DE102016001617A1 - Shielding device for an antenna arrangement of a vehicle toll collection device - Google Patents
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Abstract
Abschirmvorrichtung (10) für eine Antennenanordnung (3) eines Mauterfassungsgeräts in einem Fahrzeug, mit einem an einer Vorderseite (1) der Antennenanordnung (3) angeordneten Abschirmkörper (11) aus elektromagnetische Felder abschirmendem Material, welcher in der Gebrauchsstellung eine in Hauptstrahlrichtung (R1) der Antennenanordnung (3) weisende offene Vorderseite (13), eine zur Vorderseite (13) des Abschirmkörpers (11) gegenüberliegende, zumindest teilweise offene Rückseite (14) und eine zwischen der Vorderseite (13) und der Rückseite (14) des Abschirmkörpers (11) angeordnete, entlang ihres Umfangs geschlossene Seitenfläche (15) aufweist.Shielding device (10) for an antenna arrangement (3) of a toll collection device in a vehicle, having a shielding body (11) arranged on a front side (1) of the antenna arrangement (3) and shielding electromagnetic fields in the main position (R1) an open front side (13) facing the antenna arrangement (3), an at least partially open rear side (14) opposite the front side (13) of the shielding body (11) and a front side (13) and rear side (14) of the shielding body (11 ), closed along its circumference side surface (15).
Description
Die Erfindung betrifft eine Abschirmvorrichtung für eine Antennenanordnung eines Fahrzeug-Mauterfassungsgeräts.The invention relates to a shielding device for an antenna arrangement of a vehicle toll collection device.
In bzw. an Fahrzeugen montierte Mauterfassungsgeräte dienen vorrangig der Verrechnung von Gebühren für mit dem Fahrzeug befahrene kostenpflichtige Streckenabschnitte und sind hierfür zur Kommunikation mit fest oder mobil angeordneten Infrastruktureinheiten, beispielsweise an Überkopfbrücken montierten Funkeinrichtungen, ausgebildet. Für eine zuverlässige Mauterfassung ist eine möglichst fehlerfreie und ungestörte Datenübertragung zwischen den Mauterfassungsgeräten und den Infrastruktureinheiten erforderlich. Störungen der Datenübertragung können durch im Fahrzeug mitgeführte, fest eingebaute oder mobile Hochfrequenzeinrichtungen, wie Mobilfunkgeräte, und durch Geräte aus dem Umgebungsbereich verursacht werden. Zwar kann die Beeinträchtigung der Datenübertragung durch solche Störsignale durch aufwändige Filterstrukturen reduziert werden, dies erfordert jedoch einen relativ hohen Aufwand für die Entwicklung der Mauterfassungsgeräte und verursacht somit höhere Kosten.Comprehensive toll collection devices mounted in or on vehicles are primarily used for billing charges for chargeable sections of the route traveled by the vehicle and are designed for communication with fixed or mobile infrastructure units, for example radio devices mounted on overhead bridges. Reliable toll collection requires the most error-free and undisturbed data transfer between the toll collection devices and the infrastructure units. Disturbances of the data transmission can be caused by vehicle-mounted, permanently installed or mobile radio-frequency devices, such as mobile radio devices, and by devices from the surrounding area. Although the impairment of data transmission can be reduced by such interference signals through complex filter structures, but this requires a relatively high effort for the development of toll collection devices and thus causes higher costs.
Aus der
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Abschirmvorrichtung für eine Antennenanordnung eines Mauterfassungsgeräts wie eingangs angegeben zu schaffen, die eine möglichst störungsfreie Datenkommunikation mit Infrastruktureinheiten ermöglicht und kostengünstig herstellbar ist. Dabei soll die Richtcharakteristik der Antennenanordnung in Richtung der Infrastruktureinheiten durch die Abschirmvorrichtung möglichst nicht negativ beeinträchtigt werden, vorzugsweise für die Datenkommunikation mit den Infrastruktureinheiten verbessert werden, während von anderen Richtungen einfallende Störsignale, insbesondere auch jene, welche über die Windschutzscheibe des Fahrzeugs zur Antennenanordnung zurück reflektiert werden, wirkungsvoll abgeschirmt werden. Zudem sollen im Allgemeinen unerwünschte Antennenkeulen reduziert werden.It is an object of the invention to provide a shielding device for an antenna arrangement of a toll collection device as stated above, which allows the most trouble-free data communication with infrastructure units and is inexpensive to produce. In this case, the directional characteristic of the antenna array in the direction of the infrastructure units by the shielding should not be adversely affected, preferably improved for data communication with the Infrastruktureinheiten, while incident from other directions noise, especially those which reflects back to the antenna arrangement via the windshield of the vehicle be effectively shielded. In addition, generally unwanted antenna lobes are to be reduced.
