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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugantenne.
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Fahrzeugantennen werden in Regel an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs montiert. Die Anforderungen an die dafür erforderliche mechanische Baugruppe sind hoch und steigen insbesondere bei höheren Nutzfrequenzen an, beispielsweise bei 2 GHz bis 5 GHz. Verlangt werden eine hohe mechanische Belastbarkeit der Antennenbefestigung, stabile HF-Verhältnisse sowie ein wasserdichtes und direktkontaktiertes System inklusive Massekontaktierung.
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Aus der
EP 1 536 515 A1 ist eine Fahrzeugantenne bekannt, die eine Schaltungsplatte, eine abschirmende metallische Erdungsplatte, einen Strahler und eine haubenartige Abdeckung aufweist. Die Schaltungsplatte ist dabei zwischen der Abdeckung und der Erdungsplatte angeordnet und wird von laschenartigen Biegeteilen der Erdungsplatte gehalten. Die Abdeckung ist aus isolierendem Gussmaterial geformt und weist an Seitenwänden Vorsprünge auf, die in Aussparungen der Erdungsplatte eingreifen.
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Die
US 2005/0 093 755 A1 beschreibt eine Fahrzeugantenne mit einer Schaltungsplatte für eine Antennenschaltung, einer Kunststoff-Haube und einer metallischen Basis. Die Haube weist in Seitenabschnitten Ausnehmungen auf, die mit Schnappern an der Basis verrasten, wobei die Schaltungsplatte zwischen der Haube und der Basis durch Schultern der geerdeten Basis gehalten wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie diese Anforderungen kostengünstig erfüllt werden können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Fahrzeugantenne mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Eine erfindungsgemäße Fahrzeugantenne weist eine Schaltungsträgerplatte, die eine Antennenschaltung trägt, eine dielektrische Haube aus Kunststoff und ein Abschirmblech auf. Das Abschirmblech ist in die Haube eingesetzt und verschließt deren offene Unterseite, die im montierten Zustand dem Fahrzeug zugewandt ist. Die Schaltungsträgerplatte mit der Antennenschaltung ist zwischen der Haube und dem Abschirmblech eingeschlossen und somit durch das Abschirmblech von dem Fahrzeuginnenraum elektromagnetisch abgeschirmt.
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Das Abschirmblech hat einen Mittenteil, über dem die Schaltungsträgerplatte angeordnet ist, und an den Mittenteil angrenzende Seitenabschnitte, die nach oben geklappt sind und an umlaufenden Seitenwänden der Haube anliegen. Aus den Seitenabschnitten sind Laschen herausgebogen, die in passende Aussparungen der Seitenwände eingreifen und so eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Abschirmblech und der Haube bewirken. Diese Laschen werden deshalb im Folgenden als Rastlaschen bezeichnet. Zusätzlich weist das Abschirmblech Positionierlaschen auf, die gegen die Schaltungsträgerplatte drücken und diese relativ zu dem Abschirmblech positionieren.
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Das Abschirmblech hat damit eine doppelte Funktion. Einerseits sorgt es für eine elektromagnetische Abschirmung zum Fahrzeuginneren, andererseits bewirkt es mechanische Verbindung der Schaltungsträgerplatte mit der Haube. Vorteilhaft lässt sich diese mechanische Verbindung durch das Einsetzen von Schaltungsträgerplatte und Abschirmblech in die Haube erreichen, so dass weder aufwändige Prozesse nach zusätzliche Komponenten für eine zuverlässige mechanische Verbindung erforderlich sind.
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Die Positionierlaschen können aus den Seitenabschnitten des Abschirmblechs herausgebogen sein oder aus dem Mittenteil. Dabei ist möglich, dass Positionierlaschen sowohl von oben als auch von unten auf die Schaltungsträgerplatte drücken, um diese klapperfrei in der Haube zu positionieren. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Schaltungsträgerplatte einen Aufbau trägt, der von den Positionierlaschen gegen die Haube gedrückt wird. Ein solcher Aufbau kann einen Strahler bilden, beispielsweise eine oder mehrere Dipolantennen. Die vorstehend beschriebene Konstruktion ermöglicht es, die Fahrzeugantenne sehr einfach und trotzdem mechanisch zuverlässig zusammenzubauen. Es genügt, die Schaltungsträgerplatte mit der elektrischen Baugruppe in die Haube einzulegen und dann das Abschirmblech in die Haube zu drücken. Dabei greifen die Rastlaschen des Abschirmblechs in die entsprechenden Aussparungen in den Seitenwänden der Haube ein. Dadurch werden das Abschirmblech relativ zu der Haube und die Schaltungsträgerplatte relativ zu dem Abschirmblech fixiert.
