DE102011090139A1 - Sendeanordnung für eine Funkstation und Funkstation - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sendeanordnung für eine Funkstation, insbesondere eines Zugangssystems. Die Sendeanordnung umfasst eine Leiterplatte (1) mit einer oberen Hauptfläche (11), sowie mit einer ersten Metallisierungsebene (31), in der Leiterbahnen (13) ausgebildet sind. Außerdem sind eine Ansteuerelektronik (7) zum Bereitstellen eines Frequenzsignals und eine Antennenstruktur (5) vorgesehen. Die Antennenstruktur (5) umfasst eine Koppelvorrichtung (8), eine Leiterstruktur (2), und einen durchgehenden, elektrisch leitenden Pfad, der ein erstes Ende (51) und ein dem ersten Ende (51) entgegengesetztes zweites Ende (52) aufweist. Die Koppelvorrichtung (8) ist dazu ausgebildet, ein von der Ansteuerelektronik (7) bereitgestelltes Frequenzsignal in die Leiterstruktur (2) einzukoppeln. Das erste Ende (51) und/oder das zweite Ende (52) stellt jeweils ein Ende der Leiterstruktur (2) dar. Außerdem ist von dem ersten Ende (51) und von dem zweiten Ende (52) eines oder beide durch ein Gas oder ein elektrisch nicht leitendes Material von der Leiterplatte (1) beabstandet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sendeanordnung für eine Funkstation für ein Zugangssystem, beispielsweise für einen tragbaren Funkschlüssel, wie er typischerweise zum Ver- und Entriegeln von Kraftfahrzeugen und anderen Fahrzeugen Verwendung findet. Bei einem derartigen Zugangssystem sendet im einfachsten Fall der Funkschlüssel ein Signal aus, welches von einer Empfangsstelle im oder am Fahrzeug empfangen und weiterverarbeitet wird. Zum Empfang des von der Sendeanordnung ausgesendeten Signals weist die Empfangsstelle eine Antenne auf. Um Übertragungsverluste zu minimieren, ist es vorteilhaft, wenn die Polarisation der Empfangsantenne an die Polarisation der Antenne Sendeanordnung angepasst ist.
  • Je nach Einbauort der Empfangsantenne kann deren Ausrichtung durch die Besonderheiten des Einbauorts in mehr oder weniger engen Grenzen vorgegeben sein. In vielen Fällen, beispielsweise wenn die Empfangsantenne auf dem Dach eines Fahrzeugs angebracht werden soll, ist es zweckmäßig, diese so auszurichten, dass sie auf ein vertikal oder zumindest überwiegend vertikal polarisiertes Empfangssignal optimiert ist. Der Ausdruck "vertikal" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung als gleichbedeutend mit "senkrecht zur Erdoberfläche" verstanden.
  • Typischer Weise umfasst die Elektronik von Sendeanordnungen eine Leiterplatte, die in ein Schlüsselgehäuse eingebaut wird. Daher ist zweckmäßig, hierfür ein möglichst flaches Gehäuse zu verwenden, so dass der Schlüssel eine flache Bauform aufweist und sich dadurch gut aufbewahren lässt, insbesondere dann, wenn er z.B. in einem Kleidungsstück am Körper getragen wird. Sendeanordnung mit einer derart flachen Bauweise werden üblicherweise während des Sendebetriebs so gehalten, dass die Leiterplatte in etwa parallel zur Erdoberfläche ausgerichtet ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sendeanordnung für ein Zugangssystem bereitzustellen, das unter den genannten Voraussetzungen eine hohe Übertragungsqualität mit geringen Übertragungsverlusten bietet.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Sendeanordnung gemäß Patentanspruch 1 bzw. durch eine Funkstation gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Demgemäß betrifft ein Aspekt der Erfindung eine Sendeanordnung für eine Funkstation, insbesondere eines Zugangssystems eines Fahrzeugs. Die Sendeanordnung umfasst eine Leiterplatte mit einer oberen Hauptfläche, sowie mit einer ersten Metallisierungsebene, in der Leiterbahnen ausgebildet sind. Außerdem sind eine Ansteuerelektronik zum Bereitstellen eines Frequenzsignals und eine Antennenstruktur vorgesehen. Die Antennenstruktur umfasst eine Koppelvorrichtung, eine Leiterstruktur, und einen durchgehenden, elektrisch leitenden Pfad, der ein erstes Ende und ein dem ersten Ende entgegengesetztes zweites Ende aufweist. Die Koppelvorrichtung ist dazu ausgebildet, ein von der Ansteuerelektronik bereitgestelltes Frequenzsignal in die Leiterstruktur einzukoppeln. Das erste Ende und/oder das zweite Ende stellt ein Ende der Leiterstruktur dar. Außerdem ist von dem ersten Ende und von dem zweiten Ende eines oder beide durch ein Gas oder ein elektrisch nicht leitendes Material von der Leiterplatte beabstandet.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Funkstation, insbesondere tragbare Funkstation, beispielsweise in Form eines elektronischen Fahrzeugschlüssels mit einer Sendeanordnung, wie sie vorangehend erläutert wurde.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen einander entsprechende Elemente. Die in den Figuren gezeigten Elemente sind nicht notwendiger Weise maßstäblich wiedergegeben. Es zeigen:
  • 1 ein erstes Beispiel einer Sendeanordnung mit einer Leiterstruktur, welche als Ring mit Spalt ausgebildet ist;
  • 2 eine Sendeanordnung mit einer Antennenstruktur, die eine zweiteilige Leiterstruktur umfasst, welche an eine Leiterschleife einer Leiterplatte angeschlossen ist, die wiederum mit einer weiteren Leiterschleife der Leiterplatte induktiv gekoppelt ist.
  • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Sendeanordnung, wie sie beispielsweise in einer tragbaren Funkstation, hier in einem elektronischen Schlüssel für ein Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann. Die Sendeanordnung umfasst eine Leiterplatte 1 mit einer oberen Hauptfläche 11 und einer unteren Hauptfläche 12. In diesem Sinne sind die beiden Hauptflächen 11, 12 durch die beiden großflächigsten Seiten der Leiterplatte 1 gegeben.
  • Die obere Hauptfläche 11 liegt im Wesentlichen in einer Ebene, die durch die zueinander senkrechten Richtungen x und y aufgespannt ist. Senkrecht zur x-y-Ebene verläuft die Richtung z, die nachfolgend auch als "vertikale Richtung" bezeichnet wird. Die Leiterplatte 1 weist eine erste Metallisierungsebene 31 auf, die beispielhaft an der oberen Hauptfläche 11 ausgebildet ist, die sich aber z.B. bei z.B. im Fall einer Multilayer-Leiterplatte auch innerhalb der Leiterplatte 1 befinden kann. Die erste Metallisierungsebene 31 ist zu Leiterbahnen und/oder Leiterflächen 13 strukturiert. Optional kann an der unteren Hauptfläche 12 eine zweite Metallisierungsebene vorgesehen sein, die jedoch in 1 verdeckt ist.
  • Die Sendeanordnung umfasst eine Antennenstruktur 5 mit einer eine Leiterstruktur 2. Zwischen einem ersten Ende 51 der Antennenstruktur 5 und einem zweiten Ende 52 der Antennenstruktur 5 ist ein durchgehender, elektrisch leitender Pfad der Antennenstruktur 5 ausgebildet. Das erste Ende 51 und das zweite Ende 52 sind jeweils durch ein Gas, beispielsweise Luft, oder durch ein elektrisch nicht leitendes Material von der Leiterplatte 1 beabstandet. Bei einem elektrisch nicht leitenden Material kann es sich beispielsweise um eine Vergussmasse oder ein dielektrisches Material mit gewünschter relativer Permittivität handeln, in die die Sendeanordnung ganz oder teilweise eingebettet ist.
  • Auf der Leiterplatte 1, hier auf deren oberer Hauptfläche 11, befinden sich eine Ansteuerelektronik 7 und eine Koppelvorrichtung 8. Abweichend davon könnten sich die Ansteuerelektronik 7 und die Koppelvorrichtung 8 auch auf der unteren Hauptfläche 12 der Leiterplatte 1 befinden. Ebenso könnte die Ansteuerelektronik 7 auf der oben Hauptfläche 11 und die Koppelvorrichtung 8 auf der unteren Hauptfläche 12 angeordnet sein, oder – umgekehrt – die Koppelvorrichtung 8 auf der oberen Hauptfläche 11 und die Ansteuerelektronik 7 auf der unteren Hauptfläche 12. Ebenso können die Ansteuerelektronik 7 und die Koppelvorrichtung 8 jeweils mehrere Elemente aufweisen, von denen zumindest eines auf der oberen Hauptfläche 11 und ein anderes auf der unteren Hauptfläche 12 angeordnet ist. Die Ansteuerelektronik 7 und/oder die Koppelvorrichtung 8 können jeweils auch ganz oder teilweise von der Leiterplatte 1 beabstandet angeordnet sein.