Hierfür sieht die Erfindung eine Abschirmvorrichtung wie in Anspruch 1 definiert vor. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.For this purpose, the invention provides a shielding device as defined in
Zur Lösung der Aufgabe ist die Abschirmvorrichtung ausgebildet mit einem an einer Vorderseite der Antennenanordnung angeordneten Abschirmkörper aus elektromagnetische Felder abschirmendem Material, welcher in der Gebrauchsstellung eine in Hauptstrahlrichtung der Antennenanordnung weisende offene Vorderseite, eine zur Vorderseite des Abschirmkörpers gegenüberliegende, zumindest teilweise offene Rückseite und eine zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Abschirmkörpers angeordnete, entlang ihres Umfangs geschlossene Seitenfläche aufweist. Der Abschirmkörper, im Folgenden auch als erster Abschirmkörper oder erst-genannter Abschirmkörper bezeichnet, schirmt somit die Vorderseite der Antennenanordnung gegen unerwünschte bzw. störende elektromagnetische Felder ab. Um die gewünschte Kommunikation des Mauterfassungsgeräts mit Infrastruktureinheiten durch die Abschirmvorrichtung nicht zu beeinträchtigen, weist der erste Abschirmkörper eine offen ausgebildete Vorderseite auf, wobei die Öffnung der Vorderseite in einer im Fahrzeug montierten Gebrauchsstellung des Mauterfassungsgeräts in Hauptstrahlrichtung bzw. in Richtung der Hauptkeule der Antennenanordnung weist. Auf diese Weise wird die Richtcharakteristik der Antennenanordnung in Hauptstrahlrichtung bzw. in Hauptkeulenrichtung durch die Abschirmvorrichtung nicht negativ beeinflusst. Die zwischen der Vorderseite und der Rückseite des ersten Abschirmkörpers angeordnete Seitenfläche ist entlang ihres Umfangs geschlossen ausgebildet, um jene elektromagnetischen Felder von der Antennenanordnung fernzuhalten, die nicht in Hauptkeulenrichtung auf die Antennenanordnung auftreffen. Dies betrifft Störsignale, die direkt von der Seite oder indirekt über die Windschutzscheibe des Fahrzeugs reflektiert gegen die Vorderseite der Antennenanordnung gerichtet sind. Im Wesentlichen treffen diese Störsignale in einem Winkel zwischen der Hauptkeule der Antennenanordnung und einem rechten Winkel auf die Hauptstrahlrichtung der Antennenanordnung auf die Abschirmvorrichtung auf. Die der Vorderseite des ersten Abschirmkörpers gegenüberliegende Rückseite des ersten Abschirmkörpers ist zumindest teilweise offen ausgebildet, um innerhalb der randseitigen Begrenzung der Rückseite zumindest einen Teil der Antennenanordnung aufnehmen zu können. Die Rückseite des ersten Abschirmkörpers ist an der Vorderseite der Antennenanordnung angeordnet bzw. damit verbunden.To achieve the object, the shielding device is formed with a arranged at a front of the antenna array shielding of electromagnetic fields shielding material, which in the use position facing in the main beam direction of the antenna array open front, opposite to the front of the shielding, at least partially open back and a between Having the front and the back of the shielding arranged, closed along its circumference side surface. The shielding body, hereinafter also referred to as the first shielding body or the first-mentioned shielding body, thus shields the front of the antenna arrangement from unwanted or interfering electromagnetic fields. In order not to adversely affect the desired communication of the toll collection device with infrastructure units by the shielding device, the first shielding body has an open front side, the opening of the front side pointing in a vehicle-mounted use position of the toll collection device in the main beam direction or in the direction of the main lobe of the antenna arrangement. In this way, the directional characteristic of the antenna arrangement in the main beam direction or in the main lobe direction is not adversely affected by the shielding device. The side surface disposed between the front side and the back side of the first shielding body is formed closed along its circumference to keep those electromagnetic fields from the antenna arrangement that do not impinge on the antenna arrangement in the main lobe direction. This relates to spurious signals which are directed directly from the side or indirectly over the windscreen of the vehicle directed against the front of the antenna assembly. In essence, these spurious signals strike the shielding device at an angle between the main lobe of the antenna array and a right angle to the main beam direction of the antenna array. The rear side of the first shielding body which is opposite the front side of the first shielding body is at least partially open in order to be able to accommodate at least part of the antenna arrangement within the peripheral boundary of the backside. The rear side of the first shielding body is arranged on or connected to the front side of the antenna arrangement.
