DE102012010658A1

DE102012010658A1 - Vehicle has vehicle antenna and electrical ground that are electrically connected with vehicle capacitive component, and ground structure that is connected with electrical ground

Info

Publication number: DE102012010658A1
Application number: DE102012010658A
Authority: DE
Inventors: Christian Fuhr; Geck Berthold; Norbert Lotterer; Guido Villino
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2012-12-13

Abstract

The vehicle has an antenna arrangement (1) that includes antenna (3) that is arranged in electrically insulating vehicle component (2) made of composite plastic, and an electrical ground (7) provided for antenna. The vehicle antenna and electrical ground are electrically connected with capacitive component of vehicle. A ground structure (8) is connected with electrical ground. The antenna transfers the signal to vehicle telecommunication device (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Antennenanordnung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a vehicle having an antenna arrangement according to the features of the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 20 2009 018 455 U1 beschrieben, eine Scheibe mit elektrisch leitfähigen Strukturen bekannt. Die Scheibe umfasst mindestens zwei galvanisch voneinander getrennte elektrisch leitfähige Strukturen. Mindestens auf einer der elektrisch leitfähigen Strukturen ist eine galvanische Trennschicht angeordnet. Auf der galvanischen Trennschicht ist ein elektrischer Leiter angeordnet, wobei die galvanische Trennschicht den elektrischen Leiter von mindestens einer der elektrisch leitfähigen Strukturen galvanisch trennt.From the prior art, as in the DE 20 2009 018 455 U1 described a disc with electrically conductive structures known. The disk comprises at least two electrically isolated structures which are galvanically separated from one another. At least on one of the electrically conductive structures, a galvanic separating layer is arranged. An electrical conductor is arranged on the galvanic separating layer, wherein the galvanic separating layer galvanically separates the electrical conductor of at least one of the electrically conductive structures.

In der WO 2011/050787 A2 wird eine Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung elektrisch leitfähiger Laminate aus kohlefaserverstärkten Kunststoffen beschrieben. Die Vorrichtung weist mindestens eine Lage einer Kohlenstofffasern aufweisenden Fadenanordnung, eines Gewebes oder eines Geleges auf. Diese mindestens eine Lage weist einen ersten Bereich zur Kontaktierung mit an die Vorrichtung extern heran geführten elektrisch leitfähigen Elementen sowie einen zweiten Bereich auf, in dem die Vorrichtung auf die Kohlenstofffasern mindestens einer angrenzenden, elektrisch zu kontaktierenden Kohlenstofffaserlaminatschicht aufbringbar oder mit diesen Kohlenstofffasern verbindbar ist. Der Oberflächenkontakt des zweiten Bereichs mit der mindestens einen zu kontaktierenden Kohlenstofffaserlaminatschicht überträgt in dem ersten Bereich der Vorrichtung eingeleitete elektrische Spannungen und Ströme mit geringem Kontaktwiderstand auf die Kohlenstofffasern der mindestens einen elektrisch zu kontaktierenden Kohlenstofffaserlaminatschicht.In the WO 2011/050787 A2 a device for electrically contacting electrically conductive laminates of carbon fiber reinforced plastics is described. The device has at least one layer of a carbon fiber thread assembly, a fabric or a Geleges. This at least one layer has a first region for contacting with electrically conductive elements guided externally to the device and a second region in which the device can be applied to the carbon fibers of at least one adjoining carbon fiber laminate layer to be electrically contacted or can be connected to these carbon fibers. The surface contact of the second region with the at least one carbon fiber laminate layer to be contacted transfers electrical voltages and low contact resistance currents introduced into the first region of the device to the carbon fibers of the at least one carbon fiber laminate layer to be electrically contacted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Fahrzeug mit einer Antennenanordnung anzugeben.The invention is based on the object to provide an improved vehicle with an antenna arrangement.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Fahrzeug mit einer Antennenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by a vehicle with an antenna arrangement having the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei einem Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung ist/sind eine Antenne des Fahrzeugs und/oder eine elektrische Masse für eine Antenne des Fahrzeugs an oder in einem elektrisch isolierenden Fahrzeugbauteil angeordnet, wobei die Antenne bzw. die elektrische Masse kapazitiv mit zumindest einer weiteren Komponente des Fahrzeugs verbunden ist.In a vehicle having an antenna arrangement according to the invention, an antenna of the vehicle and / or an electrical ground for an antenna of the vehicle are arranged on or in an electrically insulating vehicle component, wherein the antenna or the electrical ground is capacitively connected to at least one further component of the vehicle connected is.

