CN117321853A - 天线单元、天线模块和机动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆(2)的天线模块(1)的天线单元(5)，其中该天线单元(5)包括AM天线(7)和FM天线(7)。本发明提出：天线单元(5)具有DAB天线(6)，其中AM天线(7)和FM天线(7)被设计为具有共用的第一天线基座(29)的组合的AM‑FM天线(7)，其中DAB天线(6)至少部分地被设计为AM‑FM天线(7)的一部分(6a)，该部分藉由分接部(22)与指配给DAB天线(6)的第二天线基座(30)相连接。

Description

天线单元、天线模块和机动车辆

本发明涉及一种用于机动车辆的天线模块的天线单元，其中该天线单元包括AM天线、FM天线和DAB天线。本发明还涉及一种具有这样的天线单元的天线模块，以及一种具有这样的天线模块的机动车辆。

机动车辆的网络化程度不断提高。以前，机动车辆的天线主要被提供用于接收无线电，而如今必须集成额外的天线。例如，这些额外的天线是WLAN(Wireless Local AreaNetwork，无线局域网)天线、V2X天线、用于提供移动连接和/或互联网连接的电话LTE(LongTerm Evolution，长期演进)5G天线等。在此，期望在尽可能小的模块中容纳尽可能多的天线，以便可以将这样的模块例如集成在车顶上、例如集成在车顶的鲨鱼鳍下方。然而，该处可用的结构空间非常有限。这样的鲨鱼鳍的高度例如不得超过7cm。这已经对用于无线电接收的天线的集成提出了重大挑战，这些天线由于其尺寸而通常被集成在车辆中的其他部位、例如集成在后窗玻璃上。

因此，本发明的目的在于，提供一种天线单元、天线模块和机动车辆，其可以实现以尽可能紧凑的方式在天线单元中集成尽可能多的天线，这些天线包括至少一个AM-FM天线和DAB天线。

该目的通过具有根据相应的独立专利权利要求所述的特征的天线单元、天线模块和机动车辆来实现。本发明的有利设计方案是从属专利权利要求、说明书以及附图的主题。

在此，用于机动车辆的天线模块的本发明天线单元包括AM天线和FM天线。天线单元还具有DAB天线，其中AM天线和FM天线被设计为具有共用的第一天线基座的组合的AM-FM天线，并且其中DAB天线至少部分地被设计为AM-FM天线的一部分，该部分藉由分接部与指配给DAB天线的第二天线基座相连接。

这具有很大的优势，即AM天线、FM天线和DAB天线可以使用共用的天线部件，从而可以在非常小的结构空间中提供呈天线单元形式的组合的AM-FM-DAB天线。在此，AM天线和FM天线可以有利地被提供为组合的FM天线，该组合的FM天线仅被指配了单个共用的基座，即第一天线基座。DAB天线具有其自身的第二天线基座，但该天线仍然可以被提供为AM-FM天线的一部分，这可以通过所提到的分接部来实现。这有利地允许在非常小的体积内形成具有AM天线、FM天线和DAB天线的天线单元。因此，尤其可以提供高度小于10cm、尤其是小于7cm的天线单元，使得该天线单元可以有利地例如被集成到机动车辆车顶的鲨鱼鳍形罩件中。此外，天线单元的这种紧凑设计还仍可以实现在如此小的体积中容纳另外的天线，例如是以多频段和多功能的天线模块的形式，这随后将详细描述。

在此，AM(调幅)天线尤其被理解为这样一种天线，即该天线被设计成用于发送和接收中波范围内的信号、尤其是约0.5MHz至约2MHz的信号。对应地，FM(调频)天线被设计成用于接收和/或发送介于87.5MHz至108MHz范围内的信号，而DAB(Digital AudioBroadcasting，数字音频广播)天线用于接收和/或发送介于174MHz至约240MHz之间的范围内的信号。由于AM和FM的频率范围不同，因此在此不存在对接收品质产生负面影响的风险。这可以有利地用于设计非常紧凑但同时高效的天线单元。

在本发明的另一个有利的设计方案中，天线单元具有绕组部和在第一方向上布置在该绕组部上方的顶部负载电容，其中绕组部由螺旋天线绕组提供，这些螺旋天线绕组被指配给AM-FM天线，并且这些螺旋天线绕组只有一部分被指配给DAB天线，该部分将顶部负载电容和剩余的螺旋天线绕组彼此电连接。通过形成具有螺旋天线绕组的AM-FM天线以及DAB天线，可以实现特别紧凑地提供天线单元的绕组部、即天线单元的不同于顶部负载电容的部分。由于顶部负载电容作为AM-FM天线和DAB天线的一部分，因此可以进一步缩小天线单元的结构。因此，天线单元那么可以被实施为两件式的，其中一部分由顶部负载电容提供，而另一部分由对应的螺旋天线绕组提供，其中顶部负载电容和这些螺旋天线绕组又可以有利地由DAB天线和AM-FM天线至少部分地共享。