  • Die Leiterstruktur 2 ist beispielhaft als im Wesentlichen ebenes, flaches Blechstanzteil ausgebildet. Sie besitzt eine ringförmige Struktur, die durch einen Spalt 55 unterbrochen ist. Bei dem Beispiel gemäß 1 umfasst die Leiterstruktur 2 zwei Horizontalabschnitte 41, 42, die parallel zur ersten Hauptfläche 11 und parallel zueinander verlaufen. Außerdem besitzt die Leiterstruktur 2 zwei Vertikalabschnitte 43, 44, wobei sich der Spalt 55 in dem Vertikalabschnitt 44 befindet. Das erste Ende 51 und das zweite Ende 52 liegen einander dabei in z-Richtung gegenüber. Außerdem ist der Vertikalabschnitt 43 an seinen Enden durch die Horizontalabschnitte 41 bzw. 42 mit dem Vertikalabschnitt 44 verbunden.
  • Beim Betrieb der Sendeanordnung erzeugt die Ansteuerelektronik 7 ein Frequenzsignal mit einer Mittenfrequenz, welches der Leiterstruktur 2 über die Koppelvorrichtung 8 zugeführt wird. Hierzu ist ein Ausgang der Ansteuerelektronik 7, an dem das Frequenzsignal bereitgestellt wird, über eine Leiterbahn 13, die in der ersten Metallisierungsebene 31 ausgebildet ist, mit der Koppelvorrichtung 8 verbunden. Alternativ oder ergänzend kann diese Verbindung jedoch auch ganz oder teilweise mit beliebigen anderen elektrischen Verbindungselementen wie beispielsweise einem Bonddraht hergestellt werden.
  • Die Koppelvorrichtung 8 ist in 8 nur schematisch dargestellt. Grundsätzlich kann die Kopplung zwischen der Ansteuerelektronik 7 und der Antennenstruktur 5 mit Hilfe der Koppelvorrichtung 8 auf unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Kopplung auf eine der folgenden Arten realisiert werden: induktiv und galvanisch getrennt; kapazitiv und galvanisch getrennt; galvanisch; induktiv und kapazitiv aber galvanisch getrennt; induktiv und galvanisch; induktiv, kapazitiv und galvanisch. Je nach Art der Kopplung kann die Koppelvorrichtung 8 hierzu Kondensatorbauelemente oder andere kapazitive Strukturen aufweisen, induktive Bauelemente oder andere Induktive Strukturen, sowie Widerstandsbauelemente oder andere elektrisch-resistive Strukturen. Als "Bauelemente" werden hierbei Komponenten verstanden, die mit denen die Leiterplatte 1, beispielsweise durch Auflöten oder elektrisch leitendes Kleben, bestückt ist.
  • Bei dem Beispiel gemäß 1 enthält die Koppelvorrichtung 8 eine nicht näher dargestellte Wicklung, welche mehrere Windungen, eine Windung oder auch nur eine Teilwindung aufweisen kann. Diese Wicklung wird so angeordnet, dass sie induktiv mit der Leiterstruktur 2 gekoppelt ist. Bei anderen Ausgestaltungen der Kopplung kann die Koppelvorrichtung 8 alternativ oder ergänzend über eine galvanische Verbindung und/oder eine Kapazität mit der Leiterstruktur 2 verbunden sein.
  • Das beim Betrieb der Sendeanordnung von der Ansteuerelektronik 7 bereitgestellte Frequenzsignal wird über die Koppelvorrichtung 8 in die Leiterstruktur 2 eingekoppelt, wodurch die Antennenstruktur 5 ein elektromagnetisches Signal abstrahlt, dessen elektrisches Feld eine signifikante Komponente in der z-Richtung aufweist.
  • Das von der Ansteuerstruktur 7 bereitgestellte Frequenzsignal besitzt eine Mittenfrequenz. Außerdem weist die gesamte der Ansteuerelektronik 7 nachgeschaltete Einheit, welche die Koppelstruktur 8, die Leiterstruktur 2 sowie eine optional vorhandene Verbindungsleitung zur Verbindung der Ansteuerelektronik 7 mit der Koppelstruktur 8 umfasst, eine Frequenzbandbreite auf. Diese Frequenzbandbreite ist so um die Mittenfrequenz zentriert, dass ein von der Sendeanordnung abgestrahltes Signal von einem Empfänger verwertbar empfangen werden kann. Die Bandbreite beträgt ein paar KHz oder MHz um die Mittenfrequenz.
