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Die Erfindung betrifft eine Rundfunk-Empfangseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Rundfunk-Empfangseinrichtung umfasst zumindest eine Antenne mit gegebener Antennenimpedanz, einen Antennenverstärker mit gegebener Verstärkerimpedanz und eine Anpassschaltung, die dazu eingerichtet ist, die Antennenimpedanz an die Verstärkerimpedanz anzupassen.
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Rundfunk-Empfangseinrichtung (nachfolgend: Empfangseinrichtung) müssen an jeden Fahrzeugtyp neu angepasst werden, da unterschiedliche Fahrzeugtypen unterschiedliche Antennen mit jeweiligen Antennenimpedanzen aufweisen. Die Anpassung erfolgt mit Hilfe der in dem Antennenverstärker integrierten Anpassschaltung, sodass für jeden Fahrzeugtyp ein eigener, angepasster Antennenverstärker bereitzustellen ist. Dies führt zu einer Vielzahl an unterschiedlichen Varianten über alle Fahrzeugtypen hinweg, was Logistik und Lagerhaltung erschwert. Darüber hinaus muss aufgrund gesetzlicher Vorgaben jede Veränderung der Empfangseinrichtung neu zertifiziert werden, was bei einem Automobilhersteller mit breitem Angebot an unterschiedlichen Fahrzeugtypen zu hohem zeitlichem und wirtschaftlichem Aufwand führt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Rundfunk-Empfangseinrichtung bereitzustellen, die funktional und/oder baulich derart verbessert ist, dass Entwicklungsaufwand reduziert und Kosten für die Logistik, Lagerung sowie Zertifizierung der einzelnen Komponenten der Rundfunk-Empfangseinrichtung so gering wie möglich gehalten werden können. Ferner soll ein Kraftfahrzeug mit einer derart verbesserten Empfangseinrichtung für Rundfunksignale bereitgestellt werden.
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Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Rundfunk-Empfangseinrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Es wird eine Rundfunk-Empfangseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, die zumindest eine Antenne mit gegebener Antennenimpedanz, einen Antennenverstärker mit einem Verstärkerkern mit gegebener Verstärkerimpedanz und eine Anpassschaltung umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Antennenimpedanz an die Verstärkerimpedanz anzupassen. Erfindungsgemäß ist die Anpassschaltung außerhalb des Verstärkerkerns des Antennenverstärkers angeordnet.
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Die Anordnung der Anpassschaltung als von dem Antennenverstärker getrennte Komponente ermöglicht die Verwendung von als Gleichbauteile ausgebildeten Antennenverstärkern, und zwar unabhängig davon, welchen Antennentyp die Empfangseinrichtung aufweist. Der Antennenverstärker weist dann nicht mehr, wie bislang, eine Kombination aus Verstärkerkern und spezifischer Anpassschaltung auf, sondern nur noch den für Empfangseinrichtungen unterschiedlichen Typs identischen Verstärkerkern. Die Anpassschaltung, die außerhalb des Verstärkerkerns des Antennenverstärkers angeordnet ist, ist als individuelles „Bauteil“ an die Kombination aus Antenne und Antennenverstärker bzw. Verstärkerkern angepasst. Hierdurch lässt sich die Empfangseinrichtung mit einem geringeren Zertifizierungsaufwand bereitstellen. Die Entwicklung neuer Empfangseinrichtungen kann beschleunigt werden, da die Zertifizierung nur noch einmalig für den Verstärkerkern vorgenommen werden braucht, der als Standardantennenverstärker ausgebildet werden kann. Die Kosten für die Anpassung einer Empfangseinrichtung an unterschiedliche Fahrzeugtypen können reduziert werden.
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Die Bereitstellung einer Empfangseinrichtungs-individuellen Anpassschaltung kann auf einfache Weise realisiert werden, da die Anpassschaltung lediglich passive Bauelemente, insbesondere Spulen und Kondensatoren, umfasst.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Verstärkerkern in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Anpassschaltung außerhalb des Gehäuses des Verstärkerkerns angeordnet ist.
