-
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Antennenanordnung, die eine erste Einzelantenne umfasst, deren Sende-/Empfangssignale durch ein erstes Trennfilter auf zumindest zwei unterschiedliche Frequenzteilbereiche aufgespalten werden.
-
Eine solche Antennenanordnung ist beispielsweise bekannt aus der
DE 44 01 426 A1 . Durch die Antennenanordnung aus der
DE 44 01 426 A1 wird es ermöglicht, dass zwei Dienste eine einzige Einzelantenne nutzen. Die Anzahl der am Kraftfahrzeug für die Teilnahme an mehreren (Kommunikations-)Diensten erforderlichen Einzelantennen kann somit verringert werden.
-
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Effizienz bei der Gestaltung von Antennenanordnungen für Kraftfahrzeuge weiter zu erhöhen.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug ist ausgerüstet mit einer Antennenanordnung mit mindestens zwei Einzelantennen.
-
Die Einzelantennen sind dabei vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. In bzw. an dem Gehäuse kann auch eine metallische Grundflächenplatte angeordnet sein. Vorzugsweise wirkt diese metallische Grundflächenplatte, gegebenenfalls gemeinsam mit einem Fahrzeugdach, auf welches die Antennenanordnung montiert ist, als so genanntes elektromagnetisches Gegengewicht bzw. als so genannte „ground plane” zu jeder der beiden Einzelantennen.
-
Die Sende-/Empfangssignale einer ersten der beiden Einzelantennen werden durch ein erstes Trennfilter auf zumindest zwei unterschiedliche Frequenzteilbereiche aufgespalten. Die Sende-/Empfangssignale einer zweiten der beiden Einzelantennen werden durch ein zweites Trennfilter auf zumindest zwei unterschiedliche Frequenzteilbereiche aufgespalten. Das erste Trennfilter hat zumindest zwei fahrzeugseitige Ausgänge. Ein erster dieser Ausgänge ist mit einem in dem Kraftfahrzeug angeordneten ersten Teilnehmer verbunden (bzw. verbindbar), welcher an einem ersten Kommunikationsdienst teilnimmt. Der erste Kommunikationsdienst nutzt Signale im an dem ersten Ausgang des ersten Trennfilters anliegenden Frequenzteilbereich. Ein zweiter Ausgang des ersten Trennfilters ist mit einem ersten Eingang eines in dem Kraftfahrzeug angeordneten MIMO-Moduls verbunden. Ein fahrzeugseitiger Ausgang des zweiten Trennfilters ist mit einem zweiten Eingang desselben MIMO-Moduls verbunden. Mittels des MIMO-Moduls nimmt ein in dem Kraftfahrzeug angeordneter zweiter Teilnehmer an einem MIMO-Kommunikationsdienst teil. Der MIMO-Kommunikationsdienst nutzt Signale im an dem zweiten Ausgang des ersten Trennfilters anliegenden Frequenzteilbereich sowie im an dem genannten Ausgang des zweiten Trennfilters anliegenden Frequenzteilbereich.
-
MIMO steht im Zusammenhang mit den vorliegenden Ausführungen für „Multiple Input Multiple Output”. MIMO-Module an sich sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der
US 2006/035674 A1 .
-
Für jedes der beiden Trennfilter wird also ein Ausgang mit einem Eingang des MIMO-Moduls verbunden. Ein anderer, nicht mit dem MIMO-Modul verbundener, Ausgang des ersten Trennfilters ist hingegen mit dem ersten Teilnehmer verbunden (bzw. verbindbar). Der erste Teilnehmer kann beispielsweise ein erstes Mobiltelefon sein.
-
Vorzugsweise ist auch beim zweiten Trennfilter ein weiterer, nicht mit dem MIMO-Modul verbundener, Ausgang mit einem weiteren (dritten) Teilnehmer verbunden (bzw. verbindbar). Der dritte Teilnehmer kann beispielsweise ein zweites Mobiltelefon sein.
-
Durch das Vorsehen der Trennfilter werden die Dienstfrequenzen auf die den Diensten zugeordneten Kabel und die damit verbundenen Sende-/Empfangseinrichtungen verteilt.
-
Das erste Trennfilter ist im Kraftfahrzeug vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der ersten Einzelantenne angeordnet. Das zweite Trennfilter ist im Kraftfahrzeug vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der zweiten Einzelantenne angeordnet.
-
Auch das MIMO-Modul ist im Kraftfahrzeug vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der ersten und der zweiten Einzelantenne angeordnet.
-
Das MIMO-Modul und die beiden Trennfilter können besonders vorteilhaft sogar in eine bauliche Einheit integriert sein.
