ES2325314T3 - Antena de vidrio con un componente de alta frecuencia. - Google Patents
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Abstract
Cristal de antena (1), que comprende: - un componente electrónico de alta frecuencia (HF) dispuesto fijamente sobre una de sus superficies, comprendiendo el componente (HF) un equipo electrónico de alta frecuencia y una pletina portante (8) del equipo electrónico de alta frecuencia; y - una estructura de conducción (3) conectada eléctricamente al componente (HF) y que conduce señales de antena de alta frecuencia, estando el componente (HF) y la estructura de conducción (3) sobre la misma cara del cristal, estando el componente (HF) por encima de la estructura de conducción (3), caracterizado porque dicha conexión eléctrica está formada por acoplamiento capacitivo y sin contacto galvánico con la estructura de conducción plana (3), que forma un primer electrodo de dicho acoplamiento, y se mantiene a una distancia definida de un segundo electrodo de dicho acoplamiento plano (5) por medio de una capa intermedia dieléctrica (4) formada por una banda adhesiva de doble cara de espesor definido, siendo el segundo electrodo de acoplamiento (5) suficientemente delgado para seguir una curvatura de la superficie del cristal, y porque el componente (HF) comprende una placa portante (7) que lleva sobre una de sus caras el segundo electrodo de acoplamiento (5), estando fijada la pletina portante (8) sobre la otra cara de la placa portante (7).
Description
Antena de vidrio con un componente de alta
frecuencia.
La invención se refiere a un cristal de antena
con un componente eléctrico de alta frecuencia dispuesto fijamente
sobre una de sus superficies y a una estructura de conducción que
está conectada eléctricamente al componente.
El documento
DE-A1-198 23 202 describe un
dispositivo de antena para vehículo, en el que las conexiones del
pie de todas las antenas dispuestas sobre un cristal (de vidrio)
transparente, reagrupadas en puntos de contacto de un campo de
contacto, están rodeadas por una base de plástico dispuesta sobre la
superficie del cristal, en el que un componente de alta frecuencia,
por ejemplo un amplificador, está fijado de manera desmontable.
Para las conexiones eléctricas entre el componente de alta
frecuencia y los puntos de contacto, se utilizan en este caso
contactos de muelle. Dichos contactos son, por cierto, sencillos de
montar y desmontar, pero son, al mismo tiempo, relativamente
sensibles a la corrosión y a las vibraciones mecánicas que se
producen.
El documento
DE-A1-198 56 663 da a conocer un
dispositivo para poner en contacto una antena dispuesta sobre un
cristal de ventana con una carcasa de amplificador fijada sobre
dicho cristal. La zona de conexión está rodeada por una capa de
pegamento, mientras que los contactos eléctricos están realizados,
preferentemente, por soldadura fuerte. El documento
US-A-6.087.996 muestra una
disposición similar con contactos de muelle, en la que la carcasa
de amplificador está fijada de manera desmontable a la superficie
del cristal con la ayuda de un montaje de velcro.
Por el documento
DE-A1-197 35 395, se conoce cómo
acoplar una capa plana conductora, que sirve de antena, sobre un
cristal (de vidrio) transparente de manera capacitiva con un
conductor de conexión, con el que la señal de antena se encamina
hasta un receptor de radio. En este caso, el acoplamiento capacitivo
se efectúa de una manera tal que un electrodo en forma de banda
está impreso sobre la cara de un cristal laminado vuelto hacia el
habitáculo, mientras que la capa conductora está dispuesta sobre una
superficie situada en el interior del material compuesto. La
longitud del electrodo en forma de banda debe ser de más de 5 cm, y
su anchura de 5 a 10 mm.
El documento
DE-A1-198 58 299 muestra un sistema
de antena para un dispositivo de comunicación de datos en un
vehículo: los dos lados de una superficie de montaje dieléctrica,
tal como una luna, pueden estar unidos juntos por acoplamiento
capacitivo de los componentes del sistema de antena dispuestos sobre
electrodos de acoplamiento planos.
