CN112243550B - 交通工具玻璃板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交通工具玻璃板，其具有第一基板（GS1）并且具有至少一个天线结构（ANT）和联接区域（AB），其中所述天线结构（ANT）布置在柔性薄膜（F）上，其中在所述柔性薄膜（F）上还提供第一导线区域（GPCW1），其中所述联接区域（AB）布置在载体（T）上，其中在载体（T）上还提供第二导线区域（GPCW2），其中所述柔性薄膜（F）具有第一接触区域（C1）和所述载体具有第二接触区域（C2），用于第一导线区域（GPCW1）与第二导线区域（GPCW2）的相互连接，其中所述柔性薄膜（F）被引导围绕第一基板（GS1）的一端。
Description
交通工具越来越多地配备有电气元件。除了传统的无线电设备之外，在交通工具中重新找到越来越多数量的可以接收或发射高频信号的设备。
示例性地，在这一点上可以列举接收导航系统的信号或通信系统的信号。
在此，导航系统可以是例如卫星辅助的导航卫星系统(GNSS)。正在运行中的系统是例如全球定位系统(GPS)或全球导航卫星系统(GLONASS)。其它导航系统例如可能基于移动无线电系统。
通信系统可以是例如用于汽车对汽车或汽车对基础设施的短程无线电系统，或移动无线电通信系统，例如第2/第3/第4或第5代移动通信系统。
尽管可以在交通工具上的外部固定相应的天线，但是这样的附加装置从多方面看是有问题的。
由出版物US 20140176374 A1已知示例性组件。
一方面，相应的装置需要通孔（Durchbrüche），所述通孔易于腐蚀。另一方面，这样的装置经常干扰视觉印象。然而，这样的装置经常还提供了噪声源和提高的风阻。此外，这样的天线也是破坏行为的目标。
基于此，过去已经发展了在其他位置处提供天线的趋势。
例如，可以将GNSS天线布置在交通工具内部空间内，例如在仪表盘下方或在挡风玻璃下方。
在此困难的是，找到一个对于GNSS卫星具有良好天线视野的合适位置并且同时避免由于仪表盘中的电气设备和由于交通工具发动机而引起的EMC问题。
此外，导电层如红外反射层或低E层可以防止电磁辐射透射穿过玻璃板并闭塞GNSS信号。
典型的GPS天线被实现为平面天线，并且典型地被实现为贴片天线，并且例如由WO00/22695 A1、DE 202006011919 U1或DE 202010011837 U1已知。在此，将平面金属天线结构布置在印刷电路板或陶瓷载体的一侧上。在位于对面的一侧上布置平面基板作为接地面。 天线结构和基板通过电导线与电接收单元连接。 由于印刷电路板或陶瓷载体的材料厚度，天线具有一定的厚度并且在直接布置在挡风玻璃上的情况下明显可见并且不是很美观。
由US 9,257,747 B2已知一种能够安装在交通工具玻璃板上的维瓦尔第天线。由WO 2005/091827 A2已知一种能够安装在交通工具玻璃板上的贴片天线。由US 2008/0 129619 A1已知一种能够安装在交通工具玻璃板上的交叉偶极天线组件。
此外，由美国专利申请US 2011/121 924 A1已知一种用同轴电缆联接施加在交通工具玻璃板上的天线。
迄今为止，将安装在玻璃板表面上的天线与同轴电缆联接。
由日本出版物JP 2014-179 858 A已知另一种具有用于布置在交通工具玻璃板上的联接的天线组件。
由于许多考虑，希望将天线和引线集成在玻璃板中。在此起作用的是，一方面考虑放置，另一方面考虑天线的电连接。
但是，同时，为了随后的信号处理，也必须提供具有尽可能少的噪声的足够强的信号。
因此，在信号处理/解码之前将信号放大。然而表明，在至放大器的引线上的衰减已经导致有用信号的强烈减弱，因此放大器必须是特别低噪声的，由此较少劣化信噪比。然而，这样的放大器是昂贵的。
由美国专利US 5,499,444已知一种用于具有柔性部分的刚性电路板的制造方法。然而，如此提供的电路板不适合集成到交通工具玻璃板中。
由中国的实用新型CN 203015290同样已知一种组件，在该组件中两个刚性的电路板与一个柔性的电路板连接。然而，如此提供的组件不适合集成到交通工具玻璃板中。
