CN114243251A - 车体天线模块和冷却车体天线模块的方法 - Google Patents

车体天线模块和冷却车体天线模块的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种车体天线模块(10)，特别是5G天线模块(10)，其用于车辆，特别是机动车辆，至少包括：下壳体(100)、远程信息处理单元(200)和天线支持件(400)，其中主要在横向方向(Qr)上延伸的天线模块(10)配置为使得，远程信息处理单元(200)的远程信息处理印刷电路板(202)可被主动冷却，其中远程信息处理单元(200)或远程信息处理印刷电路板(202)的第一部分(214)可通过强制气流冷却，且远程信息处理单元(200)或远程信息处理印刷电路板(202)的第二部分(224)可通过珀尔帖元件(222)冷却。

Description

车体天线模块和冷却车体天线模块的方法
技术领域
本发明涉及车体天线模块，特别是5G天线模块，其用于车辆，特别是机动车辆。另外，本发明涉及冷却车体天线模块，特别是5G天线模块的方法。此外，本发明涉及车体和车辆。
背景技术
DE 10 2016 123 868 A1(US 10 135 110 B2)公开了一种外部车体车顶天线模块，其可安装在车辆的车顶上且其具有冷却系统。该冷却系统包括电池和可由电池供应电流的珀尔帖冷却元件。天线和天线模块的属于天线的电子器件布置在珀尔帖冷却元件的冷侧。天线设计成用于从电子器件辐射信号或从另一个通信装置接收辐射的信号。
汽车行业将为新一代机动车辆配备5G技术。对于其高频，将NAD(网络接入设备)收发器靠近天线模块放置是有利的，以避免电缆损耗。外部或集成式车顶天线模块具有良好的高频性能，缺点是当暴露于阳光时而可能产生高温，其中温度敏感的收发器未来将被集成到这样的热区域中。车顶下方/中的温度高达105℃。收发器的典型工作温度范围从-40℃到+85℃(高于+85℃，NAD收发器的SAW滤波器通常将无法再使用，因为它们会失去其有效性或在规范外工作)。因此，本发明的目的是提出一种用于车辆，特别是机动车辆的改进的外部和/或集成式车体天线模块。
发明内容
本发明的目的通过一种车体天线模块来实现，特别是5G天线模块，其用于车辆，特别是机动车辆；通过一种冷却车体天线模块的方法来实现，特别是冷却5G天线模块；以及通过车体和车辆来实现。本发明的有利改进、附加特征和/或优点源自从属权利要求和以下描述。
为了使天线模块的NAD收发器能够在如此炎热的环境中工作，主动冷却是必须的。其他部件，例如电源、放大器、CPU、以太网装置、Wi-Fi、GNSS、SDARS等可以在高达125℃的更高温度(结温)下工作。另一个挑战是整个智能天线模块可用的空间是有限的。这里，必须避免不同关键温度范围之间的热短路。因此，必须能够管理小区域中的高温差异。
根据本发明的车体天线模块至少包括：下壳体、远程信息处理单元和天线支持件，例如，天线印刷电路板，且主要在横向方向上延伸的天线模块配置为使得，远程信息处理单元的远程信息处理印刷电路板可被主动冷却，其中远程信息处理单元或远程信息处理印刷电路板的第一部分可通过强制气流冷却，并且远程信息处理单元或远程信息处理印刷电路板的第二部分可通过珀尔帖元件冷却。
术语‘车体天线模块’旨在表达的是，该天线模块配置为附接和/或安装在车体的一部分上和/或中，特别是车辆(特别是机动车辆)的至少一个车体部分、后车体、至少一个后车体部分、(后)车顶等。这里，天线模块可以配置为外部天线模块(即，可外部安装在车体上)和/或特别是配置为集成式天线模块(即，可外部安装在车体中/上，例如在外壳、盖等的下方)。当然，可以使用其混合形式。
第一部分可以配置为远程信息处理印刷电路板的非NAD区域，且第二部分可以配置为远程信息处理印刷电路板的NAD区域。远程信息处理印刷电路板可以在NAD区域和非NAD区域之间包括热屏障布置，用于解耦相互热交换。热屏障布置旨在特别是防止从远程信息处理印刷电路板的非NAD区域到NAD区域中的热流。热屏障布置可以例如布置为远程信息处理印刷电路板中的贯通狭缝、减少的截面、接地导体的减少、金属(特别是铜)的出现的局部减少，等等。
远程信息处理印刷电路板的NAD区域是这样的区域，在其中布置NAD(网络接入装置)及其可能的外围设备(见图6)。特别地，这可以是远程信息处理印刷电路板的特定的端部部分。因此，非NAD区域是远程信息处理印刷电路板的这样的区域，其远离NAD及其可能的外围设备。另外，替代地或附加地，NAD区域可以配置和/或指定为热关键区域，且非NAD区域可以配置和/或指定为远程信息处理印刷电路板的热较不关键区域。