Los documentos US-4.931.805 y
US-4.931.806 describen una antena de teléfono
colocada sobre un cristal de un vehículo: un módulo exterior porta
la antena, mientras que un módulo interior está unido a dicha antena
para transmisión de señales capacitivas. Dicho cristal o luna se
utiliza como dieléctrico. Los dos módulos están fijados a las
superficies de la luna mediante bandas adhesivas de doble cara.
El documento DE 196 27 052 A1 describe una unión
capacitiva según la técnica anterior.
El documento US-6.164.984
describe un componente electrónico con una unión galvánica que
utiliza un pegamento adhesivo.
La invención tiene por objetivo, a partir de un
cristal conocido con un componente de alta frecuencia, proponer
otra variante de unión para la puesta en contacto del componente de
alta frecuencia dispuesto sobre la superficie del cristal.
Conforme a la invención, este objetivo se
consigue utilizando un cristal de antena según la reivindicación
1.
Las características de las reivindicaciones
secundarias indican variantes ventajosas de dicho objetivo.
Una multitud de señales de antena pueden ser
transmitidas también por vía capacitiva en un componente de alta
frecuencia, con pérdidas por atenuación despreciables, incluso sin
puntos de contacto apropiados, por medio de un electrodo plano. A
este efecto, hay que disponer sobre el cristal, en primer lugar, una
estructura de conducción plana que conduce las señales de antena.
En este caso, se puede tratar de señales de antenas diversificadas
para la recepción de radio y TV. Pueden ser también señales
combinadas adicionalmente de radio/TV y radiotelefonía, de GPS y
similares. Dichas señales pueden ser filtradas y utilizadas
separadamente en el componente de alta frecuencia por medio de
elementos adecuados, en particular, pueden ser amplificadas y
restituidas posteriormente.
Naturalmente, los dos electrodos de acoplamiento
deben recubrirse por completo, porque la capacidad es proporcional
a la superficie de los electrodos. Un recubrimiento incompleto lleva
a una reducción de la capacidad de acoplamiento y, de esta manera,
a un aumento de la atenuación a bajas frecuencias. Se podrá asegurar
dicho recubrimiento, por regla general, debido a que la estructura
de conducción utilizada como punto de acoplamiento está realizada
de manera extendida sobre la superficie del cristal en forma de un
electrodo asociado de acoplamiento, respectivamente superficial, de
tal manera que las pequeñas diferencias de posición siguen sin
causar molestias.
Una gran ventaja de dicha disposición es que el
componente de alta frecuencia puede estar realizado en forma de una
pletina sencilla sin contacto galvánico hacia el cristal. Por regla
general, se pegará el componente de alta frecuencia sobre la
superficie del cristal. Cuando comprende su propia carcasa, sólo las
conexiones eléctricas exteriores se deben realizar, también,
después del pegado. Cuando el componente de alta frecuencia no
comprende su propia carcasa, puede ser sobremoldeado -naturalmente
después de un control a fondo del funcionamiento- de modo duradero
con una masa apropiada. Se impiden así de manera prácticamente
hermética las influencias del ambiente, aunque el componente de
alta frecuencia no deba tener, a su vez, una funda apropiada. Esto
contribuye también a la disminución de su parte saliente por encima
de la superficie del cristal. Precisamente en el caso de aplicación
del cristal de antena en un vehículo, es indispensable una
protección fiable contra la humedad y el vapor de agua.
La anchura de la zona de transmisión capacitiva,
está realizada por medio de una banda adhesiva de doble cara con
espesor definido, que forma directamente, por un lado, una capa
intermedia dieléctrica entre la estructura de conducción en el lado
del cristal y el electrodo de acoplamiento del componente de alta
frecuencia. Por otro lado, la fijación del componente de alta
frecuencia se simplifica mucho de esta manera. El material de la
banda adhesiva asegura de modo duradero que se respeta la anchura
deseada, respectivamente, de la distancia de los electrodos de la
zona de transmisión capacitiva.