Die elektrische Masse ist beispielsweise als eine metallische Struktur ausgebildet, deren Größe abhängig ist von einer Frequenz des anzubindenden Bauteils, d. h. von einer Frequenz der Antenne des Fahrzeugs. Je größer die Frequenz, desto größer ist die metallische Struktur. Diese metallische Struktur weist einen Masseanbindungspunkt auf, mit welchem die Antenne bzw. ein Antennenverstärker der Antenne zu koppeln ist. Die elektrische Masse ist kapazitiv mit einer Massestruktur des Fahrzeugs gekoppelt. Auf diese Weise ist bei einem elektrisch isolierenden Fahrzeugbauteil, beispielsweise aus Kunststoff, insbesondere aus einem Faserverbundkunststoff, zum Beispiel aus einem kohlenstofffaserverstärkten oder glasfaserverstärkten Kunststoff, eine notwendige Hochfrequenzmasse für die Antenne zu erzeugen, welche direkt mit der Antenne bzw. mit deren Antennenverstärker zu kontaktieren ist.The electrical ground is formed, for example, as a metallic structure whose size is dependent on a frequency of the component to be bonded, d. H. from a frequency of the antenna of the vehicle. The larger the frequency, the larger the metallic structure. This metallic structure has a ground connection point with which the antenna or an antenna amplifier of the antenna is to be coupled. The electrical ground is capacitively coupled to a ground structure of the vehicle. In this way, in an electrically insulating vehicle component, for example made of plastic, in particular of a fiber composite plastic, for example of a carbon fiber reinforced or glass fiber reinforced plastic, to produce a necessary high frequency mass for the antenna, which is to contact directly with the antenna or with their antenna amplifier ,

Weist alternativ oder zusätzlich das Fahrzeug ein elektrisch isolierendes Fahrzeugbauteil auf, beispielsweise ein derartiges Fahrzeugbauteil aus einem Faserverbundkunststoff, zum Beispiel aus einem kohlenstofffaserverstärkten oder glasfaserverstärkten Kunststoff, in welchem die Antenne integriert ist, so ist diese für eine Signalübertragung von der Antenne zu zumindest einer Einrichtung des Fahrzeugs und/oder für eine Signalübertragung von zumindest einer Einrichtung des Fahrzeugs zur Antenne mit der zumindest einen Einrichtung des Fahrzeugs kapazitiv gekoppelt. Auf diese Weise ist die Antenne zu kontaktieren, ohne Anschlusselemente der Antenne aus dem Fahrzeugbauteil herauszuführen.Alternatively or additionally, the vehicle has an electrically insulating vehicle component, for example such a vehicle component made of a fiber composite plastic, for example made of a carbon fiber reinforced or glass fiber reinforced plastic, in which the antenna is integrated, so this is for a signal transmission from the antenna to at least one device of the Vehicle and / or for a signal transmission from at least one device of the vehicle to the antenna with the at least one device of the vehicle capacitively coupled. In this way, the antenna is to contact without leading out connecting elements of the antenna from the vehicle component.

Die Antennenanordnung ermöglicht auch bei Fahrzeugen, welche derartige Fahrzeugbauteile aus Kunststoff aufweisen, beispielsweise aus Gründen der Gewichtsreduzierung und daraus resultierender Kraftstoff- und Schadstoffausstoßreduktion sowie aus ästhetischen Gründen, eine optimale Anordnung der Antenne und der für die Antenne notwendigen elektrischen Masse und eine optimale und insbesondere nicht sichtbare elektrische Kontaktierung.The antenna arrangement also allows for vehicles having such vehicle components made of plastic, for example, for reasons of weight reduction and resulting fuel and pollutant emission reduction and aesthetic reasons, an optimal arrangement of the antenna and the necessary electrical ground for the antenna and an optimal and especially not visible electrical contact.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch eine erste Ausführungsform einer Antennenanordnung eines Fahrzeugs, und 1 schematically a first embodiment of an antenna arrangement of a vehicle, and

2 schematisch eine zweite Ausführungsform einer Antennenanordnung eines Fahrzeugs. 2 schematically a second embodiment of an antenna arrangement of a vehicle.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

Die 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsformen einer Antennenanordnung 1 eines Fahrzeugs, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils ledig ein Fahrzeugbauteil 2 des Fahrzeugs und die Antennenanordnung 1 dargestellt ist. Das Fahrzeugbauteil 2 ist als ein elektrisch isolierendes Fahrzeugbauteil 2 ausgebildet, beispielsweise aus Kunststoff, insbesondere aus einem Faserverbundkunststoff, zum Beispiel aus einem kohlenstofffaserverstärkten oder glasfaserverstärkten Kunststoff. The 1 and 2 show two embodiments of an antenna arrangement 1 of a vehicle, for reasons of clarity, only one vehicle component 2 of the vehicle and the antenna arrangement 1 is shown. The vehicle component 2 is as an electrically insulating vehicle component 2 formed, for example made of plastic, in particular of a fiber composite plastic, for example of a carbon fiber reinforced or glass fiber reinforced plastic.

