DE102009038151B3

DE102009038151B3 - Multiband antenna module of a vehicle

Info

Publication number: DE102009038151B3
Application number: DE200910038151
Authority: DE
Inventors: Guy-Aymar Dr. Chakam
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2009-08-20
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2029-08-21
Also published as: WO2011020846A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine AM/FM-Antenne für ein flaches, finnenloses und karosseriekonformes Multiband-Antennenmodul (1) eines Fahrzeugs (9), wobei eine erste AM/FM-Empfangsantenne (2) an einem ersten Ende (26) des Multiband-Antennenmoduls (1) und eine zweite AM/FM-Empfangsantenne (8) an einem dem ersten Ende (26) gegenüberliegenden zweiten Ende (27) des Multiband-Antennenmoduls (1) angeordnet sind. Zwischen der ersten AM/FM-Empfangsantenne (2) und der zweiten AM/FM-Empfangsantenne (8) ist ein Mittelstück (18) des Multiband-Antennenmoduls (1) mit unterschiedlichen Funkantennen (3 bis 7) angeordnet. Das Multiband-Antennenmodul (1) ist in einer flachen Kavität (11) der Fahrzeugkarosserie (12) mit einer Bodenwand (14) und Seitenwänden (15) angeordnet. Die Kavität kann aber auch aus einem metallischen Gehäuse bestehen, das mit der Karosserie verbunden wird. Sowohl die erste AM/FM- als auch die zweite AM/FM-Antenne (2, 8) weisen jeweils zwei Komponenten auf, nämlich einen Monopol (21) und einen Resonator (22), die übereinander in einem festgelegten Abstand angeordnet sind. Der Monopol (21) ist unter dem Resonator (22) und parallel zu der Bodenwand (14) der Kavität (11) angeordnet. Der Monopol (21) ist mit einem Einspeisepunkt (19) elektrisch verbunden. Der Resonator (22) steht über Anpassungselemente und/oder Abstimmelemente mit einer Masse (24) elektrisch in Verbindung.The invention relates to an AM / FM antenna for a flat, finless and body-conforming multiband antenna module (1) of a vehicle (9), with a first AM / FM receiving antenna (2) at a first end (26) of the multiband antenna module (1) and a second AM / FM receiving antenna (8) are arranged at a second end (27) of the multiband antenna module (1) opposite the first end (26). A middle piece (18) of the multiband antenna module (1) with different radio antennas (3 to 7) is arranged between the first AM / FM receiving antenna (2) and the second AM / FM receiving antenna (8). The multiband antenna module (1) is arranged in a flat cavity (11) of the vehicle body (12) with a bottom wall (14) and side walls (15). The cavity can also consist of a metallic housing that is connected to the body. Both the first AM / FM and the second AM / FM antenna (2, 8) each have two components, namely a monopole (21) and a resonator (22), which are arranged one above the other at a fixed distance. The monopole (21) is arranged below the resonator (22) and parallel to the bottom wall (14) of the cavity (11). The monopole (21) is electrically connected to a feed point (19). The resonator (22) is electrically connected to a mass (24) via matching elements and / or tuning elements.

Description

Die Erfindung betrifft eine AM/FM-Antenne für ein Multiband-Antennenmodul eines Fahrzeugs, die sich an einem ersten Ende des Multiband-Antennenmoduls und an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des Multiband-Antennenmoduls befinden kann. Des Weiteren kann diese Antenne auch mittig in einem solchen Antennenmodul in einer Einzelkonfiguration liegen.The invention relates to an AM / FM antenna for a multi-band antenna module of a vehicle, which may be located at a first end of the multi-band antenna module and at a second end opposite the first end of the multi-band antenna module. Furthermore, this antenna can also be located centrally in such an antenna module in a single configuration.

Um amplitudenmodulierte und frequenzmodulierte Radiosendungen in einem Fahrzeug zu empfangen, werden die zugehörigen Antennen für niedrige Frequenzbereiche im Verhältnis zu Navigations- und Kommunikationssystemen, die für amplitudenmodulierte Sendungen zwischen 531 kHz und 1,6 MHz und für frequenzmodulierte Sendungen zwischen 87,5 MHz und 108 MHz liegen entweder durch zusätzliche Stabantennen am Auto oder durch Integration von Antennendrähten in der Windschutzscheibe oder Heckscheibe realisiert, wie dies aus der US 4 723 127 A bekannt ist. Das hat den Nachteil, dass für weitere Kommunikations- und Navigationsdienste, die beispielsweise über planare invertierte F-Antennen oder durch Patchantennen empfangen werden können, örtlich getrennte Positionen in oder am Fahrzeug vorzusehen sind, was zusätzliche Antennenverkabelungen im Fahrzeug erfordert. Des Weiteren bringt die Integration der Antennen in die Windschutzscheibe weitere EMV-Probleme mit sich, deren Lösung mit hohen Kosten verbunden sind.In order to receive amplitude modulated and frequency modulated radio broadcasts in a vehicle, the associated low frequency range antennas become relative to navigation and communication systems, for amplitude modulated transmissions between 531 kHz and 1.6 MHz and for frequency modulated transmissions between 87.5 MHz and 108 MHz are realized either by additional rod antennas on the car or by integration of antenna wires in the windshield or rear window, as shown in US 4 723 127 A is known. This has the disadvantage that for other communications and navigation services that can be received, for example, via planar inverted F antennas or patch antennas, locally separate positions in or on the vehicle are to be provided, which requires additional antenna cabling in the vehicle. Furthermore, the integration of the antennas in the windshield brings further EMC problems, the solution of which are associated with high costs.

