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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren sowie Anordnungen zum Prüfen einer
Antennenanordnung, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei die
Prüfung
der Antennenanordnung mittels einer Testantennenanordnung erfolgt.
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Zur
Ausstattung eines Kraftfahrzeuges gehört oftmals ein Rundfunkempfänger oder
dergleichen, der Empfangssignale über eine Antennenanordnung
des Kraftfahrzeuges empfängt,
die in einem Tuner des Rundfunkempfängers weiter verarbeitet werden.
Bei der Herstellung eines Kraftfahrzeuges ist es üblich, die
einem Rundfunkempfänger
zugeordnete Antennenanordnung eines Kraftfahrzeuges vor Auslieferung
desselben auf Funktionsfähigkeit
zu prüfen.
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In 11 ist eine beispielhafte
Ausführungsform
einer Prüfanordnung
nach dem Stand der Technik gezeigt, mittels welcher eine Antennenanordnung
eines Kraftfahrzeuges auf Funktionsfähigkeit geprüft werden kann.
Das Kraftfahrzeug 5 gemäß 11 wird beispielsweise entlang
einer Montagestraße 4 bewegt,
wobei beispielsweise während
der Montage einzelner Baugruppen die im Fahrzeug 5 vorgesehene
Antennenanordnung 70 während
der Bewegung des Fahrzeuges 5 entlang der Montagestraße 4 auf
Funktionsfähigkeit
hin geprüft
werden kann. Zu diesem Zweck wird im Wesentlichen parallel zu der
Montagestraße 4 eine
Testantenne 52 vorgesehen, die von einem Signalgenerator 51 mit
einem Testsignal gespeist wird und über einen Abschlusswiderstand 53 abgeschlossen
wird. Mittels einer derartigen Testantennenanordnung 50 wird
ein Sendesignal zum Fahrzeug 5 hin ausgesandt, welches
von der Antennenanordnung 70 empfangen wird. Das von der
Antennenanordnung 70 empfangene Signal kann durch eine
in 11 nicht näher dargestellte
Auswerteschaltung bewertet werden, woraufhin eine Aussage darüber möglich ist,
ob die Antennenanordnung 70 funktionsfähig ist.
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Bei
einer Prüfanordnung,
wie anhand von 11 dargestellt,
tritt im Allgemeinen das Problem auf, dass der an der Antennenanordnung 70 zu
erwartende Empfangspegel auch bei fest installierter Testantenne 52 unvorhersehbar
ist. Dies ist insbesondere durch zeit- und ortsabhängige Stehwellenverhältnisse
in der Werkshalle bedingt, die dazu führen, dass entlang der Montagestraße 4 auf
Höhe des
Fahrzeuges 5 unterschiedliche Signalpegel des Sendesignals
vorherrschen. Beispielsweise wird ein ausgesandtes Sendesignal an
einem der Reflektoren 60 reflektiert, wobei das reflektierte
Signal beispielsweise mit einem direkt ausgesandten Sendesignal
interferiert und auf diese Art zu einer Amplitudenerhöhung oder
Amplitudenabsenkung des Sendesignals führen kann. Trotz der feststehenden
Testantenne 52, die beispielsweise in Form einer Schlitzantenne
mit entlang der Montagestraße 4 homogenem
Feldbild vorgesehen ist, ändern
sich die Stehwellenverhältnisse
entlang der Montagestraße 4 abhängig von
den Aufbauten neben der Testantenne (Reflektoren 60) sowie
zeitlich auf Grund von vorbeifahrenden Objekten oder Personen. Insgesamt
ist daher bei einer derartigen Prüfanordnung im Allgemeinen nur
eine ungenaue Prüfaussage
ermöglicht.
Durch mehrere Messungen werden Einflüsse lokaler Reflexionen entlang
der Montagestraße
herausgemittelt. Hierbei ist jedoch ein zeitliches Limit dahingehend
gesetzt, dass beispielsweise in einer begrenzten Zeitspanne maximal
eine bestimmte Anzahl von Messungen möglich ist.
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Für den Fall,
dass die Antennenanordnung 70 als Antennensystem mit mehreren
Antennen mit selektiv arbeitender Antennen-Diversity-Funktionalität ausgeführt ist,
ist es oftmals Ziel der Prüfung
festzustellen, ob alle Antennen des Diversity-Antennensystems funktionsfähig sind.
Bei derartigen Mehrantennen-Anordnungen mit Diversity-Funktionalität ist es
von der Diversity-Schaltung, welche die Funktionalität bereitstellt,
im Allgemeinen nicht bekannt, über
welche einzelne Antenne des Systems gerade ein Signal empfangen
wird. Wenn der Signalweg über
eine Antenne des Systems gestört
ist, wird auf Grund der Diversity-Funktionalität zwischen den anderen Antennen
hin- und hergeschaltet, so dass nicht zu erkennen ist, dass eine
der Antennen fehlerhaft ist. Weiterhin ist es nicht ermöglicht,
eine fehlerhafte Antenne zu orten. Insbesondere ist es bei einer
Testanordnung, wie anhand von 11 dargestellt,
nicht ermöglicht
festzustellen, welche der Antennen der Diversity-Antennenordnung gerade geprüft wird.
Die Feststellung des jeweils aktuellen Schaltzustandes des Diversity-Antennensystems ist
während
der Prüfung
nur mit erheblichem Aufwand durchführbar, da beispielsweise zusätzliche
Schnittstellen an schlecht zugänglichen
Stellen, wie etwa im Autodach eines Fahrzeuges, vorgesehen werden
müssen.