Im ersten, in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Antenne 3 des Fahrzeugs im elektrisch isolierenden Fahrzeugbauteil 2 ausgebildet oder angeordnet. Um eine Signalübertragung von der Antenne 3 zu zumindest einer weiteren Komponente des Fahrzeugs und/oder von zumindest einer weiteren Komponente des Fahrzeugs zur Antenne 3 zu realisieren, ist die Antenne 3 mit der zumindest einen weiteren Komponente des Fahrzeugs kapazitiv verbunden. Die zumindest eine weitere Komponente des Fahrzeugs ist beispielsweise eine als Radio oder als globales Positionsbestimmungssystem oder als Telekommunikationsvorrichtung ausgebildete Einrichtung 4 des Fahrzeugs. Um diese kapazitive Kopplung zu realisieren, ist an einer Mantelfläche des Fahrzeugbauteils 2, beispielsweise an einer Innenseite des Fahrzeugbauteils 2, eine metallische Gegenfläche 5 befestigt, beispielsweise durch Verkleben. Diese metallische Gegenfläche 5 weist eine Anschlussmöglichkeit für einen Leitungssatz 6 der zumindest einen mit der Antenne 3 zu verbindenden weiteren Einrichtung 4 des Fahrzeugs auf. Durch diese kapazitive Kontaktierung der Antenne 3 ist die Antenne 3 zu kontaktieren, ohne Anschlusselemente der Antenne 3 aus dem Fahrzeugbauteil 2 herauszuführen.In the first, in 1 illustrated embodiment is an antenna 3 of the vehicle in the electrically insulating vehicle component 2 trained or arranged. To signal transmission from the antenna 3 to at least one further component of the vehicle and / or of at least one further component of the vehicle to the antenna 3 to realize is the antenna 3 capacitively connected to the at least one further component of the vehicle. The at least one further component of the vehicle is, for example, a device designed as a radio or as a global positioning system or as a telecommunications device 4 of the vehicle. To realize this capacitive coupling is on a lateral surface of the vehicle component 2 , For example, on an inner side of the vehicle component 2 , a metallic counter surface 5 attached, for example by gluing. This metallic counter surface 5 has a connection option for a wiring harness 6 the at least one with the antenna 3 to be connected further device 4 of the vehicle. Through this capacitive contacting of the antenna 3 is the antenna 3 to contact, without connecting elements of the antenna 3 from the vehicle component 2 lead out.

Bei einem zu großen Abstand zwischen der Antenne 3 und der Mantelfläche des Fahrzeugbauteils 2 ist es möglich, dass die rein kapazitive Verbindung nicht funktioniert. In diesem Fall ist beispielsweise die metallische Gegenfläche 5 nach innen zu verprägen, um einen direkten Kontakt zur Antenne 3 herzustellen. Alternativ ist die Antenne 3 beispielsweise mit einer leitenden Überlänge auszubilden, welche aus dem Fahrzeugbauteil 2 zum Kontaktieren nach außen zu führen ist.If the distance between the antenna is too large 3 and the lateral surface of the vehicle component 2 It is possible that the purely capacitive connection does not work. In this case, for example, the metallic counter surface 5 to stamp inwards to make a direct contact with the antenna 3 manufacture. Alternatively, the antenna 3 For example, form with a conductive excess length, which from the vehicle component 2 to lead to the outside.

In einer weiteren möglichen Alternative ist die Antenne 3 mittels eines während eines Herstellungsprozesses des Fahrzeugbauteils 2 in dieses eingebrachten Anschlusselementes, beispielsweise mittels eines Nietes, einer Hülse, eines Gewindestiftes oder einer Gewindebuchse zu kontaktieren. Dieses Anschlusselement ist während der Herstellung mit Kontakt zur Antenne 3 einzulegen. Weitere Lagen des Fahrzeugbauteils 2 aus Kunststoff, insbesondere aus einem Faserverbundkunststoff, enthalten Aussparungen um das Anschlusselement aufzunehmen.In another possible alternative, the antenna is 3 by means of a during a manufacturing process of the vehicle component 2 to contact in this introduced connection element, for example by means of a rivet, a sleeve, a threaded pin or a threaded bushing. This connection element is in contact with the antenna during manufacture 3 appeal. Other positions of the vehicle component 2 made of plastic, in particular of a fiber composite plastic, contain recesses to accommodate the connection element.