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Die Anpassschaltung kann integraler Bestandteil einer Signalführungsstruktur sein, die die Antenne mit dem Antennenverstärker bzw. dem Verstärkerkern verbindet. Die Signalführungsstruktur umfasst all diejenigen Komponenten, welche zwischen einem Antennenausgang und einem Eingang des Verstärkerkerns zur Signalführung verwendet werden, wie z.B. Leitungen, Steckverbindungen und dergleichen.
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In einer Variante kann die Anpassschaltung auf oder in einem Träger angeordnet sein, auf oder in dem die Antenne vorgesehen ist. Der Träger kann ein spezieller Antennenträger sein. Der Träger kann auch eine Scheibe des Fahrzeugs, wenn die Empfangseinrichtung in dem Fahrzeug eingebaut ist, sein. Die Bauelemente der Anpassschaltung können hierbei auf dem Träger mit einem leitfähigen Material mit definierter Leitfähigkeit gedruckt sein. Als leitfähiges Material kann beispielsweise eine Silberleitpaste verwendet werden.
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Die Bauelemente der Anpassschaltung können auch aus einer leitfähigen Folie durch ein subtraktives Verfahren, z.B. durch Laserabtrag, erzeugt sein, wobei die Folie flächig mit dem Träger verbunden ist oder in dem Träger angeordnet ist.
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In einer anderen Alternative können die Bauelemente der Anpassschaltung als diskrete Bauelemente auf den Träger, insbesondere durch Löten, aufgebracht sein.
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Eine weitere alternative Ausgestaltung sieht vor, dass die Bauelemente der Anpassschaltung als diskrete Bauelemente auf einer flexiblen, die Antenne mit dem Antennenverstärker verbindenden, Verbindungsleitung, beispielsweise aus dem Material „Kapton“, aufgebracht sind. Ein derartiges Kaptonband wird zur Signalführung der von der Antenne an den Antennenverstärker gelieferten Signale verwendet. Das Kaptonband weist eine ausreichende Fläche für das Aufbringen der Bauelemente der Anpassschaltung auf. Insbesondere werden die Bauelemente an dem antennenseitigen Ende oder dem verstärkerseitigen Ende des Kaptonbands angeordnet, da dort die mechanischen Beanspruchungen am geringsten sind. Zum weiteren Schutz vor Umwelteinflüssen und/oder mechanischen Beschädigungen, z.B. bei der Montage der Empfangseinrichtung, können die Bauelemente von einer Vergussmasse umgeben sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Bauelemente der Anpassschaltung als diskrete Bauelemente in einem Zwischenstecker angeordnet sind, welcher dazu ausgebildet ist, zwischen dem Antennenverstärker und einem Antennenanschluss der Antenne gesteckt zu werden.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine wie in der vorliegenden Beschreibung ausgebildete Rundfunk-Empfangseinrichtung. Insbesondere ist der Träger der Rundfunk-Empfangseinrichtung eine Scheibe, insbesondere die Heckscheibe, des Kraftfahrzeugs.
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Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer bekannten Rundfunk-Empfangseinrichtung für ein Kraftfahrzeug; und
- 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Rundfunk-Empfangseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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1 zeigt eine bekannte Rundfunk-Empfangseinrichtung (kurz: Empfangseinrichtung) für ein Kraftfahrzeug. Unter Rundfunksignalen werden Informationen jeglicher Art, wie z.B. Bilder, Ton oder Text, verstanden, die über elektromagnetische Wellen von der Empfangseinrichtung 1 empfangen und verarbeitet werden.
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Die Empfangseinrichtung umfasst in bekannter Weise eine Antenne 10 mit gegebener Antennenimpedanz, einen Antennenverstärker 20, eine Signalverarbeitungseinheit 30 sowie eine Ausgabeeinheit 40.
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Die Antenne 10 kann eine beliebige Form aufweisen. Moderne Antennen sind üblicherweise als Scheibenantennen ausgebildet, d.h. die die Antenne ausbildenden elektrischen Leiter sind als Draht, elektrisch leitfähige gedruckte Schicht oder in Gestalt einer Folie auf eine Scheibe des Kraftfahrzeugs aufgebracht. Abhängig von der Art und Form der Antenne 10 weist diese eine gegebene Antennenimpedanz auf. Die Antennenimpedanz ist typischerweise größer oder wesentlich größer als 50 Ohm.