  • Indem die Bandbreite um die Mittenfrequenz des Signals zentriert ist, wird die Sendeanordnung im Bereich der Resonanz der Leiterstruktur 2 betrieben, so dass sich in der Leiterstruktur 2 eine passende Stromverteilung ausbildet. Hierbei stellen das erste Ende 51 und das zweite Ende 52 Knotenpunkte dar, an denen der Strom im Wesentlichen gleich Null ist. In dem Vertikalabschnitt 43 hingegen, der auf der dem Spalt 55 entgegengesetzten Seite der Leiterstruktur 2 angeordnet ist, befindet sich die Stelle maximaler Amplitude des Wechselstroms. Im Ergebnis erzeugt die Sendeanordnung damit eine elektromagnetische Welle, deren elektromagnetisches Feld eine signifikante Komponente in z-Richtung aufweist.
  • Die vorangehend erwähnte Eigenresonanz kann zum Einen durch die Ausgestaltung der Koppelvorrichtung 8 eingestellt werden, zum Anderen durch den Abstand d55 zwischen dem ersten Ende 51 und dem zweiten Ende 52, d.h. durch die Breite des Spaltes 55. Der Abstand d55 kann grundsätzlich beliebig gewählt werden, er kann beispielsweise im Bereich von 0,1 mm bis 10 mm liegen.
  • Gemäß einem weiteren, in 2 gezeigten Beispiel ist ebenfalls eine Leiterplatte 1 vorgesehen, die an der oberen Hauptfläche 11 mit einer ersten Metallisierungsebene 31 versehen ist, in der Leiterbahnen und/oder Leiterflächen 13 ausgebildet sind. An der unteren Hauptfläche 12 ist eine zur ersten Metallisierungsebene 31 parallele zweite Metallisierungsebene 32 ausgebildet, die ebenfalls zu Leiterbahnen und/oder Leiterflächen 14 strukturiert ist.
  • In der ersten Metallisierungsebene 31 ist eine erste Leiterschleife 61 ausgebildet, die an die Ansteuerelektronik 7 angeschlossen ist. Außerdem ist in der zweiten Metallisierungsebene 32 eine zweite Leiterschleife 62 ausgebildet, die mit der Leiterstruktur 2 in Reihe geschaltet ist und die einen Bestandteil des elektrisch leitenden Pfades darstellt. Anders als bei der Anordnung nach 1 ist die Leiterstruktur 2 geteilt und umfasst zumindest eine erste Teilstruktur 21 und eine zweite Teilstruktur 22. Das erste Ende 51 bildet ein Ende der ersten Teilstruktur 21, das zweite Ende 52 ein Ende der zweiten Teilstruktur 22. Die erste Teilstruktur 21 besitzt außerdem ein weiteres Ende 53, das ein dem ersten Ende 51 entgegengesetztes Ende der ersten Teilstruktur 21 darstellt. Dementsprechend besitzt auch die zweite Teilstruktur 22 ein weiteres Ende 54, welches ein dem zweiten Ende 52 entgegengesetztes Ende der zweiten Teilstruktur 22 bildet. Die zweite Leiterschleife 62 ist nun zwischen den beiden weiteren Enden 53 und 54 mit den beiden Teilstrukturen 21, 22 in Reihe geschaltet, so dass sie im Strompfad zwischen dem ersten Ende 51 und dem zweiten Ende 52 liegt.
  • Da sich das weitere Ende 54 auf derselben Seite der Leiterplatte 1 befindet wie die zweite Metallisierungsebene 32, das weitere Ende 53 hingegen auf der entgegengesetzten Seite der Leiterplatte 1, ist in der Leiterplatte 1 eine Durchkontaktierung 33 vorgesehen, die das weitere Ende 53 elektrisch mit der zweiten Leiterschleife 62 verbindet.
  • Alternativ zu der in 2 gezeigten Ausgestaltung kann auch eine der Teilstrukturen 21, 22 durch eine Leiterbahn der Leiterplatte 1 realisiert sein.
  • Wie außerdem in 2 gezeigt ist, kann ein Längsabschnitt 41, 42 – bezogen auf die Vertikalabschnitte 43, 44 – von der Leiterplatte 1 weg gefaltet sein.
