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ES2849948T3 - Luna con antena para vehículos - Google Patents

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ES2849948T3
ES2849948T3 ES16712354T ES16712354T ES2849948T3 ES 2849948 T3 ES2849948 T3 ES 2849948T3 ES 16712354 T ES16712354 T ES 16712354T ES 16712354 T ES16712354 T ES 16712354T ES 2849948 T3 ES2849948 T3 ES 2849948T3
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ES
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window
antenna
antenna structure
base plate
electrically conductive
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ES16712354T
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English (en)
Inventor
Stefan Droste
Bernd Stelling
Guillaume Francois
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Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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Abstract

Luna (100) con antena para vehículos para separar de un entorno exterior un habitáculo de un vehículo, que comprende al menos: - una luna interior (1) con una superficie exterior (III), - una luna exterior (2) con una superficie interior (II), - al menos una capa intermedia (3,3'), que une la superficie interior (II) de la luna exterior (2) de manera plana con la superficie exterior (III) de la luna interior (1), - una estructura plana (4) de antena, que está dispuesta entre la luna interior (1) y la luna exterior (2), - una placa (5) de asiento, que está dispuesta en el lado del habitáculo con respecto a la estructura (4) de antena, - estando dispuesto entre la estructura (4) de antena y la placa (5) de asiento al menos un dieléctrico y componiéndose el dieléctrico al menos de la luna interior (1), de la capa intermedia (3,3') o de la luna interior (1) y la capa intermedia (3,3'), - presentando la estructura (4) de antena una base con una relación de longitud lA con respecto a anchura bA de 1:1 a 10:1, - estando dispuesta la placa (5) de asiento al menos en la zona de la proyección ortogonal de la estructura (4) de antena en relación con la luna interior (1), caracterizada por que - el pie de antena de la estructura (4) de antena está conducido mediante un conductor (10) en forma de lámina hasta el borde (30,31) de la luna (100) con antena para vehículos y fuera de este último, y el conductor (10) en forma de lámina, al menos en una zona que puede disponerse de manera adyacente a una carrocería de vehículo, está configurado como conductor en forma de banda y preferiblemente como conductor en forma de banda coplanar, cuyo blindaje (12) está conectado eléctricamente a la placa (5) de asiento.

Description

DESCRIPCIÓN
Luna con antena para vehículos
La invención se refiere a una luna con antena para vehículos, a un procedimiento para la producción de la luna con antena para vehículos y a su utilización.
Los vehículos modernos tienen frecuentemente integrado un sistema para la navegación por medio del sistema global de navegación por satélite (GNSS, por sus siglas en inglés). Los sistemas que están en servicio son, por ejemplo, el Sistema de Posicionamiento Global (GPS, por sus siglas en inglés) o el Sistema GLObal de Navegación por Satélite (GLONASS, por sus siglas en inglés). Las antenas necesarias para ello pueden disponerse en la carrocería y, por lo tanto, fuera del habitáculo del vehículo, como es conocido, por ejemplo, por el documento US 20140176374 A1. Tales antenas pierden atractivo, dado que perjudican el aspecto estético del vehículo, pueden ocasionar ruidos causados por el viento y son susceptibles de sufrir daños y vandalismo.
Como alternativa, pueden disponerse antenas GNSS dentro del habitáculo del vehículo, por ejemplo, debajo del salpicadero o debajo del parabrisas. En este contexto, es difícil encontrar una posición adecuada en la que la antena tenga una buena visibilidad de los satélites GNSS y evitar al mismo tiempo problemas de CEM causados por aparatos eléctricos en el salpicadero y por el motor del vehículo. Además, las capas conductoras de la electricidad como las capas que reflejan los infrarrojos o las capas de baja emisividad (low-E) pueden impedir la transmisión de radiación electromagnética a través de la luna y bloquear la señal GNSS.
Las antenas GPS típicas se realizan como antenas planas y típicamente como antenas de parche y se conocen, por ejemplo, por los documentos WO 00/22695 A1, DE 202006011919 U1 o DE 202010011837 U1. En este contexto, se dispone una estructura metálica plana de antena en un lado de una placa de circuitos impresos o de un soporte cerámico. En el lado opuesto se dispone una placa de asiento plana como superficie de masa. La estructura de antena y la placa de asiento se conectan mediante líneas eléctricas a una unidad receptora eléctrica. En virtud del grosor del material de la placa de circuitos impresos o del soporte cerámico, la antena presenta cierto espesor y, si se dispone directamente en el parabrisas, es claramente visible y poco estética. Por los documentos US 5,760,744, EP 0608180 A1, DE 3834075 a 1 y US 2006/0202898 A1 se conocen disposiciones de luna con antena para vehículos.
El objetivo de la presente invención consiste en poner a disposición una luna con antena para vehículos mejorada, en la que pueda integrarse fácil y económicamente una antena y en particular una antena GPS.
El objetivo de la presente invención se logra según la invención mediante una luna con antena para vehículos según la reivindicación independiente 1. De las reivindicaciones subordinadas se desprenden realizaciones preferidas.
La luna con antena para vehículos según la invención comprende al menos las siguientes características:
- una luna interior con una superficie exterior (III) y con una superficie interior (IV),
- una luna exterior con una superficie exterior (I) y con una superficie interior (II),
- al menos una capa intermedia, que une la superficie interior (II) de la luna exterior de manera plana con la superficie exterior (III) de la luna interior,
- una estructura plana de antena, que está dispuesta entre la luna interior y la luna exterior,
- una placa de asiento, que está dispuesta en el lado del habitáculo con respecto a la estructura de antena,
- estando dispuesto entre la estructura de antena y la placa de asiento al menos un dieléctrico con una permitividad relativa £r y componiéndose el dieléctrico al menos de la luna interior, de la capa intermedia o de la luna interior y la capa intermedia,
- presentando la estructura de antena una base con una relación de longitud Ia con respecto a anchura bA de 1:1 a 10:1 y
- estando dispuesta la placa de asiento al menos en la zona de la proyección ortogonal de la estructura de antena en relación con la luna interior.
La placa de asiento sirve preferiblemente de superficie de masa, es decir, puede conectarse a la masa eléctrica de referencia de un vehículo.
La luna con antena para vehículos según la invención es adecuada para separar de un entorno exterior un habitáculo de un vehículo. De este modo se definen las superficies interiores (II, IV) de la luna con antena para vehículos, que miran hacia el habitáculo del vehículo, así como las superficies exteriores (I, III), que miran en dirección opuesta al habitáculo del vehículo.
La estructura de antena es una estructura o capa plana conductora de la electricidad. Está dispuesta entre la luna interior y la luna exterior. La placa de asiento también es una estructura o capa conductora de la electricidad. La placa de asiento también es en esencia plana. Está dispuesta en el lado del habitáculo con respecto a la estructura de antena. Esto significa que la placa de asiento está dispuesta más cerca del habitáculo del vehículo que la estructura de antena.
Como luna interior y luna exterior son adecuados fundamentalmente todos los sustratos aislantes eléctricos que, en las condiciones de la producción y la utilización de la luna con antena para vehículos según la invención, son térmica y químicamente estables y presentan estabilidad dimensional.
La luna interior y/o la luna exterior contienen preferiblemente vidrio, con especial preferencia vidrio plano, vidrio flotado, vidrio de sílice, vidrio al borosilicato, vidrio al sodio y a la cal, o plásticos transparentes, preferiblemente plásticos transparentes rígidos, en particular polietileno, polipropileno, policarbonato, polimetilmetacrilato, poliestireno, poliamida, poliéster, cloruro de polivinilo, y/o mezclas de los mismos. La luna interior y/o la luna exterior son preferiblemente transparentes, en particular para la utilización de la luna con antena para vehículos como parabrisas o luna trasera de un vehículo u otros usos en los que se desee una gran transmisión de luz. En el sentido de la invención, se entiende entonces por transparente una luna que presenta una transmitancia en la región visible del espectro de más de un 70 %. Sin embargo, para las lunas con antena para vehículos que no se hallen en el campo visual del conductor relevante para el tráfico, por ejemplo, para lunas de techo, la transmitancia puede ser también mucho menor, por ejemplo, superior o igual a un 5 %.
