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1. (WO2018141496) ANTENNE TIGE À SPIRALE ANTI-SIFFLEMENT
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Stabantenne mit Antipfeifwendel

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Stabantenne zum Empfangen und/oder Senden hochfrequenter Signale, insbesondere für ein Fahrzeug, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Stabantenne gemäß den Merkmalen des jeweiligen Oberbegriffes der beiden unabhängigen Patentansprüche.

Stabantennen zum Empfangen und/oder Senden hochfrequenter Signale, auch für Fahrzeuge, sind grundsätzlich bekannt. Diese weisen zumindest einen als Antenne wirkenden elektrischen Leiter auf, wobei der elektrische Leiter zum Schutz vor äußeren Einflüssen und auch aus elektrischen bzw. hochfrequenztechnischen Gründen von einer isolierenden Ummantelung aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material umgeben ist.

Bei solchen stabförmigen Antennen besteht beim Einsatz an Fahrzeugen das Problem, dass mit zunehmender Geschwindigkeit störende Pfeifgeräusche entstehen. Um solche Pfeifgeräusche, die für den Hörer einen unangenehmen hohen Ton aufweisen, zu beseitigen, ist schon daran gedacht worden, den Querschnitt der Stabantenne mehreckig, beispielsweise dreieckig auszubilden (wie es aus der DE 198 39 046 A1 bekannt ist) oder zusätzlich einen wendeiförmigen Leiter auf der Stabantenne aufzubringen, der sich in axialer Richtung erstreckt (wie es beispielsweise in der DE 102 60 167 A1 offenbart ist).

Mit diesen beiden vorgenannten Maßnahmen lassen sich die störenden Pfeifgeräusche zwar vermindern, jedoch ist nach wie vor der Nachteil gegeben, dass sie sich nicht nahezu vollständig eliminieren lassen und außerdem insbesondere der zusätzlich aufgebrachte wendeiförmige Leiter über der Oberfläche der Ummantelung hinaussteht, sodass für den Betrachter der Stabantenne das Erscheinungsbild dieser Antenne nicht gefällig ist.

Gleiches gilt für eine Stabantenne, die nach einem Verfahren, welches in der DE 690 20 282 T2 beschrieben ist, hergestellt worden ist. Auch bei dieser bekannten Stabantenne steht eine wendeiförmige Erhebung über der äußeren Oberfläche der Ummantelung hervor, sodass auch hierbei das Erscheinungsbild nicht gefällig ist. Die Breite der sich in axialer Richtung der Stabantenne erstreckende wendeiförmige Erhebung ist dabei deutlich größer (mindestens um die Hälfte größer) als die Breite der wendeiförmigen Erhebung. Dadurch tritt diese wendeiförmige Erhebung über der Oberfläche der Ummantelung deutlich zutage.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Nachteile der bekannten Stabantenne zu vermeiden, insbesondere die entstehenden Pfeifgeräusche deutlich herabzusetzen, und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Stabantenne bereitzustellen.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der beiden unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Hinsichtlich der Stabantenne selbst ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ummantelung eine in axialer Richtung der Stabantenne spiralförmig verlaufende Nut (helixförmige Nut) aufweist. Im Unterschied zu den Stabantennen nach dem Stand der Technik ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die spiralförmig verlaufende Nut in die Ummantelung eingebracht ist. Dadurch ergibt sich ein gefälliges Erscheinungsbild der Antenne, da der Betrachter mit Ausnahme der spiralförmig verlaufenden Nut die Gesamtoberfläche der Ummantelung betrachtet. Gleichzeitig wird mit der in axiale

Richtung der Stabantenne spiralförmig verlaufenden Nut die Eliminierung der Pfeifgeräusche deutlich verbessert bewirkt. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Breite der Nut kleiner, vorzugsweise deutlich kleiner, ist als die Breite der zwischen den jeweiligen Nutflanken verbleibenden Ummantelung. Es hat sich herausgestellt, dass die Wirkung der spiralförmig verlaufenden Nut als Anti-Pfeifwendel besonders gut ist, wenn die Breite der Ummantelung zwischen zwei Nutflanken der spiralförmig verlaufenden Nut mindestens doppelt so groß ist wie die Breite der Nut zwischen ihren beiden Nutflanken selber.

In Weiterbildung der Erfindung ist ein Nutgrund der Nut von der Ummantelung gebildet. Das bedeutet, dass bei Vorhandensein der in axialer Richtung der Stabantenne spiralförmig verlaufenden Nut der unter der Ummantelung liegende elektrische Leiter, ggf. auch ein Träger, weiterhin vor äußeren Einflüssen geschützt ist, obwohl die Nut als Anti-Pfeifwendel in die Ummantelung eingebracht ist.

In Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich die Nut entweder nur über eine Teillänge oder über die gesamte Länge der Stabantenne. Wird ein Fahrzeug, an dem die Stabantenne angebracht ist, zum Beispiel in einem Windkanal getestet, kann es sein, dass es schon ausreichend ist, dass sich die Nut als Anti-Pfeifwendel nur über eine Teillänge der Stabantenne erstreckt. Sollte sich jedoch herausstellen, dass dies noch nicht oder noch nicht vollständig die störenden Pfeifgeräusche beseitigt, kann die Nut über die gesamte Länge der Stabantenne in deren Ummantelung eingebracht sein.

Die Steigung der spiralförmig verlaufenden Nut richtet sich insbesondere nach der Länge der Stabantenne und des Bauraumes (Oberfläche des Fahrzeuges), in dem sie angeordnet ist. Durch entsprechende Versuche beispielsweise in einem Windkanal und Veränderung der Steigung der spiralförmig verlaufenden Nut und ggf. auch der Windungsrichtung kann die Funktion des Anti-Pfeifwendels optimiert werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist der zumindest eine elektrische Leiter auf oder in einem Träger angeordnet und der zumindest eine elektrische Leiter zusammen mit dem Träger von der Ummantelung umgeben. In der einfachsten Form einer Stabantenne ist ein als Antenne wirkender elektrischer Leiter in Stabform (zum Beispiel gebildet aus einem Draht) vorgesehen, der mit einer Ummantelung umgeben ist, in die wie vorstehend geschildert die spiralförmige Nut eingebracht ist. Je nach Bauform und Anforderungen an die Stabantenne sowohl hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften (insbesondere die Belastung während des Betriebes des Fahrzeuges) als auch hinsichtlich der hochfrequenten Eigenschaften kann der zumindest eine elektrische Leiter auch auf oder an einem Träger angeordnet werden. Beispielsweise kann ein stabförmiger Träger vorgesehen werden (aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material), um welchen herum der elektrische Leiter gewickelt worden. Alternativ dazu kann auch ein stabförmiger Träger vorhanden sein, in den ein gerader oder auch spiralförmiger Schlitz eingebracht ist, in welchem der zumindest eine elektrische Leiter (zum Beispiel Draht) eingelegt ist. Außerdem kann daran gedacht werden, einen aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material bestehenden Träger mit einem elektrischen Material zu beschichten. In allen diesen vorgenannten Fällen, aber auch weiteren denkbaren Fällen, erfolgt danach die Anbringung der Ummantelung, die zum Beispiel in einem Gieß- oder Spritzgussverfahren aufgebracht wird, oder bei der es sich um ein separates Bauteil handelt, welches über den elektrischen Leiter bzw. über den Träger mit dem elektrischen Leiter übergezogen wird. Unabhängig davon, auf welche Art und Weise die Ummantelung hergestellt und über dem zumindest einen elektrischen Leiter (ggf. mit Träger) angeordnet wird, weist diese in ihrer Gesamtoberfläche die sich in axialer Richtung erstreckende spiralförmig verlaufende Nut auf, die wie vorbestehend beschrieben in die Oberfläche der Ummantelung eingebracht ist. Auch hierbei ist es wieder von Vorteil, wenn die Nutbreite kleiner ist als die Breite der sich zwischen den Nutflanken befindenden Ummantelung.

Allgemein ist noch zu erwähnen, dass das Erscheinungsbild der Stabantenne nach der Erfindung besonders gefällig ist, wenn die Nut einen eckigen Querschnitt, insbesondere einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist. Bei einem solchen eckigen Querschnitt können ggf. die Übergangsbereiche ganz leicht abgerundet sein, wodurch jedoch nicht der Eindruck eines U-förmigen Querschnittes entstehen soll.

Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung einer Stabantenne zum Empfangen und/oder Senden hochfrequenter Signale ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in die Ummantelung eine in axialer Richtung der Stabantenne spiralförmig verlaufende Nut eingebracht wird. Die verschiedenen Möglichkeiten zur Gestaltung der spiralförmig verlaufenden Nut als Anti-Pfeifwendel und die sich daraus ergebenden Vorteile sind schon vorstehend im Hinblick auf die Stabantenne selber beschrieben worden, sodass hinsichtlich des Verfahrens darauf zu verweisen ist.

Zur Einbringung der in axialer Richtung der Stabantenne spiralförmig verlaufenden Nut sind insbesondere zwei Varianten gegeben.

