DE102004008973B4

DE102004008973B4 - Schlitzantenne

Info

Publication number: DE102004008973B4
Application number: DE102004008973A
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. Lotterer; Jürgen von Dr.-Ing. Hagen
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-02-25
Also published as: JP2005244981A; DE102004008973A1; US20050195116A1

Abstract

Schlitzantenne (1), die zwischen zwei Karosserieteilen (3, 4) eines Fahrzeugs ausgebildet ist, wobei ein Antennensignal in einem Antennensignal-Abgriffspunkt (7) abgegriffen wird, wobei ein Karosserieteil (3) kapazitiv an einen Leiter (15) eines Hochfrequenzkabels (HF-Kabel) oder einen HF-Anschlussstecker (16) angekoppelt ist oder zwischen den Karosserieteilen (3, 4) mindestens ein kapazitiver Anschluss (5, 6) vorgesehen ist dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Ankopplung oder der kapazitive Kurzschluss über einen Abstandshalter (10, 20) erfolgt, der einen definierten Abstand zwischen den Karosserieteilen (3, 4) herstellt und an einem Karosserieteil (4) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlitzantenne, die zwischen zwei Karosserieteilen eines Fahrzeugs ausgebildet ist, wobei ein Antennensignal in einem Antennensignal-Abgriffspunkt abgegriffen wird, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der DE 100 39 467 A1 ist eine derartige Antennenordnung offenbart, welche ohne zusätzliche Antennenstrukturen unter Ausnutzung der konstruktiven Gegebenheiten eines Kraftfahrzeugs den Empfang von Rundfunksignalen, insbesondere bei Cabriolets, ermöglicht. Mindestens ein Antennenanschlusspunkt ist vorgesehen mittels dem über den Schlitz empfangene Signale kapazitiv auskoppelbar sind.

Aus der WO 00/69021 A1 ist ein Antennensystem für Fahrzeuge bekannt, wobei in ein leitendes Verkleidungsformteil Schlitze eingeschnitten werden. Das Formteil ist der Struktur des Fahrzeugs, in der es verwendet werden soll, angepasst.

Beispielsweise aus der EP 0 382 901 A2 und der DE 40 00 381 A1 sind Schlitzantennen für Kraftfahrzeuge bekannt geworden. Insbesondere ist es bekannt, für die Schlitzantennen einen Schlitz in der Fahrzeugkarosserie vorzusehen. Die Schlitzantenne, die insbesondere für Autoradioempfang vorgesehen ist, ist damit integrierter Bestandteil der Karosserie. Als Schlitz für die Schlitzantennen kann beispielsweise eine vorhandene Karosseriefuge im Bereich der Haube oder Tür des Fahrzeugs dienen, oder es kann der Schlitz in eine Karosseriefläche, insbesondere das Dach des Fahrzeugs, eingebracht sein. Gerade in Spalten treten auf Grund von Resonanz effekten hohe Feldstärken auf, die für die Ableitung starker Antennensignale ausgenutzt werden können.

Aus der WO 93/03507 ist eine Fahrzeugantenne in Form einer Schlitzantenne bekannt geworden. Die Schlitzantenne ergibt sich dadurch, dass ein Spalt zwischen Teilen der Fahrzeugkarosserie, beispielsweise zwischen einer starren Fahrzeugzelle und einem beweglichen Karosserieteil, etwa einer Tür, einem Kofferraumdeckel oder einer Motorhaube, gebildet ist. Zum Abgriff des Antennensignals ist ein Antennensignal-Abgriffspunkt vorgesehen, wobei die elektrische Verbindung eines HF-Anschlusssteckers an ein bewegliches Karosserieteil durch einen Steckkontakt realisiert ist. Der dort beschriebene Steckkontakt ist verschmutzungsgefährdet. Es wird ein galvanischer Kontakt gefordert, der nicht garantiert werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schlitzantenne eines Fahrzeugs bereitzustellen, mit der die Kontaktierung und der Leistungsabgriff optimiert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schlitzantenne der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die kapazitive Ankopplung oder der kapazitive Kurzschluss über einen Abstandshalter erfolgt, der einen definierten Abstand zwischen den Karosserieteilen herstellt und an einem Karosserieteil angeordnet ist.

