汽車的窗玻璃天線的制作方法

專利名稱：汽車的窗玻璃天線的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是汽車用的天線窗玻璃，它具有權利要求項1序言中的特征。
根據文獻DE 198 32 228 C2，我們知道了一種汽車用的天線窗玻璃，它具有這樣一些特征其中的導電涂層(revêtement)被用作天線元件。為了使來源于作為復合窗玻璃的窗玻璃內涂層的天線信號退耦，與該涂層以電容方式耦合了一個耦合電極。這個電極是由多根相互平行且相距一定距離的細金屬線組成的，它們通過一個匯流條或類似物電學上連接在單一的一個端部上，而且從這個連接處開始伸展在此涂層上。這樣構成電容器的電介質中間層是由復合窗玻璃的至少一個粘合層組成的。
以前的實施例包含有在復合窗玻璃之一上用絲網印刷鋪敷上窄的或薄層形式的接觸帶，與這些實施例相比，耦合電極的這個構造形式提供了很大的優點在裝配好的狀態實際上是看不見這個構造形式的。幾乎不可避免的是，這些耦合電極事實上是位于所涉及窗玻璃的視野中，這里的窗玻璃，例如，是作為擋風玻璃被安裝在具有金屬車身的汽車上，因為在這種使用實例中，為了避免天線區域與車身(接地的)的直接耦合，必須整個沿著窗玻璃的邊緣，使這個涂層遠離或對其切割。因而不可能把該耦合電極設置得非常靠近該窗玻璃的邊緣，電極在這里在光學上能被車窗的框架所遮掩。
如果把直徑是，例如，10到100μm的金屬線放置在復合窗玻璃內部或是其表面上，除非它們放置得相互距離很近，否則按照這樣，在正常情況下是不能辨別出它們的。相反，如果它們相互的間隔至少接近其直徑的10倍的話，那么只有離玻璃質窗玻璃非常近地來看，才能這樣看見它們。使用這種已知的天線窗玻璃，與例如由金屬薄層帶組成的平面耦合電極相比，在本發明實施例的情況下，已經表明耦合電容對于傳輸天線信號是足夠了。
然而用細金屬線做成的耦合電極的實際應用表明，在這些金屬線只是在一端連接時，并不總是能得到所要求的傳輸能力。對于理想的光學鑲貼(pla cage)來說，金屬線的數目，因而電極的總寬度，是保持盡可能小的。在工業制造方面，不能完全保證建立金屬線總體與公共連接電極(天線基部)的電接觸。總之，在制造構成窗玻璃的復合體以前和/或以后，沒有可靠的測試方法能對耦合電極的工作電容進行測試。如果制造終止了，而且如果爾后發現有不良的耦合，則要報廢整塊窗玻璃。
可以設想來延長這些金屬線，讓它們超出兩邊，到窗玻璃外面，使得因此能夠對連續性進行控制。然而這必須單獨對每根金屬線，或是對它與天線基部的接觸進行反復測試，因此由這個變體不能指望消費會有顯著的減少。
文獻DE 42 37 818 A1描述了一種汽車用的天線窗玻璃，在其表面上設置有絲網印刷的環形無線電信號天線。從窗玻璃邊緣區域中制作的平面連接區域開始，這個環路的一段穿進窗玻璃的視野中，直到另一段從其返回的倒轉點。其構成天線基部的自由端帶有狹縫狀間隔地被第一段的平的出發區域環繞著。這個結構形成了嚴格意義上的天線，它不是為與平面天線結構進行電容耦合而設置的。
本發明從運行安全的觀點出發，提出對文獻DE 198 32 228 C2所描述的那類天線窗玻璃做進一步地改進。
按照本發明，這個問題是用權利要求項1中的特征來解決的。從屬權的利要求項的特征闡明了對這個主題所進行的有益的改進。
如果平行的金屬線不是簡單地“盲目”終止，而是耦合電極包含有至少一根兩端部處于窗玻璃邊緣區域中的細金屬線的話，那么就已經先驗地避免了對導電率的限制，這里的限制是由于金屬線或金屬線的一個端部與重新組合(regroupement)點沒有接觸而造成的。使用通常的測試方法，可以簡單地控制預制的或是已經安置的耦合電極的連續性。從工業自動化的觀點來看，沒有必要進行大的把金屬線安置在復合的窗玻璃上或在其中的重新組織工作；可以求助于已知耦合電極情況中使用的同樣手段。原則上來講，金屬線的端部也可以通到外面，離開構成窗玻璃的復合體，使得也可以在完成的窗玻璃上排除可能出現的接觸問題。