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In
DE 195 13 872 A1 ist
ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Prüfen von
Kraftfahrzeug-Antennen beschrieben. Das beschriebene Verfahren ermöglicht die messende
Prüfung
von Kraftfahrzeug-Antennen, speziell jeder einzelnen Antenne eines
Mehrantennen-Systems mit Antennen-Diversity, im eingebauten und angeschlossenen
Zustand im Fahrzeug. Zu diesem Zweck wird die Diversity-Schaltung
durch einen Konverter-Baustein ergänzt, der einen Prüfimpuls
zum Durchschalten des Signalwegs auf eine bestimmte Antenne in eine
adäquate
Gleichspannungswert-Kombination umsetzt. Diese Gleichspannung wird
auf den Antennenumschalter der Diversity-Schaltung gegeben und bewirkt das Umschalten
auf die ausgewählte
Antenne für
den Prüfvorgang.
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Aus
der
DE 196 27 391
C1 ist ein Diagnoseverfahren für Kfz-Antennenscheiben mit mehreren Antennen
bekannt. Hier wird eine Sendeantenne mit einem Testsignal beaufschlagt
und die sich an den Empfangsantennen einstellenden Empfangssignale
werden ausgewertet.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Verfahren und
Anordnungen zum Prüfen
einer Antennenanordnung, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, anzugeben,
die eine vereinfachte Antennenprüfung
mit einem vergleichsweise guten Prüfergebnis ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren zum Prüfen
einer Antennenanordnung, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, gemäß Patentanspruch
1, mit dem insbesondere die Empfangsqualität der zu prüfenden Antennenanordnung beurteilt
werden kann, sowie durch eine entsprechende Anordnung zum Prüfen einer Antennenanordnung
gemäß Patentanspruch
15. Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Prüfen einer
Antennenanordnung, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, gemäß Patentanspruch
13, mittels welchem insbesondere die Sendequalität der zu prüfenden Antennenanordnung überprüft werden
kann, sowie durch eine entsprechende Anordnung zum Prüfen einer
Antennenanordnung gemäß Patentanspruch
21.
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Gemäß der Erfindung
werden zur Beurteilung der Empfangsqualität einer zu prüfenden Antennenanordnung
in einem entsprechenden Verfahren folgende Schritte durchgeführt: Es
wird eine Testantennenanordnung zum Senden wenigstens eines Testsignals
mit einem Signalgenerator zur Erzeugung des Testsignals und mit
mehreren Testantennen bereitgestellt, die jeweils einzeln mit dem
Signalgenerator verbindbar sind. Weiterhin wird eine Schaltvorrichtung
bereitgestellt, die zwischen den Signalgenerator und jeweils eine
der Testantennen geschaltet ist, um die Testantennen jeweils einzeln
mit dem Signalgenerator zu verbinden. Der Signalgenerator wird über die
Schaltvorrichtung sequentiell mit mehreren der Testantennen verbunden,
die ein jeweiliges Sendesignal erzeugen. Für jeweils eines der Sendesignale
wird wenigstens ein zugehöriges
Empfangssignal an der zu prüfenden
Antennenanordnung erfasst und ausgewertet. Die Schaltvorrichtung
wird zu diesem Zweck von einer Steuerschaltung angesteuert, die
mit der Schaltvorrichtung derart zusammenwirkt, dass der Signalgenerator über die
Schaltvorrichtung sequentiell mit mehreren der Testantennen verbunden
wird, die auf Grund des vom Signalgenerator erzeugten Testsignals
ein jeweiliges Sendesignal erzeugen. Eine Auswerteschaltung ist
dazu eingerichtet, für
jeweils eines der Sendesignale wenigstens ein zugehöriges Empfangssignal
an der zu prüfenden
Antennenanordnung zu erfassen.
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Nach
dem Verfahren gemäß der Erfindung
wird somit ein Testsignal des Signalgenerators sequentiell zu mehreren
an verschiedenen Orten angebrachten Testantennen durchgeschaltet.
Dadurch ergeben sich verschiedene Signalwege zwischen den jeweiligen
Testantennen und der zu prüfenden
Antennenanordnung, beispielsweise in Form einer einzelnen Antenne,
so dass auf Grund der verschiedenen Signalwege an der zu prüfenden Antennenanordnung
verschiedene Empfangspegel erzeugt werden. Auf Grund der verschiedenen Empfangspegel
können
variable Stehwellenverhältnisse
in einem gewissen Umfang herausgefiltert werden, so dass ein vergleichsweise
gutes Prüfergebnis
erzielt werden kann. Beispielsweise werden die einzelnen Empfangssignale
gemittelt, wobei der so gewonnene gemittelte Wert einer Auswertung
zugeführt
wird. Durch Mittelung der verschiedenen Empfangspegel der einzelnen
Empfangssignale werden die variablen Stehwellenverhältnisse
ebenfalls gemittelt, so dass deren Einfluss gemindert werden kann.
Alternativ ist auch eine sequentielle Beurteilung der einzelnen
Empfangssignale denkbar.
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Für den Fall,
dass eine Antennenanordnung geprüft
werden soll, die Teil eines Antennensystems mit mehreren Antennen
mit selektiv arbeitender Antennen-Diversity-Funktionalität ist, kann
mit Hilfe der Erfindung ein verbessertes Prüfergebnis dahingehend erzielt
werden, dass jede einzelne der Antennen des Diversity-Antennensystems
auf Funktionsfähigkeit
hin geprüft
werden kann. Hierzu ist es nicht erforderlich, die Steuerschaltung
zur Steuerung der Diversity-Funktionalität mit einer entsprechenden
Schnittstelle zu versehen.
