DE102010061995B4 - Antenna device and vehicle with an antenna device - Google Patents
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Abstract
Antennenvorrichtung (100) für ein Fahrzeug (1) mit einem Fahrzeugdach (3), das ein Karosserieblech (5) aufweist, umfassend:- eine erste Teilvorrichtung (10), die an einer nach außen, aus dem Fahrzeug heraus, gerichteten Seite des Fahrzeugdachs (3) angeordnet ist und ein Antennengehäuse (15) und eine in dem Antennengehäuse (15) angeordnete erste Antenne (11) aufweist,- eine zweite Teilvorrichtung (20), die an einer nach innen, in das Fahrzeug hinein, gerichteten Seite des Fahrzeugdachs (3) angeordnet ist und die eine zweite Antenne (21) aufweist, wobei die erste Antenne (11) und zweite Antenne (21) ausgebildet sind, Signalwellen eines gleichen vorgegebenen Frequenzbandes zu empfangen und/oder zu senden, und die erste Antenne (11) und die zweite Antenne (21) Teil eines Mehrfach-Eingabe-Mehrfach-Ausgabe-Antennensystems sind und ausgebildet sind zum Senden beziehungsweise Empfangen der Signalwellen für eine Kommunikationsverbindung.Antenna device (100) for a vehicle (1) with a vehicle roof (3) which has a body panel (5), comprising: - a first sub-device (10) on a side of the vehicle roof that is directed outwards from the vehicle (3) is arranged and has an antenna housing (15) and a first antenna (11) arranged in the antenna housing (15), - a second sub-device (20) which is located on an inwardly directed side of the vehicle roof into the vehicle (3) and which has a second antenna (21), the first antenna (11) and second antenna (21) being designed to receive and / or transmit signal waves of the same predetermined frequency band, and the first antenna (11 ) and the second antenna (21) are part of a multiple-input-multiple-output antenna system and are designed to transmit and receive the signal waves for a communication link, respectively.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antennenvorrichtung und ein Fahrzeug mit der Antennenvorrichtung.The invention relates to an antenna device and a vehicle with the antenna device.
Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heute eine Elektronikausrüstung auf, die zumindest eine Antenne erfordert. Beispielsweise weisen die Kraftfahrzeuge eine Antenne für einen Radioempfang, für einen Mobilfunkempfang und/oder für einen GPS-Empfang auf. Häufig werden Antenneneinrichtungen außen auf einem Karosserieteil, insbesondere auf einem Kraftfahrzeugdach, angeordnet.Most motor vehicles today have electronic equipment that requires at least one antenna. For example, the motor vehicles have an antenna for radio reception, for cellular radio reception and / or for GPS reception. Antenna devices are often arranged on the outside of a body part, in particular on a motor vehicle roof.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist, eine Antennenvorrichtung sowie ein Fahrzeug mit der Antennenvorrichtung zu schaffen, die beziehungsweise das einen Beitrag leistet, einen zuverlässigen Betrieb einer Kommunikationsverbindung mit hoher Datenrate zu ermöglichen.The object on which the invention is based is to create an antenna device and a vehicle with the antenna device which contribute to enabling reliable operation of a communication link with a high data rate.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is achieved by the features of the independent patent claims. Advantageous further developments of the invention are characterized in the subclaims.
Gemäß einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Antennenvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugdach, das ein Karosserieblech aufweist. Die Antennenvorrichtung umfasst eine erste Teilvorrichtung, die an einer nach außen, aus dem Fahrzeug heraus, gerichteten Seite des Fahrzeugdachs angeordnet ist und ein Antennengehäuse und eine in dem Antennengehäuse angeordnete erste Antenne aufweist. Des Weiteren umfasst die Antennenvorrichtung eine zweite Teilvorrichtung, die an einer nach innen, in das Fahrzeug hinein, gerichteten Seite des Fahrzeugdachs angeordnet ist, und die eine zweite Antenne aufweist. Die erste Antenne und zweite Antenne sind ausgebildet, Signalwellen eines gleichen vorgegebenen Frequenzbandes zu empfangen und/oder zu senden. Die erste Antenne und die zweite Antenne sind Teil eines Mehrfach-Eingabe-Mehrfach-Ausgabe-Antennensystems und ausgebildet zum Senden beziehungsweise Empfangen der Signalwellen für eine Kommunikationsverbindung.According to a first aspect, the invention is characterized by an antenna device for a vehicle with a vehicle roof which has a body panel. The antenna device comprises a first sub-device which is arranged on a side of the vehicle roof that is directed outwards from the vehicle and has an antenna housing and a first antenna arranged in the antenna housing. Furthermore, the antenna device comprises a second sub-device which is arranged on a side of the vehicle roof that is directed inward, into the vehicle, and which has a second antenna. The first antenna and the second antenna are designed to receive and / or transmit signal waves of the same predetermined frequency band. The first antenna and the second antenna are part of a multiple-input-multiple-output antenna system and designed to transmit and receive the signal waves for a communication link, respectively.