此外，还存在许多可能性来形成顶部负载电容。例如，顶部负载电容可以被实现为装配后的(例如经冲压或深冲的)金属板或粘贴在载体上的薄膜。顶部负载电容还可以被印在载体上。该载体例如可以是保护盖，在该保护盖中布置有包括天线单元的天线模块的模块部件，这将随后进行阐述。

在本发明的另一个有利的设计方案中，螺旋天线绕组的指配给DAB天线的部分藉由导电的连接元件与顶部负载电容耦合，该连接元件被设计成用于在第一方向上提供误差补偿。

这有利地允许将顶部负载电容(例如以如上所述的方式)布置在载体上，其中在相对于应用装置的绕组部布置载体的情况下，通过连接元件可以有利地实现误差补偿，这显著地简化了装配。因此，通过在天线单元的顶部负载电容与绕组部之间建立电气连接的连接元件，可以有利地使绕组部与其上设置有顶部负载电容的载体之间的生产和装配误差较小。另一方面，对于这样的连接元件的形成，现在又有了更多种可能性。优选地，通过作为这样的连接元件的弹簧或接触泡沫体来实现耦合。于是，这样的接触泡沫体例如可以包括金属颗粒，以便能够实现导电。然而，对AM-FM-DAB天线的顶部负载电容的接触还可以以其他方式、例如通过夹紧来进行。

如果天线单元例如被布置其在机动车辆上的预定安装位置，那么第一方向优选大体上与车辆竖直方向对应。但在一般情况下，第一方向还可以被定义为大体上平行于重力的方向且与重力相反指向。因此有利的是，顶部负载电容是天线单元的最高的组成部分，这可以最大限度地提高接收品质。然后，由DAB天线和AM-FM天线共享的螺旋天线绕组对应地布置在下方，并且再下方进而是仅指配给AM-FM天线的螺旋天线绕组。然后，在螺旋天线绕组下方对应地可以布置AM-FM天线和DAB天线的第一基座和第二基座。相关的天线可以通过基座与发射和接收单元耦合。这种布置方式有利地使得可以由DAB天线和AM-FM天线来共享顶部负载电容。

在本发明的另一个非常有利的设计方案中，天线单元具有电路板，该电路板在第一方向上具有高度并且在垂直于第一方向的第二方向上具有宽度，其中至少部分地被设计为平面螺旋天线的AM-FM天线和DAB天线的螺旋天线绕组布置在该电路板上，并且其中螺旋天线绕组的至少大部分沿第二方向延伸。因此，组合的AM-FM天线以及DAB天线可以有利地被设计为电路板上的相应的平面螺旋天线，即顶部负载电容除外。AM-FM天线和DAB天线、即其各自的绕组部对应有利地在共用的电路板上被实现，这节省了结构空间和材料。所描述的设计方案的另一个很大的优势在于，螺旋天线绕组的至少大部分沿第二方向延伸。即，这具有很大的优势：由此可以将另外的天线(例如随后将详细阐述的LTE-5G电话天线)布置得非常靠近天线单元，并且同时确保天线单元与该附加的天线的尽可能好的解耦。例如，该附加的天线的电路板可以垂直于天线单元的电路板定向，从而由此可以使解耦最大化。

因此，本发明的另一个非常有利的设计方案是：螺旋天线绕组的走向相对于垂直于第一方向的平面的斜率小于预先确定的极限值，该极限值优选为最大5°，特别有利地为最大3°、例如为2.2°。由此可以使与另外的天线的解耦最大化。

在本发明的另一个有利的设计方案中，AM-FM天线在特定的第一频率范围内比在特定的第二频率范围内具有更高的效率，其中DAB天线在第一频率范围内比AM-FM天线具有更低的效率并且比在第二频率范围内具有更低的效率，在第二频率范围内，DAB天线还比AM-FM天线具有更高的效率。这例如可以通过AM-FM天线和DAB天线的适当的几何设计方式来提供。通过这些不同的频率范围，可以提供DAB天线与AM-FM天线的自然解耦。在这种情况下，DAB天线优选被设计成使其在DAB频带(即第二频率范围)内具有串联和并联谐振，而AM-FM天线被设计成使其在FM频带(即通常是第一频率范围)内只具有并联谐振。此外，至少在DAB带的某个部分区域中，FM天线在基座处具有的效率明显较低，从而至少在DAB带的某个部分区域中可以提供与DAB天线的自然解耦。这通过将AM-FM天线的并联谐振放置在位于DAB带的起始位置附近来确定其设计方式。另一方面，DAB天线在FM带内的效率较低。这例如可以通过其尺寸以及在共用的电路板、例如是(优选在第一方向上的)至少一个狭槽上实施的可选解耦措施来提供。