Der erste Abschirmkörper ist aus einem elektromagnetische Felder abschirmenden Material, beispielsweise einem elektrisch leitfähigen Metall wie Kupfer, ausgebildet. Die Antennenanordnung weist im Allgemeinen eine elektrisch isolierende Grundplatte, für gewöhnlich eine Printplatte auf, welche mit einer elektrisch leitenden Massefläche beschichtet ist, und eine Antenne, im Allgemeinen eine Patchantenne, sowie eine Speiseleitung für die Antenne trägt. Der erste Abschirmkörper kann an unterschiedlich ausgebildeten Antennenanordnungen angeordnet sein. Günstiger Weise weist die Antennenanordnung jedoch die Massefläche auf der gesamten Rückseite auf, wobei dann die Speiseleitung und die Patchantenne, welche direkt auf der Grundplatte oder mit Abstand zu dieser ausgebildet sein kann, auf der Vorderseite der Antennenanordnung angeordnet sind. Auf diese Weise bewirkt die Massefläche eine Abschirmung der Antennenanordnung an deren Rückseite. Ebenso günstig ist es, wenn die Massefläche im Inneren einer aus mehreren übereinander liegenden Schichten aufgebauten Grundplatte bzw. Antennenanordnung als eine dieser Schichten, in Hauptstrahlrichtung betrachtet hinter der Antenne, angeordnet ist. Der erste Abschirmkörper ist mit der Grundplatte günstiger Weise ohne einen Zwischenraum, welcher für Störsignale durchlässig wäre, verbunden. Um die Abmessungen der Abschirmvorrichtung gering zu halten, kann die Rückseite des ersten Abschirmkörpers eine kleinere Fläche als die Grundplatte aufweisen und auf die Grundplatte aufgesetzt sein. Der erste Abschirmkörper kann die Grundplatte jedoch ebenso umschließen. Die Rückseite des ersten Abschirmkörpers kann vollständig offen ausgebildet sein, wenn die Störsignale durch die Seitenflächen des ersten Abschirmkörpers und durch die Massefläche der Antennenanordnung ausreichend abgeschirmt werden können.The first shielding body is formed of an electromagnetic field shielding material, for example, an electrically conductive metal such as copper. The antenna arrangement has generally an electrically insulating base plate, usually a printed circuit board coated with an electrically conductive ground plane, carrying an antenna, generally a patch antenna, and a feed line for the antenna. The first shielding body may be arranged on differently shaped antenna arrangements. Conveniently, however, the antenna arrangement has the ground plane on the entire rear side, in which case the feed line and the patch antenna, which may be formed directly on the base plate or at a distance therefrom, are arranged on the front side of the antenna arrangement. In this way, the ground plane effects a shielding of the antenna arrangement at its rear side. It is equally favorable if the ground plane inside a base plate or antenna arrangement constructed from a plurality of superimposed layers is arranged as one of these layers, viewed behind the antenna in the main beam direction. The first shielding body is connected to the base plate favorably without a gap which would be permeable to spurious signals. In order to keep the dimensions of the shielding device small, the rear side of the first shielding body can have a smaller area than the baseplate and be placed on the baseplate. However, the first shielding body may also enclose the baseplate. The rear side of the first shielding body may be formed completely open when the spurious signals can be sufficiently shielded by the side surfaces of the first shielding body and by the ground plane of the antenna array.