也可以設想在裝配好的狀態中，在相應設備(頻道選擇器，收音機，電視)的診斷裝置方面進行控制，以便利用它們的診斷，就可以同時也來控制天線和相應功能元件的工作電容，特別是耦合電極及其連接的工作電容。
確實，把金屬線的這兩個端部最好是會集成位置靠近的狀態，并因此使得金屬線描繪出至少一個簡單的環路。然而，這不是絕對必要的。這兩個端部都位于由金屬線所描述的，至少有兩個折的軌跡兩邊，把這兩個端部放置得相互有一個距離，例如每個都在窗玻璃的角落上，這樣也在本發明的范圍之內。構成此環路的導體部段的數目在這種情況下可以是奇數的，而在外部連接緊密靠近電極環路的情況下，就會是偶數的。
金屬線的折疊，至少是單折疊，是必要的，以便給耦合電極一個足以進行電容耦合的虛擬表面(由金屬線平行部段的相互間隔所決定)。
按照本發明的耦合電極原則上也可以包含多于一根的金屬線，或是多于一個的環路。即便是由于要建立的外部接觸數目較小，必須選用一根金屬線的解決方案，那么也可以想象提供，例如，兩個或更多的單極環路，它們是疊瓦狀排列，或是并排地平行放著。
為了建立耦合電極的外部接觸，在窗玻璃1的邊緣上最好是提供適當的接口件(多路連接器，扁平導線，插拔式連接器)。由于窗玻璃1是裝配起來的，于是就建立了與接受設備(收音機，頻道選擇器，電視等)以及與電壓源的連接，下面我們將談到這個電壓源。這樣的多極接口件照這樣就組成了目前的技術狀態(例如見DE-C 195 36131)，因此這里不作更詳細的解釋。因為它們是所屬技術領域的專業人員常用的，所以我們不再提及可能需要的防護措施。
與已知的天線窗玻璃相比較，利用所有這些措施，由已完工窗玻璃耦合電極的接觸故障造成的廢品率明顯地減少了，在把這種窗玻璃裝配進汽車里以后，控制功能仍然是可行的。
疊加在天線上的這些薄層形式金屬線的數目，因此就是這樣所構成電容器的傳輸能力，按照需要，可能受到耦合電極內多個環路姿態的影響，或是簡單地受到采取正弦曲線環路的單折或多折的影響。后面的這種措施能得到大的表面覆蓋度，卻不損失對連續性進行簡單控制的可能性。按照本發明，在必要時，可以由多根上面所述類型的金屬線構成一個唯一的電極。
如同已知的耦合電極一樣，這個或這些環路可以預先制作在一張有粘性的薄層上，然后把它們與此薄層一起放在天線窗玻璃中剛性玻璃上所希望的位置。這個預裝配組合也可以配備有一個用于外部連接的適當接口件，其接觸質量可預先檢驗過。
在分集式天線的裝配方面，可以在天線窗玻璃中設置多個符合本發明構造的耦合電極，它們分布在窗玻璃的周邊上。多個耦合電極端部的連接(例如在角落上)可以會集在窗玻璃的邊緣上，彼此位置靠近，而且朝外與多個極接觸，或許與一個公用接口件接觸。這能使得在邏輯電路中進行的方式簡單化，也能使這種窗玻璃電連接的裝配簡單化。
在一個附加的不顯著的功能中，如果按照本發明的耦合電極能夠，例如，放在汽車窗玻璃(擋風玻璃和/或后窗)的雨刮停留區域，它就容易受到供電電壓的影響，此供電電壓本身則疊加在信號電壓上，而且這個電極能夠按照需要充當獨立可激活的加熱元件。然而在這一類的應用實例中，采取適當的本身已知的措施仍然是可取的，以便使供電電壓和HF信號退耦，例如采交連線圈(bobinesinterconnectées)的形式。