  • Zur Übertragung eines von der Ansteuerelektronik 7 bereitgestellten Frequenzsignals ist die erste Leiterschleife 61 mit der zweiten Leiterschleife 62 induktiv gekoppelt. Hierzu wird bei dem Beispiel gemäß 2 das von der Ansteuerelektronik 7 bereitgestellte Frequenzsignal der ersten Leiterschleife 61 zugeführt und durch diese induktiv in die zweite Leiterschleife 62 eingekoppelt. Die erste Leiterschleife 61 ist hierzu in z-Richtung oberhalb der zweiten Leiterschleife 62 angeordnet, so dass sich die erste Leiterschleife 61 und die zweite Leiterschleife 62 vollständig oder zumindest teilweise überlappen. Mit zunehmender Überlappung erhöht sich auch die Stärke der induktiven Kopplung. Da die Stärke der Kopplung einen wesentlichen Einfluss auf die Resonanzfrequenz der Antennenstruktur 5 besitzt, können eine gewünschte Resonanzfrequenz und die Impedanz durch den Grad der Kopplung, d.h. durch den Grad der Überlappung zwischen der ersten Leiterschleife 61 und der zweiten Leiterschleife 62, eingestellt werden.
  • Eine weitere Anpassung der Resonanzfrequenz der Antennenstruktur 5 kann über die Breite d55 des Spalts 55 erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann eine Anpassung außerdem dadurch erfolgen, dass die Leiterstruktur 2 an ihrem ersten Ende 51 flächig verbreitert ist und/oder dass die Leiterstruktur 2 an ihrem zweiten Ende 52 flächig verbreitert ist. Durch die Verbreiterung wird die Kapazität zwischen den Enden 51 und 52 der Leiterstruktur 2 erhöht, was die Eigenresonanzfrequenz der Antennenstruktur 5 entsprechend beeinflusst.
  • Bei geeigneter Ausgestaltung der Leiterplatte 1, beispielsweise im Fall einer Multilayer-Leiterplatte könnte anstelle von nur einer einzigen ersten Leiterschleife 61 eine erste Spule vorgesehen sein, die aus mehreren in Reihe geschalteten Leiterschleifen gebildet ist, von denen jede in einer anderen Metallisierungsebene der Leiterplatte 1 ausgebildet ist. Die einzelnen Leiterschleifen der Spule wären dann in der z-Richtung übereinander liegend angeordnet und z.B. durch Durchkontaktierungen der Leiterplatte in Reihe geschaltet, so dass die erste Spule zwei oder mehr in Reihe geschaltete Leiterschleifen umfasst.
  • Entsprechend könnte anstelle von nur einer einzigen zweiten Leiterschleife 62 auch eine zweite Spule vorgesehen sein, die aus mehreren in Reihe geschalteten Leiterschleifen gebildet ist, von denen jede in einer anderen Metallisierungsebene der Leiterplatte 1 ausgebildet ist. Die einzelnen Leiterschleifen der Spule wären dann in der z-Richtung übereinander liegend angeordnet und z.B. mit Hilfe von Durchkontaktierungen der Leiterplatte 1 in Reihe geschaltet, so dass die zweite Spule zwei oder mehr in Reihe geschaltete Leiterschleifen umfasst.
  • In dem Vertikalabschnitt 43 hingegen, der auf der dem Spalt 55 entgegengesetzten Seite der Leiterstruktur 2 angeordnet ist, befindet sich die Stelle maximaler Amplitude des Wechselstroms. Im Ergebnis erzeugt die Sendeanordnung damit eine elektromagnetische Welle, deren elektromagnetisches Feld eine signifikante Komponente in z-Richtung aufweist.
  • Anders als bei der Anordnung gemäß 1 befindet sich der Vertikalabschnitt 43 – bezogen auf die Länge des zwischen dem ersten Ende 51 und dem zweiten Ende 52 ausgebildeten Strompfades – zwar nicht in der Mitte des Strompfades, aber noch in hinreichender Nähe der Mitte, so dass elektrische Feld der von der Antennenstruktur 5 abgestrahlten elektromagnetischen Welle dennoch eine ausreichende Amplitude in z-Richtung besitzt.
  • Das elektrische Feld der beim Betrieb der Sendeanordnung gemäß 2 abgestrahlten elektromagnetischen Welle weist außerdem aufgrund der parallel zur oberen Hauptfläche 11 angeordneten zweiten Leiterschleife 62 noch eine Komponente senkrecht zur z-Richtung auf, so dass eine Funktion der Sendeanordnung auch dann gewährleistet ist, wenn diese anderes als vorgesehen ausgerichtet ist. Da das Verhältnis der Amplitude des elektrischen Feldes in z-Richtung zur Amplitude, die das elektrische Feldes senkrecht zur z-Richtung aufweist, durch die Geometrie insbesondere der zweiten Leiterschleife 62 und der Leiterstruktur 2 bestimmt ist, kann ein gewünschtes Verhältnis durch eine Anpassung der Geometrie eingestellt werden.
