Un sistema de adaptación de antena para vehículos automóviles que comprende un elemento (A) de antena,

un alambre (B) y un cable coaxial (C) con un conductor alimentador (1) dentro de un conductor apantallador (2), en el cual dicho alambre (B) está conectado entre el elemento (A) de antena y un primer extremo de dicho conductor alimentador (1), en el cual un primer extremo del conductor apantallador (2) cerca de dicho primer extremo del conductor alimentador (1) está abierto, por lo que el cable coaxial no está apantallado, teniendo dicho conductor apantallador (2) un punto (E) de conexión a una distancia seleccionada desde dicho primer extremo, conectado dicho punto (E) de conexión con un punto de conexión a tierra de un vehículo, y en el cual la longitud del alambre (B) se selecciona para proporcionar un efecto inductivo que cancela esencialmente el componente capacitivo de la antena en la banda de operación, y en el cual el conductor alimentador (1) está separado de dicho conductor apantallador (2), caracterizado porque la distancia entre el conductor alimentador y el conductor apantallador se selecciona para proporcionar un efecto capacitivo de descarga a tierra, y dicho efecto capacitivo de descarga a tierra cancela esencialmente el componente de inductancia de la reactancia de la antena en la banda de operación, por lo que aumenta el ancho de banda de la antena

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere, en general, a un sistema mejorado para conectar una antena integrada con un punto de descarga a tierra de un coche, que proporciona un beneficio máximo en términos de la dimensión y eficiencia de la antena, obteniendo las mejores prestaciones entre la dimensión de la antena y la ganancia de la antena. El sistema de conexión también puede usarse cuando la antena está conectada con un dispositivo de alta frecuencia, tal como un amplificador o un módulo de diversidad.

En particular, es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema de adaptación para la antena de un vehículo automóvil, que permita sintonizar la antena en la frecuencia deseada, independientemente del punto de descarga a tierra seleccionado en el vehículo, de forma tal que se obtenga un mayor grado de libertad para diseñar el circuito de adaptación de la antena.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En general, la conexión entre la antena integrada y el punto de descarga a tierra en el coche tiene un gran impacto en las prestaciones de la antena. Si el alambre de conexión se extiende durante una gran distancia cerca del chasis del coche, se reduce la eficiencia de la antena y, por lo tanto, también se reduce el nivel de recepción de la antena. La impedancia de la antena también se modifica, aumentando las pérdidas por desajuste entre la antena y el receptor de radio.

Además, si la longitud y las características de esta conexión no se seleccionan bien, modifican la frecuencia de resonancia de la antena, que puede no optimizarse por esa razón para la recepción en la frecuencia deseada, para la cual ha sido diseñada la antena.

A pesar de esto, la mayoría de las veces el diseñador de la antena no tiene suficiente libertad para seleccionar cuál es la distancia entre la antena y el punto de descarga a tierra, ya que el punto de descarga a tierra en el vehículo está dado por el fabricante del coche. Por esta razón, puede ser difícil optimizar la recepción de la antena.

El conector Fakra usado en la presente invención es conocido en la tecnología anterior y se describe, por ejemplo, en la Patente Europea EP-1.345.290.

Los siguientes documentos están relacionados con circuitos de adaptación de antenas: DE-203 19 069 U1 y EP-0817306.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención está definida en la reivindicación 1 y se refiere a un sistema de adaptación de antena para vehículos automóviles, que comprende un elemento de antena, un alambre y un cable coaxial con un conductor alimentador dentro de un conductor apantallador. Dicho alambre está conectado entre el elemento de antena y un primer extremo de dicho conductor alimentador. Un primer extremo del conductor apantallador, más cerca de dicho primer extremo del conductor alimentador, está abierto, por lo que el cable coaxial no está apantallado. Dicho conductor apantallador tiene un punto de conexión a una distancia seleccionada de dicho primer extremo, en donde dicho punto de conexión está conectado con un punto de conexión a tierra de un vehículo. En esta disposición, la longitud del alambre se escoge para proporcionar un efecto inductivo que cancela esencialmente el componente capacitivo de la antena en la banda de operación.

Como el cable coaxial no está apantallado, debido a la distancia entre el conductor alimentador y el conductor apantallador del cable coaxial, se genera un efecto capacitivo de descarga a tierra, por lo que dicho efecto capacitivo de descarga a tierra cancela esencialmente el componente de inductancia de la reactancia de la antena en la banda de operación, y el ancho de banda de la antena aumenta sin desajustar la antena. Luego, a fin de obtener el valor adecuado para esta capacitancia, ha de seleccionarse una distancia específica entre el conductor alimentador y el conductor apantallador.

Por ejemplo, ha de seleccionarse un cable coaxial específico para obtener el valor adecuado de la capacitancia.

Con la longitud adecuada del alambre, el efecto inductivo añadido a la impedancia de la

antena podría ajustarse para minimizar la reactancia en la banda de operación. Esta longitud se ajusta para obtener una reactancia nula en la frecuencia central de la banda de operación.

Además, la longitud de este coaxial tiene un efecto inductivo, útil para compensar (cancelar) el componente capacitivo de la reactancia de la antena. Añadiendo los dos efectos simultáneamente es posible generar un bucle alrededor de los 50 Ohmios deseados en el Gráfico Smith, aumentando, por lo tanto, el ancho de banda.