Das Karosserieteil kann kapazitiv an einen Leiter eines Hochfrequenzkabels oder einen HF-Anschlussstecker gekoppelt sein. Durch die kapazitive Ankopplung ergibt sich eine verschmutzungssichere Kontaktierung der Schlitzantenne und ein verschmutzungssicherer Leistungsabgriff. Durch die kapazitive Kontaktierung bzw. die kapazitive Ankopplung der Schlitzantenne wird das abgegriffene Antennensignal nur unwesentlich beeinträchtigt. Es ist jedoch darauf zu achten, dass der Abstand zwischen dem Karosserieteil, das kapazitiv an den Leiter des Hochfrequenzkabels angeschlossen ist, zu dem Leiter bzw. einem damit in elektrischer Verbindung stehenden Teil möglichst gering ist. Das andere Karosserieteil kann über einen galvanischen Kontakt an einen weiteren Leiter des Hochfrequenzkabels oder den HF-Anschlussstecker angeschlossen sein. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es möglich, dass die Schlitzantenne nicht als zusätzliches Bauteil sichtbar ist. Weiterhin ist es möglich, eine Antenne auch für Fahrzeuge ohne Heckscheibe vorzusehen.

Gemäß der Erfindung ist somit gesehen, dass die kapazitive Ankopplung über einen ersten Abstandshalter erfolgt, der einen definierten Abstand zwischen den Karosserieteilen herstellt und an einem Karosserieteil angeordnet ist. Zwischen manchen Karosserieteilen sind Abstandshalter ohnehin vorgesehen. Beispielsweise befindet sich zwischen der starren Fahrzeugkarosserie und der Motorhaube in vielen Fahrzeugen ein Abstandshalter in Form eines so genannten Puffer, um die Motorhaube beim Schließen abzubremsen und um Vibrationen während der Fahrt zu vermeiden. Derartige Abstandshalter, die ohnehin schon vorhanden sind oder die nachträglich installiert werden können, werden zur kapazitiven Ankopplung verwendet. Dabei ist der Abstandshalter mit einem Ende an dem einen Karosserieteil angeordnet bzw. befestigt. Für die kapazitive Ankopplung muss der Abstandshalter gegenüber dem Karosserieteil, an welchem er angeordnet oder befestigt ist, elektrisch isoliert sein. Insbesondere, wenn die kapazitive Ankopplung über einen ohnehin schon vorhandenen Abstandshalter realisiert wird, ist es möglich, die Karosserieteile vollständig unbeeinflusst zu lassen, so dass der Herstellungsaufwand für erfindungsgemäße Schlitzantennen außerordentlich gering ist.

Ferner ist zwischen den Karosserieteilen mindestens ein kapazitiver Kurzschluss vorgesehen. Die leitenden Verbindungen, wie etwa Scharniere oder Schlösser, stellen, wenn sie hochfrequenzmäßig wirksam sind, im Idealfall einen Kurzschluss dar, und führen so zu einer definierten Stromverteilung um den Spalt und zu einer definierten Feldverteilung im Spalt. Der Idealfall eines Kurzschlusses über die Scharniere und/oder Schlösser ist jedoch üblicherweise nicht gegeben, da ein Scharnier oder ein Schloss eine nicht definierte, wenig reproduzierbare Impedanz darstellt, so dass dadurch die definierte Antennenfunktion des Spaltes beeinträchtigt werden kann. Unter anderem aus diesem Grund kann eine kapazitive Kurzschluss-Verbindung zwischen den den Spalt für die Schlitzantenne bildenden Karosserieteilen vorgesehen sein. Dadurch ist eine definierte, reproduzierbare Kurzschluss-Verbindung sichergestellt. Durch eine dadurch erreichte definierte Impedanz ergibt sich auch eine reproduzierbare eindeutige Antennenfunktion des Spalts. Die Ausbildung eines kapazitiven Kurzschlusses hat den Vorteil, dass dieser im Vergleich zum Stand der Technik verschmutzungssicher ist. Die Antennenfunktion wird durch eine Verschmutzung von Kontakten nicht oder nur wesentlich beeinträchtigt.