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Gemäß der Erfindung
werden die Testantennen in Bezug auf die einzelnen Antennen der
zu prüfenden Antennenanordnung
derart ausgestaltet und angeordnet, dass eine Kopplung zwischen
einer der Testantennen und einer der Antennen der zu prüfenden Antennenanordnung
deutlich verschieden ist zu einer Kopplung zwischen dieser einen
der Testantennen und den jeweils anderen der Antennen der zu prüfenden Antennenanordnung.
Für jeweils
eines der Sendesignale wird wenigstens ein zugehöriges Empfangssignal an der
zu prüfenden
Antennenanordnung erfasst. Hierbei wird ausgewertet, ob das jeweilige
Empfangssignal einen vorbestimmten Pegel aufweist. Damit kann zuverlässig festgestellt
werden, wenn eine der Antennen der zu prüfenden Antennenanordnung nicht funktionsfähig ist,
wenn ein entsprechendes Empfangssignal einen zu niedrigen Pegel
aufweist. Eine defekte Empfangsantenne kann auch nicht in Folge
der Diversity-Funktionalität in ihrer
Funktion durch die anderen Empfangsantennen kompensiert werden,
da die elektromagnetische Kopplung zwischen der gerade durchgeschalteten
Testantenne und den jeweils anderen der Antennen der zu prüfenden Antennenanordnung
deutlich verschieden ist, insbesondere deutlich kleiner ist, so
dass bei Umschaltung der Diversity-Schaltung von den jeweils anderen
der Empfangsantennen ein entsprechend niedrigerer Empfangspegel
detektiert wird. Insgesamt ergibt sich also ein Empfangspegel eines
entsprechenden Empfangssignals, der einen vorbestimmten Pegel nicht übersteigt,
so dass die entsprechende Antenne der zu prüfenden Antennenanordnung als
defekt bzw. mangelhaft funktionsfähig festgestellt werden kann.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Prüfen
einer Antennenanordnung wird vorteilhaft im Zuge einer Prüfung einer
Antennenanordnung eines Kraftfahrzeuges angewandt, die im Endzustand
an oder innerhalb einer zu montierenden Baugruppe des Fahrzeuges
vorgesehen ist. Beispielsweise ist die Antennenanordnung im Endzustand
an bzw. innerhalb einer Heckscheibe des Kraftfahrzeuges angeordnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren
kann bei der Montage der Baugruppe, bei der Anbringung der Antennenanordnung
an bzw. in die Baugruppe und/oder im eingebauten Zustand der Baugruppe
durchgeführt
werden.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren im Zuge einer
Prüfung
einer Antennenanordnung eines Kraftfahrzeuges anzuwenden, während das
Kraftfahrzeug mit der zu prüfenden
Antennenanordnung entlang einer Montagestraße, einer vergleichbaren Herstellungslinie
oder einer Prüflinie
bewegt wird. Dadurch ist es ermöglicht,
bei der Fertigung eines Kraftfahrzeuges die Herstellung bzw. Montage
von einzelnen Baugruppen des Fahrzeuges mit der Prüfung der
Antennenanordnung zeitlich zu parallelisieren, so dass insgesamt
kürzere
Durchlaufzeiten erzielbar sind.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Anordnung
sind prinzipiell in Bezug auf verschiedene Anwendungen von zu prüfenden Antennenanordnungen
einsetzbar, somit nicht auf den Anwendungsbereich der Kraftfahrzeugtechnik
beschränkt.
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Um
die Sendequalität
einer Antennenanordnung, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, zu
prüfen,
die im Normalbetrieb beispielsweise Mobilfunksignale aussendet,
werden gemäß einer
weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens folgende Schritte
durchgeführt:
Es wird eine Testantennenanordnung mit mehreren Testantennen bereitgestellt,
die jeweils einzeln mit einer Auswerteschaltung verbindbar sind,
und über welche
jeweils ein Empfangssignal erzeugbar ist. Weiterhin wird eine Schaltvorrichtung
bereitgestellt, die zwischen die Auswerteschaltung und jeweils eine
der Testantennen geschaltet ist, um die Testantennen jeweils einzeln
mit der Auswerteschaltung zu verbinden. Von der zu prüfenden Antennenanordnung
wird ein Testsignal erzeugt, wobei über jede der Testantennen ein
zugehöriges
Empfangssignal an der Testantennenanordnung erfasst wird. Die Testantennen
werden über
die Schaltvorrichtung sequentiell mit der Auswerteschaltung verbunden,
welche die einzelnen Empfangssignale empfängt und auswertet.
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Dieses
Verfahren folgt dem gleichen Prinzip wie das zuvor beschriebene
Verfahren zur Beurteilung der Empfangsqualität einer Antennenanordnung,
wobei in letzterer Variante Sende- und Empfangskomponenten entsprechend
vertauscht sind. Mit dieser Vorgehensweise können ebenfalls variable Stehwellenverhältnisse gefiltert
werden, beispielsweise indem die einzelnen Empfangssignale der unterschiedlichen
Testantennen gemittelt werden und der so gewonnene gemittelte Wert
einer Auswertung zugeführt
wird. Dadurch werden die variablen Stehwellenverhältnisse
ebenfalls gemittelt und deren Einfluss so gemindert.