在一个实施例中，热屏障布置在远程信息处理印刷电路板中包括两个贯通狭缝，其优选地将远程信息处理印刷电路板划分为头部(相对于躯干相对较小)、颈部(在头部和躯干之间的窄点)，以及躯干(相对于头部相对较大)。贯通狭缝优选地基本上对称地布置，特别是镜像对称地布置，在远程信息处理印刷电路板中，其中其头部、颈部和躯干也优选对称，特别是镜像对称地布置在远程信息处理印刷电路板中。优选地，远程信息处理印刷电路板的对应的中心横向方向是镜像轴线。
天线模块可以配置为使得车辆的车体，或(整个)车辆，充当天线模块的主要热沉。‘主要热沉’旨在理解为唯一打算的热沉，除了借助于风扇(见下文)的强制热输送和通过天线模块的其他散热。天线模块可以配置为使得来自远程信息处理单元的热量可以经由其下壳体传递到所述/一车体。下壳体特别是由良好的热导体制成，特别是由金属，优选铝。
天线模块可以在横向端部部分中包括风扇，其中可由所述风扇强制的气流被至少引导到远程信息处理印刷电路板的第一部分上。优选地，风扇配置为离心式风扇。风扇可以吹送或吸入强制气流跨越远程信息处理印刷电路板，可能还横向地和/或经过底部，或者穿过天线模块。附加地或替代地，天线模块还可流体机械地连接到车辆的空调系统。
远程信息处理单元可以包括两个彼此邻接的区域，优选在横向方向上。这里，远程信息处理单元的第一区域可以对应于远程信息处理印刷电路板的所述/一非NAD区域。另外，远程信息处理单元的第二区域可以包括冷却封装，远程信息处理印刷电路板的所述/一NAD区域被布置在其中，以可被冷却。此外，远程信息处理单元的至少一个区域或两个区域可以与下壳体传热地接触。为此，传热装置，例如，导热垫、导热膏、导热胶等可以布置在下壳体和对应的区域之间。
远程信息处理印刷电路板的第二部分可以布置在远程信息处理单元的所述/一冷却封装中。另外，冷却封装可以包括珀尔帖元件、远程信息处理印刷电路板的NAD区域，以及优选地冷却封装盖。冷却封装盖可以由金属制成，特别是铝，和/或塑料。冷却封装还可以包括容纳框架，在其中可以容纳珀尔帖元件和NAD区域，其中容纳框架优选地通过冷却封装盖闭合。容纳框架可以由金属制成，特别是铝，或者塑料。
NAD区域可以与珀尔帖元件的冷侧传热地接触。当然，珀尔帖元件的冷侧取决于流过珀尔帖元件的电流，即，珀尔帖元件被致动以进行冷却，使得其冷侧建立在这里(NAD区域)。如果要加热NAD区域，例如在室外温度非常低的情况下，这当然可以通过反转电流来实现(见下文)。传热接触可以通过传热装置来建立，例如，导热垫、导热膏、导热胶、焊料等。冷却封装可以具有夹层结构，在夹层结构中，其封装部件在天线模块的竖直方向上堆叠地布置。另外，由风扇强制的气流还可以被引导到远程信息处理单元的冷却封装。气流要流过冷却封装，特别是在其下方和/或在侧面。
冷却封装可以配置为一种‘冰箱’或冷却箱(另请参见图5)。珀尔帖元件形成冰箱的后壁，其在珀尔帖元件的工作期间具有暖外表面(该热量基本上经由下壳体(第二基板(见下文)传递到车体)和冷却内侧(冷却空间)。容纳框架(可能与冷却封装盖的框架一起)形成冰箱的周向外壁，其中，另外，冷却封装盖充当闭合的冰箱门，并且相对于珀尔帖元件的冷却内侧封闭冰箱的冷却空间。借助于该措施，NAD区域的NAD或者NAD区域与强制气流热绝缘和解耦。冷却封装不必是液密的或气密的。
下壳体可以包括至少一个或正好一个基板。这里，基板的第一部分，特别是横向部分，可以与非NAD区域传热地接触。另外，基板的第二部分，特别是横向部分，可以与冷却封装传热地接触，特别是珀尔帖元件的热侧。为了解耦相互热交换，基板可以在其第一部分和其第二部分之间包括热屏障布置。热屏障布置旨在至少部分地或基本上防止热短路，即，基板部分之间的热交换。
热屏障布置旨在特别地防止从基板的第一部分到第二部分中的热流。热屏障布置可以例如配置为基板中的贯通狭缝、减少的截面，等等。另外，两个部分可以经由热绝缘体彼此连接，以形成一个或单个基板。
下壳体可以包括至少或正好两个底板。第一基板可以与非NAD区域传热地接触。另外，第二基板可以与冷却封装传热地接触，特别是珀尔帖元件的热侧。相应的传热接触可以借助于传热装置来配置，例如，导热垫、导热膏、导热胶等(这也类似地适用于上述单个基板)。优选地，底板由金属制成，特别是铝(这再次类似地适用于上述单个基板)。珀尔帖元件的热侧当然取决于流过珀尔帖元件的电流，即，珀尔帖元件被致动以进行冷却，使得其热侧布置在这里(单个或第二基板)。
