CN110998970B - 用于车辆的天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的天线装置，其中，第一天线结构布置在阻抗转换器的壳体中，第二天线结构布置在车窗玻璃中或车窗玻璃上。

Description

用于车辆的天线装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的天线装置，其中，第一天线结构布置在阻抗转换器/阻抗适配器(Impedanzwandler)的壳体中，第二天线结构布置在车窗玻璃中或车窗玻璃上。

背景技术

由于新的服务以及对无线服务的质量和数据速率的不断增长的需求，在车辆中要安装的天线数量持续增加。除了将天线定位在保险杠的区域中和车顶上之外，车辆的窗玻璃区域还为天线提供了潜在的安装空间。目前已知玻璃下方天线、例如在镜脚支架的区域中或在后窗玻璃的区域中，或在薄膜胶合剂中。

文献DE 103 14 094 A1公开了一种车辆天线，该车辆天线被安装在窗玻璃上并且具有集成的放大器电路，其中，该天线既能够用于移动无线电服务、又能够用于无线电广播服务。

文献DE 699 26 826 T2公开了一种用于车辆的窗玻璃天线装置。在此，车辆的发送和接收装置包括用于移动无线电和无线电广播的窗玻璃天线以及阻抗转换器。

文献DE 101 14 769 A1公开了一种有源的宽带接收天线。在此，用于车辆的窗玻璃天线包括放大器电路。

文献DE 10 2009 051 605 A1涉及一种用于车辆的多频带-鳍状天线。多频带-鳍状天线具有选自AM/FM-天线、电话和RKE-天线、GPS-天线、SDARS-天线、堆叠式贴片天线、DAP-天线、WLAN-天线、WIMAX-天线或DRM-天线的组中的至少一个发射和接收天线元件。这些天线元件布置在车辆外侧上的公共的鳍状外盖下方。天线电路板位于鳍状外盖内部，在该天线电路板上布置天线元件。带有收发器、调谐器或接收器的电子匹配-或放大器电路布置在天线电路板的上侧和下侧。

电话天线在车辆中的布置面临各种困难。电话天线在车辆的车顶上的布置是可见的，而不利于车辆的整体印象。电话天线在车辆的仪表板中的实施方式可能具有较高的衰减潜在可能性，并导致对已安装的电子构件的干扰。在车辆的保险杠区域中的电话天线必须特别坚固并且受保护地构造，因此实施起来花费较高。在此，较深的安装位置可能会对电话天线的接收性能产生负面影响。此外，电话天线和电视天线可能会由于所使用频率的部分重叠而相互干扰影响。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于布置在车辆中和/或车辆上的天线结构，该天线结构提供较好的性能并且部分地使用现有的构件结构，从而能以尽可能节省空间和节省成本的方式来实现该天线结构。

本发明涉及一种尤其用于车辆的天线装置。该天线装置具有至少一个第二电子电路、至少一个第一天线结构、至少一个第三电子电路、至少一个第二天线结构和至少一个阻抗转换器。阻抗转换器具有壳体。在阻抗转换器的壳体中引入具有至少一个电输入端和至少一个电输出端的至少一个第一电子电路，以用于无源或有源地匹配/调整阻抗和用于放大无线电广播天线的信号。根据本发明，在壳体中布置有至少一个第二电子电路，以用于与至少一个用于发送和接收数据的第一天线结构连接；还布置有至少一个第三电子电路，以用于与至少一个用于发送和接收数据的第二天线结构连接。

阻抗转换器通常布置在车辆仪表的区域中，并且与提供无线电服务的天线连接。用于提供无线电服务的天线通常布置在车辆外部的车顶区域中，并因此与阻抗转换器分隔开。通过将天线引入阻抗转换器的壳体中或壳体上，可以将另一天线集成到车辆内，使得天线两侧的不利的相互作用最小化。布置在壳体中或壳体上的天线在此可以是例如用于提供车对车通信连接的天线、蓝牙天线、WLAN天线等。

在已经存在的阻抗转换器中安设第一天线结构不需要在车辆中的任何额外的安装空间。阻抗转换器的现有壳体可以用于第一天线结构。此外，在第二电子电路和第一天线结构之间的小间距——该第二电子电路和第一天线结构都集成在阻抗转换器的壳体中——防止了传输损耗并提高了第一天线结构的性能。