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In
einer entsprechenden Anordnung zum Prüfen einer Antennenanordnung
im Hinblick auf deren Sendequalität ist neben der oben beschriebenen
Testantennenanordnung und Schaltvorrichtung eine Steuerschaltung
zur Ansteuerung der Schaltvorrichtung vorgesehen, die mit dieser
derart zusammenwirkt, dass die Testantennen über die Schaltvorrichtung sequentiell
mit der Auswerteschaltung verbunden werden. Hierbei ist die zu prüfende Antennenanordnung
dazu eingerichtet, ein Testsignal zu erzeugen, die Testantennenanordnung ist
dazu eingerichtet, über
jede der Testantennen ein zugehöriges
Empfangssignal an der Testantennenanordnung zu erfassen. Zur Filterung
der variablen Stehwellenverhältnisse
ist die Auswerteschaltung bevorzugt dazu eingerichtet, die einzelnen
Empfangssignale der unterschiedlichen Testantennen zu mitteln und
den so gewonnenen gemittelten Wert auszuwerten.
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Weitere
vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten
Figuren näher
erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
einer Prüfanordnung
zur Prüfung
der Empfangsqualität
einer Antennenanordnung eines Kraftfahrzeuges entlang einer Montagestraße,
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2 eine
zweite Ausführungsform
einer Prüfanordnung
zur Prüfung
einer Antennenanordnung eines Kraftfahrzeuges in einer Querschnittsansicht,
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3 eine
dritte Ausführungsform
einer Prüfanordnung
zur Prüfung
einer Antennenanordnung eines Kraftfahrzeuges in einer Querschnittsansicht,
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4 eine
vierte Ausführungsform
einer Prüfanordnung
zur Prüfung
einer Antennenanordnung eines Kraftfahrzeuges in einer Querschnittsansicht,
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5 eine
Ausführungsform
einer Prüfanordnung
zur Prüfung
der Empfangsqualität
einer Antennenanordnung eines Kraftfahrzeuges mit mehreren Antennen
mit selektiv arbeitender Antennen-Diversity-Funktionalität,
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6 eine
weitere Ausführungsform
einer Prüfanordnung
nach dem Prinzip gemäß 5,
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7 eine
Prüfanordnung
gemäß 6 in
einer gedrehten, seitlichen Darstellung,
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8 eine
weitere Prüfanordnung
nach dem Prinzip gemäß 5 und 6 in
einer Halte- und Anpressvorrichtung,
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9 eine
Draufsicht einer Prüfanordnung
gemäß dem Prinzip
nach 5,
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10 eine
Ausführungsform
einer Prüfanordnung
zur Prüfung
der Sendequalität
einer Antennenanordnung eines Kraftfahrzeuges in einer Querschnittsansicht,
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11 eine
Ausführungsform
einer Prüfanordnung
nach dem Stand der Technik, wie einleitend bereits beschrieben.
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In 1 ist
eine erste Ausführungsform
einer Prüfanordnung
dargestellt, die zur Prüfung
einer Antennenanordnung eines Kraftfahrzeuges entlang einer Montagestraße dient.
Die Prüfanordnung 1 umfasst
eine Testantennenanordnung 3 sowie eine zu prüfende Antennenanordnung 2,
die in einem Kraftfahrzeug 5 vorgesehen ist, das sich beispielsweise
innerhalb einer Werkshalle entlang einer Montagestraße 4,
einer vergleichbaren Herstellungslinie, oder entlang einer eigens
dafür vorgesehenen
Prüflinie
bewegt. Die zu prüfende
Antennenanordnung 2 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform
eine einzelne Empfangsantenne 21, die über eine Signalverbindung mit
einem Tuner 23 verbunden ist, der innerhalb des Fahrzeuges 5 angeordnet
ist. Die Testantennenanordnung 3 beinhaltet einen Signalgenerator 31 zur
Erzeugung eines Testsignals 300 sowie mehrere Testantennen 33-1, 33-2,
die jeweils über
einen Abschlusswiderstand 26 abgeschlossen sind. Des weiteren
umfasst die Testantennenanordnung 3 eine Schaltvorrichtung 32,
bevorzugt in Form einer Multiplexschaltung, die zwischen den Signalgenerator 31 und
jeweils eine der Testantennen 33-1, 33-2 geschaltet ist, um
die Testantennen jeweils einzeln mit dem Signalgenerator 31 zu
verbinden. Die Testantennen 33-1, 33-2 sind vorteilhaft
als sogenannte Schlitzantennen ausgeführt und weisen jeweils für sich ein
homogenes Feldbild auf. Sie sind in ihrer Längserstreckung näherungsweise
parallel zu der Montagestraße 4 angeordnet,
entlang welcher das Kraftfahrzeug 5 mit der zu prüfenden Antenne 21 bewegt
wird.
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Des
Weiteren umfasst die Prüfanordnung 1 eine
Auswerteschaltung 24 und eine darin integrierte Steuerschaltung 25.
Die Steuerschaltung 25 dient dazu, die Schaltvorrichtung 32 derart
anzusteuern, dass der Signalgenerator 31 über die
Schaltvorrichtung 32 sequentiell mit den Testantennen 33-1, 33-2 verbunden
wird. Somit wird das vom Signalgenerator 31 erzeugte Testsignal 300 sequentiell
zu den an verschiedenen Orten angebrachten Testantennen 33-1 und 33-2 durchgeschaltet,
wobei die Testantennen ein jeweiliges Sendesignal 301 bzw. 302 erzeugen. Über die
Antenne 21 werden in sequentieller Folge einzelne zugehörige Empfangssignale 201 bzw. 202 (Empfangssignal 201 in
Reaktion auf das Sendesignal 301 und Empfangssignal 202 in
Reaktion auf das Sendesignal 302) erfasst, die dem Tuner 23 zugeführt werden.