因此，本发明的另一个非常有利的设计方案是：分接部被设计为电路板上的导电元件，该导电元件逆着第一方向从指配给DAB天线的绕组延伸至第二天线基座并且在第二方向上布置在仅指配给AM-FM天线的螺旋天线绕组的旁边，其中在电路板上，在导电元件与仅指配给AM-FM天线的螺旋天线绕组之间至少在局部布置有沿第一方向延伸的狭槽。由此可以进一步增强DAB天线与AM-FM天线之间的解耦。第二方向上的狭槽宽度可以根据可用的结构空间来提供并且例如可以是一毫米或几毫米。

此外，本发明还涉及一种具有根据本发明的天线单元或其设计方案之一的天线模块。因此，针对根据本发明的天线单元及其设计方案所提到的优点同样适用于根据本发明的天线模块。

在此，应当注意的是：根据本发明的天线单元及其设计方案或根据本发明的天线模块及其设计方案优选应用于机动车辆，但天线单元或天线模块的用途不应局限于机动车辆领域。原则上，这样的天线模块或根据本发明的天线单元或其设计方案之一可以用于任何领域，并且在AM-FM-DAB天线应设计得非常紧凑的领域并且例如在应以尽可能小的结构空间来提供多种天线功能的领域尤其具有优势。

例如，天线模块还可以具有保护罩，该保护罩在第一方向上布置在电路板的上方，其中顶部负载电容在第一方向上布置在保护罩的上方。例如，顶部负载电容可以布置在作为载体的保护罩上。然而，顶部负载电容还可以集成在外罩中，该外罩例如可以通过机动车辆的鲨鱼鳍来提供，顶部负载电容进而布置在保护盖的上方。在这种情况下，保护罩有利地一方面具有保护天线模块的模块部件的功能，另一方面同时用作顶部负载电容的载体。这种双重功能又可以促进天线模块的尽可能紧凑的设计。

此外，天线模块还可以包括主电路板，DAB天线和AM-FM天线、尤其是以其各自的基座与该主电路板相连接。例如，AM-FM-DAB天线的电路板可以直接布置在该主电路板上或至少与之导电连接。例如，当天线模块布置在机动车辆上的预定安装位置时，该主电路板可以大体上平行于车顶定向。

此外非常有利的是，天线模块例如包括至少一个另外的天线。这样的另外的天线例如可以被设计为LTE-5G电话天线和/或GNSS(全球导航卫星系统)天线和/或V2X天线和/或WLAN天线和/或UWB天线。原则上，还存在如下可能性，即：将天线布置在相对于主电路板的第一侧以及还有与第一侧相反布置的主电路板的第二侧。例如，第一侧可以相对于机动车辆上的预定安装位置向外指向，而第二侧对应地指向车辆内部空间的方向。于是，天线单元对应地优选布置在主电路板的第一侧，优选至少一个、优选两个、特别优选四个LTE-5G电话天线也是如此。布置在外侧可以改善接收。通过充分利用天线还可以布置在内侧、即主电路板的第二侧的这一事实，仍可以以非常紧凑的方式在天线模块中容纳明显更多的天线。

在此，LTE-5G电话天线通常应被理解为这样一种天线，即，该天线被设计成用于根据移动无线电标准、尤其是根据LTE(长期演进)标准和5G标准以及可选的4G标准和/或GSM标准来发送和接收信号。这样的LTE-5G电话天线提供得越多，所能够实现的数据传输速率就越高。这还被称为MIMO(Multiple In Multiple Out，多输入多输出)，因为可以通过多个天线按比例并行发送或接收要传输的信息。由此，还可以通过更多的天线提供根据数据传输速率更高的无线电标准(例如5G)的通信。例如，通过两个这样的天线可以提供根据4G标准的通信，并且通过四个这样的天线可以提供根据5G标准的通信。因此，LTE-5G电话天线的名称在此应作如下理解：LTE-5G电话天线可以用于根据5G标准的通信，但不是单个这样的天线就已足以实现这一目的。然而，也已经可以通过单个这样的LTE-5G电话天线来提供数据传输速率低于根据5G标准的移动无线电通信。