-
Die mit der genannten Nähe (einerseits zwischen Antenne und Trennfilter, andererseits zwischen Trennfilter und MIMO-Modul) einhergehende Möglichkeit kurzer Kabelverbindungen ist essenziell für das Funktionieren bzw. die hohe Qualität aller Dienste. Das Einfügen der Trennfilter verursacht nämlich in der Regel Einfügedämpfungen, welche das empfindliche Empfangssignal zusätzlich schwächen. Es ist somit von Vorteil, zusätzliche Leitungsverluste (zumindest weitgehend) vermeiden und die empfindliche MIMO-Datenverbindung bereits in unmittelbarer Nähe der Einzelantennen der Demodulation zuzuführen. Insbesondere für die Teilnahme an derzeit im Aufbau begriffenen MIMO-Diensten wie WiMAX oder LTE wären schwache Signalpegel, wie sie sich aus dem Einsatz von Trennfiltern zusammen mit langen Kabelverbindungen ergeben würden, nicht tolerierbar. Auch aus Kostensicht ist diese Lösung vorteilhaft: Da MIMO-Dienste niedrige Kabeldämpfungen benötigen, müssten für etwaige Kabelverbindungen sehr hochwertige, teure Kabel eingesetzt werden.
-
Sind auch die erste und die zweite Einzelantenne in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, so kann dieses Gehäuse insbesondere die aerodynamisch günstige Form einer so genannten Finne aufweisen, wie dies von Fahrzeugen der Anmelderin bekannt ist. Auch die erreichbare Bauraumausnutzung stellt einen Vorteil einer solchen Finne dar.
-
Die Bezeichnung „Finne” leitet sich dabei ab von der charakteristischen dreieckigen Form der Rückenflosse von beispielsweise Haien und Walen. Die an sich bekannte Übertragung dieser anatomischen Form auf Antennengehäuse für Kraftfahrzeuge zeichnet sich unter anderem aus durch eine im Wesentliche achsensymmetrische Grundform, eine bezogen auf das Gesamtvolumen verhältnismäßig große Grundfläche und einen im Wesentlichen von vorne nach hinten ansteigenden Rücken.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die erste und die zweite Einzelantenne auf dem Dach des Kraftfahrzeugs angeordnet, insbesondere in Gestalt einer Finne, und das MIMO-Modul und die beiden Trennfilter sind in eine bauliche Einheit integriert, die ihrerseits innerhalb der äußeren Metallhülle des Kraftfahrzeugs am Dach des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die erforderliche Nähe des MIMO-Moduls (und der Trennfilter) zu den am Dach angeordneten Einzelantennen ist auf diese Weise besonders elegant, günstig und montagefreundlich umsetzbar.
-
Die bauliche Einheit, in die das MIMO-Modul und die beiden Trennfilter integriert sind, kann besonders vorteilhaft als Antennenfußpunktmodul ausgeführt sein.
-
Der erste Teilnehmer muss hingegen nicht notwendigerweise in unmittelbarer Nähe der ersten Einzelantenne im Kraftfahrzeug angeordnet sein. Der fahrzeugseitige erste Ausgang des ersten Trennfilters kann statt dessen über eine Koaxialleitung mit dem an anderer Stelle im Fahrzeug angeordneten ersten Teilnehmer verbunden sein. Entsprechendes gilt gegebenenfalls für einen dritten Teilnehmer und dessen Nähe zur zweiten Antenne bzw. dessen Verbindung mit dem zweiten Trennfilter. Die durch das Einfügen der Trennfilter verursachten Einfügedämpfungen sind für moderne Telefoniedienste weniger problematisch als für MIMO-Dienste, da die für Telefoniedienste verwendeten Zellen mittlerweile verhältnismäßig klein sind und daher ein guter Empfang meist gewährleistet ist.
-
Die Verwendung von Kabelverbindungen für Teilnehmer an Telefoniediensten stellt aber auch insofern einen Vorteil dar, als die Empfangssysteme moderner Kraftfahrzeuge solche Kabelverbindungen meist vorsehen bzw. darauf ausgelegt sind. Durch den Erhalt dieser Kabelverbindungen wird letztlich also zumindest kurzfristig der Entwicklungsaufwand verringert bzw. es wird die Migration auf ein erfindungsgemäßes System erleichtert.
-
Das MIMO-Modul kann, insbesondere wenn es am Dach des Fahrzeugs angeordnet ist, über eine (robuste) digitale Datenverbindung, insbesondere einen digitalen Bus, mit dem zweiten Teilnehmer verbunden sein, der somit ebenfalls nicht notwendigerweise in unmittelbarer Nähe der Einzelantennen angeordnet sein muss.
-
Die Erfindung ermöglicht es, MIMO-Datensysteme sehr einfach in ein Kraftfahrzeug-Konzept zu integrieren und somit sehr kurzfristig auf den Markt zu bringen. Für die Integration ist nur ein sehr geringer Architektureingriff nötig. Dennoch lassen sich die Dämpfungsvorteile eines Antennenfußpunktmoduls für MIMO-Systeme nutzen.