Dieser erzeugt eine Pegelinformation 23-1 und übermittelt
diese an die Auswerteschaltung 24. In der Auswerteschaltung 24 werden
vorliegend die Pegel der einzelnen Empfangssignale 201 und 202 gemittelt
und der so gewonnene gemittelte Wert der Auswertung zugeführt. Durch
die Mittelung der verschiedenen Empfangspegel der Empfangssignale 201 und 202 werden
die variablen Stehwellenverhältnisse
ebenfalls gemittelt und deren Einfluss somit gemindert.
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Mit
der Prüfanordnung
gemäß 1 wird
damit ein Sende-Diversity
realisiert, mit dessen Hilfe auch Einflüsse abgemildert werden können, welche
von Reflektoren mit längerer
Ausdehnung stammen oder von Reflektoren stammen, welche auf der
Montagestraße 4 zusammen
mit dem Fahrzeug 5 mitgeführt werden. Mit der somit geschaffenen
Antennen-Diversity
kann die Feldhomogenität
beim Prüfen
der Antennenanordnung erhöht
werden. Zusätzlich
sind auch jeweils mehrere zeitlich gestaffelte Messungen entlang
der Montagestraße 5 möglich.
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In
den 2 bis 4 sind weitere Ausführungsformen
einer Prüfanordnung
zur Prüfung
einer Antennenanordnung eines Kraftfahrzeuges in einer Querschnittsansicht
gezeigt.
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In
der Ausführungsform
gemäß 2 sind
mehrere Testantennen 33-1 bis 33-3 einer Testantennenanordnung 3 vorgesehen,
die über
die Schaltvorrichtung 32 sequentiell mit dem Signalgenerator 31 zur Übertragung
des Testsignals 300 verbunden werden. Das Testsignal 300 wird
somit sequentiell über
die Schaltvorrichtung 32 zu den Testantennen 33-1 bis 33-3,
die an verschiedenen Orten angebracht sind, durchgeschaltet. Diese
erzeugen ein jeweiliges Sendesignal 301 bis 303. Über die
Antenne 21 werden die zugehörigen Empfangssignale 201 bis 203,
gemäß dem Prinzip
wie anhand von 1 bereits beschrieben, erfasst
und einer Auswerteschaltung 24 zugeführt.
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Die
Testantennen 33-1 bis 33-3 sind in Bezug auf die
zu prüfende
Antennenanordnung mit der Antenne 21 des Fahrzeuges 5 derart
angeordnet, dass unter der Annahme idealer reflexionsfreier Verhältnisse
die einzelnen Empfangssignale 201 bis 203, die
ausgehend von den Sendesignalen 301 bis 303 der
unterschiedlichen Testantennen 33-1 bis 33-3 empfangen
werden, eine gleich hohe Empfangsleistung aufweisen. Bei der Annahme
idealer reflexionsfreier Verhältnisse
wird insbesondere die Ausbildung von Stehwellen nicht berücksichtigt.
Derartige Verhältnisse
können
näherungsweise etwa
in einem Absorberraum, innerhalb dessen die Prüfanordnung angeordnet ist,
geschaffen werden. Die Empfangssignale 201 bis 203 haben
somit eine gleiche Empfangsleistung von Pempf (o) · Hierbei
steht der Index (o) für
ein Szenario „Reflexionsfrei
ohne Stehwellen".
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Durch
Mittelung der empfangenen Pegel werden die variablen Stehwellenverhältnisse
unter realen Bedingungen ebenfalls gemittelt, so dass sich eine
gemittelte Empfangsleistung von
ergibt. Hierbei bedeutet
der Index (m) die Berücksichtigung
der realen Verhältnisse
in der Werkshalle (Realszenario mit Stehwellen), wobei vorliegend
n = 1, 2, 3 in Bezug auf die Testantennen
33-1 bis
33-3 ist
(d.h. beispielsweise n = 1 für
Testantenne
33-1 usw.) Gemäß der weiteren Ausführungsform
nach
3 sind die Testantennen
33-1 bis
33-3,
in Abwandlung der Anordnung nach
2, in Bezug
auf die zu prüfende
Antennenanordnung mit der Antenne
21 derart angeordnet,
dass unter der Annahme idealer reflexionsfreier Verhältnisse die
einzelnen Empfangssignale
201 bis
203, die ausgehend
von den Sendesignalen
301 bis
303 der unterschiedlichen
Testantennen
33-1 bis
33-3 empfangen werden, eine
unterschiedlich hohe Empfangsleistung P
empfn (o) mit n = 1, 2, 3 aufweisen. Im Realszenario
weisen die einzelnen Empfangssignale
201 bis
203 eine Empfangsleistung
von P
empfn (m) mit
n = 1, 2, 3 auf . Eine Mittelung der Empfangspegel wird dahin durchgeführt, dass
sich ergibt
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Um
diese Auswertung vornehmen zu können,
wird von der Schaltvorrichtung 32 über das Schaltsignal 25-2 der
Auswerteschaltung 24 zugeführt, in welcher Schaltstellung
sich die Schaltvorrichtung 32 bei der Übertragung des Testsignals 300 vom
Signalgenerator 31 zu einer der Testantennen 33-1 bis 33-3 befindet.