El espesor de la luna interior y/o de la luna exterior puede variar ampliamente y adaptarse así excelentemente a las necesidades del caso individual. Preferiblemente, se utilizan espesores estándar de 1,0 mm a 25 mm, con preferencia de 1,4 mm a 2,5 mm, para vidrio para vehículos. El tamaño de la luna interior y/o de la luna exterior puede variar ampliamente y se ajusta al tamaño de la utilización según la invención. La luna interior y/o la luna exterior presentan áreas usuales, por ejemplo, en la construcción de vehículos, de 200 cm2 a 3 m2.
La luna con antena para vehículos puede presentar cualquier forma tridimensional. Preferiblemente, la forma tridimensional no tiene zonas de sombra, de manera que pueda revestirse, por ejemplo, mediante pulverización catódica. Preferiblemente, la luna interior y la luna exterior son planas o están ligera o fuertemente curvadas en una dirección o en varias direcciones del espacio. En particular, se utilizan lunas planas. Las lunas pueden ser incoloras o de color.
La luna interior y/o la luna exterior presentan preferiblemente una permitividad relativa £r,1/2 de 2 a 8 y con especial preferencia de 6 a 8. Con tales permitividades relativas fue posible lograr propiedades de recepción y emisión de la antena particularmente buenas.
La luna interior y/o la luna exterior se unen entre sí mediante al menos una capa intermedia. La capa intermedia es preferiblemente transparente. La capa intermedia contiene preferiblemente al menos un plástico, con preferencia polivinilbutiral (PVB), etilenvinilacetato (EVA) y/o tereftalato de polietileno (PET, por sus siglas en inglés). Sin embargo, la capa intermedia también puede contener, por ejemplo, poliuretano (PU), polipropileno (PP), poliacrilato, polietileno (PE), policarbonato (PC), polimetilmetacrilato, cloruro de polivinilo, resina de poliacetato, resinas de colada, acrilatos, etileno-propileno fluorinado, fluoruro de polivinilo, etileno-tetrafluoroetileno, o copolímeros o mezclas de los mismos. La capa intermedia puede configurarse mediante una o también mediante varias láminas superpuestas o yuxtapuestas, siendo el espesor de una lámina preferiblemente de 0,025 mm a 1 mm, típicamente de 0,38 mm o de 0,76 mm. Las capas intermedias pueden preferiblemente ser termoplásticas y, tras el laminado, pegar entre sí la luna interior y la luna exterior y eventuales capas intermedias adicionales.
La capa intermedia tiene preferiblemente una permitividad relativa £r,3 de 2 a 4 y con especial preferencia de 2,1 a 2,9. Con tales permitividades relativas fue posible lograr propiedades de la antena particularmente buenas.
Entre la estructura de antena y la placa de asiento está dispuesto al menos un dieléctrico con una permitividad relativa £r. Dado que la estructura de antena está dispuesta entre la luna interior y la luna exterior, resultan tres constelaciones preferidas:
La estructura de antena está dispuesta entre la luna exterior y la capa intermedia. La placa de asiento puede entonces estar dispuesta entre la capa intermedia y la luna interior o sobre la superficie interior (IV) de la luna interior. En el primer caso, el dieléctrico dispuesto entre la estructura de antena y la placa de asiento contiene la capa intermedia o se compone de la misma; en el segundo caso, el dieléctrico contiene la capa intermedia y la luna interior o se compone de las mismas.
Como alternativa, la estructura de antena puede estar dispuesta entre la capa intermedia y la luna interior. La placa de asiento está entonces dispuesta sobre la superficie interior (IV) de la luna interior. En este caso, el dieléctrico contiene la luna interior o se compone de la misma.
En todos los casos, la placa de asiento está dispuesta al menos en la zona de la proyección ortogonal de la estructura de antena en relación con la luna interior. Esto significa que, si se mira a través de la luna con antena para vehículos desde el habitáculo del vehículo, o sea a la superficie interior (IV) de la luna con antena para vehículos, sólo puede verse la placa de asiento y ésta cubre por completo la visión de la estructura de antena.
En una configuración ventajosa de la invención, el área de la placa de asiento es mayor que el área de la estructura de antena, preferiblemente al menos un 10 % mayor y con especial preferencia al menos un 25 % mayor. En otra configuración ventajosa de la invención, la placa de asiento, en la proyección ortogonal de la estructura de antena, sobresale de la periferia de la estructura de antena en una medida de, en cada caso, al menos 2 mm, preferiblemente al menos 5 mm y en particular al menos 10 mm.
La estructura de antena presenta una base con una relación de longitud Ia con respecto a anchura bA de 1:1 a 10:1, preferiblemente de 1:1 a 2:1 y con especial preferencia de 1:1 a 1,1:1. La base de la estructura de antena es preferiblemente un rectángulo, un cuadrado, un trapecio, un polígono con más de cuatro esquinas, una elipse o un círculo. En el caso de un rectángulo, la longitud Ia corresponde a la longitud del lado más largo del rectángulo y la anchura bA corresponde a la longitud del lado más corto del rectángulo. En el caso de una base cuadrada o en esencia cuadrada con longitudes de lado igual de grandes, la longitud Ia y la anchura bA presentan por consiguiente una relación de 1:1. En el caso de una estructura no rectangular y en particular una estructura elíptica, la longitud Ia está determinada por la longitud máxima de la estructura y la anchura bA está determinada por la longitud de la dirección que se extiende perpendicularmente a la longitud Ia . En el caso de una base circular, la longitud Ia y la anchura bA presentan una relación de 1:1.
En particular en el caso de las bases rectangulares o cuadradas, en el marco de la presente invención, una esquina, preferiblemente dos esquinas diagonalmente opuestas entre sí y con especial preferencia todas las esquinas pueden estar achaflanadas. De este modo es posible adaptar la estructura de antena ventajosamente a la radiación electromagnética que se haya de recibir. El chaflán es ventajosamente de menos de un 20 % de la longitud lA y/o de la anchura bA, preferiblemente menos de un 10 %.
Las dimensiones de la estructura de antena dependen en general de la banda de frecuencias deseada y del uso respectivo. Para aplicaciones de radiotelefonía móvil en la gama de frecuencias de 0,8 GHz a 2,7 GHz, la estructura de antena presenta típicamente una longitud Ia y/o una anchura bA de 20 mm a 60 mm. Para aplicaciones para la navegación por satélite (GNSS) en la gama de frecuencias de 1,2 GHz a 1,7 GHz, la estructura de antena presenta típicamente una longitud lA y/o una anchura bA de 30 mm a 40 mm.
En una configuración ventajosa de la invención, la estructura de antena está optimizada para una señal GPS con una frecuencia de 1.575,42 MHz y un plano de oscilación electromagnética con polarización circular a derechas. Con este fin, la estructura de antena presenta una base rectangular con una longitud Ia de 36 mm y una anchura bA de 34 mm y, por consiguiente, una relación de aproximadamente 1,06:1.
La estructura de antena puede presentar ventajosamente escotaduras adicionales. En este contexto, es particularmente ventajosa una escotadura en forma de ranura. En el caso de una base rectangular o cuadrada de la estructura de antena, el lado más largo de la escotadura en forma de ranura es preferiblemente paralelo a la diagonal de la base y en particular está orientado a lo largo de la misma. La escotadura en forma de ranura tiene, por ejemplo, una forma rectangular, ventajosamente con una longitud Is de 5 mm a 20 mm, preferiblemente de 7,5 mm a 12,5 mm, y una anchura bs de 0,5 mm a 5,0 mm, preferiblemente de 0,9 mm a 3,1 mm.
Además, la estructura de antena puede presentar escotaduras rectangulares que estén dispuestas a ambos lados de la conexión de líneas eléctricas entre la estructura de antena y la línea de señales en la base de la estructura de antena. Éstas tienen la ventaja particular de que posibilitan un acoplamiento o desacoplamiento particularmente bueno de la señal de antena en o de la estructura de antena, que entonces se alimenta mediante la línea de señales a una electrónica de emisión o recepción.