在此，这样的LTE-5G电话天线同样可以在电路板上实现。该电路板随后对应地优选垂直于AM-FM-DAB天线的电路板定向，以便可以实现最大化解耦。此外，优选的是，至少一个第一LTE-5G电话天线具有两个天线臂，这两个天线臂彼此不是电连接的，而是仅彼此电容耦合的。因此，针对大于1GHz的较高频率的臂可以通过这种电容耦合来激励针对小于1GHz的较低频率的臂。通过这种电容耦合，还可以使与天线单元的AM天线的解耦最大化。这可以实现将第一LTE-5G电话天线布置得特别靠近天线单元。如上所述，还优选的是，主电路板的第一侧上的至少一个第二LTE-5G电话天线被设置为天线模块的一部分。例如，该至少一个第二LTE-5G电话天线可以被布置成尤其相对于第二方向尽可能远离该天线，以便提供与之的最大化解耦。此外，优选的是，这两个LTE-5G电话天线的电路板彼此垂直定向，以进一步增大该解耦且更有效地利用结构空间。天线单元例如可以布置在第一LTE-5G电话天线与第二LTE-5G电话天线之间。此外，在第二LTE-5G电话天线与天线单元之间可以布置GNSS天线，以及还可选地布置另外两个LTE-5G电话天线。此外，还可以将一个或两个V2X天线集成在第一LTE-5G电话天线和第二LTE-5G电话天线中，即集成在同一个电路板上。在此，V2X天线(其或者还被称为Car2X天线)用于车辆与另一车辆或任何其他通信设备的(例如根据WLANp标准的)通信。基于该天线的典型带宽，因此与其他天线的耦合风险不大。可额外设置在主电路板的第二侧上的天线例如可以是eCall天线、WLAN(Wireless Local AreaNetwork，无线局域网)天线和/或UVB(超宽带)天线。因此，在某种程度上可以有利地将许多其他天线布置在主电路板的下方，并且因此布置在机动车辆的内部空间中或将其布置成朝向机动车辆的内部空间。任选地，例如还可以在这样的天线模块中、尤其是同样优选在第二主电路板上提供和集成另外的电气和/或电子部件，如调谐器、收发器、接收器、控制单元等。

此外，本发明还涉及一种具有根据本发明的天线模块或其设计方案之一的机动车辆。

在此优选的是，天线模块至少部分地布置在机动车辆的机动车辆车顶上、尤其是布置在机动车辆车顶的鲨鱼鳍形罩件的下方。尤其在该部位可以实现特别好的接收，并且通过本发明还可以提供在如此有限的结构空间中同样提供多种不同的天线及天线功能的可能性。

此外，天线模块可以以多种方式方法与车顶耦合。在此优选的是，天线模块与车顶具有良好的电连接，无需螺钉或借助一个或多个螺钉即可实现这种电连接。通过这种电连接，可以建立与车顶的接地连接。车顶天线模块、即布置在机动车辆车顶上的天线模块还可以被实施为一件式或两件式的，这随后将借助附图阐述。然而，在所有情况下，天线与主电路板均具有至少一个电接触，以便可以实现与接收器和收发器的连接。在此，接收器和收发器同样可以集成在天线模块中，但还可以布置在较远的位置。

由于通过本发明及其实施方式可以有利地实现以非常小的结构空间来提供具有多种天线的天线模块，因此特别有利于将该天线模块在机动车辆的车顶区域中容纳在机动车辆的外罩下方、即鲨鱼鳍下方。然后，上述保护盖对应地位于外罩下方。顶部负载电容于是例如可以布置在保护盖上，或者还可以集成到外罩中。

本发明还包括所描述的实施方式的特征的组合。

下面描述本发明的实施例。在附图中：

图1示出具有根据本发明的实施例的天线单元的天线模块的示意图；

图2示出根据本发明的实施例的天线单元的连结部的示意图；

图3示出根据本发明的实施例的DAB天线和AM-FM天线的效率随频率变化的曲线示意图；以及

图4示出具有根据本发明的另一实施例的天线单元的天线模块的示意图。

下文阐述的实施例为本发明的优选实施方式。在实施例中，该实施方式的所描述的部件相应地形成单独的、应认为是彼此独立的发明特征，这些特征还彼此独立地分别进一步构成本发明并且因此还可以单独地或以与所示组合不同的组合被看作本发明的组成部分。此外，所描述的实施方式还可以通过本发明的已经描述的特征中的其他特征来补充。