  • Durch diese Möglichkeit der Anpassung kann erreicht werden, dass die von der Antennenstruktur 5 abgestrahlte elektromagnetische Welle überwiegend in z-Richtung polarisiert ist, d.h., dass das elektrische Feld der Welle senkrecht zur Leiterplatte eine größere Amplitude aufweist als in jeder zur oberen Hauptfläche 11 parallelen Richtung.
  • Bei sämtlichen Anordnungen im Sinne der vorliegenden Erfindung kann sich ein zur oberen Hauptfläche 11 senkrecht verlaufender Vertikalabschnitt 43 der Leiterstruktur 2 – wie beispielhaft in den 1 und 2 gezeigt ist – auf einer dem ersten Ende 51 und dem zweiten Ende 52 entgegengesetzten Seite der Leiterstruktur 2 befinden.
  • Weiterhin kann die Leiterstruktur 2 einen oder mehrere Abschnitte aufweisen, der außerhalb des seitlichen Randes der Leiterplatte 1, d.h. der parallel zur z-Richtung weder oberhalb noch unterhalb der Leiterplatte 1 angeordnet ist. Bei den Anordnungen gemäß den 1 und 2 sind dies z.B. die Horizontalabschnitte 41 und 42. Hierdurch kann Platz auf der Leiterplatte 1 eingespart werden, der für die Unterbringung anderer Komponenten zur Verfügung steht. Um die mechanische Stabilität der Anordnung zu gewährleisten, kann die Leiterstruktur 2 optional an einer oder mehreren Stellen unter Verwendung eines dielektrischen Materials, beispielsweise gegenüber der Leiterplatte 1, abgestützt und/oder gehalten werden. Dies erhöht zum Einen die mechanische Stabilität der Sendeanordnung, zum Anderen können hierdurch Schwingungen der freien Arme der Leiterstruktur 2, die sich an den Vertikalabschnitt 43 anschließen, vermieden werden. Dies ist besonders deshalb von Bedeutung, weil anderenfalls die Gefahr besteht, dass sich der Abstand d55 zwischen den Enden 51 und 52 aufgrund der Schwingungen und damit einhergehend die Resonanzfrequenz der Antennenstruktur 5 verändert.
  • Grundsätzlich können die Horizontalabschnitte 41 und 42 wie in den 1 und 2 gezeigt in z-Richtung übereinander liegen. Allerdings ist dies nicht zwingend erforderlich.
  • Die Herstellung einer Leiterstruktur 2 kann, unabhängig davon, ob sie einteilig ausgebildet ist oder aber zwei oder mehr Teilstrukturen 21, 22 aufweist, besonders einfach durch Stanzen und/oder Biegen eines Bleches erfolgen. Grundsätzlich kann eine Leiterstruktur 2 jedoch auch auf beliebige andere Weise wie z.B. durch Fräsen oder Gießen hergestellt werden.
  • Die Länge des elektrisch leitenden Pfades vom ersten Ende 51 zum zweiten Ende 52 entspricht der Hälfte der effektiven Wellenlänge λeff, die sich bei der Mittenfrequenz f0 des von der Ansteuerelektronik 7 bereitgestellten Frequenzsignals aus den relativen Permittivitäten der in der Sendeanordnung verwendeten Materialien, der gesamten Geometrie der Antennen und Komponenten der Sendeanordnung ergibt.
  • Optional kann eine bei der vorliegenden Erfindung eingesetzte Antennenstruktur 5 so ausgelegt werden, dass sie eine Impedanz von 50 Ohm besitzt.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Sendeanordnung besteht darin, dass es sich als symmetrisch und eigenresonant ausgestalten lässt, wodurch die Massefläche nicht Teil des strahlenden Systems ist und Störungseffekte durch Berührung (vorderer Bereich der Antenne ausgeschlossen) der Sendeanordnung mit der Hand weniger stark ausgeprägt ist als bei herkömmlichen Systemen.
  • Mit einer Sendeanordnung, wie sie vorangehend beschrieben wurde, lässt sich insbesondere ein elektronischer Fahrzeugschlüssel herstellen. Grundsätzlich lassen sich mit einer solchen Sendeanordnung jedoch Funkschlüssel / Transponder für beliebige Anwendungszwecke realisieren.