由韩国专利申请KR 10-2008-0029054同样已知一种组件，在该组件中两个刚性的电路板与一个柔性的电路板连接。然而，如此提供的组件不适合集成到交通工具玻璃板中。
由中国专利申请CN 106450690 A1已知一种所谓的低剖面覆盖式天线。其尽管是宽带的，但不能集成到交通工具玻璃板中。
由美国专利申请US 2015 / 0 102 874 A1已知一种柔性电路板的扩展，以提供更好的HF去耦。
所有上述文献的共同点在于，在那里提供的结构不能集成到交通工具玻璃板中。此外，这些结构只能以相当大的耗费来制造，因此它们没有提供成本有利的解决方案。
以此为出发点，本发明的目的是提供一种交通工具玻璃板，可以安全、可靠且成本有利地将天线连同引线集成到该交通工具玻璃板中。
所述目的通过一种具有第一基板且具有至少一个天线结构和联接区域（Anschlussbereich）的交通工具玻璃板得以实现，其中所述天线结构布置在柔性薄膜上，其中在所述柔性薄膜上还提供第一导线区域，其中联接区域布置在载体上，其中在载体上还提供第二导线区域，其中柔性薄膜具有第一接触区域并且载体具有第二接触区域，用于第一导线区域与第二导线区域的相互连接，其中柔性薄膜被引导围绕第一基板的一端。
借助于本发明能够将天线集成到交通工具玻璃板中，而在刚性载体上在天线附近提供用于信号处理的装置，如滤波器/放大器。通过提供合适的接触区域，可以进行阻抗匹配于各自的导线区域的进一步传导。由此可以尽可能地保持信噪比。即，本发明允许广泛的集成，同时成本有利的制造方式。
在本发明的一个实施方式中，所述载体是刚性的。即，本发明例如可以使用电路板。
在本发明的另一实施方式中，第一接触区域和第二接触区域具有三个或更多个电接触点。
由此，例如可以提供用于共面波导的连接。
根据另一实施方式，第一接触区域和第二接触区域具有五个或更多个电接触点。
通过更多数量的接触点例如可以提供在接触区域中的更好的屏蔽。
根据本发明的又一另外的实施方式，所述薄膜和载体在第一接触区域和第二接触区域的区域中基本上重叠地布置。
在重叠区域中，例如可以实现需要多个结构化导体层的结构。
在本发明的又一另外的实施方式中，所述薄膜具有第一结构化导体层和第二结构化导体层，其中，第一导线区域被设计为接地共面波导。
即，借助于本发明能够以特别简单的方式实现良好屏蔽的、低衰减的到接触区域的进一步传导。
在本发明的另一实施方式中，所述薄膜具有至少一个贯通接触部（Durchkontaktierung）。
即，借助于本发明能够以特别简单的方式提供较复杂的结构，例如波导结构或带状导体结构。
根据本发明的另一实施方式，所述薄膜具有聚酰亚胺。因此，可以以特别简单的方式提供一种柔性的(部分)组件。
据本发明的又一另外的实施方式，所述载体具有FR4。因此，可以以特别简单的方式提供刚性的(部分)组件。
在又一另外的实施方式中，所述载体具有至少一个贯通接触部。
即，借助于本发明可以以特别简单的方式提供较复杂的结构，例如波导结构或带状导体结构。
根据本发明的另一实施方案，提供了具有根据本发明的玻璃质玻璃板的交通工具，特别是陆地交通工具、水上交通工具、空中交通工具或太空交通工具。
根据本发明的又一另外的实施方式，使用根据本发明的玻璃质玻璃板用于接收用于卫星辅助的导航的信号，特别是用于接收Navstar GPS、伽利略、格洛纳斯、北斗、Navic、QZSS的GNSS信号。替代地或附加地，根据本发明的玻璃质玻璃板用于接收移动通信系统的信号，特别是第2、第3、第4或第5代的移动通信系统的信号。
在不限制一般性的情况下，所述交通工具玻璃板可以是挡风玻璃、后窗玻璃、侧窗玻璃或天窗玻璃。
下面借助于附图和实施例更详细地解释本发明。附图是示意图，未按比例绘制。附图不以任何方式限制本发明。
其中：
图1 示出了涉及到薄膜、一个或多个玻璃层的组件的示意性概图，以说明根据现有技术和本发明的方面，
图2 示出了通过根据本发明的实施方式的薄膜的实施方式的示意性剖面图，