为了解耦相互热交换，两个底板，或单个基板的两个热解耦的部分，在天线模块中彼此间隔开地布置，优选经由热屏障布置，特别是热屏障狭缝。优选的是，当在横向方向上观察时，远程信息处理印刷电路板的热屏障布置与两个基板之间的热屏障狭缝至少重叠，或者当在竖直方向上观察时，一个在另一个里面，或者它们基本上彼此对准。
至少一个或一个相应的天线支持件可以布置在第一和/或第二基板上。借助于天线模块的部件的内部布置，例如，利用至少一个单独的天线支持件，提供了灵活性，并且可以根据变化的需求(安装空间、扩展的频率范围等)快速地调节单个天线支持件，而不必修改远程信息处理印刷电路板或另一天线支持件，例如，天线印刷电路板。有利地，天线支持件利用了天线模块的最大可用高度，以便实现尽可能高的效率。也就是说，除了上壳体以及可能的基板和/或可能的下壳体以外，天线支持件基本上占据天线模块内的至少一个区域中的全部高度。
可被风扇强制的气流还可以被引导到至少一个天线支持件上。下壳体在横向端部部分中可以包括侧端部分，在该侧端部分上安装风扇。优选地，所述侧端部分包括风扇的进气口，其中风扇可以直接安装在进气口上方。优选地，该侧端部分由塑料制成。在横向端部部分中，下壳体可以包括包含出气口的侧端部分。出气口用于将被加热的空气从天线模块输送出来。优选地，该侧端部分也由塑料制成。
在一个实施例中，根据天线模块的几何形状，冷却空气可以由风扇从一个横向端部部分引导到天线模块的另一个横向端部部分(出气口位于其中)。风扇的横向布置，即在横向方向的外侧，有利于实现天线模块的低高度。另外，风扇还帮助其他集成电子器件，例如在天线支持件上，例如，天线印刷电路板，另一印刷电路板(参见下文)等，以可经由冷却空气进行冷却。这也可以在一定程度上适用于珀尔帖元件的热侧，其中优选的是，冷却空气能够在横向方向上横向流过冷却封装。为此，气隙可以在横向方向上布置在冷却封装与例如第二基板的侧壁或护墙、天线模块的壳体部分等之间。
下壳体可以配置为使得其可以面积的方式连接到车体。彼此相关的热耦合表面应尽可能大，其中可在这两个耦合表面之间设置表面压力，以实现良好的热接触。这可以例如通过螺纹连接来实现。例如，则也可以使用导热垫、导热膏、导热胶等。下壳体还可以在其外表面上包括传热装置，特别是导热垫。也可以使用导热膏、导热胶等。结果，天线模块中产生的热量可以很好地消散到车体，从而到整个车辆。然后，这种热量也可以被车体或车辆消散到环境中，其进而起到热沉的作用。天线模块本身优选没有单独的热沉，特别是单独的带翅片热沉，即，天线模块优选地不包括这样的热沉。当然，例如，下壳体或至少基板还可以配置为冷却器，例如通过冷却翅片。特别地，侧壁或护墙，优选在横向方向上，适用于该目的。这里，还优选的是，冷却器或冷却翅片还可通过强制气流冷却。结果，进一步的，可以更好地引导来自风扇的空气，并且可以更好地传递珀尔帖元件的热量。
天线模块可以在下壳体(特别是远程信息处理单元)与上壳体之间包括另一印刷电路板。另一印刷电路板可以例如安装在上壳体中。天线模块的最大或可达到的高度为：大约：50mm，45mm，40mm，35mm，32.5mm，30mm，27.5mm，25mm，22.5mm，20mm，17.5mm或15mm。另外，借助于天线模块，可以执行根据本发明的用于冷却车体天线模块，特别是5G天线模块的方法。
在根据本发明的用于冷却的方法中，天线模块包括远程信息处理单元，其包括远程信息处理印刷电路板，其中远程信息处理单元或远程信息处理印刷电路板被划分为非NAD区域和NAD区域，且如果超过极限温度，非NAD区域和/或NAD区域被主动冷却，且非NAD区域和NAD区域可以基本上彼此独立地冷却。
这意味着，例如，如果超过第一极限温度，初始时可以主动冷却仅基本上NAD区域或仅基本上非NAD区域。如果超过第二极限温度，此外，还可以主动冷却非NAD区域或NAD区域。当然，还可能的是，如果超过第三极限温度，则主动冷却非NAD区域和NAD区域两者。相应的冷却系统(见上文)可以保持休眠，直到达到天线模块中的或天线模块的电子系统中的相应的极限温度。
这里，例如，在天线模块工作期间，NAD区域的最大温度为85℃，使得例如，其极限温度可以设定为约：75℃，77.5℃，80℃，81℃或82℃。NAD区域的非工作的最大温度可以更高，约105℃至125℃。相应地，为其选择极限温度。另外，例如，在天线模块的工作期间，非NAD区域的最大温度为125℃，使得例如，其极限温度可以设定为约：115℃、117.5℃、120℃、121℃或122℃。
如果超过极限温度，非NAD区域可以通过来自风扇的强制气流冷却。如果超过极限温度，NAD区域可以通过珀尔帖元件冷却。如果超过极限温度，NAD区域可以通过所述/一珀尔帖元件和所述/一强制气流冷却。