En una configuración ventajosa de la invención, la estructura de antena y/o la placa de asiento se componen de una pasta impresa y ahornada conductora de la electricidad, preferiblemente una pasta de serigrafía que contenga plata. La pasta impresa y ahornada conductora de la electricidad tiene ventajosamente un espesor de 3 pm a 20 pm y una resistencia superficial de 0,001 ohmios/cuadrado a 0,03 ohmios/cuadrado, preferiblemente de 0,002 ohmios/cuadrado a 0,018 ohmios/cuadrado. Tales estructuras de antena y placas de asiento son fáciles de integrar y económicas de producir en el proceso de fabricación industrial.
En otra configuración ventajosa de la invención, la estructura de antena y/o la placa de asiento se componen de una lámina conductora de la electricidad, preferiblemente una lámina metálica y en particular una lámina de cobre, plata, oro o aluminio. Se entiende que tales láminas también pueden estar dispuestas sobre láminas de soporte, por ejemplo, láminas de soporte poliméricas como poliimida o tereftalato de polietileno (PET). Tales estructuras de antena y placas de asiento sobre láminas de soporte son particularmente ventajosas, dado que toda la estructura de antena con placa de asiento puede producirse a partir de una unidad y durante la fabricación puede incluirse cómodamente y con precisión de posición en la posterior luna con antena para vehículos.
En otra configuración ventajosa de la invención, la estructura de antena y/o la placa de asiento se componen de una estructura conductora de la electricidad que, fuera de una capa conductora de la electricidad, está aislada eléctricamente de la capa circundante mediante una zona de separación libre de revestimiento, en particular una línea de separación libre de revestimiento. En una configuración alternativa de la invención, la zona de separación no está totalmente libre de revestimiento, sino subdividida, mediante una pluralidad de líneas de separación que se cruzan, en pequeñas zonas aisladas eléctricamente unas de otras, lo que en lo sucesivo se denominará también retícula. Las dimensiones de la retícula se han elegido de manera que la capa conductora de la electricidad remanente no interactúe con la radiación electromagnética de alta frecuencia que llega. Típicamente, la distancia máxima entre dos líneas de separación adyacentes es inferior o igual a 3 mm.
La anchura de la zona de separación es, para zonas de separación totalmente libres de revestimiento y zonas de separación reticuladas, superior o igual a 5 mm, preferiblemente superior o igual a en donde A es la longitud de onda de la radiación electromagnética para la que la estructura de antena está optimizada, y £eff es la permitividad efectiva del dieléctrico que encierra la estructura de antena y/o la placa de asiento. Para una estructura de antena optimizada para sistemas GNSS, la anchura es de 50 mm a 90 mm y en particular de aproximadamente 70 mm.
Tales estructuras de antena y placas de asiento son particularmente ventajosas cuando ya están dispuestas capas conductoras de la electricidad en la luna, como es usual, por ejemplo, en las lunas térmicas eléctricas y las lunas con filtro para la irradiación solar integrado. Aquí, la zona de separación totalmente libre de revestimiento o la reticulación de la capa conductora de la electricidad pueden elegirse mínimas sin restringir efectivamente el número de satélites visibles (o sin restringir efectivamente el ángulo sólido de la antena), a diferencia de las antenas que están integradas en el salpicadero.
En una configuración ventajosa de la luna con antena para vehículos según la invención, la anchura de las líneas de separación es de 30 pm a 200 pm y preferiblemente de 70 pm a 140 pm. Unas líneas de separación tan delgadas permiten un aislamiento eléctrico seguro y suficientemente alto y, al mismo tiempo, no perturban la visión a través de la luna con antena para vehículos o la perturban sólo ligeramente.
Las capas conductoras de la electricidad según la invención se conocen, por ejemplo, por los documentos DE 202008 017611 U1, EP 0847965 B1 o WO2012/052315 A1. Típicamente, contienen una o varias, por ejemplo, dos, tres o cuatro capas funcionales conductoras de la electricidad. Las capas funcionales contienen preferiblemente al menos un metal, por ejemplo, plata, oro, cobre, níquel y/o cromo, o una aleación de metales. Las capas funcionales contienen con especial preferencia al menos un 90 % en peso del metal, en particular al menos un 99,9 % en peso del metal. Las capas funcionales pueden componerse del metal o de la aleación de metales. Las capas funcionales contienen con especial preferencia plata o una aleación que contenga plata. Tales capas funcionales presentan una conductividad eléctrica particularmente ventajosa y al mismo tiempo una alta transmitancia en la región visible del espectro. El espesor de una capa funcional es preferiblemente de 5 nm a 50 nm, con especial preferencia de 8 nm a 25 nm. En este intervalo para el espesor de la capa funcional se logra una transmitancia ventajosamente alta en la región visible del espectro y una conductividad eléctrica particularmente ventajosa.
Típicamente está dispuesta en cada caso entre dos capas funcionales adyacentes al menos una capa dieléctrica. Preferiblemente, debajo de la primera y/o encima de la última capa funcional está dispuesta una capa dieléctrica adicional. Una capa dieléctrica contiene al menos una capa individual de un material dieléctrico, por ejemplo, que contiene un nitruro, como nitruro de silicio, o un óxido, como óxido de aluminio. Sin embargo, las capas dieléctricas pueden también comprender respectivamente varias capas individuales, por ejemplo, capas individuales de un material dieléctrico, capas de alisado, capas de adaptación, capas de bloqueo y/o capas antirreflectantes. El espesor de una capa dieléctrica es, por ejemplo, de 10 nm a 200 nm.
Esta estructura de capas se obtiene por lo general mediante una serie de procesos de depósito, que se llevan a cabo mediante un procedimiento de vacío, como la pulverización catódica apoyada por campo magnético.
Otras capas conductoras de la electricidad adecuadas contienen preferiblemente óxido de indio y estaño (ITO), óxido de estaño impurificado con flúor (SnO2:F) u óxido de cinc impurificado con aluminio (ZnO:Al).
La capa conductora de la electricidad puede ser en principio cualquier revestimiento con el que pueda establecerse un contacto eléctrico. Si la luna según la invención ha de permitir ver a través de la misma, como es el caso, por ejemplo, de las lunas en la zona de las ventanillas, la capa conductora de la electricidad es preferiblemente transparente. En una configuración ventajosa, la capa conductora de la electricidad es una capa o una estructura estratificada de varias capas individuales con un espesor total inferior o igual a 2 pm, con especial preferencia inferior o igual a 1 pm.
Una capa transparente conductora de la electricidad ventajosa según la invención presenta una resistencia superficial de 0,4 ohmios/cuadrado a 200 ohmios/cuadrado. En una configuración particularmente preferida, la capa conductora de la electricidad según la invención presenta una resistencia superficial de 0,5 ohmios/cuadrado a 20 ohmios/cuadrado. Los revestimientos con tales resistencias superficiales son adecuados especialmente para calentar lunas de vehículos con las tensiones de a bordo típicas de 12 V a 48 voltios o en vehículos eléctricos con tensiones de a bordo típicas de hasta 500 V.
En una configuración ventajosa de una luna estratificada según la invención, la capa conductora de la electricidad está dispuesta alejada del borde de la luna estratificada en la medida de una anchura de 2 mm a 50 mm, preferiblemente de 5 mm a 20 mm. La capa conductora de la electricidad no presenta entonces ningún contacto con la atmósfera y está protegida ventajosamente contra los daños y la corrosión en el interior de la luna con antena para vehículos mediante las capas intermedias.
La capa conductora de la electricidad contiene preferiblemente un revestimiento transparente conductor de la electricidad. T ransparente significa aquí transparente a la radiación electromagnética con una longitud de onda de 300 nm a 1.300 nm y en particular a la luz visible.