Es besteht jedoch der Bedarf, Funkantennen und Empfangsantennen sowie Antennen für weitere Dienste örtlich an einer Stelle im Fahrzeug zu konzentrieren und dazu entsprechende Multiband-Antennenmodule zu entwickeln, die keine finnenartigen Geometrien besitzen.However, there is a need to concentrate radio antennas and receiving antennas and antennas for other services locally at a location in the vehicle and to develop corresponding multi-band antenna modules that have no fin-like geometries.

Multiband-Antennenmodule mit finnenartigen Geometrien sind aus der DE 10 2007 055 327 A1 , der DE 10 2007 055 323 A1 , der WO 2009/065804 A1 und der DE 10 2006 025 176 A1 bekannt.Multiband antenna modules with fin-like geometries are from the DE 10 2007 055 327 A1 , of the DE 10 2007 055 323 A1 , of the WO 2009/065804 A1 and the DE 10 2006 025 176 A1 known.

Aus der DE 42 15 659 A1 ist eine Antennenanordnung bekannt, die insbesondere für die Verwendung im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugteilen vorgesehen ist und wenigstens zwei Antennenkomponenten aufweist, die in einem aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Bauteil integriert sind, wobei mehrere Einzelkomponenten einstückig aus einem elektrisch leitenden Gebilde bestehen.From the DE 42 15 659 A1 An antenna arrangement is known, which is intended in particular for use in connection with motor vehicle parts and has at least two antenna components which are integrated in a component consisting of electrically nonconducting material, wherein a plurality of individual components consist of one piece of an electrically conductive structure.

In Karosseriebauteile mit metallischen Tragstrukturen integrierte Antennenanordnungen sind aus der DE 201 16 106 U1 , der DE 10 2007 024 163 A1 , der WO 2002/047198 A2 und der US 6 362 784 B1 bekannt.In body components with metallic support structures integrated antenna arrays are from the DE 201 16 106 U1 , of the DE 10 2007 024 163 A1 , of the WO 2002/047198 A2 and the US Pat. No. 6,362,784 B1 known.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine AM/FM-Antenne zu schaffen, die mit weiteren Antennen zu einem flachen Multiband-Antennenmodul angeordnet werden kann und karosseriekonform ins Fahrzeug zu integrieren ist und die einen optimalen Empfang gewährleistet.The object of the invention is to provide an AM / FM antenna that can be arranged with other antennas to a flat multi-band antenna module and body-compatible to integrate into the vehicle and ensures optimum reception.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with the subject matter of independent claim 1. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird eine AM/FM-Antenne eines Multiband-Antennenmoduls eines Fahrzeugs geschaffen, wobei es vorgesehen ist, eine erste AM/FM-Empfangsantenne an einem ersten Ende des Multiband-Antennenmoduls anzuordnen und eine zweite AM/FM-Empfangsantenne an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des Multiband-Antennenmoduls zu positionieren, um Diversity für den FM-Betrieb zu ermöglichen. Zwischen der ersten AM/FM-Empfangsantenne und der zweiten AM/FM-Empfangsantenne ist ein Mittelstück des Multiband-Antennenmoduls mit einem Platinenmaterial vorgesehen, das unterschiedliche Funkantennen aufweist und das auf niedrigeren Höhe als die AM/FM-Antennenkomponenten sein kann. Das Multiband-Antennenmodul ist in einer Kavität mit einer Bodenwand und Seitenwänden angeordnet. Die Kavität kann direkt aus der Fahrzeugkarosserie oder als eigenständiges Metallgehäuse, das mit der Fahrzeugkarosserie verbunden wird, realisiert werden. Beide AM/FM-Antennen weisen jeweils zwei Komponenten auf, nämlich einen Monopol und einen Resonator, die übereinander in einem festgelegten Abstand angeordnet und durch einen Abstandhalter getrennt sind. Der Monopol ist unter dem Resonator und parallel zu der Bodenwand der Kavität angeordnet. Der Monopol ist mit einem Einspeisepunkt elektrisch gekoppelt. Der Resonator ist über Anpassungselemente und/oder Abstimmelemente mit einer Masse elektrisch in Verbindung. Beide Elemente (Monopol und Resonator) sind in ihrer bevorzugten Realisierung aus einer metallischen Platte ausgestanzt entsprechend gebogen und innerhalb der Kavität fixiert.According to the invention, an AM / FM antenna of a multiband antenna module of a vehicle is provided, wherein it is provided to arrange a first AM / FM reception antenna at a first end of the multi-band antenna module and a second AM / FM reception antenna at a first end Position opposite second end of the multiband antenna module to enable diversity for FM operation. Between the first AM / FM receiving antenna and the second receiving AM / FM antenna, a center piece of the multi-band antenna module is provided with a board material having different radio antennas and which may be lower in height than the AM / FM antenna components. The multi-band antenna module is arranged in a cavity with a bottom wall and sidewalls. The cavity can be realized directly from the vehicle body or as a separate metal housing, which is connected to the vehicle body. Both AM / FM antennas each have two components, namely a monopole and a resonator, which are arranged one above the other at a fixed distance and separated by a spacer. The monopole is located below the resonator and parallel to the bottom wall of the cavity. The monopole is electrically coupled to a feed-in point. The resonator is electrically connected to a ground via matching elements and / or tuning elements. Both elements (monopole and resonator) are stamped in their preferred implementation of a metal plate bent accordingly and fixed within the cavity.