In einer weiteren Alternative können innerhalb des Kunststoffs, insbesondere des Faserverbundkunststoffs des Fahrzeugbauteils 2 derartige Anschlusselemente, beispielsweise Hülsen oder Metallstifte, eingelegt werden, welche beim weiteren Herstellungsprozess, zum Beispiel bei einem Verpressen, einen Kontakt zwischen der Antenne 3 und der Mantelfläche des Fahrzeugbauteils 2 herstellen.In a further alternative, within the plastic, in particular the fiber composite plastic of the vehicle component 2 Such connection elements, such as sleeves or metal pins, are inserted, which in the further manufacturing process, for example during a pressing, a contact between the antenna 3 and the lateral surface of the vehicle component 2 produce.

Im zweiten, in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine elektrische Masse 7 für die Antenne 3 des Fahrzeugs am elektrisch isolierenden Fahrzeugbauteil 2 angeordnet. Diese elektrische Masse 7 ist kapazitiv mit einer Massestruktur 8 des Fahrzeugs verbunden. Diese Massestruktur 8 ist in diesem Beispiel als eine metallische Außenhautstruktur, beispielsweise als eine Außenhautbeplankung des Fahrzeugs ausgebildet.In the second, in 2 illustrated embodiment is an electrical ground 7 for the antenna 3 of the vehicle on the electrically insulating vehicle component 2 arranged. This electrical mass 7 is capacitive with a mass structure 8th connected to the vehicle. This mass structure 8th is formed in this example as a metallic outer skin structure, for example as an outer skin paneling of the vehicle.

Die elektrische Masse 7 ist beispielsweise als eine metallische Struktur ausgebildet, deren Größe abhängig ist von einer Frequenz des anzubindenden Bauteils, d. h. von einer Sende und/oder Empfangsfrequenz der Antenne 3 des Fahrzeugs. Je größer die Frequenz, desto größer ist die metallische Struktur. Diese metallische Struktur weist einen Masseanbindungspunkt 9 auf, mit welchem die Antenne 3 bzw. ein Antennenverstärker 10 der Antenne 3 zu koppeln ist. Die metallische Struktur ist beispielsweise auf eine Innenseite des Fahrzeugbauteils 2 aufgeklebt. Auf diese Weise ist bei einem elektrisch isolierenden Fahrzeugbauteil 2, beispielsweise aus Kunststoff, insbesondere aus einem Faserverbundkunststoff, zum Beispiel aus einem kohlenstofffaserverstärkten oder glasfaserverstärkten Kunststoff, eine notwendige Hochfrequenzmasse für die Antenne 3 zu erzeugen, welche direkt mit der Antenne 3 bzw. mit deren Antennenverstärker 10 zu kontaktieren ist.The electrical mass 7 is formed, for example, as a metallic structure, the size of which depends on a frequency of the component to be connected, ie, on a transmission and / or reception frequency of the antenna 3 of the vehicle. The larger the frequency, the larger the metallic structure. This metallic structure has a ground connection point 9 on, with which the antenna 3 or an antenna amplifier 10 the antenna 3 is to couple. The metallic structure is, for example, on an inner side of the vehicle component 2 glued. In this way, in an electrically insulating vehicle component 2 , For example, made of plastic, in particular of a fiber composite plastic, for example of a carbon fiber reinforced or glass fiber reinforced plastic, a necessary high-frequency ground for the antenna 3 to generate which directly with the antenna 3 or with their antenna amplifier 10 to contact.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202009018455 U1 [0002]
WO 2011/050787 A2 [0003]

Claims

Vehicle with an antenna arrangement ( 1 ), characterized in that an antenna ( 3 ) of the vehicle and / or an electrical ground ( 7 ) for an antenna ( 3 ) of the vehicle on or in an electrically insulating vehicle component ( 2 ) is / are arranged, wherein the antenna ( 3 ) or the electrical mass ( 7 ) is capacitively connected to at least one further component of the vehicle.

Vehicle according to claim 1, characterized in that the electrical mass ( 7 ) with a mass structure ( 8th ) of the vehicle is capacitively connected.

Vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the antenna ( 3 ) for a signal transmission from the antenna ( 3 ) to at least one institution ( 4 ) of the vehicle and / or for a signal transmission from at least one device ( 4 ) of the vehicle to the antenna ( 3 ) with the at least one device ( 4 ) of the vehicle is capacitively connected.

Vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrically insulating vehicle component ( 2 ) is made of plastic.

Vehicle according to claim 4, characterized in that the plastic is a fiber composite plastic.