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Der Antennenverstärker 20 weist einen Verstärkerkern 21 auf, der eine Verstärkung der von der Antenne empfangenen Signale vornimmt. Eine Verstärkerimpedanz des Verstärkerkerns 21 des Antennenverstärkers 20 beträgt in der Regel 50 Ohm. Aufgrund der voneinander abweichenden Impedanzen des Verstärkerkerns 21 und der Antenne 10 umfasst der Antennenverstärker 20 zudem eine Anpassschaltung 22. Die Anpassschaltung 22 besteht aus passiven Bauelementen, zumeist lediglich Spulen und Kondensatoren. Die Anpassschaltung ist dazu eingerichtet, die Antennenimpedanz an die Verstärkerimpedanz anzupassen.
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Der Verstärkerkern 21 und die Anpassschaltung 22 sind bei einer herkömmlichen Empfangseinrichtung, wie in 1 dargestellt, zumindest in einem gemeinsamen Gehäuse der Empfangseinrichtung angeordnet oder teilen sich sogar Komponenten, wie z.B. Bauelementträger (Leiterplatten oder ähnliches). Aus gesetzlichen Gründen ist eine Zertifizierung des Antennenverstärkers erforderlich. Durch die Zertifizierung wird sichergestellt, dass der Antennenverstärker 20 und die Empfangseinrichtung als Ganzes gesetzliche Vorgaben erfüllen.
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Jede Veränderung der Antenne, z.B. aufgrund der veränderten Form der Scheibe eines anderen Fahrzeugtyps, zieht eine Veränderung der Antennenimpedanz nach sich. Dadurch ist wiederum die Anpassschaltung 22 zu modifizieren, um die geänderte Antennenimpedanz an die Verstärkerimpedanz anzupassen. Dies erfordert eine neue Zertifizierung des Antennenverstärkers 20. Darüber hinaus ist für jeden Antennentyp bzw. Fahrzeugtyp ein angepasster Antennenverstärker vorzuhalten. Dies ist mit einem erheblichen Kosten- und Zeitaufwand verbunden. Darüber hinaus ist eine aufwändige Logistik notwendig.
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Abhängig davon, welcher Art die von der Empfangseinrichtung zu empfangenden und verarbeitenden Signale sind, kann es sich bei der Signalverarbeitungseinheit 30 z.B. um einen Radioempfänger und bei der Ausgabeeinheit 40 um einen Lautsprecher handeln. Enthalten die Signale neben Tondaten auch Bilder, so ist die Signalverarbeitungseinheit 30 alternativ oder zusätzlich zur Verarbeitung von Bildern ausgebildet, d.h. die Signalverarbeitungseinheit ist ein TV-Empfänger. Die Ausgabeeinheit 40 umfasst dann alternativ oder zusätzlich ein Display.
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2 zeigt eine verbesserte, erfindungsgemäße Empfangseinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug. Die Empfangseinrichtung unterscheidet sich von der in 1 beschriebenen Empfangseinrichtung dadurch, dass die Anpassschaltung 22 außerhalb des Verstärkerkerns 21 des Antennenverstärkers 20 angeordnet ist. Konkret ist die Anpassschaltung 22 außerhalb eines Gehäuses des Verstärkerkerns 21 und damit des Antennenverstärkers 20 angeordnet. Hierdurch kann, unabhängig von der Art und dem Aufbau der verwendeten Antenne 10 in der Empfangseinrichtung immer der gleiche Antennenverstärker 20 mit einem aus Gleichbauteilen bestehenden Verstärkerkern 21 verwendet werden. Die Anpassung der Antennenimpedanz an die Verstärkerimpedanz bzw. die Impedanz des Verstärkerkerns 21 erfolgt dann mit einer individuell für diese Kombination ausgebildeten Anpassschaltung 22 außerhalb des Verstärkerkerns.