Si no es necesario que la capa conductora de la electricidad sea transparente, porque la estructura de antena y/o la placa de asiento estén dispuestas en una zona de la luna con antena para vehículos en la que, por ejemplo, una impresión de cubrimiento o una carcasa de plástico impidan ver a través de la misma, la capa conductora de la electricidad también puede estar configurada con un espesor considerablemente mayor que en las capas conductoras de la electricidad transparentes. Tales capas con mayor espesor pueden presentar una resistencia superficial considerablemente menor. Sería ventajosa, por ejemplo, una lámina conductora de la electricidad, preferiblemente una lámina metálica y en particular una lámina de cobre, de plata, de oro o de aluminio. La lámina conductora de la electricidad presenta ventajosamente un espesor de 50 pm a 1.000 pm y preferiblemente de 100 pm a 600 pm. La lámina conductora de la electricidad tiene ventajosamente una conductividad de 1 *106 S/m a 10*107 S/m y preferiblemente de 3,5*107 S/m a 6,5*107 S/m.
Se entiende que la estructura de antena y la placa de asiento de las formas de configuración mencionadas, como la pasta impresa, la lámina conductora de la electricidad y la capa conductora de la electricidad separada, pueden combinarse entre sí. Es decir, la estructura de antena se compone, por ejemplo, de una lámina conductora de la electricidad y la placa de asiento se compone de una pasta impresa, etc.
En una configuración ventajosa de la luna con antena para vehículos según la invención, la estructura de antena y la placa de asiento están dispuestas en el borde exterior de la luna. En este contexto, la distancia máxima al borde exterior es preferiblemente de menos de 20 cm, con especial preferencia de menos de 10 cm. Esto permite ocultar la estructura de antena, la placa de asiento y las líneas de alimentación bajo una impresión negra visualmente discreta o con una cubierta, por ejemplo, con una carcasa de cámara.
En la luna con antena para vehículos según la invención, el pie de antena de la estructura de antena está conducido mediante un conductor plano hasta el borde de la luna con antena para vehículos y fuera de este último. En este contexto, el conductor plano, al menos en una zona que puede disponerse de manera adyacente a una carrocería de vehículo, está configurado como conductor en forma de banda y preferiblemente como conductor en forma de banda coplanar, cuya línea de señales está acoplada a la estructura de antena de manera que conduce la electricidad y cuyo blindaje está acoplado a la placa de asiento de manera que conduce la electricidad. Acoplado o acoplada de manera que conduce la electricidad significa aquí preferiblemente acoplado o acoplada directamente. Como alternativa, el acoplamiento puede también ser capacitivo.
En otra configuración ventajosa de la luna con antena para vehículos según la invención, la estructura de antena y la línea de señales del conductor en forma de banda y/o la placa de asiento y el blindaje del conductor en forma de banda están configurados en una sola pieza. Esto evita pérdidas de línea en las transiciones entre diferentes secciones de la antena. Además, tal estructura de una sola pieza es muy fácil de producir, si los elementos respectivos están dispuestos en una lámina de soporte común.
El conductor en forma de banda está configurado preferiblemente como conductor en forma de lámina o conductor en forma de lámina flexible (conductor plano, conductor plano en forma de cinta). Por conductor en forma de lámina se entiende un conductor eléctrico cuya anchura es considerablemente mayor que su espesor. Tal conductor en forma de lámina es, por ejemplo, una banda o una cinta que contiene o se compone de cobre, cobre estañado, aluminio, plata, oro o aleaciones de los mismos. El conductor en forma de lámina presenta, por ejemplo, una anchura de 2 mm a 16 mm y un espesor de 0,03 mm a 0,1 mm. El conductor en forma de lámina puede presentar una envoltura aislante, preferiblemente polimérica, por ejemplo, a base de poliimida. Los conductores en forma de lámina adecuados para establecer un contacto de revestimientos conductores de la electricidad en lunas presentan solamente un espesor total de, por ejemplo, 0,3 mm. Los conductores en forma de lámina tan delgados pueden embutirse sin dificultad entre las distintas lunas en la capa intermedia termoplástica. En una cinta conductora en forma de lámina pueden encontrarse varias capas conductoras aisladas eléctricamente unas de otras.
Como alternativa, también pueden utilizarse alambres metálicos delgados como línea eléctrica de alimentación. Los alambres metálicos contienen en particular cobre, tungsteno, oro, plata o aluminio o aleaciones de al menos dos de estos metales. Las aleaciones pueden contener también molibdeno, renio, osmio, iridio, paladio o platino.
La conexión eléctrica de líneas entre la estructura de antena y la línea eléctrica de alimentación y/o la placa de asiento y la línea de alimentación de masa o el blindaje se realiza preferiblemente mediante pegamentos conductores de la electricidad o mediante una unión soldada, que posibiliten una conexión eléctrica de líneas segura y duradera entre la zona de conexión y la línea de alimentación. Como alternativa, la conexión eléctrica de líneas también puede realizarse mediante bornes, ya que la conexión por bornes se fija de manera segura contra el deslizamiento mediante el proceso de laminado. Como alternativa, la línea de alimentación también puede imprimirse solapada sobre la zona de conexión, por ejemplo, mediante una pasta de impresión conductora de la electricidad que contenga metal y en particular que contenga plata. Como alternativa, la conexión eléctrica de líneas también puede establecerse mediante soldeo.
En una configuración de una luna con antena para vehículos no correspondiente a la invención, la placa de asiento presenta una zona de masa y una zona capacitiva de acoplamiento para el desacoplamiento capacitivo de la señal de antena. En este contexto, la señal de antena se acopla de manera capacitiva con una zona capacitiva de acoplamiento en el plano de la placa de asiento mediante el dieléctrico entre la estructura de antena y el plano de la placa de asiento. La zona capacitiva de acoplamiento está entonces conectada a una zona de la línea de señales del conductor en forma de lámina o es idéntica a la misma. Esto es particularmente ventajoso, ya que las líneas eléctricas de alimentación para la señal de antena y la masa o el blindaje pueden producirse fácilmente en un plano con un único conductor en forma de banda. No es necesario establecer un contacto por separado con la estructura de antena en el interior de la luna con antena para vehículos, ni es necesario conducir un conductor separado fuera de la luna con antena para vehículos, lo que reduce los problemas de hermetización y corrosión en el borde la luna.
En otra configuración ventajosa de la luna con antena para vehículos según la invención, la capa intermedia, en la zona inmediata entre la estructura de antena y la placa de asiento, se compone de un dieléctrico con una permitividad relativa er,3' que es mayor que la permitividad relativa £r,3 del dieléctrico de la capa intermedia en la zona circundante. Preferiblemente, er,3' > 3* er,3. Esto tiene la ventaja particular de que es posible adaptar las propiedades de recepción y emisión de la antena más fácilmente a las necesidades respectivas.
En otra configuración ventajosa de la luna con antena para vehículos según la invención, la estructura de antena, el conductor plano y/o la placa de asiento están dispuestos sobre una lámina de soporte. La lámina de soporte contiene preferiblemente un polímero y contiene con especial preferencia poliimida o tereftalato de polietileno (PET) o se compone de éstos. La lámina de soporte presenta una permitividad relativa de 2 a 4 y con especial preferencia de 2,7 a 3,3. Dependiendo de la disposición de la lámina de soporte en relación con la estructura de antena y la placa de asiento, la lámina de soporte también puede servir de dieléctrico intermedio y determinar conjuntamente de manera encauzada las propiedades de la antena.
La invención se refiere también a una disposición de luna con antena para vehículos, que comprende una luna con antena para vehículos según la invención configurada como se ha descrito anteriormente, así como una electrónica de recepción o emisión, que está acoplada eléctricamente a la estructura de antena y a la placa de asiento. En este contexto, la luna con antena para vehículos está dispuesta como acristalamiento en la carrocería de un vehículo. La placa de asiento sirve preferiblemente de superficie de masa, estando la placa de asiento en este caso conectada a una masa eléctrica de referencia del vehículo.
Las distintas configuraciones y formas de realización de la luna con antena para vehículos descritas anteriormente pueden estar realizadas individualmente o en cualquier combinación.