原則上講，本發明不但可以用于復合的玻璃質窗玻璃，而且可以用于整體的汽車窗玻璃，在這種情況下，導電涂層放置在朝向駕駛室的表面上。在這種情況下，涂層最好是由高溫分解法鋪敷的導電材料組成，例如摻了添加劑的氧化鋅。此外，耦合電極的金屬線是嵌入在由透明聚合物制作的電介質層之間。朝向導電涂層的這個層最好是由粘合材料組成或者上面有一層膠，借助于它的幫助，耦合電極被粘貼在玻璃質的玻璃上。
但是，本發明首先是應用于復合的或層狀的玻璃質窗玻璃上。因此，這里是借助于復合的玻璃質窗玻璃的實施例來對其進行描述的。雖然汽車擋風玻璃的窗玻璃幾乎都是由復合玻璃組成的，但是復合玻璃正在日益被使用在背窗和側窗上，因此本發明的天線窗玻璃基本上不局限于擋風玻璃，而顯然是可以用于所有的汽車車窗玻璃。
本發明課題的其他細節和優點可以從實施例的圖以及下面對它們的深入描述中得到。
這些簡化的示意圖是

圖1.本發明天線窗玻璃的一個視圖2.按照圖1的耦合電極的一個放大視圖；圖3.實施本發明耦合電極的變體的一個視圖；圖4.天線窗玻璃沿圖1(IV-IV線)的一個部分剖視圖；以及圖5.圖4中變體天線窗玻璃的另一個部分剖視圖。
按照圖1，天線窗玻璃1在其整個表面上安裝有導電涂層2，不過它在區域中的整個輪廓上遠離窗玻璃1邊緣，或是根本就沒有實施。點劃線標示出涂層的外邊緣，此涂層則均勻地覆蓋著窗玻璃1的視野。在外圍，在窗玻璃1的整個外周邊上，也設置了一個本身已知的不透明邊緣襯條3，圍繞著窗玻璃1的視野本身。這個邊緣襯條3實際上是由不透明涂料，例如待烘干的絲網印刷漿組成的，它覆蓋或鑲貼著一方面有用常用粘合法對這種窗玻璃的固定，另一方面還有涂層2的邊緣。然而為了表達的需要，這里是畫得透明了的。
如前所述，這樣的天線窗玻璃1是粘貼在車體的一個通常是金屬的環形物上，這個車體沒有畫出來的。涂層可以與其他功能(例如表面的加熱和/或紅外線的隔離)一起被用作天線，它必須在窗玻璃1外邊緣前至少20mm處終止，考慮到表面-電容的比率，使得它不隨車體而接地。在后面這種情況中，它不能傳導信號電壓，或者僅僅是極度微弱的電壓。
為了把涂層2與接受裝置相連起來，提供了一個由一根細金屬線組成的耦合電極4。考慮到金屬線小的厚度和拉伸性能之間有利的比率，為了制造這個耦合電極4，最好是使用鎢絲。在這個實施例中，電極沿著天線窗玻璃1的一個側邊緣伸展，而且由涂層2作了表面式的覆蓋，然而卻不與之接觸。因此電極在高頻和低阻抗的情況下就以電容方式與涂層相連。
耦合電極4最好是位于涂層2被邊緣襯條覆蓋的區域中。因此觀察窗玻璃1看不見電極。作為選擇，如果借助于邊緣襯條3不能把耦合電極4完全鑲貼住，那么可以把構成耦合電極4的金屬線在表面上弄黑，使得它事實上是看不見的。
當然，在本發明的一個未畫出的變體中，電極可以只是部分地沿著窗玻璃的一個邊緣伸展。
天線窗玻璃1本身已知是具有兩塊玻璃質或塑料質剛性玻璃的復合窗玻璃(參見圖4或5)；由玻璃質和塑料質玻璃構成的混合復合體顯然也是可能的。涂層2和耦合電極4放置在復合窗玻璃的內部，因此處在兩塊剛性玻璃之間，不過這兩塊玻璃卻由電介質中間層彼此在電學上分離開來。很顯然，原則上可以使用金屬線和涂層之間的電耦合，然而卻不能確定沒有缺陷和安全地來實現。
耦合電極4的兩個自由端4A和4B通到外面，超過窗玻璃1的外邊緣。
在表示圖1的一個變體(未畫出)中，本發明的天線窗玻璃也可以裝備有多個耦合電極，它們，例如，可以沿著第二側邊緣和/或沿著上部和/或下部縱向邊緣伸展，還可以延伸進入視野之內和/或進入角落中。在這種構型中，每個耦合電極都可以，取決于接收的情況，發送一個不同的輸出信號給分集式天線裝置。