Die Abschirmvorrichtung ist somit ausgebildet, Störsignale, die von der Seite auf die Antennenanordnung gerichtet sind, und Störsignale, die vom Fahrzeuginnenraum auf die Windschutzscheibe treffen und von dieser in Richtung der Antennenanordnung zurück reflektiert werden, abzuschwächen bzw. abzuschirmen. Die Abschirmvorrichtung kann die Richtcharakteristik der Antennenanordnung auch verbessern. Es konnte insbesondere eine Verbreiterung der Hauptkeule mit einer solchen Abschirmvorrichtung beobachtet werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Infrastruktureinheiten in Bezug auf das Mauterfassungsgerät besonders tief oder besonders hoch montiert sind, sodass die Datenkommunikation größtenteils über die Randbereiche der Hauptkeule erfolgt. Die Seitenfläche des ersten Abschirmkörpers erstreckt sich über die Antennenanordnung hinaus in Hauptkeulenrichtung und erzwingt somit einen minimalen Abstand der Antennenanordnung zur Windschutzscheibe des Fahrzeugs. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich wegen der Materialeigenschaften der Windschutzscheibe eine ungünstige Richtcharakteristik der Antennenanordnung einstellen würde, wenn die Antennenanordnung bzw. das Mauterfassungsgerät in einem kleineren Abstand sehr nahe bzw. direkt an der Windschutzscheibe positioniert wäre.The shielding device is thus designed to attenuate interference signals which are directed from the side onto the antenna arrangement and to attenuate interference signals which strike the vehicle interior from the windshield and are reflected back toward the antenna arrangement. The shielding device can also improve the directivity of the antenna arrangement. In particular, broadening of the main lobe with such a shielding device could be observed. This is particularly advantageous if the infrastructure units are mounted particularly deep or particularly high with respect to the toll collection device, so that the data communication largely takes place over the edge regions of the main lobe. The side surface of the first shielding body extends beyond the antenna assembly in the main lobe direction and thus enforces a minimum distance of the antenna assembly to the windshield of the vehicle. This is particularly advantageous since, because of the material properties of the windshield, an unfavorable directional characteristic of the antenna arrangement would occur if the antenna arrangement or the toll collection device were positioned very close or directly to the windshield at a smaller distance.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Abschirmvorrichtung zudem ausgebildet mit einem an einer Rückseite der Antennenanordnung angeordneten weiteren Abschirmkörper aus elektromagnetische Felder abschirmendem Material, welcher in der Gebrauchsstellung eine in Hauptstrahlrichtung der Antennenanordnung weisende, zumindest teilweise offene Vorderseite, eine zur Vorderseite des weiteren Abschirmkörpers gegenüberliegende, im Wesentlichen geschlossene Rückseite und eine zwischen der Vorderseite und der Rückseite des weiteren Abschirmkörpers angeordnete, im Wesentlichen entlang ihres Umfangs geschlossene Seitenfläche aufweist. Diese Ausführungsform ist besonders jedoch keinesfalls ausschließlich geeignet, um Antennenanordnungen abzuschirmen, welche die Massefläche an der Vorderseite, die Speiseleitung an der Rückseite und einen Kopplungsschlitz aufweisen. Der weitere Abschirmkörper, d. h. zusätzliche Abschirmkörper, im Folgenden auch zweiter Abschirmkörper genannt, schirmt somit die Rückseite der Antennenanordnung gegen unerwünschte bzw. störende elektromagnetische Felder ab. Zudem reduziert der zweite Abschirmkörper, je nach Ausbildung der Antennenanordnung, allfällige von der Antennenanordnung selbst erzeugte, aber unerwünschte Antennenstrahlung entgegengesetzt zur Hauptstrahlrichtung. Die Vorderseite des zweiten Abschirmkörpers, welche an der Rückseite der Antennenanordnung angeordnet bzw. damit verbunden ist, ist zumindest teilweise offen ausgebildet, um innerhalb der randseitigen Begrenzung der Vorderseite des zweiten Abschirmkörpers zumindest einen Teil der Antennenanordnung, beispielsweise eine Speiseleitung, aufnehmen zu können. Die zwischen der Vorderseite und der Rückseite des zweiten Abschirmkörpers angeordnete Seitenfläche ist im Wesentlichen entlang ihres Umfangs geschlossen, um von der Seite gegen den zweiten Abschirmkörper gerichtete Störsignale von der Antennenanordnung fernzuhalten. Die zur Vorderseite des zweiten Abschirmkörpers gegenüberliegende Rückseite des zweiten Abschirmkörpers ist ebenfalls im Wesentlichen geschlossen ausgebildet, um von der Rückseite des Mauterfassungsgeräts auf die Antennenanordnung, beispielsweise auf die Speiseleitung, auftreffende Störsignale wirksam abzuschirmen. Zudem reduzieren die Seitenfläche und die Rückseite des zweiten Abschirmkörpers allfällige von der Antennenanordnung selbst erzeugte, unerwünschte Antennenstrahlung in zur Hauptkeule entgegengesetzter Richtung, d. h. sie reduzieren die Rückkeule und die dieser zugeordneten Nebenkeulen. Auf diese Weise wird die Richtcharakteristik der Antennenanordnung verbessert. Durch die Reduktion der Rückkeule und ihrer Nebenkeulen werden deren allfällige Reflexionen im Fahrzeuginnenraum, welche erneut als Störsignale auf die Antennenanordnung auftreffen können, ebenfalls reduziert. Die Seitenfläche und die Rückseite des zweiten Abschirmkörpers müssen jedoch nicht vollständig geschlossen ausgebildet sein, sondern können Durchgangsöffnungen, beispielsweise für zur Antennenanordnung führende elektrische Leitungen, aufweisen.According to a preferred embodiment of the invention, the shielding device is also formed with a arranged on a rear side of the antenna array further shielding of electromagnetic fields shielding material, which in the use position pointing in the main beam direction of the antenna array, at least partially open front, one to the front of the other shielding opposite , substantially closed rear side and a arranged