-
Schnelle Datenverbindungen auf MIMO-Basis können unter Nutzung der Erfindung verbessert im Kraftfahrzeug verwendet werden, beispielsweise für WLAN Internetzugang, Internetradio oder freien Internetzugang über das Fahrzeug-Entertainmentsystem.
-
Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung. Es zeigt schematisch
-
1 eine Antennenanordnung für ein Kraftfahrzeug.
-
Ein nicht eigens grafisch dargestelltes Kraftfahrzeug ist ausgerüstet mit einer Antennenanordnung, zu welcher zwei Einzelantennen 2, 3 gehören, die in einem Gehäuse 1, welches die Form einer Finne besitzt, auf dem Dach des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
-
Das Gehäuse 1 ist an seiner Unterseite mit einer metallischen Grundflächenplatte abgeschlossen, die gemeinsam mit dem Fahrzeugdach als „ground plane” zu jeder der beiden Einzelantennen 2, 3 wirkt.
-
Die Sende-/Empfangssignale der Einzelantenne 2 werden durch ein erstes Trennfilter S1 auf zwei unterschiedliche Frequenzteilbereiche aufgespalten. Die Sende-/Empfangssignale der Einzelantenne 3 werden durch ein zweites Trennfilter S2 auf zwei unterschiedliche Frequenzteilbereiche aufgespalten.
-
Jedes der beiden Trennfilter S1 und S2 hat zwei fahrzeugseitige Ausgänge. Das erste Trennfilter S1 hat die beiden Ausgänge S11 und S12. Das zweite Trennfilter S2 hat die beiden Ausgänge S21 und S22.
-
Der Ausgang S11 des ersten Trennfilters ist mit einem in dem Kraftfahrzeug angeordneten Mobiltelefon T1 verbunden. Das Mobiltelefon T1 nimmt an einem Telefoniedienst teil, der Signale im an dem Ausgang S11 anliegenden Frequenzteilbereich nutzt.
-
Der Ausgang S21 des zweiten Trennfilters ist mit einem weiteren in dem Kraftfahrzeug angeordneten Mobiltelefon T2 verbunden. Das Mobiltelefon T2 nimmt an einem Telefoniedienst teil, der Signale im an dem Ausgang S21 anliegenden Frequenzteilbereich nutzt.
-
Der zweite Ausgang S12 des ersten Trennfilters ist – ebenso wie der zweite Ausgang S22 des zweiten Trennfilters – mit einem in dem Kraftfahrzeug angeordneten MIMO-Modul M verbunden. Dabei ist der Ausgang S12 verbunden mit einem Eingang M1 des MIMO-Moduls M. Der Ausgang S22 ist verbunden mit einem Eingang M2 des MIMO-Moduls M.
-
Mittels des MIMO-Moduls M nimmt eine in dem Kraftfahrzeug angeordnete Head Unit HU an einem MIMO-basierten Internetdienst teil. Der MIMO-Kommunikationsdienst nutzt Signale im an dem zweiten Ausgang S12 des ersten Trennfilters anliegenden Frequenzteilbereich sowie im an dem zweiten Ausgang S22 des zweiten Trennfilters anliegenden Frequenzteilbereich.
-
Unterhalb der Finne 1 ist innerhalb der äußeren Metallhülle des Fahrzeugdaches am bzw. nahe dem Fußpunkt beider Einzelantennen 2, 3 ein Antennenfußpunktmodul 4 angeordnet. In diese bauliche Einheit 4 sind beide Trennfilter S1, S2 sowie das MIMO-Modul M integriert.
-
Durch die Nähe des Antennenfußpunktmoduls 4 zu den Einzelantennen 2, 3 sind die Leitungslängen zwischen den Einzelantennen 2, 3 und den Trennfiltern S1, S2 nahezu vernachlässigbar. Auch die Leitungslängen innerhalb des Antennenfußpunktmodul 4 zwischen den Ausgängen S12 und S22 der Trennfiltern S1, S2 und dem MIMO-Modul M sind nahezu vernachlässigbar. Daraus resultiert jeweils eine sehr geringe Signaldämpfung.
-
Eine an anderer Stelle im Kraftfahrzeug, beispielsweise in der Mittelkonsole, angeordnete Anschlussmöglichkeit für das Mobiltelefon T1 ist über eine Koaxialleitung K1 mit dem Antennenfußpunktmodul 4 bzw. dem Ausgang S11 des Trennfilters S1 verbunden.
-
Eine an anderer Stelle im Kraftfahrzeug, beispielsweise ebenfalls in der Mittelkonsole, angeordnete Anschlussmöglichkeit für das Mobiltelefon T2 ist über eine Koaxialleitung K2 mit dem Antennenfußpunktmodul 4 bzw. dem Ausgang S21 des Trennfilters S2 verbunden.
-
Die im Bereich des Armaturenbretts des Kraftfahrzeugs angeordnete Head Unit ist über einen digitalen Bus B mit dem MIMO-Modul verbunden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 4401426 A1 [0002, 0002]
- US 2006/035674 A1 [0008]