在实施例中，非NAD区域的热量可以在横向方向上通过强制气流(参见图3中的箭头(气流))输送到车体天线模块之外。另外，珀尔帖元件的热量可以在横向方向上通过强制气流输送到车体天线模块之外。与可消散到车体的珀尔帖元件的热流(参见图5中的箭头(热流))相比，该热流相对较小。此外，珀尔帖元件的热量可以消散到车辆的车体，优选经由车体天线模块的下壳体或基板。与可以通过强制气流输送走的珀尔帖元件的热流相比，该热流相对较大。
优选地，(智能)热软件控制/调节风扇、珀尔帖元件，和/或远程信息处理印刷电路板，以避免热故障和/或损坏电子器件。至少一个温度传感器通过热软件形成热管理的起点。相关的极限温度可以在至少一个关键电子部件处/中测量，特别是远程信息处理印刷电路板。另外，相关的极限温度可以在非NAD区域的外部和/或内部测量，和/或在NAD区域的外部和/或内部测量。另外，相关的极限温度可以在所述/一基板上的至少一个点处测量，在珀尔帖元件附近，等等。
例如，在整体概念中，可以使用热管理，根据单个极限温度或多个极限温度，可能考虑到外部温度，借助于该热管理可以应用于以下可能的场景。场景a：风扇不活动，且珀尔帖元件不活动；场景b：风扇活动(控制/调节气流，或冷却)且珀尔帖元件不活动；场景c：风扇活动(有/无控制/调节气流或冷却)且珀尔帖元件活动(有/无控制/调节功率)；和/或场景d：风扇不活动且珀尔帖元件活动(有/无控制/调节功率)。
在冷却方法中，如果在天线模块内部超过极限温度，可能即使在主动冷却的情况下，天线模块的至少一个受影响的部件无法工作。天线模块可以根据本发明配置为车体天线模块，特别是5G天线模块。
在非常低的温度下，例如，低于-25℃至低于-35℃，特别是低于-40℃，以下场景e也可以适用。由于在这样的温度下，NAD区域的性能可能不理想或没有给出，因此可以经由加热将NAD区域引入更好或理想的温度范围。即，通过电反转珀尔帖元件的极性，可以利用珀尔帖元件对NAD区域进行加热。
根据本发明的车体或根据本发明的车辆包括根据本发明的车体天线模块，特别是根据本发明的5G天线模块。另外，借助于根据本发明的车辆，可以执行根据本发明的用于冷却车体天线模块，特别是5G天线模块的方法。冷却方法可以通过天线模块的内部控制单元或可能是车辆的控制单元来执行，其当然也可以承担其他任务。
下面将借助示例性实施例更详细地描述本发明，并参考所附的未按比例绘制的示意图。具有相同、单一或类似配置和/或功能的部分、元件、部件、单元、部件、和/或方案在附图说明(见下文)、附图标记列表中，专利权利要求和在附图中具有相同的附图标记。可能的替代方案，其未在本发明的发明内容(见上文)中描述的，未在附图中描绘的和/或不是相对于本发明的示例性实施例的穷尽性的、静态的和/或运动学反转、组合等或其组成部分、图、单元、部件、元件，或者其部分的，还可以从附图标记列表和/或附图说明中被移除。
在本发明中，特征(部分、元件、部件、单元、组成部分、功能、尺寸等)可以被肯定地设计，即，存在，或否定地设计，即不存在。在本申请文件中(说明书(发明内容(见上文)、附图说明(见下文))、附图标记列表、专利权利要求、附图)，否定特征不被明确地描述为特征，除非根据本发明，其不存在是重要的。也就是说，实际做出的发明，而不是由现有技术构成的发明，是省略了该特征。
本申请文件的特征不仅可以以指定的方式使用，而且可以以另一方法和/或方式使用(隔离、总结、替换、添加、独特位置、省略等)。特别地，根据附图标记和与其相关联的特征，或反之亦然，可以替换、添加或省略专利权利要求和/或说明书中的描述、附图标记列表、专利权利要求、和/或附图中的特征。此外，专利权利要求中的特征可以由此被更详细地解释和/或指定。
说明书中的特征可以被解释为可选特征(鉴于(最初在很大程度上未知的)现有技术)，即，每个特征可以理解为可选的、任意的或优选的特征，即非约束性的特征。因此，从示例性实施例提取可能包括其周边的特征是可能的，其中该特征然后可转化为一般化的发明构思。示例性实施例中特征的不存在(否定的特征)表明该特征对于本发明是可选的。此外，在特征的种类术语的情况下，也可以为特征读取通用术语(可能进一步分层理解为亚属等)，由此，例如，考虑到相同效果和/或等效，特征的一般化是可能的。
附图说明
在仅为示例性的附图中，示出了以下内容：
图1描绘了用于机动车辆的根据本发明的车体天线模块的实施例的透视图，其没有更详细地进行说明，
图2描绘了根据本发明的这样的天线模块的另一实施例的三维分解图，
图3描绘了根据本发明的天线模块的实施例的下壳体和远程信息处理单元的根据本发明的布置的三维分解图，
图4描绘了处于组装状态的图3的下壳体和远程信息处理单元的根据本发明的布置的俯视图，