图3 示出了通过根据本发明的实施方式的载体的实施方式的示意性剖面图，
图4 示出了根据本发明的实施方式的导线区域的示意性透视视图，
图5 示出了根据本发明的实施方式的接触区域的示意性透视视图，和
图6 示出了通过根据本发明的实施方式的载体和薄膜的实施方式的示意性剖面图。
下面将参考附图更详细地说明本发明。在此应当注意，描述了不同的方面，其可以各自单独地或组合地使用。即，只要没有明确地说明为纯替代方案，每个方面均可以与本发明的不同实施方式一起使用。
此外，为了简单起见，下面通常始终仅提及一个实体。然而，只要没有明确注明，本发明也可以各自具有多个相关实体。 在这方面，词语“一”，“一个”和“一种”的使用应仅理解为是指以简单的实施方式使用至少一个实体的指示。
只要下面描述方法，方法的各个步骤可以以任意顺序排列和/或组合，只要通过上下文没有明确得出不同。此外，所述方法-只要没有明确另外说明-可以彼此组合。
具有数值的数据通常不应被理解为精确值，而是还包括+/- 1％至最多+/- 10％的公差。
只要在本申请中提及标准、规范等，则至少始终涉及在申请日可使用的标准、规范等。即，标准/规范等被更新或被后继者替换，则本发明也适用于此。
在附图中示出了不同的实施方式。
根据本发明的实施方式，提供交通工具玻璃板1，其具有第一基板GS1并且具有至少一个天线结构ANT和联接区域AB。
所述天线结构ANT布置在柔性薄膜F上。此外，在所述柔性薄膜F上提供第一导线区域GCPW 1。
柔性的(电介质)薄膜F可以具有至少一种选自下述的材料：聚酰亚胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylenmetacrylsäure）、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、FR6、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺。
联接区域AB布置在可单独制造的载体T上。在载体T上还提供第二导线区域GCPW2。
所述载体T可以由相应于薄膜F的材料制成，但是或者也可以具有其它材料，例如刚性的电路板，例如由FR4制成。
柔性薄膜F具有第一接触区域C1，并且载体T具有第二接触区域C2，用于第一导线区域GCPW1与第二导线区域GCPW2的相互连接。
柔性薄膜F被引导围绕第一基板GS1的一端。
借助于本发明能够将天线ANT集成在交通工具玻璃板1中，而用于信号处理的装置，如滤波器/放大器可以提供在天线ANT附近在可单独制造的(刚性的)载体T上。通过提供合适的接触区域C1、C2，可以进行阻抗匹配于各自的导线区域GCPW1、GCPW2的进一步传导。由此可以尽可能地保持信噪比。即，本发明允许广泛的集成，同时成本有利的制造方式。
在本发明的一个实施方式中，载体T是刚性的。即，本发明例如可以使用电路板。因此，例如可以借助于传统的技术配备电子部件EK。这允许成本有利地制造这样的装置，其可以布置在天线ANT附近，使得在放大/滤波之前有用信号的衰减最小。由此可以使用例如有利的放大器。
在本发明的另一实施方式中，第一接触区域C1和第二接触区域C2各自具有三个或更多个电接触点。
由此可以例如提供用于共面波导的连接。在此，可以例如用外部接触点提供接地电位的连接，而中央接触点提供用于有效信号的连接。
根据另一实施方式，第一接触区域C1和第二接触区域C2各自具有五个(如图5中所示)或更多个电接触点。在此，可以例如用外部接触点提供接地电位的连接，而中央接触点提供用于有效信号的连接。通过较高数量的接触点可以例如在接触区域中提供更好的屏蔽。
根据本发明的又一另外的实施方式，薄膜F和载体T-如在图6中所示-在第一接触区域C1和第二接触区域C2的区域中基本上重叠地布置。在重叠区域中，例如可以实现需要多个结构化导体层的结构。
应当注意，在附图中也示出了其他的任选的层。
在图1中还可以看到交通工具玻璃板1的第一基板GS1。如果交通工具玻璃板1被提供为复合玻璃板，则可以例如提供连接薄膜VF和第二基板GS 2。