  • Abschließend wird noch darauf hingewiesen, dass verschiedene Merkmale der vorangehenden Ausführungsbeispiele auf beliebige Weise miteinander kombiniert werden, sofern sich die Merkmale einer solchen Kombination nicht gegenseitig ausschließen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Leiterplatte
    2
    Leiterstruktur
    5
    Antennenstruktur
    7
    Ansteuerelektronik
    8
    Koppelvorrichtung
    9
    erste Leiterschleife
    10
    zweite Leiterschleife
    11
    obere Hauptfläche
    12
    untere Hauptfläche
    13
    Leiterbahn
    14
    Leiterbahn
    31
    erste Metallisierungsebene
    32
    zweite Metallisierungsebene
    33
    Durchkontaktierung
    21
    erste Teilstruktur
    22
    zweite Teilstruktur
    41
    Horizontalabschnitt
    42
    Horizontalabschnitt
    43
    Vertikalabschnitt
    44
    Vertikalabschnitt
    51
    erstes Ende
    52
    zweites Ende
    53
    Ende
    54
    Ende
    55
    Spalt
    61
    Leiterschleife
    62
    Leiterschleife
    z
    vertikale Richtung

Claims (15)

  1. Sendeanordnung für eine Funkstation, insbesondere für ein Zugangssystem, umfassend: eine Leiterplatte (1) mit einer oberen Hauptfläche (11), sowie mit einer ersten Metallisierungsebene (31), in der Leiterbahnen (13) ausgebildet sind; eine Ansteuerelektronik (7) zum Bereitstellen eines Frequenzsignals; eine Antennenstruktur (5) umfassend eine Koppelvorrichtung (8), eine Leiterstruktur (2), sowie einen durchgehenden, elektrisch leitenden Pfad, der ein erstes Ende (51) und ein dem ersten Ende (51) entgegengesetztes zweites Ende (52) aufweist; wobei die Koppelvorrichtung (8) dazu ausgebildet ist, ein von der Ansteuerelektronik bereitgestelltes Frequenzsignal in die Leiterstruktur (2) einzukoppeln; das erste Ende (51) ein Ende der Leiterstruktur (2) darstellt und/oder das zweite Ende (52) ein Ende der Leiterstruktur (2) darstellt; von dem ersten Ende (51) und von dem zweiten Ende (52) eines oder beide durch ein Gas oder ein elektrisch nicht leitendes Material von der Leiterplatte (1) beabstandet ist.
  2. Sendeanordnung gemäß Anspruch 1, bei die Leiterstruktur (2) einen Vertikalabschnitt (43) aufweist, der senkrecht zur oberen Hauptfläche (11) verläuft und der sich auf einer dem ersten Ende (51) und dem zweiten Ende (52) entgegengesetzten Seite der Leiterstruktur (2) befindet.
  3. Sendeanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der das erste Ende (51) und das zweiten Ende (52) einander in einer vertikalen Richtung (z) gegenüber liegen, die durch die Richtung der Normalen der oberen Hauptfläche (11) gegeben ist.
  4. Sendeanordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Abstand (d55) zwischen dem ersten Ende (51) und dem zweiten Ende (52) im Bereich von 0,1mm bis 10mm liegt.
  5. Sendeanordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Leiterstruktur (2) einteilig ausgebildet ist.
  6. Sendeanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Leiterstruktur (2) eine erste Teilstruktur (21) und eine zweite Teilstruktur (22) aufweist.
  7. Sendeanordnung gemäß Anspruch 6, bei der das erste Ende (51) ein Ende der ersten Teilstruktur (21) darstellt und bei dem das zweite Ende (52) ein Ende der zweiten Teilstruktur (22) darstellt.
  8. Sendeanordnung gemäß Anspruch 7, bei der die erste Teilstruktur (21) am ersten Ende (51) flächig verbreitert ist und/oder bei dem die zweite Teilstruktur (22) am zweiten Ende (52) flächig verbreitert ist.
  9. Sendeanordnung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der die Ansteuerelektronik (7) mit der Leiterstruktur (2) auf eine der folgenden Arten gekoppelt ist: induktiv und galvanisch getrennt; kapazitiv und galvanisch getrennt; galvanisch; induktiv, kapazitiv und galvanisch getrennt; induktiv und galvanisch; induktiv, kapazitiv und galvanisch.
  10. Sendeanordnung gemäß Anspruch 9, bei der die Leiterplatte (1) eine zur ersten Metallisierungsebene (31) parallele zweite Metallisierungsebene (32) aufweist; in der ersten Metallisierungsebene (31) eine erste Leiterschleife (61) ausgebildet ist, die an die Ansteuerelektronik (7) angeschlossen ist; in der zweiten Metallisierungsebene (32) eine zweite Leiterschleife (62) ausgebildet ist, die an die Leiterstruktur (2) angeschlossen ist und die einen Bestandteil des elektrisch leitenden Pfades darstellt; die erste Leiterschleife (61) mit der zweiten Leiterschleife (62) und damit die Ansteuerelektronik (7) mit der Leiterstruktur (2) induktiv gekoppelt ist.