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Die Schaltungsträgerplatte hat bevorzugt eine metallisierte Kontaktfläche, gegen die eine oder mehrere Positionierlaschen drücken. Vorteilhaft kann so eine Massekontaktierung und eine verbesserte Abschirmung erreicht werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schaltungsträgerplatte eine Aufbau aus mehreren Leiterplatten trägt, die einen Strahler bilden. Bevorzugt weist der Aufbau zwei ineinander gesteckte Leiterplatten auf, auf denen zwei oder mehr Dipolantennen als metallisierte Flächen ausgebildet sind.
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Die Schaltungsträgerplatte und die Leiterplatten können jeweils aus dielektrischem Material, beispielsweise faserverstärktem Kunststoff, auf dem Leiterbahnen bzw. metallisierte Flächen angeordnet sind.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Haube einen Flansch aufweist. Der Flansch kann eine Dichtung tragen, mit welcher er im montierten Zustand an einem Karosserieteil anliegt. Die Dichtung kann dabei an einer Unterseite des Flansches angeordnet sein, so dass der Flansch an der Außenseite des Fahrzeugs an dem Karosserieteil anliegt. Alternativ kann die Dichtung auch an der Oberseite des Flansches angeordnet sein, so dass der Flansch an der Innenseite des Fahrzeugs an dem Karosserieteil anliegt.
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Die Haube kann einstückig mit dem Flansch ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, eine Haube ohne Flansch in ein ring- oder hülsenförmiges Gehäuseteil, das den Flansch aufweist, einzusetzen. Auf diese Weise kann die Haube ohne Flansch für viele Fahrzeugtypen einheitlich gefertigt werden. Eine Anpassung an die speziellen Verhältnisse des Karosserieteils eines beliebigen Fahrzeugmodells, kann dann durch Einsetzen der Haube in ein speziell geformtes ring- oder hülsenförmiges Gehäuseteil erfolgen. Die Haube kann dabei mit dem ring- oder hülsenförmigen Gehäuseteil stoffschlüssig verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen, insbesondere Ultraschallschweißen, oder Kleben.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und sich einander entsprechende Komponenten sind darin mit übereinstimmenden Bezugszahlen versehen. Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Fahrzeugantenne;
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2 eine geschnittene Explosionsdarstellung zu 1;
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3 eine Schnittansicht der Fahrzeugantenne mit einem Karosserieteil eines Fahrzeugs; und
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4 eine alternative Ausgestaltung der Haube der Fahrzeugantenne.
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Die in den 1 bis 3 gezeigte Fahrzeugantenne weist eine elektrische Baugruppe 10, eine dielektrische Haube 20 aus Kunststoff und ein Abschirmblech 30 auf. Die elektrische Baugruppe 10 enthält eine Schaltungsträgerplatte 11, die eine Antennenschaltung trägt, und einen an die Antennenschaltung angeschlossenen Steckverbinder 12. Teil der Antennenschaltung ist ein Aufbau 13, der einen Strahler bildet, beispielsweise zwei Dipolantennen. Die Haube 20 ist an ihrer Unterseite offen. Die Schaltungsträgerplatte 11 und das Abschirmblech 30 sind in die Haube 20 eingesetzt, so dass die Schaltungsträgerplatte 11 zwischen dem Abschirmblech 30 und der Oberseite der Haube 20 angeordnet ist.
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Der Aufbau 13 weist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei kreuzweise ineinandergesteckte Leiterplatten 14, 15 auf, auf denen zwei oder mehr Dipolantennen als metallisierte Flächen ausgebildet sind. Um diese Dipolantennen zu verlängern oder um zusätzliche Strahler auszubilden, kann der Aufbau weitere Leiterplatten 16, 17 aufweisen, die an die beiden kreuzweise ineinandergesteckten Leiterplatten 14, 15 anschließen. Die Leiterplatten 14, 15, 16, 17 können in die Schaltungsträgerplatte 11 und/oder ineinander gesteckt sein.
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Das Abschirmblech 30 hat einen Mittenteil 31, der eine Öffnung hat, durch welche der Steckverbinder 12 hindurchgeführt ist. Der ebene Mittenteil 31 ist unter der Schaltungsträgerplatte 11 angeordnet. An den Mittenteil 31 des Abschirmblechs 30 grenzen aufgestellte Seitenabschnitte 32 an, die innen an der Haube 20 anliegen und die Schaltungsträgerplatte 11 umfänglich auf allen Seiten umschließen. Wie 3 zeigt, erstrecken sich die Seitenabschnitte 32 im montierten Zustand der Fahrzeugantenne aus dem Fahrzeuginneren über das Karosserieblech 40 hinaus, so dass das Abschirmblech 30 den oder die Strahler der Fahrzeugantenne vollständig von dem Fahrzeuginnenraum abschirmt.