图5描绘了在机动车辆的车体的凹部中的，穿过图4的下壳体和远程信息处理单元的布置的，在纵向方向和竖直方向上的剖视图，
图6描绘了用于根据本发明的远程信息处理单元的根据本发明的远程信息处理印刷电路板的俯视图，其包括头部、颈部和躯干，以及
图7描绘了用于天线模块的根据本发明的冷却系统的一般化原理的示意性框图。
具体实施方式
下面借助于车体天线模块10(特别是5G天线模块10)的变型的实施例的示例性实施例，并结合用于冷却车辆(特别是机动车辆)的这样的天线模块的方法(见上文)，来解释本发明。尽管通过优选的示例性实施例更详细地描述和说明了本发明，但是本发明不受所公开的示例性实施例的限制，而是具有更基本的性质。
在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以由此和/或从上述(本发明的描述)中得到其他变化例。本发明普遍适用于车辆天线领域，特别是在用于机动车辆的外部(未描绘)或集成式车顶天线模块中。附图仅描绘了理解本发明所必需的本发明的对象的空间截面。
图1和图2描绘了集成式天线模块10的两种总体结构，其中，在图1中，天线模块10布置在车体0(特别是后端0或车顶0(前部、中间、后部))的凹部1(特别是凹陷1)中。非常一般地近似地，天线模块10具有棱柱体的形状，特别是近似或基本上为长方体的形状，具有相对较长的横向范围(在车辆或天线模块10的横向方向Qr上)，以及长度(在车辆或天线模块10的纵向方向Lr上)，其优选大于其高度(在车辆或天线模块10的竖直方向Hr上)。
图1和图2所示的这样的天线模块10包括例如，下壳体100、远程信息处理单元200(TCU：远程信息处理控制单元)、可能的另一电路板300，例如天线支持件300，特别是用于卫星服务，可能的至少一个天线支持件400，以及上壳体500。如果设置了其他电路板300，则其优选地安装在上壳体500中。
根据本发明，参见图3至6，除了冷却装置222、223、226、228之外，远程信息处理单元200还包括远程信息处理印刷电路板202。远程信息处理印刷电路板202(特别地参见图6)被划分为两个部分214、224，其中第一部分214被配置为非NAD区域214，且第二部分224被配置为NAD区域224。优选地，外部形状，即，远程信息处理印刷电路板202的实际印刷电路板的外部轮廓，相对于远程信息处理印刷电路板202的中心横向轴线Qr至少部分地镜像对称地形成。特别地，非NAD区域214和/或NAD区域224以此方式镜像对称。
远程信息处理印刷电路板202在非NAD区域214和NAD区域224之间包括热屏障布置204，例如，至少一个贯通狭缝204。目前，热屏障布置204包括两个贯通狭缝204、204，它们将远程信息处理印刷电路板202相对于中心横向轴线Qr镜像对称地划分成头部224、颈部205和躯干214(图6)。作为缩颈的其余的颈部205被设计为使得确保头部224和躯干214之间的信号交换，但是头部224和躯干214之间的任何其他(导热)材料被主要或基本上移除。
用于移动通信的收发器模块(NAD)优选地位于远程信息处理印刷电路板202的上侧(见图3)。这有若干技术原因。收发器本身作为单独的模块供应，其包括印刷电路板、焊接在其上的IC和保护笼。经由模块的印刷电路板(即，远程信息处理印刷电路板202)实现最佳散热(最低热阻)。经由保护笼的散热通常效果明显较差。换热器(即，珀尔帖元件222)的最佳连接因此是经过远程信息处理印刷电路板202(其承载收发器模块和其他电子部件)的路径。
根据本发明(参见图3至5)，如果在天线模块10处/中超过极限温度，则远程信息处理印刷电路板202的第一部分214或非NAD区域214，以及远程信息处理印刷电路板202的第二部分224或NAD区域224被主动冷却，其中第一部分214或非NAD区域214，以及第二部分224或NAD区域224可以基本上彼此独立地冷却。
优选地，远程信息处理印刷电路板202的第一部分214或非NAD区域214通过强制气流冷却，且远程信息处理印刷电路板202的第二部分224或NAD区域224通过珀尔帖元件222冷却(TEC(热电冷却器)元件222)。强制气流可以优选地由风扇132产生，特别是离心式风扇132。对于温度控制，例如热管理的温度控制，例如通过热软件，参见上文。
另外，远程信息处理单元200可以划分成两个区域214、220。第一区域214基本上等同于远程信息处理印刷电路板202的第一部分214或非NAD区域214。远程信息处理单元200的第二区域220包括冷却封装220，远程信息处理印刷电路板202的NAD区域224被布置在其中，以可被冷却。两个区域214、220的取向，即第一区域214的范围(在横向方向Qr上)和第二区域220的堆叠方向(夹层)(在竖直方向Hr上)优选主要或基本上彼此垂直。此外，可被风扇132强制的气流可以被引导到冷却封装220上。