between the front and the back of the further shielding body, substantially closed along its periphery side surface. However, this embodiment is by no means exclusively suitable for shielding antenna arrangements which have the ground plane on the front side, the feed line on the rear side and a coupling slot. The further shielding body, ie additional shielding, hereinafter also called the second shielding, thus shields the back of the antenna array against unwanted or interfering electromagnetic fields. In addition, depending on the design of the antenna arrangement, the second shielding body reduces any unwanted antenna radiation produced by the antenna arrangement itself, but opposite to the main beam direction. The front side of the second shielding body, which is arranged or connected to the rear side of the antenna arrangement, is at least partially open in order to be able to receive at least part of the antenna arrangement, for example a feed line, within the peripheral boundary of the front side of the second shielding body. The side surface disposed between the front side and the back side of the second shielding body is closed substantially along the circumference thereof to keep the interference signals directed from the side against the second shielding body away from the antenna assembly. The opposite to the front side of the second shielding back of the second shielding body is also formed substantially closed to effectively shield from the back of the toll collection device to the antenna assembly, for example, on the feed line, incident signals. In addition, reduce the side surface and the back of the second Abschirmkörpers any of the antenna assembly itself generated, unwanted antenna radiation in the direction opposite to the main lobe direction, ie, they reduce the back lobe and the associated side lobes. In this way the directional characteristic of the antenna arrangement is improved. Due to the reduction of the back lobe and its side lobes their possible reflections in the Vehicle interior, which again can impinge on the antenna arrangement as interference signals, also reduced. However, the side surface and the back side of the second shielding body need not be formed completely closed, but may have passage openings, for example for electrical leads leading to the antenna arrangement.
Der zweite Abschirmkörper ist aus einem elektromagnetische Felder abschirmenden Material, beispielsweise einem elektrisch leitfähigen Metall wie Kupfer, ausgebildet. Der zweite Abschirmkörper ist mit der Grundplatte günstiger Weise ohne einen Zwischenraum, welcher für Störsignale durchlässig wäre, verbunden. Um die Abmessungen der Abschirmvorrichtung gering zu halten, kann die Vorderseite des zweiten Abschirmkörpers eine kleinere Fläche als die Grundplatte aufweisen und auf die Grundplatte aufgesetzt sein. Der zweite Abschirmkörper kann die Grundplatte jedoch ebenso umschließen. Insbesondere können der erste und der zweite Abschirmkörper einstückig ausgebildet sein. Die Vorderseite des zweiten Abschirmkörpers kann vollständig offen ausgebildet sein, wenn die Störsignale durch die Seitenfläche und durch die Rückseite des zweiten Abschirmkörpers und gegebenenfalls durch die Massefläche der Antennenanordnung ausreichend abgeschirmt werden können.The second shielding body is formed of an electromagnetic field shielding material, such as an electrically conductive metal such as copper. The second shielding body is connected to the base plate in a favorable manner without a gap which would be permeable to interference signals. In order to keep the dimensions of the shielding device small, the front side of the second shielding body may have a smaller area than the base plate and be placed on the base plate. However, the second shielding body may also enclose the baseplate. In particular, the first and the second shielding body may be integrally formed. The front side of the second shielding body may be formed completely open when the interference signals can be sufficiently shielded by the side surface and by the back of the second shielding body and optionally by the ground surface of the antenna assembly.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind der erst-genannte Abschirmkörper und/oder der weitere Abschirmkörper elektrisch leitfähig mit einer Massefläche der Antennenanordnung verbunden. Die elektrische Verbindung des/der Abschirmkörpers) mit der Massefläche kann die Richtcharakteristik der mit der Abschirmvorrichtung versehenen Antennenanordnung verbessern. Eventuell kann es zur Erzielung einer günstigen Richtcharakteristik ausreichend sein, nur den erst-genannten, d. h. den ersten, oder vorzugsweise nur den weiteren, d. h. den zweiten, Abschirmkörper mit der Massefläche elektrisch zu verbinden, wobei dann der die Massefläche nicht elektrisch kontaktierende Abschirmkörper, wenn ein erster und ein zweiter Abschirmkörper vorgesehen ist, möglichst nahe an der Massefläche angeordnet wird. Die Massefläche kann sich vollständig entlang einer Seite der Grundplatte erstrecken oder nur einen Teil davon bedecken.According to a further embodiment of the invention, the first-mentioned shielding body and / or the further shielding body are electrically conductively connected to a ground plane of the antenna arrangement. The electrical connection of the shielding body (s) to the ground plane can improve the directional characteristic of the antenna device provided with the shielding device. It may be sufficient to achieve a favorable directional characteristic, only the first-mentioned, d. H. the first, or preferably only the other, d. H. electrically connecting the second shielding body to the grounding surface, wherein the shielding body not electrically contacting the grounding surface when a first and a second shielding body is provided is disposed as close to the grounding surface as possible. The ground plane may extend completely along one side of the base plate or cover only a portion thereof.