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Die Seitenabschnitte 32 weisen Rastlaschen 33 auf, die aus den Seitenabschnitten 32 herausgebogen sind und in passende Ausnehmungen 21 in den Seitenwänden der Haube 20 eingreifen. Die Rastlaschen 33 fixieren somit das Abschirmblech 30 relativ zur Haube 20. Die Schaltungsträgerplatte 11 wird relativ zu dem Abschirmblech 30 mittels Positionierlaschen 34 fixiert, die gegen die Schaltungsträgerplatte 11 drücken. Positionierlaschen 34 können aus den Seitenabschnitten 32 ausgeschnitten sein oder, wie bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, aus dem Mittenteil 31 des Abschirmblechs 30.
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Die aus dem Abschirmblech 30 ausgeschnittenen und herausgebogenen Positionierlaschen 32 drücken von unten gegen die Schaltungsträgerplatte 11, so dass deren Aufbau 12 gegen die Haube 20 gedrückt wird. Die Schaltungsträgerplatte 11 wird auf diese Weise relativ zu der Haube 20 und dem Abschirmblech 30 fixiert. Bevorzugt drückt wenigstens eine der Positionierlaschen 34 gegen eine metallisierte Kontaktfläche der Schaltungsträgerplatte 11, so dass über die Positionierlaschen 32 auch eine Massekontaktierung des Abschirmblechs 30 erreicht wird.
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Dipolantennen für unterschiedliche Polarisationen lassen sich als metallisierte Bereiche auf den kreuzweise ineinander gesteckten Leiterplatten 14, 15 ausbilden. Diese Dipolantennen können durch metallisierte Bereiche weiterer Leiterplatten 16, 17 verlängert werden. In den 1 bis 3 sind als Verlängerungen der Dipolantennen der kreuzweise ineinander gesteckten Leiterplatten 14, 15 die weiteren Leiterplatten 16, 17 vorgesehen, die mit den Leiterplatten 14, 15 zusammengesteckt sind. Die weiteren Leiterplatten 16, 17 sind dabei senkrecht zu der angrenzenden Leiterplatte 14, 15 orientiert, deren Dipolantenne durch sie verlängert wird. Auf diese Weise lässt sich eine gute Empfangscharakteristik mit einem kompakten Aufbau verbinden.
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Die Haube 20 hat bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 einen umlaufenden Flansch 22, der an seiner Unterseite eine Dichtung 23 trägt. Im montierten Zustand ragt die Haube 20 in eine Montageöffnung eines Karosserieblechs 40 des Fahrzeugs hinein und liegt mit der Dichtung 23 auf dem Karosserieblech 40 auf. Alternativ ist es auch möglich, dass die Dichtung 23 auf der Oberseite des Flansches angeordnet ist, so dass die Dichtung 23 und der Flansch 22 im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet sind.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Haube 20. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Flansch 22 nicht einstückig mit der Haube 20 ausgebildet, sondern wird als separates ring- oder hülsenförmiges Bauteil 24 hergestellt, in das die Haube 20 eingesetzt wird. Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass eine Haube ohne Flansch für viele unterschiedliche Fahrzeugmodelle hergestellt werden kann, die sich hinsichtlich der Einbaubedingungen unterscheiden. Eine Anpassung an die Einbaubedingungen eines gegebenen Fahrzeugmodells wird dann durch das ring- oder hülsenförmige Bauteil 24 erreicht, in das die Haube 20 eingesetzt wird. Die Haube 20 kann dann mit dem ring- oder hülsenförmigen Bauteil 24 stoffschlüssig verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- elektrische Baugruppe
- 11
- Schaltungsträgerplatte
- 12
- Steckverbinder
- 13
- Aufbau
- 14
- Leiterplatte
- 15
- Leiterplatte
- 16
- Leiterplatte
- 17
- Leiterplatte
- 20
- Haube
- 21
- Ausnehmungen
- 22
- Flansch
- 23
- Dichtung
- 24
- ring- oder hülsenförmiges Bauteil
- 30
- Abschirmblech
- 31
- Mittenteil
- 32
- Seitenabschnitt
- 33
- Rastlaschen
- 34
- Positionierlaschen
- 40
- Karosserieblech