Diese Schaltstellung wird in der Auswertung in der Auswerteschaltung 24 berücksichtigt.
Die Schaltstellung der Schaltvorrichtung 32 wird im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
durch eine Steuerschaltung 25 etwa in Form eines fest eingestellten
Taktgebers vorgegeben, so dass alle Testantennen sequentiell im
Wesentlichen gleich lang senden. Somit wird der Signalgenerator 31 über die
Schaltvorrichtung 32 mit fest eingestellter Taktrate sequentiell
mit den Testantennen 33-1 bis 33-3 verbunden.
Die jeweilige Schaltstellung wird dann über das Schaltsignal 25-2 der
Auswerteschaltung 24, wie beschrieben, zugeführt.
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In 4 ist
eine weitere Ausführungsform
einer Prüfanordnung
gezeigt, die in ähnlicher
Anordnung vorgesehen ist wie die Prüfanordnung gemäß 3.
Im Unterschied hierzu wird jedoch über das Schaltsignal 25-1 der
Schaltvorrichtung 32 von der Steuerschaltung 25,
die in die Auswerteschaltung 24 integriert ist, die Schaltstellung
vorgegeben. Damit kann eine variable Taktrate der Schaltvorrichtung 32 bewerkstelligt
werden. Beispielsweise entscheidet ein Algorithmus in der Auswerte-
bzw. Steuerschaltung, welche der Testantennen 33-1 bis 33-3 für wie lange
mit dem Testsignal 300 des Signalgenerators 31 versorgt
wird. Ein derartiges Auswerteverfahren kann beispielsweise die aktuelle
Pegelsituation und/oder die Erfahrungen vergangener Messungen am
selben Fahrzeug oder an vorhergehenden, bereits geprüften Fahrzeugen
berücksichtigen.
Durch das Auswerteverfahren wird somit vorgegeben, welche Schaltstellung
und für
wie lange eine Schaltstellung durch die Schaltvorrichtung 32 bei
der Übertragung
des Testsignals 300 des Signalgenerators 31 eingenommen
wird.
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In 5 ist
eine Ausführungsform
einer Prüfanordnung 1 gezeigt,
mit der eine Antennenanordnung 2 eines Kraftfahrzeuges
hinsichtlich der Empfangsqualität
geprüft
werden kann, die Teil eines sogenannten Diversity-Antennensystems ist.
Die Antennenanordnung 2 weist mehrere Antennen 21-1 bis 21-4 auf,
die mit einem Antennenmodul 22 zur Erfassung und Verstärkung von
Empfangssignalen verbunden sind. In das Antennenmodul 22 ist
eine Antennen-Diversity-Funktionalität implementiert,
die für
einen empfangsoptimierten Umschaltprozess zwischen den einzelnen
Antennen des Antennensystems sorgt. Wenn beispielsweise der Signalweg über eine
Antenne des Systems gestört
ist, wird zwischen den anderen Antennen hin- und hergeschaltet,
so dass insgesamt eine gute Empfangsleistung erzielbar ist. Wird
beispielsweise bei Störungen
oder Pegelschwankungen ein bestimmter Schwellwert über- bzw.
unterschritten, wird durch einen im Antennenmodul 22 implementierten
Prozessor ein Umschaltimpuls erzeugt, der auf eine Antennen-Umschaltung
gegeben wird. Durch diese, in einem Mikroprozessor des Antennenmoduls
implementierte Funktionalität
ist es nicht ohne weiteres möglich,
den jeweils aktuellen Schaltzustand des Antennen-Diversity-Systems
während
einer Prüfung
der Antennenanordnung zu erfassen, da hierzu insbesondere die Steuersignale
des Mikroprozessors ausgewertet werden müssten.
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Damit
ist es bei einer Prüfung
der Antennenanordnung nicht ohne weiteres möglich festzustellen, welche
der einzelnen Antennen des Diversity-Antennen-Systems gerade geprüft wird.
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In
der Ausführungsform
gemäß 5 ist
zur Behebung dieses Problems eine Testantennenanordnung 3 gezeigt,
deren Testantennen 34-1 bis 34-4 in Bezug auf
die einzelnen zu prüfenden
Antennen 21-1 bis 21-4 der Antennenanordnung 2 gezielt
ausgestaltet und angeordnet sind. Konkret sind die Testantennen 34-1 bis 34-4 in
Bezug auf die einzelnen Antennen 21-1 bis 21-4 derart
ausgestaltet und angeordnet, dass eine elektromagnetische Kopplung
zwischen einer der Testantennen 34-1 bis 34-4 und
einer der Antennen 21-1 bis 21-4 deutlich verschieden
ist zu einer elektromagnetischen Kopplung zwischen dieser einen
der Testantennen und den jeweils anderen der Antennen der Antennenanordnung 2.
Beispielhaft erläutert,
ist die Kopplung zwischen der Testantenne 34-1 und der
Antenne 21-1 aufgrund der zueinander räumlich nahen Anordnung der
jeweiligen Antennen deutlich größer als
die Kopplung zwischen dieser Testantenne 34-1 und den jeweils
anderen Antennen 21-2, 21-3 und 21-4.
Dies gilt analog auch für
die jeweils anderen der paarweise zueinander angeordneten Antennen.