从下至上参考图3，冷却封装220包括容纳框架223，在其中可以容纳珀尔帖元件222。另外，NAD区域224可以被容纳在容纳框架223中的珀尔帖元件222上，其中它们处于良好的传热接触。冷却封装220在顶部可闭合，优选地通过冷却封装盖226，该冷却封装盖226可以位于NAD区域224上或可以布置为距其一定距离(气隙)。
第一区域214或非NAD区域214优选地以良好的传热接触布置在下壳体100上，特别是第一(下壳体)基板110。第二区域224或NAD区域224或冷却封装220或珀尔帖元件222以及可能的容纳框架223优选地以良好的传热接触布置在下壳体100上，特别是第二(下壳体)基板120。优选地，第一基板110和第二基板120在天线模块10中经由例如配置为气缝115的热屏障115相对于彼此间隔开。
珀尔帖元件222布置在冷却封装220中以使得，或被致动以冷却第二区域220或NAD区域224以使得，其热侧位于第二基板120处，且其冷侧位于NAD区域224处。特别地，在每种情况下都建立良好的传热接触。
至少在第二基板120下面，特别是在底板110、120两者下面，即，在天线模块10的外表面上布置传热装置102，例如导热垫102，其可以设置在车体0上，以及例如在凹部1中，以建立良好的传热接触。也就是说，天线模块10配置为使得车辆的车体0或者车辆充当主要热沉。
珀尔帖元件222或者珀尔帖元件222的冷侧、容纳框架223和冷却封装盖226限定或多或少密封的冷却空间228，这取决于对所涉及的部分执行的设计工作，所涉及的部分包括其窄点202的区域中的远程信息处理印刷电路板202。这里，NAD区域224位于远程信息处理单元200的冷却包200的冷却空间228的内部，并且非NAD区域214位于其外部。
天线支持件400可以设置在第一基板110和/或第二基板120上。这里，可被强制的气流可以被引导到该至少一个天线支持件400上。相邻地，在相应的横向方向Qr上，相应的(下壳体)侧端部分130、140可以连接至底板110、120中的一者或两者。风扇132可以例如安装在侧端部分130的进气口上。另外，另一侧端部分140可以包括出气口。
远程信息处理单元200目前不仅包括收发器(收发器模块)，还优选地包括其他部件，例如WLAN/BT/BTLE、用于GNSS的接收器、Gyro、用于eCall的音频放大器、CAN收发器、以太网收发器，和/或至少一个微控制器，等等。因此，其优选的是完整的远程信息处理单元200而不仅是收发器或IC。与收发器相比，这些额外的电子器件可以应对更高的温度，不需要复杂的冷却；风扇在此就足够了。
然而，必须尽可能防止额外的电子器件进一步加热收发器模块。否则，珀尔帖元件222会进一步受热，可能会造成热短路。因此，必须在这两个部分(非NAD区域214与收发器模块或NAD区域224)之间建立一种具有尽可能少的连接的岛(半岛)(收发器模块，NAD区域224)。此处，可能必须对冷却封装220中的收发器进行热绝缘。通过风扇的横向布置，空气能够对电子器件进行冷却，同时对冷却封装220进行冷却。因此，在一个冷却概念中存在要冷却的两个不同部分或区域的组合。
原则上，收发器通常仅在某个限定的温度范围内才能理想地工作。根据本发明，通过冷却和可能的加热，尝试能够在该范围内尽可能长时间地操作收发器。但是，如果温度进一步升高，那么重要的不仅仅是性能，还必须仍提供基本功能，例如，以便能够在紧急情况下触发eCall。在这种情况下，必须确保eCall能力。因此，天线模块10被致动或部分开启，以便不产生更多热量。
当然，根据本发明，可以进一步推进隔离，使得非NAD区域214与收发器模块或NAD区域224在天线模块10中彼此分开布置。这在图7中的示意性框图中进行了描述(非NAD区域214和NAD区域224之间没有本质连接)。顶部的箭头表示来自风扇132穿过非NAD区域214的气流，底部的箭头表示从珀尔帖元件22进入车体1的热流。
附图标记列表
0 车体
1 凹部
10 车体天线模块
100 下壳体
102 传热布置
110 用于冷却非NAD区域214的(第一)(下壳体)基板
115 热屏障
120 用于冷却NAD区域224或冷却封装220或珀尔帖元件222的(第二)(下壳体)基板
130 (第一)(下壳体)侧端部分
132 风扇
140 (第二)(下壳体)侧端部分
200 远程信息处理单元