Otra ventaja de dicha disposición es el trayecto
de la señal desde la antena hasta el componente de alta frecuencia
es corto, sobre todo cuando el mismo comprende un amplificador. Por
ello, además, las pérdidas debidas a las influencias perturbadoras
se mantienen de esta manera muy pequeñas. El componente de alta
frecuencia puede comprender también, por ejemplo, uno o varios
sintonizadores y similares, además de uno o varios
amplificadores.
Asimismo, el reemplazo de un componente
eventualmente defectuoso no es particularmente complicado. Se puede
retirar la masa de sobremoldeo, eventualmente al mismo tiempo que se
hace inutilizable el componente, y retirar el montaje pegado, no
siendo necesaria ninguna operación particular para desmontar los
contactos, como sucede con los contactos de muelle.
Ni qué decir tiene que la disposición, descrita
en esta memoria, de un componente de alta frecuencia sobre un
cristal de antena se puede utilizar tanto sobre cristales de vidrio
como sobre cristales de plástico, naturalmente también tanto sobre
cristales monolíticos como sobre cristales laminados.
La unión entre la estructura de conducción y los
elementos de antena, así como la fabricación y la naturaleza de
estos últimos, no se describirán más en esta memoria, porque
numerosas realizaciones y combinaciones se han descrito
anteriormente en el estado de la técnica.
Sin embargo, hay que hacer constatar que la
transmisión de señales de la estructura de conducción al electrodo
de acoplamiento, bajo el componente de alta frecuencia, no está
limitada a una única zona o a una única capacidad de transmisión.
Al contrario, es igualmente posible dividir la estructura de
conducción (impresa o pegada) en varias partes eléctricamente
separadas, estando cada una unida a un campo de antena o similar.
Dicho de otra manera, varios puntos de acoplamiento pueden estar de
esta manera localmente próximos sobre una superficie del cristal.
Las señales conducidas por los mismos están acopladas paralelamente
en el componente de alta frecuencia que cubre esta pluralidad de
capacidades de transmisión con la ayuda de un número correspondiente
de electrodos de acoplamiento asociados individualmente de manera
espacial y funcional.
De este modo, se pueden agrupar localmente, por
ejemplo en un punto sobre una superficie del cristal, señales de
estructuras de antenas, que están distribuidas sobre varios
cristales (por ejemplo cristales laterales y traseros de
automóviles), como puede estar previsto sobre todo en los sistemas
de antena diversificada. Sin embargo, hay que prestar atención al
hecho de que, en tales soluciones múltiples, unas distancias de
contacto demasiado pequeñas (de las partes de la estructura de
conducción, unas con relación a otras) pueden llevar a una diafonía
de las señales. Para reducir o evitar este efecto, la distancia
entre dos caras de contacto debería ser mayor que las longitudes de
las aristas de contacto separadas, una respecto a otra, esta
distancia.
Otros detalles y ventajas del objetivo de la
invención serán evidentes gracias al dibujo de un ejemplo de
realización y a su descripción detallada que sigue.
La figura única muestra, en una representación
simplificada (sin ninguna escala particular), una sección a través
de la zona de borde de un cristal de antena, sobre el que está
fijado de modo duradero un componente de alta frecuencia con la
ayuda de una banda adhesiva de doble cara.
Un cristal de vidrio monolítico transparente 1
lleva, cerca del borde de una de sus superficies, tanto un
revestimiento opaco 2 como una estructura de conducción 3
eléctricamente conductora dispuesta sobre este último. El
revestimiento opaco y la estructura de conducción están realizados,
preferentemente, de manera conocida mediante serigrafía con la
ayuda de pastas correspondientes, que pueden ser curadas a
continuación (sobre un cristal de vidrio). El revestimiento opaco 2
no debe ser eléctricamente conductor. En cambio, la estructura de
conducción 3 está realizada, preferentemente, de manera conocida con
una pasta de serigrafía que tiene alto contenido de plata, como es
conocido en barras colectoras de corriente para conductores de
calentamiento impresos y curados o, también, en capas calentadoras
sobre cristales de automóviles. De manera ideal, la estructura de
conducción 3 puede tener igualmente como otra función, en el
presente caso de aplicación, el ser una barra colectora de este
tipo. De manera conocida, las estructuras de antena se pueden
utilizar también como elementos calentadores, cuando son
suministradas con una tensión de alimentación desde la red de a
bordo.