Eine AM/FM-Antenne mit den obigen Merkmalen kann mit ihrem Monopol auf der Unterseite einer Platine angeordnet sein und mit dem Resonator auf der Oberseite angeordnet werden, so dass zwischen dem ebenen bzw. planaren Monopol und dem ebenen bzw. planaren Resonator ein Abstand im Millimeterbereich entsteht. Außerdem können auf einer derartigen Platine die weiteren Funkantennen untergebracht werden, um damit neben der AM/FM-Antenne weitere Kommunikations- und Navigationsdienste den Fahrzeuginsassen zur Verfügung zu stellen. Durch die Anordnung eines planaren Resonators auf der Ober- und eines Monopols auf der Unterseite einer Platine sind der Monopol und der Resonator gekoppelt und belasten sich gegenseitig kapazitiv, so dass der Resonator über den Monopol mitgespeist bzw. angeregt wird.An AM / FM antenna with the above features can be arranged with its monopole on the underside of a board and be arranged with the resonator on the top, so that between the planar or planar planar resonator and a distance in the Millimeter area arises. In addition, the other radio antennas can be accommodated on such a board in order to provide the vehicle occupants with further communication and navigation services in addition to the AM / FM antenna. By arranging a planar resonator on the top and a monopole on the underside of a board are the monopole and the resonator coupled and load each other capacitively, so that the resonator is mitgespeist or excited via the monopole.

Für eine derartige AM/FM-Empfangsantenne wird durch diese Struktur eine parallele Resonanz im FM-Frequenzband erzeugt. Im FM-Frequenzband lässt sich durch diese Parallelresonanz der Realteil der Impedanz kontrollieren und auf einen einfachen messbaren Wert erhöhen. Zusätzlich ergibt sich durch diese Parallelresonanz die Möglichkeit, eine kanalabhängige Steuerung von Resonanzfrequenzen im FM-Frequenzband zu erreichen, um einen optimalen Empfang zu gewährleisten. Durch die flache Konstruktion der AM/FM-Antenne ergibt sich ihre Integrierbarkeit in ein flaches Multiband-Antennenmodul innerhalb einer Kavität bei äußerst geringer Höhe, die beispielsweise für die AM/FM-Antenne mit Abstand zur Bodenwand einer Kavität erreicht werden und einfache messbare Realteile der Impedanz für AM/FM erfasst und variiert werden. Somit ist auch eine einfache Anpassung an einen Verstärker problemlos möglich. Ferner ist diese AM/FM-Antenne für eine Diversity bei Broadcast-Diensten geeignet.For such an AM / FM receiving antenna, this structure generates a parallel resonance in the FM frequency band. In the FM frequency band, this parallel resonance allows the real part of the impedance to be controlled and increased to a simple measurable value. In addition, this parallel resonance makes it possible to achieve a channel-dependent control of resonance frequencies in the FM frequency band in order to ensure optimum reception. The flat construction of the AM / FM antenna results in its integrability in a flat multiband antenna module within a cavity of extremely low height, which are achieved, for example, for the AM / FM antenna spaced from the bottom wall of a cavity and simple measurable real parts of the cavity Impedance for AM / FM can be detected and varied. Thus, a simple adaptation to an amplifier is easily possible. Furthermore, this AM / FM antenna is suitable for diversity in broadcast services.