Der kapazitive Kurzschluss ist durch einen zweiten Abstandshalter ausgebildet, der an einem Karosserieteil angeordnet ist. Wie bereits erwähnt, sind Abstandshalter häufig im Fahrzeug ohnehin vorhanden. Derartige Abstandshalter können als kapazitive Kurzschluss-Verbindungen verwendet werden. Des Weiteren ist es ohne großen Aufwand möglich, weitere derartige Abstandshalter in einem Fahrzeug anzuordnen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste oder zweite Abstandshalter einen elektrisch leitfähigen Teil aufweist und zwischen einem freien Ende des Abstandshalters und dem anderen Karosserieteil, an dem der Abstandshalter nicht angeordnet bzw. befestigt ist, ein elastisches, insbesondere elektrisch isolierendes, Material angeordnet ist. Durch den elektrisch leitfähigen Teil erfolgt beim ersten Abstandshalter ein Anschluss an ein HF-Kabel bzw. einen HF-Anschlussstecker und beim zweiten Abstandshalter eine Verbindung zum anderen Karosserieteil. Durch das elastische Material, insbesondere eine Material schicht, wird der Abstand zwischen dem kapazitiv anzukoppelnden Karosserieteil und dem freien Ende des leitfähigen Teils des Abstandshalters festgelegt. Das elastische Material bewirkt weiterhin eine Dämpfung und Abfederung des Karosserieteils. Die elastische Materialschicht und damit das freie Ende des Abstandshalters ist vorzugsweise in Schlitznähe, insbesondere am Schlitzrand, angeordnet.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der elektrisch leitende Teil des Abstandshalters zumindest auf einer dem anderen Karosserieteil zugewandten Seite das elastische, insbesondere elektrisch isolierende, Material aufweist. Dies bedeutet, dass das elektrisch leitende Teil des Abstandshalters von dem elastischen Material, insbesondere Gummi, überzogen ist, auf dem das Karosserieteil, an dem der Abstandshalter nicht befestigt ist, aufliegen kann.

Bei einer alternativen Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das andere Karosserieteil an einer dem Abstandshalter zugewandten Stelle das elastische, insbesondere elektrisch isolierende, Material aufweist. In diesem Fall ist das elastische Material beispielsweise an der Unterseite einer Motorhaube oder eines Kofferraumdeckels angeordnet. Es versteht sich, dass das elastische Material relativ dünn ausgebildet sein sollte, um eine gute kapazitive Ankopplung bzw. einen guten kapazitiven Kurzschluss zu erreichen.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der Abstandshalter ein Kopfteil aufweist. Ein derartiges Kopfteil sollte eine große Fläche aufweisen. Zum einen wird durch eine große Fläche eine gute Auflage des anderen Karosserieteils sichergestellt. Zum anderen wird durch einen großflächigen Kopf des Abstandshalters eine gute kapazitive Ankopplung ermöglicht.

Eine besonders gute kapazitive Ankopplung bzw. ein guter kapazitiver Kurzschluss kann realisiert werden, wenn der Abstandshalter im Querschnitt T-förmig ausgebildet ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste Abstandshalter mit seinem elektrisch leitfähigen Teil mit einem ersten Leiter eines HF-Kabels verbunden ist und das eine Karosserieteil mit einem zweiten Leiter des HF-Kabels, insbesondere eines Koaxialkabels, verbunden ist. Durch wird es ermöglicht, das Antennensignal zwischen zwei am Spalt gegenüberliegenden Stellen abzugreifen. Zwischen zwei am Spalt gegenüberliegenden Stellen können Antennensignale mit sehr hohem Antennenwirkungsgrad abgegriffen werden. Durch entsprechende Positionierung der Signalabgriffe können auch Quellimpedanzen realisiert werden, die eine sehr gute Anpassung an eine Hochfrequenzleitung erlauben, so dass sich Anpassnetzwerke und aktive Komponenten zum Ausgleich der Anpassverluste erübrigen können.

Der kapazitive Kurzschluss wird besonders einfach realisiert, wenn der zweite Abstandshalter mit seinem elektrisch leitfähigen Teil mit einem Karosserieteil elektrisch leitend verbunden ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schlitzantenne zwischen einem beweglichen und einem starren Karosserieteil ausgebildet ist. Für Schlitzantennen kann grundsätzlich irgendein Spalt zwischen Teilen der Fahrzeugkarosserie, beispielsweise auch ein Spalt zwischen feststehenden Teilen der Fahrzeugkarosserie, etwa Spalte zwischen den Kotflügeln und der Fahrzeugzelle ausgenutzt werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Schlitzantenne durch einen Spalt zwischen einem starren Karosserieteil und einem beweglichen Karosserieteil, beispielsweise einer Tür, dem Kofferraumdeckel oder der Motorhaube, gebildet ist. Da ein solcher Spalt ohnehin vorhanden ist, ist die Schaffung von Schlitzantennen auf diese Weise und die Ableitung geeigneter Antennensignale besonders einfach. Durch die Verwendung von kapazitiven Kurzschlüssen und einer kapazitiven Ankopplung der Schlitzantenne wird sichergestellt, dass die Bedienung und die Funktion der beweglichen Karosserieteile durch das Vorhandensein einer Schlitzantenne nicht beeinträchtigt werden.