Vorteilhafterweise ermöglicht dies mit geringem Herstellungs- und/oder Montageaufwand eine Mehrantennenanordnung zu realisieren. Die erste und zweite Antenne können vorteilhafterweise sehr gut elektromagnetisch entkoppelt sein und nur eine sehr geringe Signalkorrelation aufweisen, da das Karosserieblech als Schirmblech genutzt werden kann. Dies kann ermöglichen, dass die erste und zweite Antenne für ein Mehrfach-Eingabe-Mehrfach-Ausgabe-Antennensystem (MIMO, Multiple-Input-Multiple-Output) genutzt werden können. Die erste und zweite Antenne derart auszubilden und anzuordnen, dass sie eine zueinander orthogonale Antennenpolarisation aufweisen, ist hierfür nicht notwendig aufgrund der guten elektromagnetischen Schirmung durch das Karosserieblech. Mobilfunkübertragungssysteme zumindest ab der vierten Generation (4G), beispielsweise Long Term Evolution (LTE), bedingen eine Übertragung mit hoher spektraler Effizienz. Um dies zu ermöglichen, können solche Übertragungssysteme mehrere Sendeantennen und mehrere Empfangsantennen zur Datenübertragung für eine Kommunikationsverbindung aufweisen. Die Anzahl der Sendeantennen kann unterschiedlich sein von der Anzahl der Empfangsantennen. Ein MIMO-Kanal, der durch die Sendeantennen und die Empfangsantennen ausgebildet wird, kann in mehrere räumliche Kanäle zerlegt werden. Ein Nutzen mehrerer räumlicher Kanäle zur Übertragung von Daten kann einen höheren Gesamtdurchsatz und/oder eine höhere Zuverlässigkeit der Datenübertragung ermöglichen.This advantageously makes it possible to implement a multiple antenna arrangement with little manufacturing and / or assembly effort. The first and second antenna can advantageously be electromagnetically decoupled very well and have only a very low signal correlation, since the body panel can be used as a shield plate. This can enable the first and second antennas to be used for a multiple-input-multiple-output (MIMO) antenna system. Designing and arranging the first and second antenna in such a way that they have antenna polarization that is orthogonal to one another is not necessary for this because of the good electromagnetic shielding provided by the body panel. Mobile radio transmission systems from at least the fourth generation (4G), for example Long Term Evolution (LTE), require transmission with high spectral efficiency. In order to make this possible, such transmission systems can have a plurality of transmitting antennas and a plurality of receiving antennas for data transmission for a communication link. The number of transmitting antennas can differ from the number of receiving antennas. A MIMO channel, which is formed by the transmitting antennas and the receiving antennas, can be broken down into several spatial channels. Using several spatial channels for the transmission of data can enable a higher overall throughput and / or a higher reliability of the data transmission.
Beispielsweise sind die erste und zweite Teilvorrichtung in einem vorgegebenen Dachbereich, beispielsweise im Heckbereich, des Fahrzeugs in räumlicher Nähe, insbesondere gegenüberliegend, angeordnet.For example, the first and second partial devices are in a predetermined roof area, for example in the rear area, of the vehicle spatial proximity, in particular opposite, arranged.
Das Frequenzband kann beispielsweise zumindest einen Teil eines Frequenzbereichs von näherungsweise 700 MHz bis 900 MHz umfassen. Die erste und/oder die zweite Teilvorrichtung kann jeweils weitere Antennen umfassen, die jeweils ausgebildet sind, Signalwellen unterschiedlicher Frequenzbänder zu empfangen und/oder zu senden.The frequency band can, for example, comprise at least part of a frequency range from approximately 700 MHz to 900 MHz. The first and / or the second sub-device can each comprise further antennas which are each designed to receive and / or transmit signal waves of different frequency bands.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die erste Antenne eine invertierte F-Antenne auf. Die invertierte F-Antenne kann vorteilhafterweise einen geringen Bauraum aufweisen.In a further advantageous embodiment, the first antenna has an inverted F antenna. The inverted F antenna can advantageously have a small installation space.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die zweite Antennen eine invertiere L-Antenne auf.In a further advantageous embodiment, the second antenna has an inverted L antenna.
Gemäß einem zweiten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Fahrzeug, das ein Fahrzeugdach und eine Antennenvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt aufweist. Das Fahrzeugdach weist ein Karosserieblech auf. Die Antennenvorrichtung ist an dem Fahrzeugdach angeordnet. Hierbei beziehen sich vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts auch auf den zweiten Aspekt.According to a second aspect, the invention is characterized by a vehicle which has a vehicle roof and an antenna device according to the first aspect. The vehicle roof has a body panel. The antenna device is arranged on the vehicle roof. Here, advantageous configurations of the first aspect also relate to the second aspect.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Schnittansicht einer Antennenvorrichtung und -
2 ein Fahrzeug mit der Antennenvorrichtung.
-
1 a sectional view of an antenna device and -
2 a vehicle with the antenna device.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements of the same construction or function are provided with the same reference symbols in all the figures.
Die in
Das Antennengehäuse
Die erste Teilvorrichtung
Eine derartige Anordnung der ersten 10 und zweiten Teilvorrichtung
Die erste Antenne
Die erste 10 und/oder zweite Teilvorrichtung
Die erste Antenne
Die zweite Teilvorrichtung
Die erste 11 und zweite Antenne
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 33
- FahrzeugdachVehicle roof
- 55
- KarosserieblechBody panel
- 77th
- AusnehmungRecess
- 99
- SteckverbinderConnectors
- 1010
- erste Teilvorrichtungfirst sub-device
- 1111
- erste Antennefirst antenna
- 1515th
- AntennengehäuseAntenna housing
- 2020th
- zweite Teilvorrichtungsecond sub-device
- 2121
- zweite Antennesecond antenna
- 100100
- AntennevorrichtungAntenna device
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