Otro aspecto de la invención comprende un procedimiento para producir una luna con antena para vehículos, en particular una luna con antena para vehículos según la invención configurada como se ha descrito anteriormente, que comprende al menos:
(a) producir una sucesión de apilamiento compuesta de una luna interior, al menos una capa intermedia y una luna exterior, disponiéndose una estructura plana de antena entre la luna interior y la luna exterior y disponiéndose una placa de asiento en el lado del habitáculo con respecto a la estructura de antena y
(b) laminar la sucesión de apilamiento para obtener una luna con antena para vehículos.
El laminado, o sea, la unión de la luna interior y la luna exterior mediante la capa intermedia en la etapa (b) del procedimiento se realiza preferiblemente bajo la acción de calor, vacío y/o presión. Para producir una luna estratificada pueden utilizarse procedimientos en sí conocidos.
Pueden llevarse a cabo, por ejemplo, así llamados, procedimientos en autoclave a una presión elevada de aproximadamente 10 bares a 15 bares y temperaturas de 130 °C a 145 °C durante aproximadamente 2 horas. Los procedimientos de bolsa de vacío o de anillo de vacío en sí conocidos trabajan, por ejemplo, a aproximadamente 200 mbares y 80 °C a 110 °C. La luna interior, la capa intermedia termoplástica y la luna exterior pueden también comprimirse en una calandria entre al menos un par de rodillos para obtener una luna. Ya se conocen instalaciones de este tipo para producir lunas y dichas instalaciones disponen normalmente de al menos un túnel calefactor antes de un mecanismo de prensado. La temperatura durante el proceso de prensado es, por ejemplo, de 40 °C a 150 °C. En la práctica han dado resultados particularmente buenos las combinaciones de procedimientos con calandria y autoclave. Como alternativa pueden emplearse laminadores de vacío. Éstos se componen de una o varias cámaras que pueden calentarse y evacuarse, en las que la luna interior y la luna exterior se laminan en el plazo de, por ejemplo, aproximadamente 60 minutos a presiones reducidas de 0,01 mbares a 800 mbares y temperaturas de 80 °C a 170 °C.
Otro aspecto de la invención comprende la utilización de la luna con antena para vehículos según la invención en medios de locomoción para circular por tierra, por aire o por agua, en particular en trenes, barcos y automóviles, por ejemplo, como parabrisas, luna trasera, luna lateral y/o luna de techo.
La invención comprende además la utilización de la luna con antena para vehículos según la invención para recibir señales GPS para la navegación por satélite.
A continuación se explica la invención más detalladamente por medio de un dibujo y ejemplos de realización. El dibujo es una representación esquemática y no está a escala. El dibujo no limita la invención en modo alguno.
Se muestran:
Figura 1A una vista desde arriba de una configuración de una luna con antena para vehículos según la invención,
Figura 1B una representación ampliada del detalle Z de la Figura 1A,
Figura 1C una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A' de la Figura 1B, Figura 1D una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección B-B' de la Figura 1B, Figura 1E una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección C-C' de la Figura 1B, Figura 2A una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A' de un ejemplo de configuración alternativo según la Figura 1B,
Figura 2B una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección B-B' de un ejemplo de configuración alternativo según la Figura 1B,
Figura 3A una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A' de otro ejemplo de configuración alternativo según la Figura 1B,
Figura 3B una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección B-B' de otro ejemplo de configuración alternativo según la Figura 1B,
Figura 4A una vista desde arriba de otra configuración alternativa de una luna con antena para vehículos según la invención,
Figura 4B una representación ampliada del detalle Z de la Figura 4A,
Figura 4C una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A' de la Figura 4B, Figura 4D una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección B-B' de la Figura 4B, Figura 4E una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección D-D' de la Figura 4B, Figura 5 una representación ampliada de un detalle Z de la Figura 4A con una configuración alternativa de una estructura de antena según la invención,
Figura 6A una vista desde arriba de una configuración de una luna con antena para vehículos no correspondiente a la invención,
Figura 6B una representación ampliada del detalle Z de la Figura 6A,
Figura 6C una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A' de la Figura 6B, Figura 6D una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección B-B' de la Figura 6B; Figura 7 un diagrama de flujo detallado de una forma de realización del procedimiento según la invención; Figura 8 una medición del, así llamado, parámetro S11 en una luna con antena para vehículos según la invención.
La Figura 1A muestra una vista desde arriba de una configuración ejemplar de una luna 100 con antena para vehículos según la invención.
La Figura 1B muestra una representación ampliada del detalle Z de la luna 100 con antena para vehículos según la invención de la Figura 1A. La luna 100 con antena para vehículos comprende aquí, por ejemplo, una luna interior 1 y una luna exterior 2, que están unidas entre sí mediante una capa intermedia 3. La luna 100 con antena para vehículos es, por ejemplo, un parabrisas de un turismo. Las dimensiones de la luna 100 con antena para vehículos son, por ejemplo, de 0,9 m x 1,5 m.
La luna interior 1 está prevista, por ejemplo, para que mire hacia el habitáculo en la posición montada. Es decir, la superficie interior IV de la luna interior 1 es accesible desde el habitáculo, mientras que la superficie exterior I de la luna exterior 2 mira hacia fuera en relación con el habitáculo del vehículo. La luna interior 1 y la luna exterior 2 se componen, por ejemplo, de vidrio al sodio y a la cal. El espesor de la luna interior 1 es, por ejemplo, de 1,6 mm y el espesor de la luna exterior 2 es de 2,1 mm. Se entiende que la luna interior 1 y la luna exterior 2 pueden, por ejemplo, estar configuradas también con el mismo espesor. La capa intermedia 3 es una capa intermedia termoplástica y se compone, por ejemplo, de polivinilbutiral (PVB). Presenta un espesor de 0,76 mm.
La vista representada es una vista desde arriba de la superficie exterior I de la luna exterior 2, desde fuera del vehículo.
En la Figura 1C está representada una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A' de la Figura 1B. La Figura 1D muestra una representación en sección transversal correspondiente a lo largo de la línea de sección B-B' de la Figura 1B.
La estructura 4 de antena y la placa 5 de asiento están dispuestas en el borde inferior 30 de la luna 100 con antena para vehículos. En este ejemplo, la estructura 4 de antena se compone de una lámina de cobre de 0,1 mm de espesor, que está dispuesta sobre la superficie exterior III de la luna interior 1. En este ejemplo, la estructura 4 de antena consiste en una base rectangular con una longitud lA de 36 mm y una anchura bA también de 34 mm. La base de la estructura 4 de antena presenta, en dos esquinas opuestas, en cada caso una escotadura triangular 7, en la que en cada caso se ha eliminado una de las esquinas del cuadrado. La escotadura triangular 7 es, por ejemplo, un triángulo rectángulo isósceles con una longitud de catetos de aD = 2,5 mm. La estructura 4 de antena presenta adicionalmente una escotadura 6 en forma de ranura, con una forma rectangular y con una longitud Is de 9,5 mm y una anchura bS de 3 mm. La escotadura 6 en forma de ranura está dispuesta con su longitud a lo largo de la diagonal de la base cuadrada en la que se hallan las escotaduras triangulares 7.
La estructura 4 de antena está conectada mediante una conexión eléctrica 13 de líneas con la línea 11 de señales de un conductor 10 en forma de lámina. La conexión eléctrica 13 de líneas es, por ejemplo, un punto de soldadura o un pegamento conductor de la electricidad. El conductor 10 en forma de lámina está configurado al menos en la zona del borde 30 de la luna y aquí, por ejemplo, en toda su longitud como un conductor en forma de banda coplanar. Es decir, la línea plana 11 de señales está rodeada por dos blindajes 12 o conductores de blindaje planos dispuestos en un plano con respecto a la línea 11 de señales. El conductor 10 en forma de lámina se compone por lo tanto de tres conductores interiores 15, concretamente la línea 11 de señales y dos blindajes 12 que, por ejemplo, están rodeados por un lado y preferiblemente por ambos lados por un aislamiento eléctrico 16. El aislamiento eléctrico 16 es, por ejemplo, una lámina polimérica y en particular una lámina de poliimida. El conductor interior 15 es, por ejemplo, una lámina de aluminio con una anchura de 4 mm y un espesor de 200 pm. El conductor 10 en forma de lámina está conducido alrededor del borde 30 de la luna. Los dos blindajes 12 están conectados eléctricamente a la placa 5 de asiento en la superficie interior IV de la luna interior 1 mediante una conexión eléctrica 13 de líneas. La conexión eléctrica 13 de líneas es, por ejemplo, un punto de soldadura o un pegamento conductor de la electricidad. Además, el conductor 10 en forma de lámina presenta un elemento 14 de conexión, por ejemplo, una clavija SMA (Sub-Miniature-A) coaxial para la conexión a una electrónica de recepción o emisión y, aquí, en particular una electrónica de recepción GPS.