Der Monopol kann durch einen einfachen Draht oder eine einfache Leiterbahn auf der Rückseite der Platine realisiert werden. Vorzugsweise ist jedoch der Monopol trapezförmig und mit einer Schmalseite des Trapezes mit dem jeweiligen Einspeisepunkt über einen Koppelkondensator verbunden. Dabei bildet die der Schmalseite gegenüberliegenden Breitseite des Trapezes ein erstes bzw. das zweite offene Ende des Multiband-Antennenmoduls. Durch die trapezförmige Ausbildung des Monopols wird die gegenseitige kapazitive Kopplung zwischen Monopol und Resonator gegenüber einer einfachen Leiterbahn als Monopol vergrößert. Ferner kann die kapazitive Last bzw. Kopplung zwischen Resonator und Monopol bei einer Realisierung auf Platinenmaterial durch Änderung der Dielektrizitätskonstanten des Platinenmaterials geändert werden.The monopoly can be realized by a simple wire or a simple trace on the back of the board. Preferably, however, the monopole is trapezoidal and connected to a narrow side of the trapezoid with the respective feed point via a coupling capacitor. In this case, the broad side of the trapezoid opposite the narrow side forms a first or the second open end of the multiband antenna module. Due to the trapezoidal design of the monopole, the mutual capacitive coupling between monopole and resonator is increased compared to a simple conductor as a monopole. Furthermore, the capacitive load or coupling between the resonator and the monopole can be changed by an implementation on board material by changing the dielectric constant of the board material.

Weiterhin ist der Resonator parallel zu dem Monopol oberhalb desselben vorzugsweise als Mäanderstruktur realisiert. Diese Mäanderstruktur ragt über die Langseiten des Monopols hinaus und bildet einen Sperrtopfresonator, der jeweils zu dem ersten Ende des Multiband-Antennenmoduls hin für die erste AM/FM-Antenne bzw. zu dem zweiten Ende des Multiband-Antennenmoduls hin für die zweite AM/FM-Antenne offen ist.Furthermore, the resonator is preferably realized parallel to the monopole above it as a meandering structure. This meandering structure projects beyond the long sides of the monopole and forms a blocking-top resonator, respectively facing the first end of the multiband antenna module for the first AM / FM antenna and the second end of the multiband antenna module for the second AM / FM Antenna is open.

Die mäanderförmige Struktur des Resonators der AM/FM-Antenne steht mit dem Ende, das nahe dem Einspeisepunkt des trapezförmigen Moduls angeordnet ist, elektrisch mit der Masse in Verbindung. In dieser Masseverbindung ist eine Anpassungsinduktivität und eine variable Kapazität vorgesehen, wobei das dem offenen Ende gegenüberliegenden Ende des Resonators über diese Anpassungsinduktivität und einen Widerstand mit der Masse elektrisch verbunden ist und parallel zu dem Widerstand eine steuerbare Kapazitätsvariations-Diode bzw. Varicap-Diode und ein Kondensator geschaltet sind. Die Diode ist ebenfalls an der Masse elektrisch angeschlossen, so dass die HF-Masseanbindung gesichert ist. Über ein Tiefpassfilter wird die Kapazitätsvariationsdiode von einer Abstimmspannung versorgt bzw. gesteuert, so dass bei Änderung der Abstimmspannung sich die Resonanzfrequenz verändert.The meandering structure of the resonator of the AM / FM antenna is electrically connected to the ground at the end located near the feed point of the trapezoidal module. In this ground connection, a Anpassungsinduktivität and a variable capacitance is provided, wherein the end opposite the open end of the resonator via this matching inductance and a resistor to the ground is electrically connected and parallel to the resistor, a controllable capacitance variation diode and Varicap diode Capacitor are connected. The diode is also electrically connected to the ground, so that the RF ground connection is secured. Via a low-pass filter, the capacitance variation diode is supplied or controlled by a tuning voltage so that the resonance frequency changes as the tuning voltage changes.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures.

1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Multiband-Antennenmoduls mit zwei AM/FM-Empfangsantennen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 shows a schematic perspective view of a multi-band antenna module with two AM / FM receiving antennas according to a first embodiment of the invention;

2 zeigt eine schematische Prinzipskizze einer ersten AM/FM-Antenne des Multiband-Antennenmoduls gemäß 1; 2 shows a schematic schematic diagram of a first AM / FM antenna of the multiband antenna module according to 1 ;

3 zeigt eine schematische Prinzipskizze einer zweiten AM/FM-Antenne des Multiband-Antennenmoduls gemäß 1; 3 shows a schematic schematic diagram of a second AM / FM antenna of the multiband antenna module according to 1 ;

4 zeigt eine AM/FM-Antenne mit Abstimm- und Anpassungselementen; 4 shows an AM / FM antenna with tuning and matching elements;

5 zeigt ein schematisches Diagramm der Resonanzfrequenzen in Abhängigkeit von einer Abstimmspannung; 5 shows a schematic diagram of the resonance frequencies in response to a tuning voltage;

6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Kavität zum Einbau eines Multiband-Antennenmoduls; 6 shows a schematic perspective view of a cavity for installing a multi-band antenna module;

7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Fahrzeugkarosserie mit einem Multiband-Antennenmodul gemäß 1 in einem Autodachbereich. 7 shows a schematic perspective view of a vehicle body with a multi-band antenna module according to 1 in a car roof area.

