DE102020207574B3

DE102020207574B3 - Antennenmodul

Info

Publication number: DE102020207574B3
Application number: DE102020207574.3A
Authority: DE
Inventors: Florian Butscher; Iuliia Goncharova
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2021-09-09
Anticipated expiration: 2040-06-19

Abstract

Die Anmeldung betriff ein Kfz, ein Verfahren und ein Antennenmodul (2), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1), wobei das Antennenmodul (2) einen Kühlkörper (K) mit einer oder mehreren Antennen (A1, A2) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antennenmodul, ein Kraftfahrzeug mit einem Antennenmodul und ein Verfahren zur Herstellung des Antennenmoduls.
US 2012/0 155 015A1 , US 2015/0 048 978 A1 , US 5 898 412 A und US 2011 / 0 103 018 A1 beschreiben jeweils ein Antennenmodul.
Aufgabe der Erfindung ist die Optimierung eines Antennenmoduls. Die Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung können eine effiziente Herstellung eines günstigen Antennenmoduls ermöglichen.
Weitere Merkmale und Vorteile von einigen Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:

1 ein Kraftfahrzeug mit einem Antennenmodul im Längsschnitt,
2 in perspektivischer Ansicht schräg von oben ein Kraftfahrzeug mit einem Antennenmodul,
3 in perspektivischer Ansicht ein Einbaumodul mit einem Antennenmodul,
4 in perspektivischer Ansicht von oben und unten ein Antennenmodul,
5 in perspektivischer Ansicht von oben und unten ein Antennenmodul mit Abdeckung,
6 in perspektivischer Ansicht von oben und unten ein Antennenmodul ohne Abdeckung,
7 in perspektivischer Ansicht von unten ein Antennenmodul ohne Abdeckung,
8 in perspektivischen Ansichten dreimal jeweils einen Kühlkörper,
9-14 weitere Ansichten von Antennenmodulen.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Ausführungsbeispiel eines Einbaumoduls E mit einem Antennenmodul 2 unter einer (z.B. Kunststoff-) Abdeckung 3 im Längsschnitt.
2 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Ausführungsbeispiel eines Einbaumoduls E mit einem erfindungsgemäßen Antennenmodul 2 unter einer Scheibe 4 (z.B. Windschutzscheibe oder Heckscheibe) des Kraftfahrzeugs 1 und an einem modifizierten Träger 5 (als Kavität) angebaut, wobei ein Antennenmodul 2 aber z.B. auch unter einem Kunststoffheckdeckel 6 bzw. Kofferraum/Heckklappe/etc. oder anderswo angeordnet sein kann.
3 links zeigt wie ein Antennenmodul 2 unter einem mittleren oder zentralen Bereich Z eines Einbaumoduls E in Richtung des großen Pfeils aufgesetzt und befestigt werden kann. 3 rechts zeigt ein Einbaumodul E mit Antennenmodul 2.
4 zeigt perspektivisch links von schräg oben und rechts schräg von unten jeweils ein Antennenmodul 2. Das Antennenmodul 2 ist z.B. zur zellularen Mobilfunk- Kommunikation mit z.B. einem oder mehreren der Standards 2G, 3G, 4G oder insbesondere 5G und ggf. weiteren Standards wie WiFi usw. vorgesehen. Es weist z.B. ein auf einer Platine P (Mainboard) montiertes Network Access Device NAD auf. Auf der (Mainboard) Haupt- Platine P sind auch Patch-Antennen und eine Schnittstelle zu einem Fahrzeugkabelbaum vorgesehen, sowie mindestens eine Schnittstelle der Platine P zu den Speisepunkten der Antennen A1, A2.
Das Netzzugangsmodul NAD ist hier mit einem Kühlkörper K versehen, der z.B. flächig zur Kühlung an ihm anliegt und/oder montiert ist. Der Kühlkörper K weist eine oder hier mehrere Antennen A1, A2 auf, die beispielsweise einstückig mit dem Kühlkörper K ausgebildet oder an ihm montiert sein können.
Die Antennen A1, A2 können z.B. Multibandantennen sein.
Der Kühlkörper K des NetworkAccess Device (Netzzugriffsmodul) NAD kann z.B. durch Zink-Druckguss oder Alu-Druckguss oder als Blecheinleger einer Stanz-Biege-Antenne in einem Druckguss hergestellt sein.
Der Rahmen/Träger des Antennenmoduls 2 (Center-Unit und/oder zentral (z) angeordnete Einheit am Einbaumodul E) wird hier als Kühlkörper K zur Kühlung des ausgelagerten NAD ausgeführt, welcher zugleich mindestens eine oder hier zwei oder mehrere integrierte oder verbundene (hier Multiband-) Antennen A1, A2 aufweist, die hier wiederum auch Bestandteil des Rahmen und/oder Trägers des Antennenmoduls 2 sind.
Schaltungen von Anpass-Netzwerken für gesendete und/oder empfangene Signale der Antennen A1, A2 bzw. andere ggf. benötigte Bauteile befinden sich auf z.B. auf einer oder mehreren weiteren („CELL-Board“) Platinen P2, welche direkt unterhalb der Antennenflächen der Antennen A1, A2 angeordnet sein können; dabei wird hier der Kontakt der Speisepunkte der Multibandantennen zu einem CELL-Board P2 z.B. über eine Lötstelle, Kontaktfederelemente oder Silikonpads realisiert. Antennensignale der Antennen A1, A2 werden auf dem Mainboard P verarbeitet und über Koaxial-Verbinder damit verbunden. Dieses Mainboard P wird wiederum über einen Hochfrequenzverbinder mit dem NAD-Board (P2) verbunden.
Das Mainboard sitzt auf dem Rahmen/Träger, welcher Bauraum für eine weitere PCB bietet, auf der zusätzlich Platz für weitere Antennen (Patchantennen für SDARS & GNSS7GPS bzw. PCB-Strahler) und zugleich für dort bzw. innerhalb sitzende Elektronik-Komponenten bietet.
Dabei wirkt der Rahmen/Träger gleichzeitig auch als Abschirmung der NAD-Elektronik zu anderen Bereichen und Ankopplung an die Masse des Fahrzeuges 1.
Das Einbau-Modul E wird am Fahrzeug 1 montiert und z.B. mit einer Kunststoffabdeckung (z.B. einem Bestandteil der Fahrzeugkarosserie wie in 1) oder einer hochgezogenen Scheibe gegen Nässe und äußere Einflüsse geschützt.
Das Einbaumodul E (Connectivity-Module) kann z.B. im Dachbereich des Fahrzeuges 1 vor der Front- oder Heckscheibe sowie im
Kunststoffkofferraumdeckel verbaut werden wie in 1.
Vorteil dieser Anordnung kann es sein, auf kostenintensive Antennen aus Leiterplatten- oder Folienmaterial zu verzichten und teure Komponenten zu sparen.
5 zeigt perspektivisch links von schräg oben und rechts schräg von unten jeweils ein Antennenmodul 2, wobei die in 4 durchsichtig dargestellte Kunststoffabdeckung KU (z.B. in Form eines Kunststoffdeckels oder eines Kunststoffgehäuses) hier undurchsichtig dargestellt ist. 5 rechts zeigt einen Blechboden BLE eines Antennenmoduls 2 mit einer Masseanbindung zum Fahrzeug 1.
6 zeigt perspektivisch links von schräg oben und rechts schräg von unten jeweils ein Antennenmodul 2 mit einem erfindungsgemäßen Kühlkörper mit damit verbundenen oder einstückig ausgebildeten Antennen A1, A2, wobei die in 4 durchsichtig dargestellte Kunststoffabdeckung KU (z.B. in Form eines Kunststoffdeckels oder eines Kunststoffgehäuses) hier fehlt. Die mit dem (restlichen) Kühlkörper K verbundenen oder wie hier einstückig ausgebildeten Antennen A1, A2 können effektiv eine zusätzliche Kühlwirkung (zusätzlich zum restlichen Kühlkörper) erzeugen).
7 zeigt perspektivisch schräg von unten jeweils ein Antennenmodul 2 mit einem Hochfrequenzverbinder HFV des NAD-Board zum Mainboard P, mit einer Koax-Verbindung KOA für die Verbindung vom CELL-Board P2 zum Mainboard (P) und mit Kontakten K1, K2 als Speisepunkte der Multibandantennen A1, A2 zum CELL-Board über eine Lötstelle, Kontaktfederelemente oder Silikonpads, sowie oberhalb des dargestellten Antennenmoduls 2 eine untere Abdeckung UA eines Kühlkörpers K.
8 zeigt perspektivisch dreimal jeweils den Kühlkörper K, links schräg von unten, rechts oben schräg von oben und rechts unten schräg von oben mit einer Platine P2 mit NAD.
9-13 zeigen weitere Ansichten von Antennenmodulen.