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Die Anpassschaltung 22 kann integraler Bestandteil einer Signalführungsstruktur 12 sein, welche die Antenne 10 mit dem Antennenverstärker 20 bzw. dem Verstärkerkern 21 verbindet. Die Signalführungsstruktur 12 umfasst sämtliche Leitungen und eventuell zwischen der Antenne 10 und dem Verstärkerkern 21 vorhandene Antennenanschlüsse 15.
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Da die Anpassschaltung 22 lediglich passive Bauelemente, insbesondere ausschließlich Spulen und Kondensatoren, umfasst, kann diese auf vielfältige Weise bereitgestellt werden. Die Anpassschaltung kann z.B. als Struktur auf einem Träger mittels Siebdruck eines leitfähigen Materials mit definierter Leitfähigkeit erzeugt werden. Beispielsweise können hierzu mäanderförmige Windungen und parallele Strukturen gedruckt werden. Als leitfähiges Material kann beispielsweise Silberleitpaste verwendet werden. Der Träger ist insbesondere eine Scheibe, z.B. die Heckscheibe, des Kraftfahrzeugs oder weitere Bestandteile des vorhandenen Antennenanschluss 15, z.B. das Kaptonband.
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Die Anpassschaltung kann auch in Filmtechnik realisiert sein. Die Filmtechnik wird beispielsweise durch eine leitfähige Folie, welche einen Träger und einen darauf aufgebrachten Metallfilm umfasst, bereitgestellt. Eine solche leitfähige Folie kann auf oder zwischen zwei Glasschichten einer Scheibe des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Die Metallfolie kann mit Hilfe eines Lasers bearbeitet werden, um die gewünschten Strukturen zur Ausbildung der passiven Bauelemente zu erzeugen. Durch das subtraktive Abtragen selektiver Bereiche der Metallfolie können bestimmte elektrische Eigenschaften erzielt werden, die dann die Anpassschaltung ausbilden.
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Die Anpassschaltung kann auch durch diskrete Bauelemente realisiert werden. Die diskreten Bauelemente können beispielsweise als oberflächenmontierbare SMD (Surface Mounting Device)-Bauteile ausgebildet sein. Diese können beispielsweise auf die Scheibe, auf der die Antenne aufgebracht ist, oder einen davon unterschiedlichen Träger aufgebracht sein.
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Alternativ können die diskreten Bauelemente in einem (in 2 nicht dargestellten) Zwischenstecker angeordnet sein, der zwischen den Antennenverstärker 20 und einen Antennenanschluss 15 gesteckt wird. Die diskreten Bauelemente können auch in den Antennenanschluss 15 integriert werden.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht das Aufbringen der diskreten Bauelemente auf einem die Antenne 10 bzw. den Antennenanschluss 15 mit dem Antennenverstärker 20 bzw. Verstärkerkern 21 verbindenden Kaptonband vor. Das Kaptonband ist also Teil der Signalführungsstruktur 12 oder bildet die Signalführungsstruktur 12 vollständig aus. Um die diskreten Bauelemente möglichst geringem mechanischem Stress auszusetzen, ist es zweckmäßig, wenn diese an einem antennenseitigen Ende (also an oder nahe dem Antennenanschluss 15) oder dem verstärkerseitigen Ende des Kaptonbands angeordnet sind. In diesen Bereichen erfährt das Kaptonband die geringsten mechanischen Biegungen, so dass die Verbindungen der Bauelemente und der Leiterstrukturen des Kaptonbands mechanisch nicht stark beansprucht werden. Als weiterer Schutz vor Umwelteinflüssen oder mechanischen Einwirkungen bei der Montage können die Bauelemente optional von einer Vergussmasse umgeben sein.
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Im Ergebnis lässt sich eine Rundfunk-Empfangseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitstellen, welche, unabhängig von der Anzahl von unterschiedlichen Typen, einen geringeren Zertifizierungs- Kosten und Logistikaufwand nach sich zieht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antenne
- 12
- Signalleitungsstruktur
- 15
- Antennenanschluss
- 20
- Verstärker
- 21
- Verstärkerkern
- 22
- Anpassschaltung
- 30
- Signalverarbeitungseinheit, z.B. Radioempfänger oder TV-Empfänger
- 40
- Ausgabeeinheit, z.B. Lautsprecher