  11. Sendeanordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Leiterstruktur (2) einen Abschnitt (41, 42) aufweist, der parallel zur Normalenrichtung (z) der oberen Hauptfläche (11) weder oberhalb noch unterhalb der Leiterplatte 1 angeordnet ist.
  12. Sendeanordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Leiterstruktur (2) vollständig oder zumindest teilweise aus einem gestanzten und/oder gebogenen Blech besteht.
  13. Sendeanordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Ansteuerelektronik (7) dazu ausgebildet ist, ein Frequenzsignal bereitzustellen, das eine Mittenfrequenz aufweist; die gesamte der Ansteuerelektronik (7) nachgeschaltete Einheit, welche die Koppelstruktur (8), die Antennenstruktur (5) sowie eine optional vorhandene Verbindungsleitung zur Verbindung der Ansteuerelektronik (7) mit der Koppelstruktur (8) umfasst, eine Frequenzbandbreite aufweist, die um die Mittenfrequenz zentriert im Bereich im KHz- oder MHz-Bereich ist.
  14. Sendeanordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Antennenstruktur (5) eine Impedanz von 50 Ohm aufweist.
  15. Funkstation, insbesondere elektronischer Fahrzeugschlüssel, umfassend eine Sendeanordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013114223A1 (de) * 2013-12-06 2015-06-11 Hörmann KG Antriebstechnik Fernsteuerbare tür- oder torantriebsvorrichtung mit magnetischer antenne

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011090139B4 (de) 2011-12-29 2018-07-05 Continental Automotive Gmbh Sendeanordnung für eine Funkstation und Funkstation
FR3030910B1 (fr) * 2014-12-23 2018-02-09 Valeo Comfort And Driving Assistance Identifiant d'acces a distance pour vehicule automobile comprenant une antenne dipole de type fractal

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3689376T2 (de) * 1985-07-30 1994-04-21 Larsen Electronics Inc Fahrzeugantennenspeisungssystem.
DE102007061305A1 (de) * 2007-12-19 2009-06-25 Continental Automotive Gmbh Mehrteilige Antenne mit zirkularer Polarisation
DE102008027246A1 (de) * 2008-06-06 2009-12-10 ASTRA Gesellschaft für Asset Management mbH & Co. KG Waschbares Produkt

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5668565A (en) * 1994-12-22 1997-09-16 Orbital Science Corporation Flexible feed line for an antenna system
DE60113788T2 (de) * 2000-12-12 2006-08-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Ringresonator und Antenne
DE10248756A1 (de) * 2002-09-12 2004-03-18 Siemens Ag Funkkommunikationsgerät mit reduziertem SAR-Wert
DE202005015708U1 (de) 2005-10-06 2005-12-29 Kathrein-Werke Kg Dual polarisierte Dipolstrahler
DE102007037614B4 (de) 2007-08-09 2014-03-13 Continental Automotive Gmbh Mehrteilige Antenne mit zirkularer Polarisation
US20090122847A1 (en) * 2007-09-04 2009-05-14 Sierra Wireless, Inc. Antenna Configurations for Compact Device Wireless Communication
EP2120289A1 (de) 2008-05-16 2009-11-18 Magneti Marelli S.p.A. Antennenvorrichtung auf einer Leiterplatte
CN101938039B (zh) * 2009-07-01 2015-03-11 深圳富泰宏精密工业有限公司 天线结构及应用该天线结构的无线通信装置
DE102011090139B4 (de) 2011-12-29 2018-07-05 Continental Automotive Gmbh Sendeanordnung für eine Funkstation und Funkstation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3689376T2 (de) * 1985-07-30 1994-04-21 Larsen Electronics Inc Fahrzeugantennenspeisungssystem.
DE102007061305A1 (de) * 2007-12-19 2009-06-25 Continental Automotive Gmbh Mehrteilige Antenne mit zirkularer Polarisation
DE102008027246A1 (de) * 2008-06-06 2009-12-10 ASTRA Gesellschaft für Asset Management mbH & Co. KG Waschbares Produkt

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013114223A1 (de) * 2013-12-06 2015-06-11 Hörmann KG Antriebstechnik Fernsteuerbare tür- oder torantriebsvorrichtung mit magnetischer antenne
DE102013114223B4 (de) 2013-12-06 2021-08-05 Hörmann KG Antriebstechnik Fernsteuerbare tür- oder torantriebsvorrichtung mit magnetischer antenne

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US9524602B2 (en) 2016-12-20

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