1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Multiband-Antennenmoduls 1 mit einer ersten AM/FM-Empfangsantenne 2 und einer zweiten AM/FM-Empfangsantenne 8 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Dieses Multiband-Antennenmodul 1 ist mit seinen Antennenelementen 2 bis 8 derart flach und streifenförmig gestaltet, dass es in eine U-förmige Kavität 11 einer Fahrzeugkarosserie 12 eines Fahrzeugs unterbringbar ist, wobei die Fahrzeugkarosserie 12 des Fahrzeugs gleichzeitig eine metallische Grundfläche 10, die dem Antennenmodul als Masse dient, bilden kann. Wird das Multiband-Antennenmodul 1 in einem Fahrzeugkarosseriebereich 12 z. B. aus Kunststoff eingebracht, so ist es von Vorteil, wenn das Multiband-Antennenmodul 1 von einem nach oben offenen, die Kavität 11 nachbildenden, metallischen Gehäuse umgeben ist, zumal die Form der Kavität 11, die Tiefe der Kavität 11 sowie Winkelstellung der Seitenwände 15 der Kavität 11 zu einer Bodenwand 14 zur Einstellung einer optimalen Antennenstrahlungscharakteristik vorgesehen sind. 1 shows a schematic perspective view of a multi-band antenna module 1 with a first AM / FM receiving antenna 2 and a second AM / FM receiving antenna 8th according to a first embodiment of the invention. This multiband antenna module 1 is with its antenna elements 2 to 8th designed so flat and strip-shaped that it is in a U-shaped cavity 11 a vehicle body 12 a vehicle is housed, wherein the vehicle body 12 the vehicle at the same time a metallic base 10 , which serves as a ground for the antenna module. Will the multiband antenna module 1 in a vehicle body area 12 z. B. made of plastic, so it is advantageous if the multiband antenna module 1 from one to the top open, the cavity 11 imitating, metallic housing is surrounded, especially the shape of the cavity 11 , the depth of the cavity 11 as well as angular position of the side walls 15 the cavity 11 to a bottom wall 14 are provided for setting an optimal antenna radiation characteristic.

In der Ausführungsform gemäß 1 sind die zwei AM/FM-Antennen an den Enden der streifenförmigen Platine 13 derart angeordnet, dass ihre jeweilige Einspeisungspunkte und Masseverbindungsstellen auf der Platine liegen. Somit befindet sich die Platine zwischen den zwei AM/FM-Antennen. Weitere Empfangs- und Funkantennen können auf der streifenförmigen Platine 13 angeordnet sein, deren Unterseite teilweise oder vollständig Schaltkreise aufweisen kann, während die Oberseite im Wesentlichen die einzelnen Antennen 3 bis 6 trägt. Die Anordnung der Antennen 2 bis 8 ist derart gewählt, dass eine möglichst hohe Entkopplung zwischen den Antennenelementen 2 bis 8 möglich ist. Deshalb ist die erste AM/FM-Empfangsantenne 2 an einem ersten Ende 26 der streifenförmigen Platine 13 angeordnet und die zweite AM/FM-Empfangsantenne 8 auf dem gegenüberliegenden zweiten Ende 27 der streifenförmigen Platine 13 positioniert, um größtmögliche räumliche Trennung für Diversity zu erzielen. In dem Mittelstück 18 dazwischen sind die Antennenelemente 3 bis 6 und an einer Seitenwand 15 ist ein weiteres Antennenelement 7 angeordnet.In the embodiment according to 1 are the two AM / FM antennas at the ends of the strip-shaped board 13 arranged such that their respective feed points and ground joints are on the board. Thus, the board is located between the two AM / FM antennas. Other receiving and radio antennas can be found on the strip-shaped circuit board 13 be arranged, the underside of which may have partially or completely circuits, while the top substantially the individual antennas 3 to 6 wearing. The arrangement of the antennas 2 to 8th is chosen such that the highest possible decoupling between the antenna elements 2 to 8th is possible. That's why the first AM / FM receiving antenna 2 at a first end 26 the strip-shaped board 13 arranged and the second AM / FM receiving antenna 8th on the opposite second end 27 the strip-shaped board 13 positioned to maximize spatial separation for diversity. In the middle piece 18 in between are the antenna elements 3 to 6 and on a side wall 15 is another antenna element 7 arranged.

Im Bereich der ersten und der zweiten AM/FM-Antenne 2 bzw. der AM-Antenne 8 ist eine Mäanderstruktur 31 zu erkennen, welche einen Resonator 22 darstellt, während hier nicht sichtbar ein Monopol platziert ist, der beispielsweise einen Metallstreifen oder einen Leiterbahnstreifen darstellen kann. Durch den Abstand zwischen dem Monopol und dem Resonator wird eine kapazitive Kopplung zwischen dem Resonator 22 und dem Monopol erreicht, so dass der Monopol den Resonator 22 steuert. An den Enden 26 und 27 der Kavität sind jeweils der Resonator 22 und der nicht sichtbare, auf der Unterseite der Platine 13 angeordnete Monopol 21 offen, während an der gegenüberliegenden Seite zum Mittelstück 18 des Multiband-Antennenmoduls 1 der nicht gezeigte Monopol einen Einspeisepunkt aufweist und das Ende des Resonators 22 über entsprechende Anpassungselemente mit der Masse 24 in Verbindung steht.In the area of the first and the second AM / FM antenna 2 or the AM antenna 8th is a meandering structure 31 to recognize which one resonator 22 represents, while not visible here, a monopoly is placed, which may represent, for example, a metal strip or a strip conductor. The distance between the monopole and the resonator causes a capacitive coupling between the resonator 22 and reached the monopoly, so that the monopole is the resonator 22 controls. At the ends 26 and 27 the cavity are each the resonator 22 and the invisible, on the bottom of the board 13 arranged monopoly 21 open, while on the opposite side to the center piece 18 of the multiband antenna module 1 the monopole, not shown, has a feed point and the end of the resonator 22 via appropriate adjustment elements with the mass 24 communicates.