Grundsätzlich ist jede Form einer Schlitzantenne denkbar. Insbesondere kann die Schlitzantenne je nach den Gegebenheiten der Karosserieteile gekrümmt, aber auch linear sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schlitzantenne durch zwei Kurzschluss-Verbindungen begrenzt ist, wobei mindestens eine Kurzschluss-Verbindung als kapazitive Kurzschluss-Verbindung ausgebildet ist, und der Antennensignal-Abgriffspunkt derart zwischen den Kurzschluss-Verbindungen angeordnet ist, dass der durch den kapazitiven Kurzschluss entstehende Blindanteil im Antennensignal kompensiert wird. Dies ist insbesondere bei einer linearen Schlitzantenne vorteilhaft. Während im Stand der Technik bei einer linearen Schlitzantenne der Abstand zwischen dem Antennensignal-Abgriffspunkt und der galvanischen Kurzschluss-Verbindung im Wesentlichen eine viertel Wellenlänge der Betriebsfrequenz beträgt, muss bei einer kapazitiven Kurzschluss-Verbindung der Abgriffspunkt demgegenüber verschoben werden. Insbesondere ist sowohl bei einer linearen als auch bei einer nichtlinearen Schlitzantenne der Abstand zwischen dem Abgriffspunkt und der oder den kapazitiven Kurzschluss-Verbindungen entsprechend dem Optimierungskriterium zu wählen, nämlich eine besonders günstige Impedanz für die Leistungsanpassung an eine Hochfrequenzleitung bzw. an einen Verstärkereingang zu erreichen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Fahrzeugabschnitts mit einer Schlitzantenne;
2 eine perspektivische Darstellung einer kapazitiven Ankopplung der Schlitzantenne;
3 eine Ausführungsform eines kapazitiven Kurzschlusses.
In der 1 ist gezeigt, wie eine Schlitzantenne 1 durch einen Spalt 2, der sich zwischen einem ersten Karosserieteil 3 und einem zweiten Karosserieteil 4 befindet, gebildet wird. Die Schlitzantenne 1 wird durch zwei kapazitive Kurzschluss-Verbindungen 5, 6 begrenzt. Die Antennensignale werden an einem Antennensignal-Abgriffspunkt 7 abgegriffen. Im Abgriffspunkt 7 ist zumindest eines der Karosserieteile 3, 4 kapazitiv an ein Hochfrequenzkabel angeschlossen. Bevorzugt ist dies das im Ausführungsbeispiel bewegliche Karosserieteil 3. Dies bedeutet, dass nicht auf eine komplizierte Art und Weise ein galvanischer Kontakt zum Karosserieteil 3 hergestellt und der Spalt 2 durch eine galvanische Verbindung überbrückt werden muss.
In der 2 ist die Realisierung einer kapazitiven Ankopplung der Schlitzantenne 1 dargestellt. An dem im Ausführungsbeispiel starren Karosserieteil 4 ist ein Abstandshalter 10 angeordnet, insbesondere befestigt. Der Abstandshalter 10 weist ein elektrisch leitfähiges Teil 11 auf, das durch eine elektrisch isolierende Schicht 12 gegenüber dem Karosserieteil 4 elektrisch isoliert ist. Das im Querschnitt T-förmige elektrisch leitfähige Teil 11 weist ein Kopfteil 13 auf, das von einem elastischen Material 14 überzogen ist. Das Material 14 ist somit zwischen dem elektrisch leitfähigen Teil 11 und dem Karosserieteil 3 angeordnet. Das elastische Material 14 hat eine dämpfende Wirkung, so dass Vibrationen verhindert werden. Durch das Material 14 wird ein definierter Abstand zwischen dem elektrisch leitfähigen Teil 11 und dem Karosserieteil 3 hergestellt. Durch die T-förmige Ausgestaltung des Abstandshalters 10 bzw. die flache Ausgestaltung des Kopfteils 13 wird eine große Anlagefläche und damit für die kapazitive Ankopplung wirksame Fläche zwischen dem Abstandshalter 10 und dem Karosserieteil 3 sichergestellt. Das elektrisch leitfähige Teil 11 ist mit einem Leiter 15 verbunden, der in einem HF-Anschlussstecker 16 geführt ist. Durch den HF-Anschlussstecker 16 wird ein Kontakt eines weiteren, nicht dargestellten Leiters mit dem Karosserieteil 4 sichergestellt. Auf den HF-Anschlussstecker 16 kann beispielsweise ein Koaxialkabel mit einem entsprechenden Anschlussstecker aufgesteckt werden, so dass die HF-Leitung 15 mit einem Empfänger und/oder Sender verbunden wird.
In der 3 ist ein zweiter Abstandshalter 20 gezeigt, der ähnlich aufgebaut ist wie der erste Abstandshalter 10. Der einzige Unterschied liegt darin, dass durch den Abstandshalter 20 ein kapazitiver Kurzschluss zwischen den Karosserieteilen 3, 4 hergestellt wird. Zu diesem Zweck ist der elektrisch leitfähige Teil 21 nicht gegenüber dem Karosserieteil 4 elektrisch isoliert, sondern mit diesem elektrisch leitend verbunden. Auch der Abstandshalter 20 weist einen T-förmigen Querschnitt auf und weist an seinem freien Ende ein elastisches Material 23 auf. Auf dem elastischen Material 23 liegt das Karosserieteil 3 auf. In der 3 ist deutlich zu erkennen, dass die kapazitive Kurzschluss-Verbidnung 5 am Rand des Spaltes 2 bzw. an einem Rand des Karosserieteils 3 angeordnet ist.