在附图中，功能相同的元件分别设有相同的附图标记。

图1示出用于机动车辆2的天线模块1的示意图，其中仅示例性地展示了车顶3和装配在车顶3上的外罩4，外罩还被称为鲨鱼鳍。在此，天线模块1示例性地作为多功能和多频段的天线模块1被实施在最小的结构空间中。在这种情况下，天线模块1包括根据本发明的实施例的天线单元5。天线单元5还被称为AM-FM-DAB天线5，因为它同时包括DAB天线6和组合的AM-FM天线7(参见图2)。在此示例中，除了随后将详细阐述的天线单元5之外，天线模块1还具有布置在另一天线单元5上的第一LTE-5G电话天线8。此外，在此示例中，天线模块1还包括第二LTE-5G电话天线9，第三LTE-5G电话天线和第四LTE-5G电话天线10、11，GNSS天线12以及两个V2X天线13、14。在此，这些天线模块部件布置在主电路板15上，主电路板又布置在载体16(其还可以被称为底座)上。此外，至少在这些天线模块部件的大多数上方布置有保护罩17。除了被指配给天线单元5的顶部负载电容18之外，其余所有天线均布置在保护罩17下方。此外，天线模块1可以藉由螺纹连接20被装配在机动车辆的车顶上。在此示例中，在天线模块1中没有集成调谐器或收发器、接收器等。随后借助图4来详细阐述集成有接收装置、调谐器、接收器等的另外的示例。本发明及其实施方式可以实现有利地提供非常紧凑的天线模块1，在该天线模块中，由天线单元5提供的最高天线在第一方向(其对应于在此展示的z方向)上小于10cm，尤其是在第一方向上仅被测得为约7cm。在此，关于天线模块1相对于机动车辆2的预定安装位置，z方向还对应于车辆竖直方向，在此展示的x方向对应于车辆纵向方向，其中x方向尤其指向车辆前部的方向，并且y方向指向车辆横向方向。尤其，z方向还被称为第一方向，y方向被称为第三方向，而x方向被称为第二方向。此外，AM-FM-DAB天线5放置在车顶模块1的最高区域中，并且AM-FM-DAB天线还被实现为两件式的。在这种情况下，第一部分5a位于保护盖17的下方，而第二部分5b形成已经提到的顶部负载电容18。如图所示，AM-FM-DAB天线5的顶部负载电容18在此可以布置在保护盖17上，或者还可以集成在外罩4(即鲨鱼鳍)中。顶部负载电容18借助于接触元件21接触AM-FM-DAB天线5的第一部分5a，该接触元件优选表示弹簧或导电的泡沫材料。对AM-FM-DAB天线5的第一部分5a的这种接触(即接触元件21)还可以以其他方式、例如通过夹紧来进行。此外，顶部负载电容18可以被实现为装配后的(例如经冲压或深冲的)金属板或粘贴的薄膜。顶部负载电容还可以被印在保护盖14上。针对顶部负载电容18是薄膜的情况，顶部负载电容可以具有导体路径结构，或者顶部负载电容被实施为谐振的导体路径结构。

天线单元5的第一部分5a被实现为竖直放置的PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)天线。在图2中，还将具体地再次展示AM-FM-DAB天线5的第一部分5a。

在此，图2示出根据本发明的实施例的天线单元5的绕组部5a的第一侧的俯视图的示意图。在此，DAB天线6和AM-FM天线7均实施有螺旋天线绕组6a、7a，这些螺旋天线绕组布置在电路板24上。电路板在y方向上的厚度例如可以在0.5mm与2mm之间并且在此示例中为1mm。在此，各个螺旋天线绕组6a、7a可以作为导体路径被施加到电路板24上，其中各个前侧和后侧的导体路径区段通过对应的过孔25相互连接，为了清楚起见，在图2中仅为这些过孔之一设置了附图标记。因此，平面的螺旋天线6、7在某种程度上以具有沿z方向彼此上下布置的多个绕组的扁平压制线圈的形式来提供。此外，在此示例中，用实线表示在第一侧大体上水平延伸或平行于x-y平面延伸的螺旋天线绕组6a、7a，并且用虚线表示在电路板24的背面延伸的螺旋天线绕组6a、7a，后者在此相对于x-y平面具有尽可能小的斜率。该斜率优选为最大3度。