2 zeigt eine schematische Prinzipskizze einer AM/FM-Antenne 2 des Multiband-Antennenmoduls 1 gemäß 1. In dieser perspektivischen auseinander gezogenen Ansicht ist der Resonator 22 zu sehen, der als Mäanderstruktur 31 über dem Monopol 21 parallel zu der hier nicht gezeigten Bodenwand der Kavität angeordnet ist. Der Abstand zwischen dem Monopol und Resonator ist mit dem Abstandhalter 13 oder einem Platinenmaterial (13) zu realisieren. Für den Fall eines Platinenmaterials ist der Resonator 22 planar auf der Oberseite 46 der Platine 13 und der Monopol 21 planar auf der Unterseite 47 der Platine 13 angeordnet sind. Der Monopol 21 ist trapezförmig ausgebildet und weist eine Schmalseite 25, eine Breitseite 30 sowie zwei Langseiten 32 und 33 auf. 2 shows a schematic schematic diagram of an AM / FM antenna 2 of the multiband antenna module 1 according to 1 , In this perspective exploded view is the resonator 22 to be seen as a meandering structure 31 over the monopoly 21 is arranged parallel to the bottom wall of the cavity, not shown here. The distance between the monopole and resonator is with the spacer 13 or a board material ( 13 ) to realize. In the case of a board material, the resonator is 22 planar on the top 46 the board 13 and the monopoly 21 planar on the bottom 47 the board 13 are arranged. The monopoly 21 is trapezoidal and has a narrow side 25 , a broadside 30 as well as two long sides 32 and 33 on.

Durch diese trapezförmige Fläche des Monopols 21 wird die kapazitive Kopplung zwischen Resonator 22 und Monopol 21 vergrößert. Dabei überragt die Mäanderstruktur 31 des Resonators 22 die Langseiten 32 und 33 des Monopols und bildet praktisch einen Sperrtopfresonator in Zusammenwirken mit der Bodenwand der Kavität für den Monopol 21. An der Schmalseite 25 des Monopols 21 ist ein Einspeisepunkt 19 angeordnet, der über ein Koppelelement 43 mit einem Koaxialkabel als Antennenzuleitung verbunden ist. Das dem offenen Ende 26 gegenüberliegenden Ende 34 der Mäanderstruktur 31 ist über eine Antennenanpassung 44 mit der Masse 24 verbunden. Außerdem wirkt auf diesen Bereich des Resonators 22 eine Resonanzfrequenzabstimmung 45 ein, mit der unterschiedliche Resonatorfrequenzen einstellbar sind.Through this trapezoidal surface of the monopoly 21 becomes the capacitive coupling between resonator 22 and monopoly 21 increased. The meander structure dominates 31 of the resonator 22 the long sides 32 and 33 of the monopoly and practically forms a barrier-top resonator in cooperation with the bottom wall of the cavity for the monopole 21 , On the narrow side 25 of monopoly 21 is an entry point 19 arranged, via a coupling element 43 is connected with a coaxial cable as antenna feed line. The open end 26 opposite end 34 the meander structure 31 is via an antenna matching 44 with the crowd 24 connected. It also acts on this area of the resonator 22 a resonance frequency tuning 45 a, with the different resonator frequencies are adjustable.

3 zeigt eine schematische Prinzipskizze einer AM/FM-Antenne 8 des Multiband-Antennenmoduls 1 gemäß 1. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Der Aufbau der AM/FM-Antenne 8 entspricht exakt dem Aufbau der ersten AM/FM-Antenne. 3 shows a schematic schematic diagram of an AM / FM antenna 8th of the multiband antenna module 1 according to 1 , Components having the same functions as in the previous figures are identified by the same reference numerals and will not be discussed separately. The structure of the AM / FM antenna 8th corresponds exactly to the structure of the first AM / FM antenna.

4 zeigt eine AM/FM-Antenne mit Abstimm- und Anpassungselementen. 4 shows an AM / FM antenna with tuning and matching elements.