Claims

Schlitzantenne (1), die zwischen zwei Karosserieteilen (3, 4) eines Fahrzeugs ausgebildet ist, wobei ein Antennensignal in einem Antennensignal-Abgriffspunkt (7) abgegriffen wird, wobei ein Karosserieteil (3) kapazitiv an einen Leiter (15) eines Hochfrequenzkabels (HF-Kabel) oder einen HF-Anschlussstecker (16) angekoppelt ist oder zwischen den Karosserieteilen (3, 4) mindestens ein kapazitiver Anschluss (5, 6) vorgesehen ist dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Ankopplung oder der kapazitive Kurzschluss über einen Abstandshalter (10, 20) erfolgt, der einen definierten Abstand zwischen den Karosserieteilen (3, 4) herstellt und an einem Karosserieteil (4) angeordnet ist.
Schlitzantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste oder zweite Abstandshalter (10, 20) einen elektrisch leitfähigen Teil (11, 21) aufweist und zwischen einem freien Ende des Abstandshalters (10, 20) und dem anderen Karosserieteil (3) ein elastisches, insbesondere elektrisch isolierendes, Material (14, 23) angeordnet ist.
Schlitzantenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Teil (11, 21) des Abstandshalters (10, 20) zumindest auf einer dem anderen Karosserieteil (3) zugewandten Seite das elastische, insbesondere elektrisch isolierende, Material (14, 23) aufweist.
Schlitzantenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Karosserieteil (3) an einer dem Abstandshalter (10, 20) zugewandten Stelle das elastische, insbesondere elektrisch isolierende, Material (14, 23) aufweist.
Schlitzantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (10, 20) ein Kopfteil (13) aufweist.
Schlitzantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (10, 20) im Querschnitt T-förmig ausgebildet ist.
Schlitzantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abstandshalter (10) mit seinem elektrisch leitfähigen Teil (11) mit einem ersten Leiter eines HF-Kabels verbunden ist und das eine Karosserieteil (4) mit einem zweiten Leiter des HF-Kabels, insbesondere eines Koaxialkabels, verbunden ist.
Schlitzantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abstandshalter (20) mit seinem elektrisch leitfähigen Teil (21) mit einem Karosserieteil (4) elekt risch leitend verbunden ist.
Schlitzantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzantenne (1) zwischen einem beweglichen und einem starren Karosserieteil (3, 4) ausgebildet ist.