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Zum
Test der zu überprüfenden Antennenanordnung 2 wird
vom Signalgenerator 31 das Testsignal 300 erzeugt,
das über
die Schaltvorrichtung 32 sequentiell auf die Testantennen 34-1 bis 34-4 verteilt
wird, die ihrerseits ein jeweiliges Sendesignal 311 bis 314 erzeugen.
Für jeweils
eines der Sendesignale 311 bis 314 wird wenigstens
ein zugehöriges
Empfangssignal 211 bis 214 an der zu prüfenden Antennenanordnung 2 erfasst
und ausgewertet, ob das jeweilige Empfangssignal einen vorbestimmten
Pegel aufweist.
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Dieser
Prüfmechanismus
sei anhand eines Beispiels im Folgenden nochmals konkret erläutert:
Beispielsweise
befindet sich die Schaltvorrichtung 32 in einem Schaltzustand,
in welchem sie den Signalgenerator 31 mit der Testantenne 34-3 verbindet,
so dass über
die Testantenne 34-3 ein Sendesignal 313 erzeugt wird.
Im Falle einer ordnungsgemäßen Funktionsfähigkeit
der Antenne 21-3 wird an dem Antennenmodul 22 ein
vergleichsweise hoher Pegel des Signals 213 erfasst und über den
Tuner 23, der eine Pegelinformation 23-1 ausgibt,
an die Auswerteschaltung 24 übertragen. Für den Fall
einer fehlerhaften Funktionsfähigkeit
der Antenne 21-3 wird über
diese Antenne ein entsprechend schwaches Signal in das Antennenmodul 22 eingespeist,
so dass die Diversity-Schaltung im Antennenmodul 22 auf
die jeweils anderen Antennen 21-1, 21-2 und/oder 21-4 umschaltet.
Da jedoch die elektromagnetische Kopplung zwischen der Testantenne 34-3 und den
Antennen 21-1, 21-2 und 21-4 deutlich
geringer ist als die Kopplung zwischen der Testantenne 34-3 und der
Antenne 21-3, ergibt sich insgesamt am Ausgang der Diversity-Schaltung
nach wie vor ein vergleichsweise niedriger Signalpegel, der beispielsweise
als zu gering ausgewertet wird. Damit wird die Antenne 21-3 als
fehlerhaft festgestellt. Durch die Steuerschaltung 25 wird
nachfolgend die Schaltvorrichtung 32 in eine nachfolgende
Schaltstellung gebracht (Schaltsignal 25-1), um die Testantenne 34-4 mit
dem Testsignal 300 des Signalgenerators 31 zu
beaufschlagen. Dadurch kann die Antenne 21-4 nach dem gleichen
Prinzip, wie oben in Bezug auf die Antenne 21-3 beschrieben,
auf ihre Funktionsfähigkeit
hin geprüft
werden. Mit dem Ein-/Aus-Signal 25-3 kann durch die Steuerschaltung 25 der
Signalgenerator 31 deaktiviert und somit die Prüfanordnung insgesamt
deaktiviert werden.
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Analog
zu der Ausführungsform,
wie anhand von 3 dargestellt, kann in einer
abgewandelten Form der Schaltzustand der Schaltvorrichtung 32 durch
eine Steuerschaltung 25 in Form eines fest eingestellten Taktgebers
fest vorgegeben werden und die Schaltstellung über ein entsprechendes Schaltsignal
(analog zum Schaltsignal 25-2 gemäß 3) an die
Auswerteschaltung 24 gegeben werden, die anhand der jeweiligen Schaltstellung
erkennt, welche der Antennen 21-1 bis 21-4 gerade
geprüft
wird.
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Im
umgekehrten Falle, wie anhand von 5 dargestellt,
kann mit Hilfe des Schaltsignals 25-1 durch ein Auswerteverfahren
vorgegeben werden, welche Schaltstellung und für wie lange eine Schaltstellung
durch die Schaltvorrichtung 32 eingenommen wird. Damit
können,
wie bereits mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel nach 4 erläutert, in
analoger Weise die aktuelle Pegelsituation und Erfahrungen vergangener
Messungen am selben Fahrzeug oder an anderen Fahrzeugen in analoger
Weise berücksichtigt
werden.
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In 6 ist
eine weitere Ausführungsform
einer Prüfanordnung
nach dem Prinzip gemäß 5 dargestellt.
Die zu prüfende
Antennenanordnung 2 wird bzw. ist dabei Teil einer Baugruppe
des Kraftfahrzeuges, vorliegend Teil einer Heckscheibe 11 des
Fahrzeuges. Die einzelnen Antennen 21-1 bis 21-4 sind
innerhalb oder an der Heckscheibe 11 angebracht, wobei
an einem oberen Rand der Heckscheibe 11 das Antennenmodul 22 angeordnet
und mit den Antennen 21-1 bis 21-4 verbunden ist. Die Antennenanordnung 2 wird
beispielsweise nach dem Anbringen des Antennenmoduls 22 an
der Heckscheibe 11 geprüft,
so dass ein Werker sofort Kontaktierungsfehler oder sonstige Funktionsfehler
erkennen und beheben kann. Die Heckscheibe 11 wird dazu
in einer Einspannvorrichtung 12 gehalten, an der die Schaltungsanordnung
zur Prüfung
der Antennenanordnung 2, wie anhand von 5 näher erläutert, befestigt
ist.