圖2表示了放大了的耦合電極4。可以看到，它是由單根連續的金屬線組成的，不過它構成一個一次折疊的環路。因此金屬線從離端部最遠的顛倒(Inversion)點開始，向后折疊，直到其端部附近，金屬線的這些部段彼此平行地伸展，分開的間隔比金屬線的厚度要大得多。因此，耦合電極4在其端部4A和4B之間包含有金屬線的四個相互平行的部段，它們在倒轉點附近在其端部重新相遇。可以通過這兩個端部4A和4B通以測試電流，這個測試電流能在后來簡單地控制電的連續性。
然而關鍵問題與其說是本身具有高穩定性的耦合電極的金屬線不如說是與之相連的連接線。正如已經知道的，鎢不很適合于軟焊，因此使得耦合電極與外面有一定程度接觸不良的風險。在圖2中，用向左側的箭頭，指出在端部4A，與放大器(未畫出)的連接，而在端部4B(接地)的上游，向這個環路中引入一個匹配電阻器5。這個電阻器能根據需要對耦合電極4基部的阻抗，或者甚至是整個天線組合的阻抗進行調整。接口件6只是用一個圓圈作了標示，這里也可以提供耦合電極4的細金屬線向外部連接的轉換。還用點劃線表示了一個片狀襯底7，它可以用來對耦合電極4進行預裝，也可能是對接口件6進行預裝。這個片狀襯底包含有耦合電極細金屬線的一個支座或是一個中間支座，使得耦合電極在天線窗玻璃1上的安置簡化了。
因此，接觸區域直接處在天線窗玻璃1的邊緣，可以位于構成窗玻璃的復合體外面。這些接觸最后是由焊接、夾緊和/或導電膠粘接建立的，可以在后來的一次用測試電流的操作中來控制，這個測試電流前面已經提到過，與已知的耦合電極不同，由于這樣的結果，就有可能在窗玻璃復合體的外面進行修理。視情況而定，甚至可以替換匹配電阻器5或是(在不同的實施例中)重新調節它。
構成耦合電極4的細金屬線的長度決定了耦合電容器的電容，這個長度可以根據盡可能減少衰減的觀點來決定尺寸。它至少應該大約是5cm，最好是從10到30cm。同樣，金屬線平行部段的數目對于耦合電容來說是重要的；增加金屬線的折疊也能提高有用天線信號的強度。
圖3表示了耦合電極4的一個變體，其中兩個端部4A和4B通到窗玻璃1邊緣上兩個空間分開的點，處在窗玻璃表面的外面。為了簡化，只是表示了天線窗玻璃1的主要部分，沒有表示出涂層和邊緣襯條來。容易看出，這里耦合電極4做得是具有奇數(五個)的金屬線部段，繼續金屬線有四個折疊。如果，例如，汽車制造廠預先確定電連接線的位置不是相互靠近的話，如圖1所示，或是如果涉及的是把，例如，安裝在角落處的不同耦合電極的多個天線基部重新會合的話，那么由本發明所設置的這種變體可能是有好處的。
圖4表示了圖1中窗玻璃1的靠近其側邊緣處的一個部分剖面圖。這里看了到窗玻璃1包含有兩塊剛性玻璃11和12，它們用粘合層13相互連接在一起，以便構成層狀或是通常復合的窗玻璃。窗玻璃(在其裝配起來的狀態)的外表面位于頂部。還看到涂層2和不透明邊緣襯條3，它們由粘合層13電絕緣地相互分離開來。涂層2終止在窗玻璃1的邊緣前面，正像在圖1中已經表明的那樣。構成電極4的細金屬線放置在邊緣襯條3上，因此從外面看不見。金屬線4由也構成電容器電介質的粘合層13與涂層2分離開來。在窗玻璃1的成品狀態中，耦合電極4的金屬線實際上是集成在粘合層13中，而此粘合層可以是例如聚乙烯醇縮丁醛的熱塑層。
圖5表示了圖4的一個變體，按照這個圖5，唯一的不同在于構成電極4的細金屬線并不是完全處在邊緣襯條3上，而是至少部分地處在窗玻璃1的由邊緣襯條3圍繞的視野中。
在本發明中，不言而喻，電極4也可以完全設置在天線窗玻璃的視場中。
權利要求
1.用于汽車的天線窗玻璃(1)，包含有-導電涂層(2)，它以表面的方式在窗玻璃(12)的表面上伸展，直到涂層的自由邊緣區域，該涂層(2)用作天線元件，-耦合電極(4)，它裝備有外部連接，該電極(4)以電容的方式與夾有絕緣層(13)的導電涂層(2)相耦合，耦合電極(4)至少由一根細金屬線組成，其特征在于窗玻璃(1)的邊緣區域的該至少細金屬線部分，通到由涂層(2)覆蓋的表面上，然后返回到具有至少一個折的邊緣區域，使得該金屬線的兩個端部(4A，4B)位于窗玻璃(1)的邊緣區域。
