АВТОМОБИЛЬНАЯ АНТЕННА-ШТОРКА Российский патент 2020 года по МПК H01Q1/00 

Настоящее техническое решение относится к антенной технике, а именно к автомобильным антеннам, и может быть использовано в системах скрытной противоугонной сигнализации.

Известно антенное устройство для установки на стекле (автомобиля) и, подлежащим размещению в стекле, высокочастотным «массовым полем», выполненным в виде сетчатого поля из металлических проволок, ламинированных в стекло (патент на изобретение RU 2546608, МПК H01Q 1/00, H01Q 1/32. Антенное устройство/автор-ХАЙЗЕ Берид (DE); патентообладатель-ДР. ИНГ. Х.Ц.Ф. ПОРШЕ АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE). №2013153083/08; заявл. 28.11.2013; опубл. 10.04.2015. Бюл. №10).

Основой данного изобретения является устройство и способ изготовления высокочастотного «массового поля» антенны, которое, согласно описанию, расположено в заднем стекле автомобиля, имеет минимальный размер и способно работать в качестве SDARS-антенны только в узком диапазоне частот от 2320 до 2332,5 МГц.

Кроме того, несмотря на минимальные размеры, данное «массовое поле» на заднем стекле автомобиля хорошо просматривается и злоумышленники, при необходимости, могут легко его обнаружить и нейтрализовать вместе с антенной.

Известна антенна для наземного цифрового мультимедийного вещания (антенна мобильного оконечного устройства связи) для мобильного коммуникационного терминала, содержащего такую антенну (патент на изобретение RU 2331146, МПК H01Q 9/46. Антенна для наземного цифрового мультимедийного вещания и мобильный коммуникационный терминал, содержащий такую антенну /авторы: Мамруков А.В. (RU), Белодед В.И. (RU), Болихов О.Л. (RU) и др.; патентообладатель: ЭлДжи ЭЛЕКТРОНИКС ИНК. (KR). - №2005141108/09; заявл. 28.12.2005; опубл. 10.08.2008. Бюл. 22).

Данная антенна включает в себя фидерную линию, излучатель, содержащий ряд излучательных компонентов, образующих фигуру веерообразной формы в рабочем положении антенны.

Недостатками данного технического решения являются сложность конструкции и жесткость антенны, исключающие возможность скрытного монтажа антенны в автомобиле.

Наиболее близкими к заявляемому техническому решению является компоновка антенны для автомобильного окна, выполненная в виде множества антенных проводников, имеющих электрическую связь с устройством высокой частоты, расположенных на диэлектрической панели (автомобильном окне) (патент на изобретение RU 2312433, МПК Н01Q 1/32. Компоновка антенны для автомобильного окна /авторы: УОЛТОН Эрик K. (US), ХОРИКИ Ясутака (US), РОЗИН Мартино (IT); патентообладатели: ЗЕ ОГАЙО СТЭЙТ ЮНИВЕРСИТИ РИСЕЧ ФАУНДЭЙШН (US), КАЛЕАРО АНТЕННЕ С.П.А. (IT). - №2004134340/09; заявл. 22.04.2003; опубл. 10.12.2007. Бюл. 34).

Данное устройство выбрано за прототип.

Недостатками данной антенны являются:

- конфигурация антенны ограничена существующими проводниками обогрева в стекле, что не позволяет оптимизировать размеры и ориентацию проводников антенны по требованиям электродинамики;

- конфигурация и геометрические размеры обогревателя стекла зависят от типа автомобиля, что требует индивидуального определения конфигурации и размеров дополнительных проводников антенны;

- размещение печатных проводников антенны на заднем стекле автомобиля предполагает вмешательство в его конструкцию;

- антенные проводники должны пересекать каждый силовой проводник под углом около 90 градусов, чтобы ограничить помехи, создаваемые потоком мощности сетки обогревателя;

- антенные проводники пересекают смежные силовые линии обогревателя в точках различного потенциала, что может приводить к протеканию через наклонные антенные проводники постоянного тока;

- антенные проводники хорошо видны на заднем стекле автомобиля, что демаскирует антенну.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в автомобильной антенне-шторке, содержащей множество антенных проводников, расположенных на диэлектрической панели, и имеющих электрическую связь с устройством высокой частоты, диэлектрическая панель выполнена в виде солнцезащитной шторки, в которой антенные проводники первого плеча представляют собой структуру веерообразной формы, а в качестве второго плеча антенны используется горизонтальная металлическая планка-утяжелитель солнцезащитной шторки.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями изобретения.

Новизна и изобретательский уровень подтверждены патентными исследованиями, а промышленная применимость обусловлена тем, что для реализации антенны достаточно использовать любые серийно выпускаемые автомобильные солнцезащитные шторки, например, типа Dollex SD778 или Altabede AL7030.

Сущность изобретения поясняется на чертежах (фиг. 1 - фиг. 5), где на фиг. 1 приведена структурная схема антенны-шторки, на фиг. 2 приведен общий вид антенны-шторки в собранном виде, на фиг. 3 приведен вариант расположения антенны-шторки в салоне автомобиля, на фиг. 4 представлена диаграмма распределения относительной мощности излучения антенны-шторки, на фиг. 5 приведен график зависимости коэффициента стоячей волны (КСВ) от частоты излучения.