Claims

Antennenmodul (2), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1), wobei das Antennenmodul (2) einen Kühlkörper (K) mit einer oder mehreren Antennen (A1, A2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennen (A1, A2) und der Kühlkörper (K) durch Zink-Druckguss oder Alu-Druckguss hergestellt sind oder als Blecheinleger einer Stanz-Biege-Antenne in einem Druckguss des Kühlkörpers (K) hergestellt sind.
Antennenmodul (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (K) ein Kühlkörper (K) eines Telekommunikationsmoduls des Antennenmoduls (2) ist, insbesondere ein Kühlkörper (K) eines Netzzugangsmoduls (NAD).
Antennenmodul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennen (A1, A2) und der Kühlkörper (K) zusammen einteilig ausgebildet sind.
Antennenmodul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennen (A1, A2) und der Kühlkörper (K) mehrteilig ausgebildet sind und aneinander festgelegt sind.
Antennenmodul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (K) mit mindestens einer Platine (P; P1; P, P1) verbunden oder einstückig ausgestaltet ist, insbesondere mit mindestens einer Platine (P) mit mindestens einem Anpass-Netzwerk für zu sendende und/oder zu empfangene Signale der mindestens einen Antenne (A1, A2).
Antennenmodul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (K) einstückig mit einem Rahmen ausgebildet ist, der mindestens eine Platine (P; P1; P, P1) trägt.
Antennenmodul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenmodul (2) auf einem Einbaumodul (E) oder als Bestandteil eines Einbaumoduls (E) montiert ist.
Kraftfahrzeug (1) mit einem Antennenmodul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere mit einem Antennenmodul (2) oder einem das Antennenmodul (2) aufweisenden Einbaumodul (E) unter einer Fensterscheibe (4) des Kraftfahrzeugs (1) oder unter einem Deckel (6) des Kraftfahrzeugs (1).
Verfahren zur Herstellung eines Antennenmoduls (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennen (A1, A2) und der Kühlkörper (K) durch Zink-Druckguss oder Alu-Druckguss oder als Blecheinleger einer Stanz-Biege-Antenne in einem Druckguss des Kühlkörpers (K) hergestellt werden.