基板GS1、GS2优选地包含玻璃，特别优选扁平玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃或透明塑料，优选刚性透明塑料，特别是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或它们的混合物。
在图2中示出了通过薄膜F的剖面图。薄膜F可以具有第一导电层LS1和第二导电层LS 2。通过结构化，可以在这两个导电层中提供一个(或多个)天线和第一引线结构GCPW 1。任选地，所述薄膜也可以配备有阻挡层B，例如(柔性的)焊接停止层（Löt-Stop-Schicht）。同样地，可以提供一个或多个附加层ZS，例如（粘接的）覆盖层。所述覆盖层可以例如也由薄膜材料组成。
根据本发明的另一实施方式，所述(第一和/或第二)导电层具有10µm – 75µm的高度hLS1、hLS2。
这使得能够实现薄的组件，其也可集成到复合玻璃板中或者其也可匹配于弯曲的表面。
在图3中示出了通过载体T的剖面图。载体T可以具有第三导电层LS3和(任选的)第四导电层LS 4。通过结构化，可以在这两个导电层中提供联接区域AB和第二引线结构GPCW2。任选地，载体T也可以配备有阻挡层B，例如(柔性的)焊接停止层。
根据本发明的另一实施方式，所述(第三和/或第四)导电层具有10µm – 75µm的高度hLS3、hLS4。
结合同样薄的薄膜F (hF = 25 µm … 75 µm)，这能够实现薄的组件，其也能够集成到复合玻璃板中或者其也能够匹配于弯曲的表面。
在本发明的又一另外的实施方式中，导电层LS1、LS2、LS3、LS4具有银和/或铜和/或金和/或铝和/或铟和/或石墨烯。在此应当注意，导电层LS1、LS2可以具有不同的材料。然而，它们优选具有相同的材料。即，导体结构也可以与电的和/或热的和/或机械的边界条件相匹配。
在不限制一般性的情况下，载体T可以在部分区域上或在整个区域上覆盖薄膜F。
小的重叠区域对于小的结构尺寸而言是有利的，而较大的重叠区域对于更好的信号进一步传导和/或提高的机械稳定性而言可能是有利的。因此，为本领域技术人员提供了设计选择，从而可以满足不同的需求。
根据本发明的另一实施方式，至少在侧导体L1之一和相对于薄膜F对置的导体接地电位-平面GP之间布置一个或多个贯通接触部VIA -如在图4中所标明的。在此，贯通接触部VIA能够以预先给定的间距来布置。还可以也相对于第二侧导体L2和对置的接地电位-平面GP以类似的方式提供贯通接触部VIA。在此，该间距可以根据要传导的信号的波长来确定。此外，通过这样的贯通接触部VIA可以匹配导线区域GCPW1、GCPW2的特性阻抗。此外，借助于贯通接触部VIA，在该组件的范围内实现了改进的电势同等性（Potentialgleichheit），从而能够进一步改进高频性质。
载体T可以与薄膜F一样，精确地配备有这样的VIA，它们可以承担相同的功能。
根据本发明的又一另外的实施方式，该组件-如在图1中表明的那样-具有用于机电高频连接元件S的联接区域AB。特别地，高频连接元件S可以具有SMA插座或由其构成。SMA插座可以例如具有角度布置，从而在联接区域中提供小的结构高度。典型地，交通工具玻璃板配备有机电高频连接元件S作为安装配件/更换零件，以便能够实现快速的安装和可靠的接触。
即，与现有技术中不同，现在可以使天线和一个或多个电部件彼此更靠近。由此可以在早期有利地影响信噪比。
特别是，对于导线区域GCPW1、GCPW2使用所谓的接地共面波导的可能性允许低干扰和/或低损耗的传输。
根据本发明的另一实施方案，提供了具有根据本发明的玻璃质玻璃板1的交通工具，特别是陆地交通工具、水上交通工具、空中交通工具或太空交通工具。
根据本发明的又一另外的实施方式，根据本发明的玻璃质玻璃板1用于接收用于卫星辅助的导航的信号，特别是用于接收Navstar GPS、伽利略、格洛纳斯、北斗、Navic、QZSS的GNSS信号。替代地或附加地，根据本发明的玻璃质玻璃板1用于接收移动通信系统的信号，特别是第2、第3、第4或第5代的移动通信系统的信号。