Für eine besonders effiziente Datenkommunikation zwischen dem Mauterfassungsgerät und einer Infrastruktureinheit bei gleichzeitig zweckmäßiger Abschirmung von Störsignalen ist es günstig, wenn die Vorderseite des erst-genannten Abschirmkörpers eine größere Oberfläche als die Rückseite des erst-genannten Abschirmkörpers aufweist. Auf diese Weise kann ein erster Abschirmkörper mit zumindest einer in Bezug auf die Hauptstrahlrichtung der Antennenanordnung geneigten Seitenfläche, oder im Falle mehrerer geneigter Seitenflächen ein trichterförmiger erster Abschirmkörper geschaffen werden. Ein solcher Art geformter erster Abschirmkörper begünstigt die Ausbildung einer für die Datenkommunikation vorteilhaften Richtcharakteristik. Die Oberfläche der Vorderseite kann beispielsweise bis zu drei mal so groß, insbesondere etwa doppelt so groß wie die Oberfläche der Rückseite des ersten Abschirmkörpers sein. Eine darüber hinaus gehende Vergrößerung der offenen Vorderseite kann hingegen die Abschirmwirkung gegenüber von der Windschutzscheibe reflektierten Störsignalen reduzieren, sodass sich eine zu großflächige Vorderseite ungünstig auf die Richtcharakteristik der Antennenanordnung auswirkt.For a particularly efficient data communication between the toll collection device and an infrastructure unit with simultaneous appropriate shielding of interference signals, it is favorable if the front side of the first-mentioned shielding body has a larger surface area than the rear side of the first-mentioned shielding body. In this way, a first shielding body with at least one inclined with respect to the main radiation direction of the antenna assembly side surface, or in the case of several inclined side surfaces, a funnel-shaped first shielding body can be provided. Such a kind of shaped first shielding body favors the formation of an advantageous for data communication directional characteristic. The surface of the front side may, for example, be up to three times as large, in particular approximately twice as large as the surface of the rear side of the first shielding body. On the other hand, a further enlargement of the open front side can reduce the shielding effect compared to interference signals reflected by the windshield, so that a front face which is too large has an unfavorable effect on the directional characteristic of the antenna arrangement.
Wenn die Vorderseite und die Rückseite des erst-genannten Abschirmkörpers rund oder als Viereck ausgebildet sind, stellt sich eine besonders vorteilhafte Richtcharakteristik der Antennenanordnung ein. Zudem kann der erste Abschirmkörper mit dieser Formgebung einfach und kostengünstig hergestellt werden. Die Vorderseite und die Rückseite des ersten Abschirmkörpers können insbesondere eine rechteckige oder quadratische Querschnittsfläche aufweisen und die Vorderseite kann korrespondierend zur Oberfläche der Windschutzscheibe in Hauptstrahlrichtung gekrümmt bzw. gewölbt ausgebildet sein, um vollflächig an der Windschutzscheibe anzuliegen.If the front side and the rear side of the first-mentioned shielding body are formed round or as a quadrangle, a particularly advantageous directional characteristic of the antenna arrangement is established. In addition, the first shielding with this shape can be easily and inexpensively manufactured. The front side and the rear side of the first shielding body may in particular have a rectangular or square cross-sectional area, and the front side may be curved or arched corresponding to the surface of the windshield in the main radiation direction, in order to rest against the windshield over the full area.