2.按照權利要求項1所述的天線窗玻璃(1)，其特征在于構成一個環路的耦合電極(4)的金屬線從離金屬線端部(4A，4B)最遠的顛倒點開始，折疊直到靠近金屬線的端部，金屬線的這些部分彼此平行地伸展，其間隔比金屬線的厚度大得多。
3.按照權利要求項1或2中的一項所述的天線窗玻璃(1)，其特征在于耦合電極(4)的兩個金屬線端部(4A，4B)位置緊鄰地放置。
4.按照權利要求項1或2中的一項所述的天線窗玻璃(1)，其特征在于耦合電極(4)的兩個金屬線端部(4A，4B)相互有間隔地放置。
5.按照權利要求項1或2中的一項所述的天線窗玻璃(1)，其特征在于耦合電極(4)的兩個金屬線端部(4A，4B)靠近兩個不同拐角地放置。
6.按照前面權利要求項中的一項所述的天線窗玻璃(1)，其特征在于耦合電極(4)的一個金屬線端部(4A)與下游的接收和/或發送裝置相連接，而另一個端部(4B)是自由的，或是以一個匹配電阻器(5)終止。
7.按照前面權利要求項中的一項所述的天線窗玻璃，其特征在于多個耦合電極相互有間隔地設置。
8.按照權利要求項7所述的天線窗玻璃，其特征在于多個耦合電極的金屬線端部位置緊鄰地設置。
9.按照前面權利要求項中的一項所述的天線窗玻璃(1)，其特征在于其邊緣區域由不透明邊緣襯條(3)覆蓋著，該邊緣襯條至少部分地覆蓋著耦合電極(4)。
10.按照前面權利要求項中的一項所述的天線窗玻璃(1)，其特征在于耦合電極(4)的外部連接是借助于一個構成接口件(6)的連接元件而建立的，這個連接件在窗玻璃的邊緣區域中與耦合電極(4)的金屬線端部(4A，4B)相連接。
11.按照前面權利要求項中的一項所述的天線窗玻璃(1)，其耦合電極(4)是一個預制在支座(7)上的部件，具有一粘合層，用于通過粘結把金屬線固定在天線窗玻璃(1)上。
12.按照權利要求項11所述的天線窗玻璃，其特征在于這個預制的部件包含有接口件(6)，用于建立耦合電極(4)的外部連接。
13.按照前面權利要求項中的一項所述的天線窗玻璃，其特征在于導電涂層(2)和耦合電極(4)放置在構成窗玻璃(1)的復合體(11，12，13)的內部，由它出發，耦合電極(4)的端部(4A，4B)和/或與它們相連的接口件(6)通到外面。
14.按照前面權利要求項中的一項所述的天線窗玻璃，其特征在于耦合電極可以與疊加在天線信號電壓上的供電電壓相連，可以按要求用作電加熱元件。
15.按照前面權利要求項中的一項所述的天線窗玻璃，其特征在于該至少一根的耦合電極(4)的細金屬線的直徑在10和100μm之間。
16.按照權利要求項7或8中的一項所述的天線窗玻璃在分集式天線裝置方面的運用。
全文摘要
用于汽車的天線窗玻璃，它包含有導電涂層(2)，它以表面的方式在窗玻璃(12)的表面上伸展，直到涂層的自由邊緣區域，該涂層(2)用作天線元件；還包含有耦合電極(4)，它裝備有外部連接，該電極(4)以電容的方式與夾有絕緣層(13)的導電涂層(2)相耦合，耦合電極(4)是由至少一根細金屬線組成的。按照本發明，該至少一根的細金屬線從窗玻璃(1)的邊緣區域開始，通到由涂層(2)覆蓋的表面上，然后返回到具有至少一個折的邊緣區域，使得該金屬線的兩個端部(4A，4B)位于窗玻璃(1)的邊緣區域。
文檔編號H01Q21/28GK1816940SQ200480018986
公開日2006年8月9日 申請日期2004年4月21日 優先權日2003年5月2日
發明者H·默伊澤爾 申請人:法國圣戈班玻璃廠