202 远程信息处理印刷电路板
204 热屏障装置
205 窄点
214 远程信息处理单元200的(第一)区域和远程信息处理印刷电路板202的(第一)部分，非NAD区域
220 远程信息处理单元200的(第二)区域，冷却封装
222 珀尔帖元件
223 容纳框架
224 远程信息处理印刷电路板202的(第二)部分，NAD区域
226 冷却封装盖
228 冷却空间
300 天线支持件
400 天线支持件
500 上壳体
Hr 天线模块10的竖直方向
Lr 天线模块10的横向方向
Qr 天线模块10的横向方向

Claims (15)

1.一种车体天线模块(10)，特别是5G天线模块(10)，用于车辆，特别是机动车辆，至少包括：
下壳体(100)、远程信息处理单元(200)和天线支持件(400)，其中主要在横向方向(Qr)上延伸的所述天线模块(10)配置为使得所述远程信息处理单元(200)的远程信息处理印刷电路板(202)可被主动冷却，其特征在于
所述远程信息处理单元(200)或所述远程信息处理印刷电路板(202)的第一部分(214)可通过强制气流冷却，且所述远程信息处理单元(200)或所述远程信息处理印刷电路板(202)的第二部分(224)可通过珀尔帖元件(222)冷却。
2.如权利要求1所述的车体天线模块(10)，其特征在于：
·所述第一部分(214)配置为所述远程信息处理印刷电路板(202)的非NAD区域(214)，且所述第二部分(224)配置为所述远程信息处理印刷电路板的NAD区域(224)，
·所述远程信息处理印刷电路板(202)在所述NAD区域(224)和所述非NAD区域(214)之间包括热屏障布置(204)，用于解耦相互热交换，和/或
·所述/一热屏障布置(204)在所述远程信息处理印刷电路板(202)中包括两个贯通狭缝(204，204)，它们将所述远程信息处理印刷电路板(202)优选地划分为：头部(224)、颈部(205)和躯干(214)。
3.如前述权利要求中任一项所述的车体天线模块(10)，其特征在于：
·所述天线模块(10)配置为使得所述机动车辆的车体充当所述天线模块(10)的主要热沉，
·所述天线模块(10)配置为使得，来自所述远程信息处理单元(200)的热量可以经由所述天线模块(10)的下壳体(100)传递到所述/一车体，和/或
·所述天线模块(10)在横向端部部分中包括风扇(132)，其中由所述风扇(132)强制的所述气流被至少引导到所述远程信息处理印刷电路板(202)的第一部分(214)上。
4.如前述权利要求中任一项所述的车体天线模块(10)，其特征在于，所述远程信息处理单元(200)包括区域(214，220)，其中：
·所述远程信息处理单元(200)的第一区域(214)对应于所述远程信息处理印刷电路板(202)的所述/一非NAD区域(214)，
·所述远程信息处理单元(200)的第二区域(220)包括冷却封装(220)，所述远程信息处理印刷电路板(202)的所述/一NAD区域(224)被布置在所述冷却封装中以可被冷却，和/或
·所述远程信息处理单元(200)的至少一个区域(214/220)或两个区域(214，220)与所述下壳体(100)传热地接触。
5.如前述权利要求中任一项所述的车体天线模块(10)，其特征在于：
·所述远程信息处理印刷电路板(202)的第二部分(224)布置在所述远程信息处理单元(200)的所述/一冷却封装(220)中，
·所述冷却封装(220)包括珀尔帖元件(222)、所述远程信息处理印刷电路板(202)的NAD区域(224)，以及优选地冷却封装盖(226)，和/或
·所述冷却封装(220)还包括容纳框架(223)，在所述容纳框架(223)中可以容纳所述珀尔帖元件(222)和所述NAD区域(224)，其中所述容纳框架(223)优选地可通过所述冷却封装盖(226)闭合。
6.如前述权利要求中任一项所述的车体天线模块(10)，其特征在于：
·所述NAD区域(224)与所述珀尔帖元件(222)的冷侧传热地接触，
·所述冷却封装(220)具有夹层结构，在所述夹层结构中，所述夹层结构的封装部件在所述天线模块(10)的竖直方向(Hr)上堆叠地布置，和/或
·由所述风扇(132)强制的所述气流还被引导到所述远程信息处理单元(200)的冷却封装(220)。
7.如前述权利要求中任一项所述的车体天线模块(10)，其特征在于，所述下壳体(100)包括至少一个或正好一个基板，其中：
·所述基板的第一部分与所述非NAD区域(214)传热地接触，
·所述基板的第二部分与所述冷却封装(220)传热地接触，特别是所述珀尔帖元件(222)的热侧，和/或