Der Monopol 21 ist an seinem Einspeisepunkt 19 über einen Koppelkondensator 29 mit der Eingabe verbunden. Das gegenüberliegende Ende 27 zum Einspeisepunkt 19 des Monopols 21 ist offen. Genauso offen ist der mäanderförmige Resonator 22 an diesem Ende 27, während im Bereich des Einspeisepunktes 19 die Mäanderstruktur 31 über eine Anpassungsinduktivität 36 und einen Widerstand 38 mit der Masse 24 elektrisch in Verbindung steht. Parallel zu dem Widerstand 38 ist eine Kapazitätsvariationsdiode 39 und damit eine variable Kapazität 37 geschaltet, die über einen Tiefpass 41 von einer einstellbaren Abstimmspannung U_A angesteuert werden kann, wobei ein Kondensator 40 die Verbindung zu dem Widerstand 38 herstellt.The monopoly 21 is at its entry point 19 via a coupling capacitor 29 connected to the input. The opposite end 27 to the entry point 19 of monopoly 21 is open. Equally open is the meandering resonator 22 at this end 27 while in the area of the entry point 19 the meandering structure 31 via a matching inductance 36 and a resistance 38 with the crowd 24 electrically connected. Parallel to the resistance 38 is a capacitance variation diode 39 and thus a variable capacity 37 switched, which has a low pass 41 can be controlled by an adjustable tuning voltage U _A , wherein a capacitor 40 the connection to the resistor 38 manufactures.

5 zeigt ein schematisches Diagramm der Resonanzfrequenzen in Megahertz in Abhängigkeit von einer Abstimmspannung in Volt in einem Bereich zwischen 87,5 MHz und 108 MHz für eine FM-Antenne. Dieses Diagramm konnte mit Hilfe der in 4 gezeigten Schaltung verwirklicht werden, wobei deutlich wird, dass das gesamte Frequenzspektrum für die FM-Antenne mit einer Abstimmspannung U_A zwischen 0 und 20 V einstellbar ist. 5 shows a schematic diagram of the resonance frequencies in megahertz as a function of a tuning voltage in volts in a range between 87.5 MHz and 108 MHz for an FM antenna. This diagram could with the help of in 4 It is clear that the entire frequency spectrum for the FM antenna with a tuning voltage U _A between 0 and 20 V is adjustable.

6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Kavität 11 zum Einbau des Multiband-Antennenmoduls. Dazu weist die Kavität 11, die beispielsweise in ein Karosserieteil 17 eingepresst wurde, eine Tiefe w auf, die bei etwa 2 cm liegt, eine Breite b von ca. 3 cm und eine Länge l bis zu 800 mm. Während die Platine, der Resonator und der Monopol der AM/FM-Antenne parallel zur Bodenwand 14 ausgerichtet ist, können Antennen für Infrastrukturdienste an der Seitenwand 15 angeordnet werden. Dabei beeinflusst die Tiefe w und die Schrägstellung der Wände 15 die Abstrahlungscharakteristiken der Antenne. Bei dem Karosserieteil 17 handelt es sich vorzugsweise um einen Dachbereich eines Kraftfahrzeugs, wobei die Oberseite 42 des Fahrzeugkarosserieteils 17 nach Einbau des Multiband-Antennenmoduls strömungstechnisch nicht gestört wird. 6 shows a schematic perspective view of a cavity 11 for installation of the multiband antenna module. This is indicated by the cavity 11 For example, in a body part 17 was pressed in, a depth w, which is about 2 cm, a width b of about 3 cm and a length l up to 800 mm. While the board, the resonator and the monopole of the AM / FM antenna parallel to the bottom wall 14 can be aligned, antennas for infrastructure services on the sidewall 15 to be ordered. The depth affects w and the inclination of the walls 15 the radiation characteristics of the antenna. In the body part 17 it is preferably a roof area of a motor vehicle, wherein the top 42 of the vehicle body part 17 after installation of the multiband antenna module is not disturbed flow.