现在特别有利的是，被指配给AM-FM天线7的螺旋天线绕组7a的部分6a可以同时用于DAB天线6。换言之，用7a标示所展示的螺旋天线绕组的整体，并且这些螺旋天线绕组形成由AM-FM天线使用的螺旋天线绕组7a，而用6a标示如下的螺旋天线绕组，这些螺旋天线绕组额外地还由DAB天线6使用或者提供该天线的一部分。在此，用7b标示仅由AM-FM天线7使用的螺旋天线绕组。

此外，AM-FM-DAB天线5的螺旋天线绕组6a、7a藉由耦合元件21与顶部负载电容18电连接，其中在此用26标示这种电连接。

AM天线和FM天线(其在此作为组合的AM-FM天线7来提供)对应地具有共用的第一天线基座29。DAB天线6具有其自身的第二天线基座30。基座29、30与主电路板15(参见图1)电气连接。

因此，DAB天线6以如下方式被提供，即，被指配给DAB天线6的螺旋天线绕组6a藉由分接部22与第二基座30导电连接。分接部22可以被实施为布置在电路板24上的、大体上沿z方向延伸的导电连接。此外，为了改善DAB天线6与AM-FM天线7的解耦，有利的是，在分接部或导电连接22与仅被指配给AM-FM天线7的螺旋天线绕组7b之间布置有狭槽或(在此示例中同样沿z方向延伸的)通孔28。由于天线部分6a、7a被设计为平面的螺旋天线绕组6a、7a，因此绕组6a、7a在y方向上几乎不延伸。由于各个螺旋天线绕组6a、7a相对于x-y平面尽可能平坦地延伸，因此天线单元5的沿z方向延伸的导电部件能够减少到最低限度。这可以实现与相邻布置的天线、尤其是第一LTE-5G电话天线8(参见图1)的最大化解耦。

此外，为了在DAB天线6与FM天线7之间提供尽可能好的解耦，有利的是，这些天线被设计成针对不同的频率范围在其效率(还被称为天线增益)方面有所优化，如图3所示。在此，在图3中示例性地展示了AM-FM天线7的效率E的三条曲线7c，并且示例性地展示了DAB天线6的效率E的可能的两条曲线6b，它们各自与频率f相关。可以看到，FM天线7优选在第一频率范围F1内所具有的效率E明显高于(一方面)DAB天线6以及(另一方面)第二频率范围F2内的FM天线7的效率，在第二频率范围内，该天线的效率E优选明显低于DAB天线6的效率。在此，第一频率范围F1与FM频率范围对应，并且例如受到下限频率f1和上限频率f2的限制。例如，f1可以是87.5MHz，而f2可以是108MHz。第二频率范围F2表示DAB频率范围，并且从第三频率f3延伸至第四频率f4。例如，第三频率f3可以是174MHz，而第四频率f4可以是240MHz。为了实现这一点，可以对对应的天线6、7的几何形状进行适当的构造。天线的几何特性尤其可能会影响对应天线的串联和并联谐振。在此，DAB天线6优选被设计成使其在DAB频带F2内具有串联和并联谐振。AM-FM天线的并联谐振优选位于DAB带F2的起始位置附近。由此可以提供自然解耦。DAB天线6在FM带F1内的效率较低，这一方面由诸如其长度的几何特性来提供，以及另一方面还通过设置狭槽(例如就图2已经描述的狭槽28)来提供。

有利地，这些设计方案可以实现：在非常紧凑的、非常小的结构空间中提供具有集成的AM-FM天线7和集成的DAB天线6的天线单元5，并且仍然可以实现天线的非常好的接收品质。

图4在此示出根据本发明的另一实施例的天线模块1。此外，除了下面阐述的差异之外，该天线模块1可以以如上所述的方式进行设计。尤其，天线模块1同样可以具有就图1所阐述的天线，即使在此示例性地未展示第三LTE-5G电话天线和第四LTE-5G电话天线10、11。在此同样未展示两个V2X天线13、14，但它们仍然可以是天线模块1的一部分。在此，就图1已经提到的天线布置在主电路板15的第一侧15a上，其中在主电路板15的相反侧15b同样可以布置随后还将详细阐述的部件。在此示例中，天线模块1根据单件式的装配方案来设计，根据该装配方案，组装好的天线模块1可以作为整体从下方穿插过车顶3中的孔或通孔42并且进行装配。换言之，在此示例中，车顶天线模块1仅可从车辆内部实现装配。在此，只有模块1的外部部分、即位于底座或载体元件16a上方的那些部件穿插过凹口42。在这种情况下，天线模块1的各个穿插的天线和部件又可以被装配在单独的载体元件16a(即与天线模块1的内部部分相连接的底座)上。载体元件16a针对各个天线具有对应的开口43，AM-FM天线7和DAB天线6的基座29、30以及剩余天线的基座39、40、44、45穿过这些开口，以确保各个天线与主电路板15的电接触。在此，39标示用于天线检测的第一LTE-5G电话天线8的接地触点；40标示第一LTE-5G电话天线8的基座；44标示GNSS天线12的基座；并且45标示第二LTE-5G电话天线9的基座。在此，天线模块1与车辆2的车顶3的连接可以通过金属化泡沫46来实现。同时，这又可以在z方向上提供误差补偿。在此，至少位于主电路板15的第一侧15a的天线(尤其是例如本示例中的GNSS天线12)全都垂直于主电路板15定向并且被设计为相应的PCB天线。在此，还特别有利的是，天线单元5的电路板24被设计成垂直于第一LTE-5G电话天线的电路板。