电视天线可能会干扰诸如LTE-天线之类的移动无线电天线。通过根据本发明的天线装置使得可以取消车窗玻璃上的一个或多个模拟电视天线，并且可以使用为车窗玻璃上的至少一个移动无线电天线(例如用于UMTS-服务、LTE-服务、G5-服务)创建的空间。由此产生更多的可能性，这是因为电视和电视以外的许多其它服务也可以通过移动无线电天线提供。在此可以排除在例如电视天线和移动无线电天线的不同天线结构之间的不利的相互作用。

在天线装置的一种实施方式中，至少一个第二天线结构布置在车窗玻璃上或车窗玻璃中。事实证明，第二天线结构的这种布置是有利的，这是因为车辆的窗玻璃提供了较大的面积，因此为安装或集成天线结构提供了很多可能性。例如，可以使用具有更大尺寸的、功率更大的天线，由此可以优化特定的接收特性。该第二天线结构可以被设计为连续的结构、例如薄膜，或者被设计为细金属线的结构，因此对于驾驶员而言是不可察觉的。

在另一实施方式中，至少一个第一天线结构和至少一个第二天线结构可以匹配于不同的频率。这使得第一天线结构和第二天线结构能够适应于不同的频率。因此，不同的频率范围可以被不同的天线结构覆盖并且在空间上彼此间隔开。也可以通过第一天线结构和第二天线结构彼此之间的空间间隔以及相应的天线结构所覆盖的不同频率范围来防止在天线结构或者说天线之间的不利的相互作用。

按照根据本发明的天线装置的另一实施方式，至少一个第一天线结构接收高频，至少一个第二天线结构接收低频。例如，第二天线结构可以被设计成用于低频、例如小于1GHz，该第二天线结构可以被布置在车辆的窗玻璃上。对于低频有利的是，使天线结构设计得更大，以优化其接收特性。在车辆的窗玻璃区域中的布置实现了用于增大天线结构所需的空间。窗玻璃区域可以是例如车辆的后窗玻璃或至少一个侧窗玻璃。由于第二天线结构覆盖与第一天线结构不同的频率范围，所以两个天线结构可以彼此并行地运行，而不必记录天线结构或者说天线彼此之间的影响。

根据另一实施方式，至少一个第三电路经由至少一条电线与所述至少一个第二天线结构连接。在此，阻抗转换器可以优选与第二天线结构间隔开。在此，该结构类似于现有的无线电广播系统。通过阻抗转换器的壳体建立接地连接。例如布置在窗玻璃上的第二天线结构通过缆线、例如通过所谓的尾缆线与阻抗转换器的壳体连接。缆线对高频的影响不可忽略，但是在低频下则可以忽略不计。因此，通过根据本发明的天线结构，可以根据期望要接收的频率或频率范围来优化第一天线结构和第二天线结构的安装位置。

根据天线装置的另一实施方式，至少一个第一天线结构和至少一个第二天线结构是无线电天线。第一天线结构优选地用于建立WLAN-连接或蓝牙连接，第二天线结构用于诸如GSM、UMTS、LTE、5G等的移动无线电。在此，不同的天线负责不同的频率范围。由此，可以最优地控制并针对相应的频率配置天线。通过第一天线结构和第二天线结构的间隔还可以防止由于可能出现的相消干涉造成的相互影响。

根据天线装置的另一实施方式，至少一个第二天线结构作为薄膜局部地集成在车辆的窗玻璃或车身部件中。车窗玻璃上的、例如以银印刷的形式的天线结构适合于接收低频。薄膜可以在制造过程期间集成到窗玻璃中。当将天线结构集成到车身中时，例如可以在塑料部件的制造过程中将天线结构引入铸模中。在金属的车身部件的情况下，第二天线结构可以集成在与漆涂层平行的区域中。

根据天线装置的另一实施例，第二天线结构作为薄膜局部地布置在车辆的窗玻璃或车身部件上。窗玻璃可以是例如车辆的前窗玻璃、后窗玻璃或侧窗玻璃。前窗玻璃或后窗玻璃为第二天线结构的安装或集成提供了大面积的区域，这提供了许多布置可能性。另外，可用于布置第二天线结构的类似结构和缆线通常已经存在。另选地或附加地，第二天线结构可以后续地被粘接或熔接上。由此也可以实现车辆改装。

根据本发明的另一实施方式，第二电子电路和至少一个第一天线结构布置在阻抗转换器的第一电子电路上。由此，可以通过天线及其控制装置直接扩展阻抗转换器。在使用SMD构件并优化阻抗转换器的电路板上的封装密度的情况下，可以在公共电路板上布置附加的天线和带有阻抗转换器的电子组件的相应收发器。

