индуктивности.

3. Антенное устройство по п.1, отличающееся тем, что согласующее устройство установлено на фиксаторе замка багажника кузова автомобиля.

4. Антенное устройство по п.1, отличающееся тем, что согласующее устройство установлено на фиксаторе замка задней двери кузова автомобиля.

5. Антенное устройство по любому из пп.3-4, отличающееся тем, что согласующее устройство закреплено на детали замка посредством штатного резьбового элемента, предназначенного для крепления указанной детали замка.