Esta nueva forma de conexión permite sintonizar la antena en la frecuencia deseada, independientemente del punto de descarga a tierra seleccionado en el vehículo. Con la presente invención, es posible un mayor grado de libertad para diseñar la antena.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para completar la descripción y a fin de brindar una mejor comprensión de la invención, se proporciona un conjunto de dibujos. Dichos dibujos forman parte integral de la descripción e ilustran una realización preferida de la invención, que no debería interpretarse como una restricción del alcance de la invención, sino sólo como un ejemplo de cómo puede realizarse la invención. Los dibujos comprenden las siguientes figuras:

Figura 1. la figura (a) es una representación esquemática de una conexión de la tecnología anterior entre la antena (A) y el punto de descarga a tierra de un vehículo (E), por medio de un simple alambre (B). La figura (b) es una representación esquemática de una conexión entre la antena y el punto de descarga a tierra de un vehículo según la presente invención.

Figura 2. la figura (a) es una representación esquemática detallada del sistema de adaptación de la invención. La figura (b) es una representación del cable coaxial solo.

La Figura 3. – representa el modelo eléctrico correspondiente al alambre simple y al cable coaxial del sistema de adaptación.

La Figura 4. muestra una vista esquemática en perspectiva de una conexión de una antena con el punto de descarga a tierra de un vehículo según la presente invención.

Figura 5. la figura (a) es un Gráfico Smith que muestra la impedancia de la antena en la banda de operación. La Figura (b) es un Gráfico Smith que muestra el efecto de la nueva forma de conexión en las prestaciones de la antena.

Figura 6. la figura (a) es un gráfico que muestra la relación de la frecuencia y la VSWR en una situación donde la frecuencia resonante de la antena está fuera de la banda de operación. La figura (b) es un gráfico similar cuando la antena está adaptada en la banda pero el ancho de banda es muy estrecho. La Figura (c) muestra el efecto del sistema de adaptación de la invención donde la antena está adaptada en la banda de operación y un ancho de banda más amplio.

Figura 7. – la figura (a) es un Gráfico Smith que muestra la impedancia de la antena. La Figura (b) es un Gráfico Smith que muestra el efecto de la nueva forma de conexión en las prestaciones de la antena.

La Figura 8. es una realización práctica del sistema de adaptación usando un conector Fakra.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS

El montaje de antena de la invención ha sido representado en la figura 1(b), en la cual puede observarse que el sistema comprende una antena integrada (A), un alambre o conductor (B), un cable coaxial (C) no apantallado y una conexión (E) a tierra.

La antena (A) puede estamparse sobre un sustrato eléctrico robusto o soporte dieléctrico para garantizar la correcta posición y la viabilidad de la antena dentro de un componente del vehículo. Alternativamente, la antena puede estamparse directamente sobre el cristal de la ventana de un vehículo automóvil. La antena integrada está optimizada para recibir las señales en la banda correcta, y está diseñada para tener buena eficiencia y la impedancia adecuada para adaptar la antena a 50 Ohmios, o la impedancia de la operación de la banda en la frecuencia deseada.

Un simple alambre o conductor (B) está conectado entre la antena integrada (A) y un extremo del conductor alimentador (1) de un cable coaxial (C) por medio de un conector coaxial (D). La longitud (longitud 1) del conductor (B) se selecciona para adaptar la antena a la operación de la banda de frecuencia correcta. Como modelo...

1. Un sistema de adaptación de antena para vehículos automóviles que comprende un elemento

(A) de antena, un alambre (B) y un cable coaxial (C) con un conductor alimentador (1) dentro de un conductor apantallador (2), en el cual dicho alambre (B) está conectado entre el elemento (A) de antena y un primer extremo de dicho conductor alimentador (1), en el cual un primer extremo del conductor apantallador (2) cerca de dicho primer extremo del conductor alimentador (1) está abierto, por lo que el cable coaxial no está apantallado, teniendo dicho conductor apantallador (2) un punto (E) de conexión a una distancia seleccionada desde dicho primer extremo, conectado dicho punto (E) de conexión con un punto de conexión a tierra de un vehículo, y en el cual la longitud del alambre (B) se selecciona para proporcionar un efecto inductivo que cancela esencialmente el componente capacitivo de la antena en la banda de operación, y en el cual el conductor alimentador (1) está separado de dicho conductor apantallador (2), caracterizado porque la distancia entre el conductor alimentador y el conductor apantallador se selecciona para proporcionar un efecto capacitivo de descarga a tierra, y dicho efecto capacitivo de descarga a tierra cancela esencialmente el componente de inductancia de la reactancia de la antena en la banda de operación, por lo que aumenta el ancho de banda de la antena.

2. Un sistema de adaptación de antena según la reivindicación 1, en el cual dicho alambre es una pieza no apantallada del conductor alimentador (1).

3. Un sistema de adaptación de antena según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el segundo extremo del conductor apantallador está conectado con un terminal eléctrico (E) para su conexión eléctrica con el vehículo.

4. Un sistema de adaptación de antena según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el elemento de antena está adaptado para la recepción de al menos un servicio de comunicación seleccionado entre el grupo: AM, MW, FM, GSM900, GSM1800, GPS, DAB, DTB, PCS1900, KPCS, CDMA, WCDMA, TDMA, UMTS, TACS, ETACS, SDARS, WiFi, WiMAX, UWB, Bluetooth, ZigBee.

5. Un sistema de adaptación de antena según la reivindicación 1, en el cual el alambre (B) está conectado con el cable coaxial (C) por medio de un conector Fakra (D).

6. Un sistema de adaptación de antena según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en 5 el cual el elemento (A) de antena es una antena integrada.

7. Un vehículo automóvil que comprende un sistema de adaptación de antena según cualquiera de las reivindicaciones precedentes y un dispositivo electrónico seleccionado entre el grupo que comprende: un equipo de radio, amplificador de alta frecuencia o de módulo de diversidad de alta frecuencia, en donde el segundo extremo del conductor apantallador (2) está conectado con la descarga eléctrica a tierra del vehículo, comprendiendo adicionalmente el vehículo automóvil un cable coaxial apantallado conectado entre el cable coaxial (C) y dicho equipo de radio.