·为了解耦相互热交换，所述基板在所述基板的第一部分和所述基板的第二部分之间包括热屏障布置。
8.如前述权利要求中任一项所述的车体天线模块(10)，其特征在于所述下壳体(100)包括至少或正好两个底板(110，120)，其中：
·所述第一基板(110)与所述非NAD区域(214)传热地接触，
·所述第二基板(120)与所述冷却封装(220)传热地接触，特别是所述珀尔帖元件(222)的热侧，和/或
·为了解耦相互热交换，所述两个底板(110，120)经由热屏障狭缝(115)彼此间隔开地布置在所述天线模块(10)中。
9.如前述权利要求中任一项所述的车体天线模块(10)，其特征在于：
·至少一个或一个相应的天线支持件(400)布置在所述第一基板(110)和/或第二基板(120)上，
·由所述风扇(132)强制的所述气流还被引导到至少一个天线支持件(400)上，
·所述下壳体(100)在横向端部部分中包括侧端部分(130)，在所述侧端部分上安装所述风扇(132)，和/或
·所述下壳体(100)在横向端部部分中包括侧端部分(140)，所述侧端部分(140)包括出气口。
10.如前述权利要求中任一项所述的车体天线模块(10)，其特征在于：
·所述下壳体(100)配置为使得，所述下壳体(100)可以面积的方式连接到所述车体(1)，
·所述下壳体(100)在所述下壳体(100)的外表面上包括传热装置(102)，特别是导热垫，
·所述天线模块(10)本身没有独立的热沉，特别是独立的带翅片热沉,
·所述天线模块(10)在所述下壳体(100)，特别是所述远程信息处理单元(200)，与上壳体(500)之间包括另一印刷电路板(300)，
·所述天线模块(10)的最大高度为：大约：50mm，45mm，40mm，35mm，32.5mm，30mm，27.5mm，25mm，22.5mm，20mm，17.5mm，or 15mm，和/或
·借助于所述天线模块(10)，可以根据后续权利要求中的任一项执行冷却车体天线模块(10)，特别是5G天线模块(10)的方法。
11.一种冷却特别是机动车辆的车辆的特别是5G天线模块(10)的车体天线模块(10)的方法，其中
所述天线模块(10)包括包含远程信息处理印刷电路板(202)的远程信息处理单元(200)，其中所述远程信息处理单元(200)或所述远程信息处理印刷电路板(202)被划分为非NAD区域(214)和NAD区域(224)，其特征在于
如果超过极限温度，所述非NAD区域(214)和/或所述NAD区域(224)被主动冷却，且所述非NAD区域(214)和所述NAD区域(224)可以基本上彼此独立地被冷却。
12.如权利要求11所述的冷却方法，其特征在于：
·如果超过极限温度，所述非NAD区域(214)通过风扇(132)的强制气流冷却，
·如果超过极限温度，所述NAD区域(224)通过珀尔帖元件(222)冷却，和/或
·如果超过极限温度，所述NAD区域(224)通过所述/一珀尔帖元件(222)和所述/一强制气流冷却。
13.如前述权利要求中任一项所述的冷却方法，其特征在于：
·所述非NAD区域(214)的热量在所述横向方向(Qr)上通过所述强制气流被输送到所述车体天线模块(10)之外，
·所述珀尔帖元件(222)的热量在所述横向方向(Qr)上通过所述强制气流被输送到所述车体天线模块(10)之外，和/或
·所述珀尔帖元件(222)的热量被散发到所述车辆的车体(0)，优选经由所述车体天线模块(10)的下壳体(100)或基板(120)。
14.如前述权利要求中任一项所述的冷却方法，其特征在于，相关的极限温度：
·在至少一个关键电子部件处/中测量，特别是所述远程信息处理印刷电路板(202),
·在所述非NAD区域(214)的外部和/或内部测量，和/或在所述NAD区域(224)的外部和/或内部测量,
·如果，即使在主动冷却的情况下，在所述天线模块(10)的内部超过极限温度，所述天线模块(10)的至少一个受影响的部件不工作，和/或
·所述天线模块(10)根据前述权利要求中的任一项配置为车体天线模块(10)，特别是5G天线模块(10)。
15.一种特别是机动车辆的车辆的车体(0)，或者特别是机动车辆的车辆，其特征在于，
所述车体(0)或所述车辆包括根据前述权利要求中任一项所述的车体天线模块(10)，特别是5G天线模块(10)，和/或
借助于所述车辆，可以根据前述权利要求中的任一项执行冷却车体天线模块(10)，特别是5G天线模块(10)的方法。
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