根据本发明的另一实施方式，该至少一个第一天线结构布置在阻抗转换器的壳体外部。由此，天线结构可以例如设计为薄膜，并且可以围绕阻抗转换器的壳体缠绕或固定在其上。由此，由于可以避免由于壳体造成的衰减，可以提高该至少一个第一天线结构的性能。

根据本发明的另一有利的实施方式，至少一个第一天线结构集成在阻抗转换器的壳体的壁部中。由此，第一天线结构可以在阻抗转换器的壳体的制造期间被集成到壳体中。例如，可以在注入塑料以制造壳体之前将天线结构嵌入注塑模具中。特别地，由此可以进一步减小所需的安装空间。

根据本发明的另一有利的实施方式，至少一个阻抗转换器布置在车辆的前部区域或车辆的后部区域中。由此可以实现阻抗转换器在车辆中的最佳安装位置。特别地，阻抗转换器的这种定位可以实现与相邻车辆、数据服务、移动无线电服务等的损耗最小的通信连接。

附图说明

根据附图中的实施方式示意性地示出本发明并且参考附图进一步描述本发明。附图示出：

图1示出根据本发明的实施方式的天线装置的示意图；

图2示出具有根据本发明的两个天线装置的车辆的示意性平面图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的实施方式的天线装置1的示意图。天线装置1具有阻抗转换器2。阻抗转换器2布置在壳体4中并且可以通过插接连接器6以导电的方式与其它部件连接。第一天线结构8被集成在阻抗转换器2的壳体4中。除了阻抗转换器的电子电路之外，将用于运行集成的第一天线结构8的第二电子电路和用于运行布置在壳体4外部的第二天线结构10的第三电子电路也引入到阻抗转换器2的壳体4中。为了清楚起见，未示出集成在壳体4中的电子电路。第二天线结构10经由电线12与第三电子电路连接，并且在此例如布置在车辆16的后窗玻璃14上。

图2示出具有两个根据本发明的天线装置1的车辆16的示意性平面图。这两个天线装置1布置在车辆16的后窗玻璃14的区域中。特别地，阻抗转换器2的相应的壳体4被集成在车辆16的C柱中，其中，第二天线结构10被布置在后窗玻璃14的两侧上，并且经由电线12与被布置在相应的阻抗转换器2的相应的壳体4内的相应的第三电子电路连接。

附图标记列表：

1 天线装置

2 阻抗转换器

4 壳体

6 插接连接器

8 第一天线结构

10 第二天线结构

12 电线

14 后窗玻璃

16 车辆

Claims (8)

1.一种用于车辆(16)的天线装置(1)，该天线装置具有用于运行至少一个第一天线结构(8)的至少一个第二电子电路、用于运行至少一个第二天线结构(10)的至少一个第三电子电路、和至少一个阻抗转换器(2)，其中，阻抗转换器(2)具有引入阻抗转换器(2)的壳体(4)中的、具有至少一个电输入端和至少一个电输出端的至少一个第一电子电路，以用于无源或有源地匹配阻抗和用于放大无线电广播天线的信号，

其特征在于，

在壳体(4)中布置有至少一个第二电子电路，所述至少一个第二电子电路与被用于发送和接收数据的所述至少一个第一天线结构(8)连接，其中，所述至少一个第一天线结构(8)安装在壳体(4)上或所述壳体中，在壳体(4)中还布置有至少一个第三电子电路，所述至少一个第三电子电路经由至少一条电线(12)与被用于发送和接收数据的至少一个第二天线结构(10)连接，所述至少一个第二天线结构布置在壳体(4)外部，其中，所述至少一个第二天线结构(10)被设计为薄膜。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述至少一个第二天线结构(10)被设置为用于，局部地布置在车窗玻璃(14)上或集成在车窗玻璃(14)中。

3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述至少一个第二天线结构(10)被设置为用于，局部地集成在车辆(16)的车身部件中或布置在车辆(16)的车身部件上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述至少一个第一天线结构(8)和所述至少一个第二天线结构(10)能被针对不同的频率设计或匹配。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述至少一个第一天线结构(8)被设计成用于接收高频，所述至少一个第二天线结构(10) 被设计成用于接收低频。

6.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述至少一个第一天线结构(8)和所述至少一个第二天线结构(10)是无线电天线。

7.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述至少一个第一天线结构(8)集成在壳体(4)的壁部中。

8.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述至少一个阻抗转换器(2)布置在车辆(16)的前部区域中或布置在车辆(16)的后部区域中。

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