Sobre la estructura de conducción 3 se ha fijado
de nuevo, por medio de una banda adhesiva delgada 4 de doble cara,
un componente de alta frecuencia HF, sobre el que se volverá otra
vez más adelante.
Entre la estructura de conducción 3 y la banda
adhesiva se podría disponer, según la solicitud del cliente final,
otra capa visualmente opaca de ocultación, que no es eléctricamente
conductora.
En el estado montado del cristal de antena 1 de
una carrocería de vehículo (no representada), dicho dispositivo
está situado generalmente sobre una superficie vuelta hacia el
espacio interior del vehículo, y que está oculta hacia dentro
mediante un revestimiento interior. El revestimiento opaco 2 oculta
la estructura de conducción 3 y el componente de alta frecuencia HF
visualmente hacia fuera.
Un electrodo plano 5 delgado de un metal que sea
buen conductor, por ejemplo de cobre, está montado directamente con
la banda adhesiva 4.
La banda adhesiva 4 forma una capa de separación
dieléctrica de espesor definido entre la estructura de conducción 3
y el electrodo plano 5. Su espesor determina la distancia entre los
dos electrodos, que no debería exceder aproximadamente 0,5 mm, y
lleva a cabo de esta manera una parte determinante en el
comportamiento de la transmisión capacitiva del dispositivo.
No hace falta contacto galvánico entre la
estructura de conducción 3 y el componente de alta frecuencia HF.
Al contrario, la estructura de conducción 3 sirve como primer
electrodo de un acoplamiento capacitivo de señales en el componente
de alta frecuencia HF para el electrodo plano 5. El espesor del
electrodo puede ser de 10 a 100 \mum y la superficie es de
aproximadamente 900 mm^{2}. En el caso del ejemplo, este último
tiene una longitud de aproximadamente 100 mm, una anchura de 10 mm
y un espesor de 35 \mum. La estructura de conducción presenta en
este lugar una anchura de más de 10 mm y un espesor de 4 a 15
\mum, con un contenido de plata mayor del 70% y una resistencia
específica de 2,85 a 5,45 * 10^{-6} [\Omega*cm]. Se alcanza de
esta manera un comportamiento satisfactorio de transmisión en el
dominio de frecuencias superior a 40 MHz, por lo tanto, se
transmiten de manera segura y con una buena calidad señales para
VHF, FM, UHF, etc. La atenuación se mantiene débil, midiéndose de
esta manera una atenuación de 0,69 dB sólo entre 76 MHz y 860 MHz
(respectivamente, las frecuencias para las señales FM y UHF).
Las dimensiones geométricas de los componentes
del material se pueden mantener constantes en dominios de tolerancia
estrechos. Es importante que la capa adhesiva no permita la entrada
de humedad. Se emplea, preferentemente, un pegamento de acrilato en
forma de película o espuma, cuya permitividad está comprendida entre
2 y 4.
De esta manera, se forma en total una capacidad
conveniente para la transmisión de señales de alta frecuencia desde
la estructura de conducción 3 hasta el electrodo plano 5,
respectivamente, en los componentes posteriores del componente de
alta frecuencia HF.
El electrodo plano 5 está unido por el otro lado
a una capa elástica 6 relativamente gruesa, preferentemente pegada
de nuevo, que puede y debe compensar ligeras curvaturas de la
superficie del cristal 1. El electrodo plano 5, a su vez, es
suficientemente delgado para poder seguir cualquier curvatura,
importante en la práctica, de la superficie. Dichas curvaturas no
tienen, por lo tanto, más que una influencia despreciable sobre la
anchura de la ranura, respectivamente, sobre el espesor de la banda
adhesiva 4. A continuación está dispuesta una placa portante 7, que
forma el armazón trasero mecánico del componente de alta frecuencia
HF. Según el entorno de montaje, dicha placa portante puede ser
rígida o flexible. Sobre la misma está fijada una pletina portante
8 con un equipo electrónico que no necesita explicación adicional.