Zum einen ist es nach der Erfindung vorgesehen, dass erst die Ummantelung hergestellt und danach die Nut in die Ummantelung eingebracht wird. Das bedeutet, dass die Ummantelung beispielsweise zunächst als separates Bauteil (das heißt, unabhängig von dem elektrischen Leiter und ggf. dem Träger) hergestellt wird. Bevor die Ummantelung zusammen mit dem elektrischen Leiter montiert wird, wird die spiralförmige verlaufende Nut in sie eingebracht. Es kann alternativ auch daran gedacht werden, zuerst die Ummantelung herzustellen, dann zusammen mit dem zumindest einen elektrischen Leiter (und ggf. dem Träger) zu montieren und erst dann, wenn diese Baueinheit fertig ist, die spiralförmig verlaufende Nut in die Oberfläche der Ummantelung einzubringen.

Anstelle der Ausgestaltung der Ummantelung als separates Bauteil kann auch nach der Erfindung daran gedacht werden, den zumindest einen elektrischen Leiter (auch wieder ggf. mit dem Träger) in eine Form einzulegen und diese Einheit dann mit der Ummantelung, beispielsweise in einem Gießverfahren, einem Spritzverfahren, einem Spritzgussverfahren oder dergleichen, zu umgeben. Wenn danach die fast fertige Stabantenne zur Verfügung steht, kann die Nut in die Ummantelung eingebracht werden.

Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise ist es denkbar, dass die Nut gleichzeitig mit Herstellung der Ummantelung in die Ummantelung eingebracht wird. Auch hier ist es denkbar, dass die Ummantelung ein separates Bauteil ist und mit Herstellung der Ummantelung die Nut in diese eingebracht wird. Es kann aber auch daran gedacht werden, dass dann, wenn die Ummantelung durch ein Gieß-, Spritz-, Spritzgussverfahren oder dergleichen zusammen mit dem zumindest einen elektrischen Leiter (und ggf. dem Träger) hergestellt wird, die Negativform der Ummantelung so zu gestalten, dass mit deren Herstellung auch schon gleichzeitig die spiralförmig verlaufende Nut als Anti-Pfeifwendel eingebracht wird.

Auch in den vorgenannten Verfahrensschritten zur Herstellung der Ummantelung für eine Stabantenne mit einem Anti-Peifwendel gilt, dass die eingebrachte Nut einen etwa eckigen Querschnitt aufweist und/oder die Breite der Ummantelung zwischen zwei Nutflanken deutlich breiter, vorzugsweise doppelt so breit (oder noch breiter) ist als die Breite der Nut zwischen ihren Nutflanken.

Die Stabantenne nach der Erfindung weist somit ein gefälliges Erscheinungsbild auf, weil in eine an sich durchgehend glatte Oberfläche der Ummantelung die Nut als Antipfeifwendel eingebracht ist und nicht, wie im Stand der Technik, das Antipfeifwendel über der Oberfläche der Ummantelung übersteht.

In der einzigen Figur ist eine erfindungsgemäße Stabantenne gezeigt, die insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.

Die Figur zeigt eine Stabantenne 1 , die eine Ummantelung 2 aufweist. Vorhanden, aber nicht dargestellt ist zumindest ein elektrischer Leiter und ggf. ein Träger für den zumindest einen elektrischen Leiter. Es ist erkennbar, dass in die Ummantelung 2 eine in axialer Richtung der Stabantenne 1 spiralförmig verlaufende Nut 3 eingebracht ist. Außerdem ist erkennbar, dass bei diesem Ausführungsbeispiel ein Nutgrund der Nut 3 von der Ummantelung 2 gebildet ist. Damit bleibt das Innenleben der Stabantenne 1 , nämlich der zumindest eine als Antenne wirkender elektrischer Leiter und ggf. dessen Träger, vor äußeren Einflüssen geschützt. Ebenso ist erkennbar, dass die Breite der Nut (definit als Abstand zwischen den Nutflanken der Nut 3) kleiner, vorzugsweise deutlich kleiner ist als die Breite der Ummantelung 2 zwischen den Nutflanken der Nut 3.

Bei diesem Ausführungsbeispiel verläuft die Nut 3 als Anti-Pfeifwendel über die gesamte Länge der Stabantenne 1 , wobei die Nut 3 auch nur über eine Teillänge, das heißt einen Abschnitt, oder mehrere Abschnitte vorhanden sein kann. Ebenso kann die Steigung der Nut 3 variieren, genauso wie ihr Drehsinn.

Schließlich ist mit 4 noch ein Schraubgewinde dargestellt, in welches die Stabantenne 1 in eine Halterung, die an einem Fahrzeug angeordnet ist, eingeschraubt werden kann.

Bezugszeichenliste

1 . Stabantenne

2. Ummantelung

3. Nut

4. Schraubgewinde