La placa 5 de asiento tiene una base rectangular con una anchura bG de 6 cm y una longitud Ig de 13 cm. La placa 5 de asiento sobresale en este contexto de la zona de la proyección ortogonal de la estructura 4 de antena en relación con la luna interior 1. La placa 5 de asiento está desplazada una distancia de aproximadamente 20 mm desde el borde 30 de la luna hacia el interior de la luna.
La Figura 1E muestra una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección C-C' de la Figura 1B. La proyección ortogonal de la estructura 4 de antena se extiende por el área A sobre la superficie interior IV de la luna interior 1. La placa 5 de asiento sobresale por completo del área A de la proyección ortogonal de la estructura 4 de antena.
La base cuadrada de la estructura 4 de antena está dispuesta con una arista lateral paralela al borde 30 de la luna. Se entiende que la arista lateral también puede presentar cierto ángulo con respecto al borde 30 de la luna, por ejemplo, de 45°. La línea 11 de señales está conectada a la estructura 4 de antena en la arista lateral de la estructura 4 de antena contigua al borde lateral 30. La escotadura 6 en forma de ranura y la diagonal con las escotaduras triangulares 7 se extienden, vistas desde el punto de conexión del conductor 11 de señales, de la parte inferior izquierda hacia la parte superior derecha.
La estructura 4 de antena representada es adecuada para recibir una señal GPS con polarización circular a derechas con una frecuencia L1 de 1.575,42 MHz. La estructura 4 de antena representada es, no obstante, adecuada para lograr una buena recepción de GLONASS.
La estructura 4 de antena y la placa 5 de asiento están dispuestas en una zona de la luna 100 con antena para vehículos en la que, en la superficie interior II de la luna exterior 2, está dispuesta una impresión 32 de cubrimiento en forma de una impresión en negro. La impresión 32 de cubrimiento es opaca a la luz visible e impide ver a través de la misma la pegadura de la luna 100 con antena para vehículos en la carrocería de un vehículo, o ver a través de la misma la estructura 4 de antena o la placa 5 de asiento. La impresión 32 de cubrimiento es permeable a la radiación electromagnética en la gama de frecuencias de la antena, que está formada por la estructura 4 de antena y la placa 5 de asiento. La impresión 32 de cubrimiento no influye, o no influye esencialmente, en la acción de la antena.
La Figura 2A muestra una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A' de un ejemplo de configuración alternativo según la Figura 1B. La Figura 2B muestra una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección B-B' de un ejemplo de configuración alternativo según la Figura 1B.
Las Figuras 2A y 2B se diferencian de las Figuras 1 C y 1 D sólo en la disposición de la estructura 4 de antena. En este ejemplo de configuración, la estructura 4 de antena está dispuesta entre la luna exterior 2 y la capa intermedia 3. El dieléctrico entre la estructura 4 de antena y la placa 5 de asiento está formado por la capa intermedia 3 y la luna interior 1 entre la estructura 4 de antena y la placa 5 de asiento. El conductor 10 en forma de lámina se extiende por el interior de la luna 100 con antena para vehículos entre la luna exterior 2 y la capa intermedia 3. Las demás características de configuración corresponden a la descripción relativa a las Figuras 1A a 1E.
La Figura 3A muestra una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A' de otro ejemplo de configuración alternativo según la Figura 1B. La Figura 3B muestra una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección B-B' de otro ejemplo de configuración alternativo según la Figura 1B.
Las Figuras 3A y 3B se diferencian de las Figuras 2A y 2B sólo en la disposición de la placa 5 de asiento. En este ejemplo de configuración, la estructura 4 de antena está dispuesta entre la luna exterior 2 y la capa intermedia 3. La placa 5 de asiento está dispuesta entre la capa intermedia 3 y la luna interior 1. El dieléctrico entre la estructura 4 de antena y la placa 5 de asiento está formado por la zona de la capa intermedia 3 situada entre la estructura 4 de antena y la placa 5 de asiento. La línea 11 de señales y el blindaje 12 se extienden por el interior de la luna 100 con antena para vehículos entre la luna exterior 2 y la capa intermedia 3, estando el blindaje 12 en contacto con la placa 5 de asiento también en el interior de la luna 100 con antena para vehículos o en el borde 30 de la luna mediante una conexión eléctrica 13 de líneas. Una conexión eléctrica 13 de líneas dispuesta en el interior de la luna 100 con antena para vehículos está representada en detalle, por ejemplo, en la Figura 4E. Las demás características de configuración corresponden a la descripción relativa a las Figuras 1A a 1E.
La Figura 4A muestra una vista desde arriba de otra configuración alternativa de una luna 100 con antena para vehículos según la invención. La Figura 4B muestra una representación ampliada del detalle Z de la Figura 4A. La Figura 4C muestra una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A' de la Figura 4B. La Figura 4D muestra una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección B-B' de la Figura 4B. La Figura 4E muestra una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección B-B' de la Figura 4B.
La luna 100 con antena para vehículos según la Figura 4A corresponde en material y disposición en esencia a la luna 100 con antena para vehículos según la Figura 1A, de manera que en lo que sigue se tratarán sólo las diferencias entre las lunas 100 con antena para vehículos. A diferencia de la Figura 1A, la estructura 4 de antena y la placa 5 de asiento están dispuestas en el borde lateral superior 31 de la luna 100 con antena para vehículos. La estructura 4 de antena y la placa 5 de asiento están dispuestas aquí en una zona de una ventana 33 de comunicación. En la zona de la ventana 33 de comunicación están dispuestos, por ejemplo, sensores adicionales, como un sensor de lluvia o una cámara. La zona de la ventana 33 de comunicación está cubierta en el lado del habitáculo del vehículo por una carcasa de plástico (aquí no representada), en la que preferiblemente están dispuestos los sensores. La estructura 4 de antena y la placa 5 de asiento corresponden en sus materiales y dimensiones a la estructura 4 de antena y la placa 5 de asiento del ejemplo de configuración según las Figuras 3A y 3B. A diferencia de las Figuras 3A y 3B, la capa intermedia 3 no es homogénea en toda la luna 100 con antena para vehículos, sino que está subdividida en dos zonas parciales. En este contexto se halla entre la estructura 4 de antena y la placa 5 de asiento una capa intermedia 3' de un material con una permitividad relativa er,3' que es mayor que la permitividad relativa £r,3 del dieléctrico de la capa intermedia 3 en la zona circundante. Por consiguiente, la estructura 4 de antena está dispuesta entre la luna exterior 2 y la zona de la capa intermedia 3'. La placa 5 de asiento está dispuesta entre la zona de la capa intermedia 3' y la luna interior 1. En este ejemplo de configuración se aplica para las permitividades, por ejemplo, er,3' = 3* er,3. Mediante una elección adecuada de la capa intermedia 3' entre la estructura 4 de antena y la placa 5 de asiento es posible ajustar las propiedades de la antena muy bien a los requisitos respectivos.
Además, en este ejemplo de configuración de una estructura 4 de antena según la invención, están dispuestas dos escotaduras rectangulares 8 a ambos lados de la conexión eléctrica 13 de líneas entre la estructura 4 de antena y la línea 11 de señales en la base de la estructura 4 de antena. Estas escotaduras rectangulares 8 mejoran el desacoplamiento de la señal de antena de la estructura 4 de antena.