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In 7 ist
die Prüfanordnung
gemäß 6 in
verdrehter, seitlicher Darstellung im Vergleich zu 6 gezeigt,
bei der ein Werker 13 die in eine Einspannvorrichtung 12 eingespannte
Heckscheibe 11 inklusive der bereits angebrachten Antennenanordnung 2 einer
Prüfung,
wie oben beschrieben, unterzieht. Über die beispielhaft dargestellte
Testantenne 34-1 wird eine kapazitive/induktive Einkopplung
von der Rückseite
aus bewirkt.
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Alternativ
zu den in 6 und 7 gezeigten
Ausführungsformen
kann die Antennenanordnung 2 auch bei der Montage der jeweiligen
Baugruppe und/oder im eingebauten Zustand der Baugruppe geprüft werden.
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In 8 ist
eine weitere Prüfanordnung
nach dem Prinzip gemäß 5 und 6 gezeigt,
bei der die Baugruppe in Form der Heckscheibenanordnung in einer
Halte- und Anpressvorrichtung 14 gehalten ist. Es handelt
sich hierbei um eine Vorrichtung zum Anpressen eines Antennenmoduls 22 an
die Heckscheibe 11 und gegebenenfalls zum Anpressen der
einzelnen Antennen 21-1 bis 21-4 an die Heckscheibe 11.
Die Halte- und Anpressvorrichtung 14 wird beispielsweise
entlang einer nicht gezeigten Führungsschiene
geführt,
welche die gesamte Anordnung der Endmontage am Fahrzeug zuführt. Hierbei
wird die Prüfung
der Antennenanordnung bereits in der Halte- und Anpressvorrichtung nach dem oben
beschriebenen Verfahren durchgeführt.
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In 9 ist
eine Prüfanordnung
gemäß dem Prinzip
nach 5 in einer Draufsicht näher dargestellt. Die Auswerteschaltung 24 ist
beispielsweise im Tuner 23 des Fahrzeuges 5 enthalten,
wobei eine Pegelauswertung individuell für jede der Diversity-Antennen 21-1 bis 21-4 erfolgen
kann. Der Signalgenerator 31 kann als Multiband- oder Breitband-Sender
ausgeführt
sein. Das Antennenmodul 22 ist bereits im Fahrzeug 5 installiert,
so dass die Antennenanordnung 2 mit Hilfe der Testantennenanordnung 3 im
eingebauten Zustand der Baugruppe, im vorliegenden Fall in Form
der Heckscheibe 11, geprüft wird. Mit dieser Anordnung
kann während
der Durchführung
des Prüfverfahrens
das Fahrzeug 5 mit der zu prüfenden Antennenanordnung 2 entlang
der Montagestraße 4 in
Fahrtrichtung 6 bewegt werden, wobei die Testantennenanordnung 3,
beispielsweise an der Heckscheibe 11 des Fahrzeuges 5 platziert,
entsprechend mitgeführt
wird. Über
das Schaltsignal 25-2 wird der Auswerteschaltung 24 die
Schaltstellung der Schaltvorrichtung 32 übermittelt,
so dass diese feststellen kann, welche der Antennen 21-1 bis 21-4 gerade
getestet wird. Gegebenenfalls kann auch zusätzlich der Diversity-Schaltzustand
des Antennenmoduls 22 der Auswerteschaltung 24 zugeführt werden
(gestrichelt angedeutet).
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Die
insbesondere anhand von 1-4 gezeigte
Ausführungsform
einer Prüfanordnung
wird, wie vorstehend beschrieben, vorteilhaft zur Beurteilung der
Empfangsqualität
der zu prüfenden
Antennenanordnung verwendet. Die erfindungsgemäße Prüfanordnung kann in analoger
Weise auch zur Beurteilung einer Sendequalität einer zu überprüfenden Sende-Antennenanordnung
verwendet werden, die in ähnlicher
Form in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist wie die dargestellte
Antennenanordnung 2 gemäß den 1-4.
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Eine
solche Prüfanordnung
ist beispielhaft in 10 dargestellt. In diesem Fall
ist die Testantennenanordnung 3 dazu eingerichtet, über jede
der Testantennen 33-1 bis 33-3 ein zugehöriges Empfangssignal
an der Testantennenanordnung zu erfassen. Die zu prüfende Antennenanordnung 2 ist
dazu eingerichtet, ein Testsignal analog zum Testsignal 300 des
Signalgenerators 31 zu erzeugen. Damit wird von der zu
prüfenden Antennenanordnung 2 ein
Testsignal als Sendesignal erzeugt, wobei über jede der Testantennen 33-1 bis 33-3 ein
zugehöriges
Empfangssignal an der Testantennenanordnung 3 erfasst wird.
Die Testantennen 33-1 bis 33-3 werden über die
Schaltvorrichtung 32 sequentiell mit einer Auswerteschaltung 24 verbunden,
die die einzelnen Empfangssignale empfängt und auswertet. Die darin
integrierte Steuerschaltung 25 steuert die Schaltvorrichtung 32 für diesen
Umschaltprozess entsprechend an (Schaltsignal 25-1).
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Die
vorstehend beschriebenen Varianten und Ausführungsformen einer Prüfanordnung
in Bezug auf die Beurteilung einer Empfangsqualität einer
Antennenanordnung sind in entsprechend abgewandelter und analoger
Form auch auf eine Prüfanordnung
zur Beurteilung der Sendequalität
einer Sende-Antennenanordnung,
wie beispielhaft anhand von 10 erläutert, übertragbar.
Auf eine nähere
Ausführung
der diesbezüglichen
unterschiedlichen Varianten wird deshalb nicht näher eingegangen.