Die Abschirmvorrichtung kann zur Erzielung einer geeigneten Richtcharakteristik und Abschirmwirkung besonders einfach positioniert werden, indem der erst-genannte Abschirmkörper an dem Mauterfassungsgerät, vorzugsweise lösbar, befestigt ist. Auf diese Weise kann eine durch einen Benutzer des Mauterfassungsgeräts verursachte ungünstige Anordnung des ersten Abschirmkörpers in Bezug auf die Antennenanordnung vermieden werden. Eine lösbare Befestigung des ersten Abschirmkörpers ermöglicht darüber hinaus auch seine Trennung vom Mauterfassungsgerät oder eine Korrektur seiner Position und hierdurch beispielsweise die Verwendung an mehreren unterschiedlichen Mauterfassungsgeräten. Vorzugsweise kann der erste Abschirmkörper auf das Mauterfassungsgerät aufgesteckt oder aufgeklemmt werden.The shielding device can be particularly easily positioned to achieve a suitable directional characteristic and shielding effect by the first-mentioned shielding is attached to the toll collection device, preferably releasably. In this way, an unfavorable arrangement of the first shielding body with respect to the antenna array caused by a user of the toll collection device can be avoided. A releasable attachment of the first shielding also allows its separation from the toll collection device or a correction of its position and thereby for example the use of several different toll collection devices. Preferably, the first shielding can be plugged or clamped on the toll collection device.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorderseite des erst-genannten Abschirmkörpers mit der Rückseite des erst-genannten Abschirmkörpers einen Winkel ungleich null Grad einschließt. Hierdurch kann die Form des ersten Abschirmkörpers an Windschutzscheiben mit in Bezug auf die Hauptstrahlrichtung entsprechenden Neigungswinkeln angepasst werden. Eine geeignete Wahl des Winkels zwischen der Vorderseite und der möglichst vollständig auf der Antennenanordnung, insbesondere auf der Grundplatte, aufliegenden Rückseite des ersten Abschirmkörpers ermöglicht eine vollflächige Anlage der Vorderseite des ersten Abschirmkörpers an der Windschutzscheibe. Beispielsweise kann die Vorderseite um bis zu 30° gegenüber der Rückseite geneigt sein.It is particularly advantageous if the front side of the first-mentioned shielding body encloses an angle not equal to zero degrees with the rear side of the first-mentioned shielding body. As a result, the shape of the first shielding body can be adapted to windshields with tilt angles corresponding to the main beam direction. A suitable choice of the angle between the front side and the rear side of the first shielding body which is as completely as possible mounted on the antenna arrangement, in particular on the base plate, makes it possible to abut the front side of the first shielding body on the entire surface Windshield. For example, the front can be inclined by up to 30 ° relative to the rear.
Wenn der erst-genannte Abschirmkörper um eine im Wesentlichen in Hauptstrahlrichtung weisende Achse drehbar an dem Mauterfassungsgerät befestigt ist, kann der erste bzw. erst-genannte Abschirmkörper, dessen Vorderseite mit seiner Rückseite einen Winkel ungleich null Grad einschließt, durch Verdrehen mit seiner Vorderseite auf unterschiedlich geneigten Windschutzscheiben vorzugsweise vollflächig aufliegen, bei gleichbleibender Ausrichtung des Mauterfassungsgeräts bzw. der Hauptkeule der Antennenanordnung. Somit kann dieselbe Abschirmvorrichtung für Fahrzeuge mit unterschiedlich geneigten Windschutzscheiben, wie beispielsweise Personenkraftfahrzeugen, Kleintransportern und Lastkraftwagen, verwendet werden.When the first-mentioned shielding body is rotatably attached to the toll detecting device about an axis substantially in the main beam direction, the first shielding body whose front side includes a non-zero-degree angle with its rear side may be different by twisting its front side inclined windshields preferably rest over the entire surface, with the same orientation of the toll collection device or the main lobe of the antenna assembly. Thus, the same shielding device can be used for vehicles with differently sloped windshields, such as passenger cars, vans and trucks.
Hinsichtlich einer einfachen und zuverlässigen Befestigung des Mauterfassungsgeräts und der Abschirmvorrichtung am Fahrzeug ist es günstig, wenn der erst-genannte Abschirmkörper und/oder der weitere Abschirmkörper mit einem Montagesockel für das Mauterfassungsgerät verbunden oder als Teil davon ausgebildet ist/sind. Ein mit dem Montagesockel verbundener erster und/oder zweiter Abschirmkörper erspart dem Benutzer des Mauterfassungsgeräts die Mühe, den Abschirmkörper und den Montagesockel getrennt anzuordnen. Zudem kann hierdurch die Position des oder der Abschirmkörper(s) in Bezug auf das Mauterfassungsgerät bzw. auf seine Antennenanordnung bereits vor der Montage im Fahrzeug geeignet festgelegt sein. Eine besonders kompakte Bauweise ergibt sich, wenn der erste Abschirmkörper und/oder der zweite Abschirmkörper als Teil des Montagesockels ausgebildet ist/sind. Insbesondere kann das Mauterfassungsgerät direkt mittels des ersten Abschirmkörpers an einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs montiert werden, wenn der erste Abschirmkörper zugleich als Montagesockel ausgebildet ist.With regard to a simple and reliable attachment of the toll collection device and the shielding device to the vehicle, it is favorable if the first-mentioned shielding body and / or the further shielding body is connected to a mounting base for the toll collection device or is designed as part thereof. A connected to the mounting base first and / or second shielding saves the user of the toll collection device the trouble to arrange the shielding body and the mounting base separately. In addition, in this way, the position of the shielding body or bodies with respect to the toll collection device or its antenna arrangement may already be suitably fixed in the vehicle before installation. A particularly compact design results when the first shielding body and / or the second shielding body is / are formed as part of the mounting base. In particular, the toll collection device can be directly mounted by means of the first shielding body to a windshield of a vehicle when the first shielding body is also designed as a mounting base.