La Figura 4E muestra una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección D-D' de la Figura 4B. Puede verse una configuración ejemplar de la conexión eléctrica 13 de líneas entre el blindaje 12 del conductor 10 en forma de banda y la placa 5 de asiento. Con este fin, una sección del blindaje 12 está dispuesta entre la capa intermedia 3' y la placa 5 de asiento. La conexión eléctrica 13 de líneas entre el blindaje 12 y la placa 5 de asiento está separada aproximadamente 10 mm del borde 31 de la luna. De este modo puede lograrse un sellado fácil y seguro de la conexión 13 de líneas dentro de la luna estratificada, que está estabilizada mecánicamente y protegida herméticamente contra la humedad y por lo tanto contra la corrosión.
Se entiende que esta medida también puede combinarse ventajosamente con las otras configuraciones de la invención y en particular con la configuración de las Figuras 3A y 3B.
La Figura 5 muestra un ejemplo de configuración alternativo, por ejemplo, una luna 100 con antena para vehículos según la invención de acuerdo con las Figuras 4A a 4D, en donde solamente la base de la estructura 4 de antena presenta una forma distinta a la de las Figuras 4A a 4D. La base es aquí una elipse, estando la línea 11 de señales dispuesta en un ángulo de, por ejemplo, 45° con respecto a los ejes mayor o menor. La longitud Ia de la base de la estructura 4 de antena corresponde en este ejemplo al diámetro máximo de la elipse, o sea, el diámetro en la dirección del eje mayor. La anchura bA corresponde en este ejemplo al diámetro mínimo de la elipse.
Las Figuras 6A a 6D muestran un ejemplo de configuración no correspondiente a la invención, por ejemplo, de una luna 100 con antena para vehículos según la invención de acuerdo con las Figuras 1A a 1D, en donde solamente el contacto eléctrico de la estructura 4 de antena está configurado de otra manera. Como está representado en las Figuras 6A a 6D, la línea 11 de señales está dispuesta en el plano de la placa 5 de asiento y del blindaje 12, convirtiéndose el blindaje 12 en una sola pieza en la placa 5 de asiento. En este contexto, la línea 11 de señales está acoplada de manera capacitiva a la estructura 4 de antena mediante la luna interior 1 como dieléctrico intermedio. La señal de antena se acopla mediante el dieléctrico a la zona capacitiva 20 de acoplamiento de la línea 11 de señales y se conduce al elemento 14 de conexión. Esta configuración tiene la ventaja particular de que ni la línea 11 de señales ni el blindaje 12 han de conducirse al interior de la luna 100 con antena para vehículos. El contacto eléctrico se establece por completo a través del plano de la placa 5 de asiento, que en este ejemplo está dispuesta fuera de la luna 100 con antena para vehículos. La placa 5 de asiento, la línea 11 de señales y el blindaje 12, que en este ejemplo sirve también para establecer un contacto eléctrico directo con la placa 5 de asiento, pueden también estar dispuestos sobre una lámina de soporte, por ejemplo, una lámina de poliimida o una lámina de tereftalato de polietileno (PET), por ejemplo, con un espesor respectivamente de 0,05 mm. Como alternativa, la placa 5 de asiento, la línea 11 de señales y el blindaje 12 también pueden estar dispuestos sobre un soporte de plástico con estabilidad de forma, como una cubierta de cámara, y fijarse con el soporte de plástico, por ejemplo, mediante pegado, a la superficie interior IV de la luna interior 1.
La Figura 7 muestra un diagrama de flujo de un ejemplo de realización del procedimiento según la invención para producir una luna 100 con antena para vehículos según la invención.
La Figura 8 muestra una medición del, así llamado, parámetro S11. Con este fin, se conectó un analizador de redes a la entrada de la antena mediante el elemento 14 de conexión y se midió la reflexión de entrada como función de la frecuencia. El parámetro S11 proporciona información sobre cómo de bien (o cómo de mal) la entrada está adaptada a un sistema de referencia (aquí 50 ohmios) y, por lo tanto, proporciona una medida de qué parte de la señal eléctrica se convierte en una señal electromagnética y es irradiada por la antena. Un valor S11 alto (aquí, por ejemplo, -5 dB) indica que la señal de entrada es reflejada intensamente, la antena está mal adaptada a esta frecuencia y, por consiguiente, la antena no convierte eficazmente la señal eléctrica alimentada en radiación electromagnética irradiada. Un valor S11 bajo (aquí, por ejemplo, -40 dB) indica que la señal de entrada es reflejada sólo un poco, la antena está por lo tanto bien adaptada a esta frecuencia y, por consiguiente, la antena convierte muy eficazmente la señal eléctrica alimentada en radiación electromagnética irradiada. De una buena adaptación de la señal puede deducirse también que la antena absorbe bien una radiación electromagnética incidente en la banda de frecuencias adecuada y la convierte eficazmente en una señal eléctrica.
La Figura 8 muestra en el Ejemplo 1 (línea de puntos) una medición del parámetro S11 en la gama de frecuencias de 1 GHz a 2 GHz en una luna 100 con antena para vehículos según el ejemplo de configuración de las Figuras 1A a 1F. En este contexto, la luna 100 con antena para vehículos se midió en un banco de pruebas. Es decir, no estaba montada en una carrocería de vehículo. La medición dio como resultado un valor mínimo de aproximadamente -13 dB a una frecuencia de aproximadamente 1,575 GHz. Como valor de referencia se ha introducido en el diagrama la frecuencia de 1,575 GHz como línea de trazos vertical.
La medición muestra que la luna 100 con antena para vehículos del Ejemplo 1 muestra muy buenas propiedades de antena para la recepción GPS, dado que en la gama de 1,50 GHz a 1,65 GHz presenta un valor S11 inferior a -10 dB y, por lo tanto, tiene suficiente ancho de banda tanto para una buena recepción GPS como para una buena recepción GLONASS.
Además, la Figura 8 muestra en el Ejemplo 2 (línea de trazo continuo) una medición del parámetro S11 de la luna 100 con antena para vehículos del Ejemplo 1, en donde la luna 100 con antena para vehículos estaba montada en la carrocería de un vehículo. La medición dio como resultado un valor de -18 dB en la frecuencia GPS de 1,575 GHz e incluso un valor mínimo de aproximadamente -42 dB en una frecuencia de aproximadamente 1,65 GHz.
La luna 100 con antena para vehículos del Ejemplo 2 muestra en el estado montado, en donde el conductor 10 en forma de banda que sirve de línea de alimentación se conduce de manera contigua al marco de montaje de la carrocería del vehículo, en la gama de frecuencias de 1,50 GHz a 1,65 GHz relevante para GPS y GLONASS, propiedades de recepción considerablemente mejores (valores S11 más bajos) que la luna 100 con antena para vehículos en el estado no montado del Ejemplo 1. Este resultado fue inesperado y sorprendente para el experto en la técnica.
Resumiendo, la presente invención consiste en poner a disposición una luna para vehículos mejorada, en la que pueda integrarse fácil y económicamente una antena y en particular una antena g Ps /GLONASS.