7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Fahrzeugkarosserie 12 mit einem Multiband-Antennenmodul 1 gemäß 1 in einem Autodachbereich 20, wobei in diesem Bereich zwischen einem Schiebedach und einem Heckfenster die Kavität für das Multiband-Antennenmodul 1 derart abgedeckt ist, dass sich die Abdeckung des Multiband-Antennenmoduls 1 an die Kontur des Dachbereichs 20 vollständig anpasst. 7 shows a schematic perspective view of a vehicle body 12 with a multiband antenna module 1 according to 1 in a car roof area 20 , In this area between a sunroof and a rear window, the cavity for the multi-band antenna module 1 is covered so that the cover of the multi-band antenna module 1 to the contour of the roof area 20 completely adapts.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Multiband-AntennenmodulMultiband antenna module
22: AM-EmpfangsantenneAM reception antenna
33: WLAN-AntenneWLAN antenna
44: DAB-AntenneDAB antenna
55: GPS/SDARS-AntenneGPS / SDARS antenna
66: Tel/LR-AntenneTel / LR antenna
77: RKE/TPMS/PASE-AntenneRKE / TPMS / PASE antenna
88th: FM-EmpfangsantenneFM receiving antenna
99: Fahrzeugvehicle
1010: Grundfläche (Masse)Base area (mass)
1111: Kavitätcavity
1212: Fahrzeugkarosserievehicle body
1313: Platinecircuit board
1414: Bodenwandbottom wall
1515: Seitenwand der KavitätSidewall of the cavity
1717: Karosserieteilbody part
1818: Mittelstückcenterpiece
1919: Einspeisepunktentry point
2020: Dachbereichroof
2121: Monopolmonopoly
2222: Resonatorresonator
2323: Anpassungsschaltungmatching circuit
2424: MasseDimensions
2525: Schmalseite des MonopolsNarrow side of the monopoly
2626: erstes Ende des Multiband-Antennenmodulsfirst end of the multiband antenna module
2727: zweites Ende des Multiband-Antennenmodulssecond end of the multiband antenna module
2828: AM/FM-AntenneAM / FM antenna
2929: Koppelkondensatorcoupling capacitor
3030: Breitseite des MonopolsBroadside of the monopoly
3131: Mäanderstrukturmeandering
3232: Langseite des MonopolsLong side of the monopoly
3333: Langseite des MonopolsLong side of the monopoly
3434: gegenüberliegendes Ende des Resonatorsopposite end of the resonator
3535: gegenüberliegendes Ende des Resonatorsopposite end of the resonator
3636: AnpassungsinduktivitätAnpassungsinduktivität
3737: variable Kapazitätvariable capacity
3838: Anpassungswiderstandmatching resistor
3939: KapazitätsvariationsdiodeVariable-capacitance diodes
4040: EinkopplungskondensatorEinkopplungskondensator
4141: TiefpassfilterLow Pass Filter
4343: Koppelelementcoupling element
4444: Antennenanpassungantenna matching
4545: ResonanzfrequenzabstimmungResonance frequency tuning
4646: Oberseite der PlatineTop of the board
4747: Unterseite der PlatineBottom of the board
bb: Breite der KavitätWidth of the cavity
dd: Dicke der PlatineThickness of the board
ll: Länge der PlatineLength of the board
U_A U _A: Abstimmspannungtuning
ww: Tiefe der KavitätDepth of the cavity

Claims

Fineless and body-compatible multiband antenna module ( 1 ) of a vehicle ( 9 ) comprising: - a first AM / FM receiving antenna ( 2 ) at a first end ( 26 ) of the multiband antenna module ( 1 ), - a second AM / FM receiving antenna ( 8th ) at a first end ( 26 ) opposite second end ( 27 ) of the multiband antenna module ( 1 ), - a centerpiece ( 18 ) of the multiband antenna module ( 1 ) with different radio antennas ( 3 to 7 ), wherein the multiband antenna module ( 1 ) in a shallow cavity ( 11 ) of the vehicle body ( 12 ) with a bottom wall ( 14 ) and side walls ( 15 ) and wherein the two AM / FM antennas ( 2 . 8th ) each have two components, a monopoly ( 21 ) and a resonator ( 22 ), which are arranged one above the other, and where the monopoly ( 21 ) under the resonator ( 22 ) and parallel to the bottom wall ( 14 ) of the cavity ( 11 ) and the monopoly ( 21 ) with a feed point ( 19 ) and the resonator ( 22 ) via adaptation elements and / or tuning elements with a mass ( 24 ) are electrically connected.

An antenna module according to claim 1, wherein the monopole and the resonator are punched out of a metallic plate.

An antenna module according to claim 1, wherein the monopole and the resonator are realized on board material sides.

Antenna module according to one of the preceding claims, wherein the monopole ( 21 ) is trapezoidal and with a narrow side ( 25 ) of the trapezoid with the respective entry point ( 19 ) for AM or FM via a coupling capacitor ( 29 ) and with the opposite broad side ( 30 ) of the trapezoid the first and the second open end ( 26 . 27 ) of the multiband antenna module ( 1 ).

Antenna module according to one of the preceding claims, wherein the resonator ( 22 ) parallel to the monopoly ( 21 ) above it as a meander structure ( 31 ), over the long sides ( 32 . 33 ) of the monopoly ( 21 protrudes, is structured and forms a blocking stop resonator, which in each case to the first end ( 26 ) of the multiband antenna module ( 1 ) for the first AM / FM antenna ( 2 ) or to the second end ( 27 ) of the multiband antenna module ( 1 ) for the second AM / FM antenna ( 8th ) is open.

Antenna module according to claim 5, wherein the said open end ( 26 . 27 ) opposite end ( 34 . 35 ) of the resonator ( 22 ) via a matching inductance ( 36 ) and a variable capacity ( 37 ) with mass ( 24 ) is electrically connected.

Antenna module according to claim 5 or claim 6, wherein the said open end ( 26 . 27 ) opposite end ( 34 . 35 ) of the resonator ( 22 ) via a matching inductance ( 36 ) and a resistor ( 38 ) with mass ( 24 ) and in parallel with the resistor ( 38 ) a capacitance varying diode ( 39 ) and a capacitor ( 40 ), and wherein the capacitance varying diode ( 39 ) via a low-pass filter ( 41 ) is supplied or controlled by a tuning voltage (U _A ).