Um die Antennenanordnung zuverlässig in einem geeigneten Abstand von der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs montieren zu können ist es besonders günstig, wenn in der Gebrauchsstellung des erst-genannten Abschirmkörpers der damit verbundene Montagesockel und/oder der Abstand zwischen der Vorderseite und der Rückseite des erst-genannten Abschirmkörpers für eine Positionierung der Vorderseite des erst-genannten Abschirmkörpers in Anlage an einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs ausgebildet sind. Die Ausbildung, insbesondere die Formgebung des Montagesockels legt ebenso wie der Abstand zwischen der an der Windschutzscheibe anliegenden Vorderseite und der an der Grundplatte aufliegenden Rückseite des ersten Abschirmkörpers die Position der Antennenanordnung in Bezug auf die Windschutzscheibe und somit die Richtcharakteristik der Antennenanordnung fest. Sowohl ein zu geringer als auch ein zu großer Abstand erweisen sich im Allgemeinen als ungünstig für die Datenkommunikation zwischen dem Mauterfassungsgerät und einer Infrastruktureinheit. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen der Windschutzscheibe und der Antenne, insbesondere der Patchantenne, im befestigten Zustand des Mauterfassungsgeräts zwischen einem Viertel und der Hälfte der Wellenlänge des mit der abgeschirmten Antennenanordnung abgestrahlten Sendesignals.In order to mount the antenna assembly reliably at a suitable distance from the windshield of a vehicle, it is particularly advantageous if in the position of use of the first-mentioned shielding body of the associated mounting base and / or the distance between the front and the back of the first-mentioned shielding are designed for positioning the front of the first-mentioned shielding body in contact with a windshield of the vehicle. The design, in particular the shape of the mounting base sets as well as the distance between the front of the windshield and lying on the base plate back of the first shielding the position of the antenna assembly with respect to the windshield and thus the directional characteristic of the antenna assembly. Both too small and too large a distance are generally unfavorable for the data communication between the toll collection device and an infrastructure unit. Preferably, the distance between the windshield and the antenna, in particular the patch antenna, in the mounted state of the toll collection device between a quarter and a half of the wavelength of the emitted with the shielded antenna array transmission signal.
Um das Mauterfassungsgerät einfach an verschiedenen Fahrzeugen bzw. Windschutzscheiben befestigen zu können kann zudem vorgesehen sein, dass mehrere als erst-genannter Abschirmkörper ausgebildete austauschbare Montagesockel vorgesehen sind. Somit kann abhängig vom Fahrzeugtyp oder der Geometrie und Neigung der Windschutzscheibe ein geeigneter Montagesockel aus einer Mehrzahl unterschiedlich geformter Montagesockel ausgewählt und mit dem Mauterfassungsgerät verbunden werden.In order to be able to easily attach the toll collection device to different vehicles or windshields, it can also be provided that a number of replaceable mounting sockets designed as the first-mentioned shielding body are provided. Thus, depending on the vehicle type or the geometry and inclination of the windshield, a suitable mounting base may be selected from a plurality of differently shaped mounting sockets and connected to the toll collection device.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten, nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert. Es zeigen:The invention will be further elucidated below on the basis of preferred non-limiting exemplary embodiments with reference to the drawing. Show it:
Im Betrieb der Antennenanordnung
Im Falle einer Antennenanordnung
Der erste Abschirmkörper
Der zweite Abschirmkörper
In
Die Grundplatte
Die Abschirmvorrichtung
Die in
Im weiteren Verlauf der Beschreibung anhand der Zeichnung wird der Übersichtlichkeit wegen hauptsächlich auf die Antennenanordnung
In
In
In
In
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 69202405 T2 [0003] DE 69202405 T2 [0003]
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DE69202405T2 (en) | 1991-09-19 | 1996-01-18 | Nokia Mobile Phones Ltd | A circuit board arrangement. |
-
2016
- 2016-02-14 DE DE102016001617.5A patent/DE102016001617A1/en active Pending
Patent Citations (1)
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DE69202405T2 (en) | 1991-09-19 | 1996-01-18 | Nokia Mobile Phones Ltd | A circuit board arrangement. |
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