Автомобильная антенна-шторка (фиг. 1, фиг. 2), состоит из двух плеч, первое из которых представляет собой плоский веер (поз. 1, фиг. 1) из тонких металлических проводников, вплетенных в солнцезащитную тканевую сетку (поз. 2, фиг. 1 и фиг. 2) типовой автомобильной шторки, а второе плечо образовано на основе металлической планки-утяжелителя (поз. 3, фиг. 1 и фиг. 2), одновременно выполняющей функцию нижнего основания шторки. Узкий конец (поз. 4, фиг. 1) веерообразного конуса первого плеча антенны (поз. 1, фиг. 1) соединен с центральной жилой кабеля (поз. 5, фиг. 1), а центральная часть второго плеча антенны (поз. 3, фиг. 1 и фиг. 2) соединена с экранирующей оплеткой данного кабеля. На выходе антенны кабель (поз. 5, фиг. 1) проходит через фильтр электромагнитной совместимости (ЭСМ-фильтр) (поз. 6, фиг. 1 и фиг. 2), представляющий собой индуктивность на ферритовом кольце, исключающий влияние последующих цепей на параметры антенны-шторки, и далее подключается к устройству высокой частоты (радиостанции) посредством высокочастотного разъема (поз. 7, фиг. 1 и фиг. 2).

Антенна-шторка, представленная на фиг. 1, по своим техническим параметрам соответствует классу конических антенн, характерными особенностями которых являются широкий диапазон частот с высоким КПД (Ротхаммель К., Кришке А. Антенны. Том 2 (11-е издание).: Пер. с нем. - М: ДМК Пресс. 2007).

Оптимальным расположением антенны-шторки в салоне автомобиля является область заднего стекла автомобиля (фиг. 3), что обеспечивает ей естественный вид и скрытность для внешних наблюдателей.

На фиг. 4 показана диаграмма распределения относительной мощности излучения антенны-шторки при данном ее расположении в автомобиле. Все измерения проводились на открытой площадке, свободной от зданий и автомобилей в радиусе 100 м от тестового автомобиля с измеряемой антенной. Распределение излученной мощности измерялись в горизонтальной плоскости в диапазоне углов от 0 до 360° с шагом 30°. Диаграмма излученной мощности в зависимости от угла поворота автомобиля с измеряемой антенной построена в ортогональных координатах. Значению угла 0° соответствует ориентация оси автомобиля на измерительную антенну. Излученная мощность на фиг. 4 показана в относительных логарифмических единицах (дБ). Максимальное излучение наблюдается по оси автомобиля капот-багажник при ориентации автомобиля багажником на измерительную антенну. Величина излученной мощности в направлении, перпендикулярном оси автомобиля, меньше максимальной мощности, что объясняется экранирующим влиянием широкой задней стойки автомобиля. Коэффициент эллиптичности диаграммы (фиг. 4), определяемый как отношение максимальной величины затухания (минус 32 дБ) к минимальной (минус 22 дБ), составляет 10 дБ, что является допустимым для работы в городских условиях при многолучевом распространении радиоволн.

Как показала практика, конфигурация зон излучения антенны-шторки устойчива к конструктивному исполнению антенны и типу автомобиля.

На фиг. 5 приведен график зависимости коэффициента стоячей волны (КСВ) антенны-шторки от частоты излучения. Как следует из графика, в наиболее интенсивно используемом диапазоне частот для сухопутной подвижной радиосвязи 146-174 МГц, КСВ антенны-шторки составляет не более 2,5.

Настройка антенны-шторки на рабочую частоту радиостанции осуществляется путем изменения длины проводников веерообразного конуса антенны (поз. 1, фиг. 1) по критерию минимума КСВ.

Достоинствами предлагаемой автомобильной антенны-шторки являются:

- широкополосность и малые потери мощности;

- обеспечение скрытности антенны без изменения конструкции автомобиля за счет ее маскировки под солнцезащитную шторку;

- использование для монтажа антенны популярных серийно выпускаемых солнцезащитных шторок;

- симметричная суммарная диаграмма направленности антенны с коэффициентом эллиптичности не более 10 дБ;

- защита элементов антенны от воздействия внешних факторов (влаги, грязи и т.п.) и, как следствие, стабильность электрических характеристик антенны.

Изобретение относится к антенной технике. Автомобильная антенна-шторка, состоящая из двух плеч, первое из которых представляет собой структуру веерообразной формы 1 из тонких металлических проводников, вплетенных в солнцезащитную тканевую сетку 2 типовой автомобильной шторки, а второе плечо образовано на основе металлической планки-утяжелителя 3, одновременно выполняющей функцию нижнего основания шторки. Узкий конец 4 веера первого плеча антенны 1 соединен с центральной жилой кабеля 5, а центральная часть второго плеча антенны 3 соединена с экранирующей оплеткой данного кабеля. На выходе антенны кабель 5 проходит через фильтр 6 электромагнитной совместимости (ЭСМ-фильтр) и далее подключается к устройству высокой частоты (радиостанции) посредством высокочастотного разъема 7. Данное техническое решение обеспечивает скрытность антенны-шторки, симметричную суммарную диаграмму направленности антенны в широком диапазоне частот с малыми потерями. Антенна защищена от воздействия внешних климатических факторов, проста в монтаже и настройке. 5 ил.

Автомобильная антенна-шторка, содержащая множество антенных проводников, расположенных на диэлектрической панели и имеющих электрическую связь с устройством высокой частоты, отличающаяся тем, что диэлектрическая панель выполнена в виде солнцезащитной шторки, в которой антенные проводники первого плеча представляют собой структуру веерообразной формы, а в качестве второго плеча антенны используется горизонтальная металлическая планка-утяжелитель солнцезащитной шторки.