主电路板15在载体元件16a上的紧固进而可以藉由对应的螺纹连接20来进行。

此外，第二LTE-5G电话天线9优选垂直于第一LTE-5G电话天线8定向，以便为这两者提供最大化解耦。例如，如图1所示，如果设有另外的LTE-5G电话天线10、11，那么这些天线优选又平行于第一LTE-5G电话天线8定向。

在此示例中，GNSS天线12被设计为贴片天线。因此，该天线相对于z方向是非常平坦的并且具有圆形辐射特性，该圆形辐射特性大部分垂直向上指向，即指向z方向。然而，为了减少顶部负载电容18可能造成的屏蔽而还可以提出的是，将GNSS天线12替代性地同样设计为PCB天线，即该天线的电路板进而优选垂直于主电路板15定向。在这样的电路板上，GNSS天线12可以被设计为具有电容馈电的类偶极子天线，其例如呈向下开放的弧形或向下开放的抛物线的形状。在此，保护盖17下方在z方向上的最大可用高度可以充分用于实现这种GNSS天线12。通过这样的类偶极子天线解决方案，同样可以有利地提供z方向上的主辐射方向、或对应的接收特性。相较于在此展示的贴片天线12，这样的类偶极子天线解决方案仅被设计成用于发射线性极化信号。通过这样的具有电容馈电的类偶极子天线解决方案，可以实现天线在GNSS带内的解耦并实现AM的功能。

在此示例中，天线模块1还额外地具有接收器或收发器47以及调谐器48。此外，天线模块还可以包括控制单元49和电源50。这些部件可以直接布置在主电路板15上，尤其是布置在主电路板的第二侧15b上、但还部分地布置在第一侧15a上。此外，在主电路板15的第二侧15b上还布置有另外的天线，例如WLAN天线51和备用E-Call天线52。尽管在此仅示例性地展示了一个接收器47，但可以在主电路板15布置多个接收器。以下部件尤其有利：LTE-5G电话收发器、无线电调谐器、GNSS接收器、WLAN收发器和V2X接收器，尤其是针对每个V2X天线13、14(如果有的话)。所有这些接收器和收发器均优选集成在主电路板15上的位于较低位置的盒53中。此外，所有天线均与主电路板15具有至少一个电接触，以确保与接收器和收发器的连接。此外，天线模块可以具有至少一个或多个数字接口或至少一个连接器54，通过这些接口或连接器，天线模块1可以与诸如CAN总线、以太网、Flexbus等车辆总线耦合。

替代性地，天线模块1还可以根据两件式的方案来设计，但在此没有明确地展示。不过，这只需要稍加修改即可。主电路板15例如可以被实施为两件式的，使得为布置在第一侧15a的部件指配主电路板15的一部分或第一主电路板15，并且为布置在第二侧15b的部件指配主电路板15的第二部分或第二主电路板15。于是，天线模块1的上部可以对应地从上方装配在车顶3上，而天线模块1的下部从下方装配在车顶上。额外设置的连接器可以穿过车顶3而与主电路板15的这两个部分或这两个主电路板15导电连接。这样的连接器可以对应地用于布置在车顶3上面的部件的各个连接线路。

总体而言，这些示例示出了本发明如何能够提供一种集成的、具有用于DAB的分接部的、在电气意义上非常小的AM-FM-DAB天线(小于100mm)，该天线可以实现尤其用于机动车辆的车顶天线系统的集成的AM-FM-DAB天线的紧凑技术解决方案。该些天线既可以被设计为不含调谐器和收发器集成的传统天线模块，也可以被设计为具有用于提供“remoteradio，远端射频”的集成的AM-FM-DAB天线的智能、多功能车顶天线模块。此外，还可以集成电话服务和数据服务。