Lista de símbolos de referencia
1 Luna interior
2 Luna exterior
3,3' Capa intermedia
4 Estructura de antena
5 Placa de asiento
6 Escotadura en forma de ranura
7 Escotadura triangular
8 Escotadura rectangular
10 Conductor en forma de banda, conductor en forma de lámina 11 Línea de señales
12 Blindaje
13 Conexión eléctrica de líneas
14 Elemento de conexión
15 Conductor interior
16 Aislamiento eléctrico
20 Zona capacitiva de acoplamiento
30, 31 Borde de la luna
32 Impresión de cubrimiento
33 Ventana de comunicación
100 Luna con antena para vehículos
A Área de la proyección ortogonal de la estructura 4 de antena aD Longitud de cateto de la escotadura triangular 7
bA Anchura de la estructura 4 de antena
bG Anchura de la placa 5 de asiento
bS Anchura de la escotadura 6 en forma de ranura
£r,1/2 Permitividad relativa de la luna interior 1 o la luna exterior 2 £r,3, £r,3’ Permitividad relativa de la capa intermedia 3, 3'
Ia Longitud de la estructura 4 de antena
Ig Longitud de la placa 5 de asiento
Is Longitud de la escotadura 6 en forma de ranura
A-A' Línea de sección
B-B' Línea de sección
C-C' Línea de sección
Z Detalle
I Superficie exterior de la luna exterior 2
II Superficie interior de la luna exterior 2
III Superficie exterior de la luna interior 1
IV Superficie interior de la luna interior 1

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Luna (100) con antena para vehículos para separar de un entorno exterior un habitáculo de un vehículo, que comprende al menos:
- una luna interior (1) con una superficie exterior (III),
- una luna exterior (2) con una superficie interior (II),
- al menos una capa intermedia (3,3'), que une la superficie interior (II) de la luna exterior (2) de manera plana con la superficie exterior (III) de la luna interior (1),
- una estructura plana (4) de antena, que está dispuesta entre la luna interior (1) y la luna exterior (2), - una placa (5) de asiento, que está dispuesta en el lado del habitáculo con respecto a la estructura (4) de antena,
- estando dispuesto entre la estructura (4) de antena y la placa (5) de asiento al menos un dieléctrico y componiéndose el dieléctrico al menos de la luna interior (1), de la capa intermedia (3,3') o de la luna interior (1) y la capa intermedia (3,3'),
- presentando la estructura (4) de antena una base con una relación de longitud Ia con respecto a anchura bA de 1:1 a 10:1,
- estando dispuesta la placa (5) de asiento al menos en la zona de la proyección ortogonal de la estructura (4) de antena en relación con la luna interior (1),
caracterizada por que
- el pie de antena de la estructura (4) de antena está conducido mediante un conductor (10) en forma de lámina hasta el borde (30,31) de la luna (100) con antena para vehículos y fuera de este último, y el conductor (10) en forma de lámina, al menos en una zona que puede disponerse de manera adyacente a una carrocería de vehículo, está configurado como conductor en forma de banda y preferiblemente como conductor en forma de banda coplanar, cuyo blindaje (12) está conectado eléctricamente a la placa (5) de asiento.
2. Luna (100) con antena para vehículos según la reivindicación 1, en donde la estructura (4) de antena y/o la placa (5) de asiento se componen de
- una pasta impresa y ahornada conductora de la electricidad, preferiblemente una pasta de serigrafía que contenga plata, y/o
- una lámina conductora de la electricidad, preferiblemente una lámina metálica y en particular una lámina de cobre, plata, oro o aluminio, y/o
- una estructura conductora de la electricidad que, fuera de una capa conductora de la electricidad, está aislada eléctricamente de la capa circundante mediante una zona de separación libre de revestimiento, en particular una línea de separación libre de revestimiento.
3. Luna (100) con antena para vehículos según la reivindicación 2, en donde la capa conductora de la electricidad es transparente y/o presenta una resistencia superficial de 0,4 ohmios/cuadrado a 200 ohmios/cuadrado y preferiblemente de 0,5 ohmios/cuadrado a 20 ohmios/cuadrado y/o contiene plata (Ag), óxido de indio y estaño (ITO), óxido de estaño impurificado con flúor (SnO2 :F) u óxido de cinc impurificado con aluminio (ZnO:Al).
4. Luna (100) con antena para vehículos según la reivindicación 2 o 3, en la que la estructura (4) de antena y/o la placa (5) de asiento se componen de una pasta impresa y ahornada conductora de la electricidad, preferiblemente una pasta de serigrafía que contenga plata, presentando la pasta impresa y ahornada conductora de la electricidad un espesor de 3 pm a 20 pm y una resistencia superficial de 0,001 ohmios/cuadrado a 0,03 ohmios/cuadrado, preferiblemente de 0,002 ohmios/cuadrado a 0,018 ohmios/cuadrado.
5. Luna (100) con antena para vehículos según una de las reivindicaciones 2 a 4, en donde la lámina conductora de la electricidad presenta un espesor de 50 pm a 1.000 pm, preferiblemente de 100 pm a 600 pm, y una conductividad de 1 *106 S/m a 10*107 S/m, preferiblemente de 3,5*107 S/m a 6,5*107 S/m.
6. Luna (100) con antena para vehículos según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el blindaje (12) está dispuesto sobre una lámina de soporte, y la lámina de soporte preferiblemente contiene o se compone de poliimida o tereftalato de polietileno (PET), y la lámina de soporte preferiblemente presenta una permitividad relativa de 2 a 4 y con especial preferencia de 2,7 a 3,3.
7. Luna (100) con antena para vehículos según la reivindicación 6, en donde la estructura (4) de antena y la línea (10) de señales del conductor (10) en forma de lámina y/o la placa (5) de asiento y el blindaje (12) del conductor (10) en forma de lámina están configurados en una sola pieza y en donde en particular la línea (10) de señales está dispuesta sobre una lámina de soporte, y la lámina de soporte preferiblemente contiene o se compone de poliimida o tereftalato de polietileno (PET), y la lámina de soporte preferiblemente presenta una permitividad relativa de 2 a 4 y con especial preferencia de 2,7 a 3,3.
8. Luna (100) con antena para vehículos según una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la capa intermedia (3'), en la zona entre la estructura (4) de antena y la placa (5) de asiento, presenta un dieléctrico con una permitividad relativa er,3', que es mayor que la permitividad relativa £r,3 del dieléctrico de la capa intermedia (3) en la zona circundante y preferiblemente se aplica er,3' ^ 3* er,3.
9. Luna (100) con antena para vehículos según una de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la estructura (4) de antena y/o la placa (5) de asiento están dispuestas sobre una lámina de soporte, y la lámina de soporte preferiblemente contiene o se compone de poliimida o tereftalato de polietileno (PET), y la lámina de soporte preferiblemente presenta una permitividad relativa de 2 a 4 y con especial preferencia de 2,7 a 3,3.
10. Luna (100) con antena para vehículos según una de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la luna interior (1) y/o la luna exterior (2) contienen vidrio, preferiblemente vidrio plano, vidrio flotado, vidrio de sílice, vidrio al borosilicato, vidrio al sodio y a la cal, o polímeros, preferiblemente polietileno, polipropileno, policarbonato, polimetilmetacrilato y/o mezclas de los mismos, y/o presentan una permitividad relativa £r,1/4 de 2 a 8 y con especial preferencia de 6 a 8.
11. Luna (100) con antena para vehículos según una de las reivindicaciones 2 a 7, en donde la estructura (4) de antena y/o la placa (5) de asiento se componen de una estructura conductora de la electricidad que, fuera de una capa conductora de la electricidad, está aislada eléctricamente de la capa circundante mediante una zona de separación completamente o por secciones libre de revestimiento, y la anchura de la zona de separación es superior o igual a 5 mm y preferiblemente es de 50 mm a 90 mm.
12. Disposición de luna con antena para vehículos, que comprende:
- una luna (100) con antena para vehículos según una de las reivindicaciones 1 a 11 y
- una electrónica de recepción o emisión, que está acoplada eléctricamente a la estructura (4) de antena y a la placa (5) de asiento,
estando la luna (100) con antena para vehículos dispuesta como acristalamiento en una carrocería de vehículo.
13. Procedimiento para producir una luna (100) con antena para vehículos según una de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende al menos:
(a) producir una sucesión de apilamiento compuesta de una luna interior (1), al menos una capa intermedia (3) y una luna exterior (2), disponiéndose una estructura plana (4) de antena entre la luna interior (1) y la luna exterior (2) y disponiéndose una placa (5) de asiento en el lado del habitáculo con respecto a la estructura (4) de antena y
(b) laminar la sucesión de apilamiento para obtener una luna (100) con antena para vehículos.
14. Utilización de la luna (100) con antena para vehículos según una de las reivindicaciones 1 a 11 en medios de locomoción para circular por tierra, por aire o por agua, en particular en automóviles, por ejemplo, como parabrisas, luna trasera, lunas laterales y/o luna de techo.
15. Utilización de la luna (100) con antena para vehículos según una de las reivindicaciones 1 a 11 para la recepción de señales para la navegación por satélite, en particular para la recepción de una señal GPS con polarización circular a derechas con una frecuencia L1 de 1.575,42 MHz y/o una señal GLONASS con una frecuencia de 1.602 MHz ± 4 MHz.
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