Dicha pletina puede igualmente, como la placa portante, ser rígida
o flexible según las exigencias impuestas; si el entorno de montaje
lo exige (por ejemplo radios de curvatura muy pequeños de la
superficie del cristal en el lugar de montaje) o si el componente
de alta frecuencia presenta unas dimensiones superficiales
relativamente grandes.
Finalmente, un cable de señalización 9 está
conectado eléctricamente a la pletina portante, respectivamente a
pistas conductoras formadas sobre la misma. Las señales se
transmiten por dicho cable de señalización 9 (blindado) de más de 5
\mum de espesor hacia aparatos dispuestos a continuación, no
representados en esta memoria (receptores de radio o de TV,
aparatos telefónicos, etc.); además, sirve para alimentar el
componente de alta frecuencia HF con corriente eléctrica y,
eventualmente, para conectarlo a tierra.
Todo este dispositivo está recubierto de una
masa de sobremoldeo 10, que se adhiere firmemente a la superficie
del cristal de antena 1, respectivamente al revestimiento opaco 2, y
protege de manera hermética el componente de alta frecuencia HF
contra la humedad y la suciedad.
Claims (7)
1. Cristal de antena (1), que comprende:
- -
- un componente electrónico de alta frecuencia (HF) dispuesto fijamente sobre una de sus superficies, comprendiendo el componente (HF) un equipo electrónico de alta frecuencia y una pletina portante (8) del equipo electrónico de alta frecuencia; y
- -
- una estructura de conducción (3) conectada eléctricamente al componente (HF) y que conduce señales de antena de alta frecuencia,
estando el componente (HF) y la estructura de
conducción (3) sobre la misma cara del cristal, estando el
componente (HF) por encima de la estructura de conducción (3),
caracterizado porque dicha conexión eléctrica está formada
por acoplamiento capacitivo y sin contacto galvánico con la
estructura de conducción plana (3), que forma un primer electrodo
de dicho acoplamiento, y se mantiene a una distancia definida de un
segundo electrodo de dicho acoplamiento plano (5) por medio de una
capa intermedia dieléctrica (4) formada por una banda adhesiva de
doble cara de espesor definido, siendo el segundo electrodo de
acoplamiento (5) suficientemente delgado para seguir una curvatura
de la superficie del cristal,
y porque el componente (HF) comprende una placa
portante (7) que lleva sobre una de sus caras el segundo electrodo
de acoplamiento (5), estando fijada la pletina portante (8) sobre la
otra cara de la placa portante (7).
2. Cristal de antena según la reivindicación
precedente, caracterizado porque el componente (HF) fijado
sobre el cristal (1) está sobremoldeado, de manera hermética al
aire y al vapor de agua, por medio de una masa (10) endurecida que
se adhiere a la superficie del cristal.
3. Cristal de antena según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
estructura de conducción plana (3) está compuesta por una pasta
para calentar eléctricamente conductora, que está impresa y curada
sobre una superficie del cristal (1).
4. Cristal de antena según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende
elementos de antena compuestos por una pasta para calentar
eléctricamente conductora, impresa y curada.
5. Cristal de antena según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
estructura de conducción plana está conectada, de manera eléctrica
o capacitiva, a elementos de antena que están dispuestos sobre otra
superficie del cristal, en particular en el interior de un cristal
laminado.
6. Cristal de antena según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
estructura de conducción plana está dividida en varias partes que
conducen señales, distantes y eléctricamente separadas entre sí, a
las que está asociado un número correspondiente de electrodos de
acoplamiento del componente (HF), que forman de esta manera varios
puntos de acoplamiento.
7. Cristal de antena según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
estructura de conducción (3) sobre la superficie del
acristalamiento, que se utiliza como punto de acoplamiento, está
realizada con una superficie más grande que la superficie del
segundo electrodo de acoplamiento plano que está asociado al
componente (HF).
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