Claims (11)

1.一种用于机动车辆(2)的天线模块(1)的天线单元(5)，其中所述天线单元(5)包括AM天线(7)和FM天线(7)，

其特征在于，

所述天线单元(5)具有DAB天线(6)，其中所述AM天线(7)和所述FM天线(7)被设计为具有共用的第一天线基座(29)的组合的AM-FM天线(7)，其中所述DAB天线(6)至少部分地被设计为所述AM-FM天线(7)的一部分(6a)，所述部分藉由分接部(22)与指配给所述DAB天线(6)的第二天线基座(30)相连接。

2.根据权利要求1所述的天线单元(5)，

其特征在于，

所述天线单元(5)具有绕组部(5a)和在第一方向上布置在所述绕组部上方的顶部负载电容(18)，其中所述绕组部(5a)由螺旋天线绕组(7a；6a，7b)提供，所述螺旋天线绕组被指配给所述AM-FM天线(7)，并且所述螺旋天线绕组只有一部分(6a)被指配给所述DAB天线(6)，所述部分将所述顶部负载电容(18)以及仅被指配给所述AM-FM天线(7)的螺旋天线绕组(7c)彼此电连接。

3.根据权利要求2所述的天线单元(5)，

其特征在于，

所述螺旋天线绕组(7a)的指配给所述DAB天线(6)的部分(6a)藉由导电的连接元件(21)与所述顶部负载电容(18)耦合，所述连接元件被设计成用于在所述第一方向(z)上提供误差补偿。

4.根据前述权利要求之一所述的天线单元(5)，

其特征在于，

所述天线单元(5)具有电路板(24)，所述电路板在第一方向(z)上具有高度并且在垂直于所述第一方向(z)的第二方向(x)上具有宽度，其中至少部分地被设计为平面螺旋天线的所述AM-FM天线(7)和DAB天线(6)的螺旋天线绕组(7a；6a，7b)布置在所述电路板(24)上，其中所述螺旋天线绕组(7a；6a，7b)的至少大部分沿所述第二方向(x)延伸。

5.根据前述权利要求之一所述的天线单元(5)，

其特征在于，

所述螺旋天线绕组(7a；6a，7b)的走向相对于垂直于所述第一方向(z)的平面的斜率小于预先确定的极限值，所述极限值最大为5°。

6.根据前述权利要求之一所述的天线单元(5)，

其特征在于，

所述AM-FM天线(7)在特定的第一频率范围(F1)内比在特定的第二频率范围(F2)内具有更高的效率(E)，并且其中所述DAB天线(6)在所述第一频率范围(F1)内比所述AM-FM天线(7)具有更低的效率(E)并且比在所述第二频率范围(F2)内具有更低的效率(E)，在所述第二频率范围内，所述DAB天线(6)还比所述AM-FM天线(7)具有更高的效率(E)。

7.根据前述权利要求之一所述的天线单元(5)，

其特征在于，

所述分接部(22)被设计为所述电路板(24)上的导电元件(22)，所述导电元件逆着所述第一方向(z)从指配给所述DAB天线(6)的所述螺旋天线绕组(6a)延伸至所述第二天线基座(30)并且在所述第二方向(x)上布置在仅指配给所述AM-FM天线(7)的所述螺旋天线绕组(7b)的旁边，其中在所述电路板(24)上，在所述导电元件(22)与仅指配给所述AM-FM天线(7)的所述螺旋天线绕组(7b)之间至少在局部布置有沿所述第一方向(z)延伸的狭槽(28)。

8.一种天线模块(1)，所述天线模块具有根据前述权利要求之一所述的天线单元(5)。

9.根据权利要求8所述的天线模块(1)，

其特征在于，

所述天线模块具有(1)保护罩(17)，所述保护罩在所述第一方向(z)上布置在所述电路板(24)的上方，其中所述顶部负载电容(18)在所述第一方向(z)上布置在所述保护罩(17)的上方。

10.根据权利要求8或9之一所述的天线模块(1)，

其特征在于，

所述天线模块(1)包括选自以下组的至少一个另外的天线：LTE-5G电话天线、GNSS(全球导航卫星系统)天线、V2X天线、WLAN天线和UWB天线。

11.一种机动车辆(2)，所述机动车辆具有根据权利要求8至10之一所述的天线模块(1)，

其特征在于，

所述天线模块(1)至少部分地布置在所述机动车辆(2)的机动车辆车顶(3)上，尤其是布置在所述机动车辆车顶(3)的鲨鱼鳍形罩件(4)的下方。