即，借助于本发明尤其能够实现用于卫星导航的天线的集成。在此，放大器可以布置在天线附近。一个或多个天线可以布置在复合玻璃质玻璃板1的基板GS1、GS2之间。由于(多个)天线ANT布置在柔性薄膜F上，因此天线ANT可以与交通工具玻璃板的拱形结构相匹配。借助于柔性薄膜F可以提供引线结构，例如作为共面 (接地)波导GCPW 1。由于薄膜F是柔性的，因此该薄膜可以例如被引导围绕基板GS1的一端。
用于放大器和/或滤波器的电子装置可以被提供在可单独制造的载体T上。
载体T和薄膜F可以作为集成的元件-如图6中所示-或者如图5中所示通过接触元件来提供。
在图6的实施例中，例如可以提供从导电层LS3直至导电层LS1的贯通接触部VIA。因此，贯通接触部VIA提供接触区域C1/C 2。
因此，可以在基本不改变几何形状的情况下实现高频部分，使得阻抗保持基本不变。
联接区域AB可以与接触区域C1/C2 (例如，如图5中所示)一样地设计。
附图标记列表
1 交通工具玻璃板
GS1, GS2 基板
F 柔性薄膜
T 载体
EK 电部件
LS1, LS2 导电层
LS3, LS4 导电层
ANT 天线结构
GCPW1 引线结构
GCPW2 引线结构
hLS1 hLS2 高度
hLS3 hLS4 高度
VIA 贯通接触部
VF 连接薄膜
AB 联接区域
S 插头
C1, C2 接触区域
B 阻挡层
ZS 其他层
L1, L2 印制导线
ML 中间印制导线（有用信号）
GP 接地电位-平面。
Claims (12)
1.交通工具玻璃板（1），其具有第一基板（GS1）并且具有至少一个天线结构（ANT）和联接区域（AB），其中所述天线结构（ANT）布置在柔性薄膜（F）上，其中在所述柔性薄膜（F）上还提供第一导线区域（GCPW1），其中所述联接区域（AB）布置在载体（T）上，其中在所述载体（T）上还提供第二导线区域（GCPW2），其中所述柔性薄膜（F）具有第一接触区域（C1）和所述载体具有第二接触区域（C2），用于第一导线区域（GCPW1）与第二导线区域（GCPW2）的相互连接，其中所述柔性薄膜（F）被引导围绕第一基板（GS1）的一端，
其中所述第一接触区域（C1）和所述第二接触区域（C2）各自具有三个或更多个电接触点，其中外部接触点提供接地电位的连接，而中央接触点提供用于有效信号的连接。
2.根据权利要求1所述的交通工具玻璃板（1），其特征在于，所述载体（T）是刚性的。
3.根据权利要求1或2所述的交通工具玻璃板（1），其特征在于，所述第一接触区域（C1）和所述第二接触区域（C2）各自具有五个或更多个电接触点。
4.根据权利要求1或2所述的交通工具玻璃板（1），其特征在于，薄膜（F）和载体（T）在所述第一接触区域（C1）和所述第二接触区域（C2）的区域中基本上重叠地布置。
5.根据权利要求1或2所述的交通工具玻璃板（1），其特征在于，所述薄膜（F）具有第一导电层（LS1）和第二导电层（LS2），其中所述第一导线区域（GCPW1）被设计为接地共面波导。
6.根据权利要求5所述的交通工具玻璃板（1），其特征在于，所述薄膜（F）具有至少一个贯通接触部（VIA）。
7.根据权利要求1或2所述的交通工具玻璃板（1），其特征在于，所述薄膜（F）具有聚酰亚胺。
8.根据权利要求1或2所述的交通工具玻璃板（1），其特征在于，所述载体（T）具有FR4。
9.根据权利要求1或2所述的交通工具玻璃板（1），其特征在于，所述载体（T）具有至少一个贯通接触部（VIA）。
10.根据权利要求1或2所述的交通工具玻璃板（1），其特征在于，所述天线结构被设计用于接收高频信号。
11.根据前述权利要求1至10中任一项所述的交通工具玻璃板（1）的用途，其用于接收用于卫星辅助的导航的信号。
12.根据前述权利要求1至10中任一项所述的交通工具玻璃板（1）的用途，其用于接收Navstar GPS、伽利略、格洛纳斯、北斗、Navic、QZSS的GNSS信号。
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