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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Sendevorrichtung zum Übermitteln von elektromagnetischen Wellen in zumindest zwei unterschiedlichen Frequenzbereichen.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Herstellen einer Sendevorrichtung.
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Stand der Technik
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Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf beliebige Sendevorrichtungen anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf Sendevorrichtungen für Reifendrucksensoren erläutert.
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Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf beliebige Sensoren anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung anhand von Sensoren in Form von Drucksensoren erläutert.
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Obwohl die vorliegende Erfindung beliebig anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung beim Einsatz in Rädern von Fahrzeugen erläutert.
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Kraftfahrzeuge weisen, um Veränderungen an den Rädern festzustellen, Drucksensoren auf, die den Druck im Inneren eines Reifens eines Rades messen können. Hierzu weisen die Sensoren eine Energieversorgung und eine Sendevorrichtung auf, um von einem Drucksensierelement gemessene Messwerte des Drucks im Inneren des Reifens an eine entsprechende Empfangseinrichtung im Fahrzeug zu übertragen. Hierbei sind die jeweils zur Übertragung genutzten Frequenzbereiche in unterschiedlichen Regionen der Welt jedoch unterschiedlich, sodass je nach Region unterschiedliche Sendevorrichtungen bereitgestellt werden müssen.
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Aus der
DE 10 2006 039 113 A1 ist ein Reifensensormodul bekannt geworden, das aufweist: einen Schaltungsträger, auf oder in dem mindestens ein Sensorelement zur Messung einer Messgröße angebracht ist, eine Antenne zur Aussendung von Sensorsignalen an eine Empfangseinrichtung des Fahrzeuges und ein Gehäuse, in dessen Gehäuseinnenraum der Schaltungsträger aufgenommen ist, wobei die Antenne in dem Gehäusematerial des Gehäuses oder an einer Gehäuseseite des Gehäuses ausgebildet ist.
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Aus der
DE 10 2006 034 517 A1 ist ein Reifensensormodul bekannt geworden, das mindestens aufweist: einen Schaltungsträger, ein auf dem Schaltungsträger angebrachtes Sensorelement, eine auf dem Schaltungsträger angebrachte Auswerte- und Steuereinrichtung, eine Antenne zur Aussendung von Antennensignalen an eine am Fahrzeug vorgesehene Empfangseinrichtung, wobei die Antenne in oder auf dem Schaltungsträger als Schleifenantenne beziehungsweise Loop-Antenne ausgebildet ist, vorzugsweise in im Wesentlichen runder, geschlossener Form.
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Offenbarung der Erfindung
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In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine Sendevorrichtung zum Übermitteln von elektromagnetischen Wellen in zumindest zwei unterschiedlichen Frequenzbereichen bereit, umfassend eine erste Antenne, die zum Aussenden der elektromagnetischen Wellen in dem ersten der zumindest zwei Frequenzbereiche ausgebildet ist und eine zweite Antenne, die zum Aussenden der elektromagnetischen Wellen in dem zweiten der zumindest zwei Frequenzbereiche ausgebildet ist, und wobei die beiden Antennen als gemeinsames Bauelement der Sendevorrichtung ausgebildet sind. Derartige Sendevorrichtungen können beispielsweise bei der Reifendrucksensorik eingesetzt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Sendevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-8 bereit, wobei das gemeinsame Bauelement mittels SMD-Oberflächenmontage auf einem Schaltungsträger angeordnet wird.
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In einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Sendevorrichtung gemäß Anspruch 9 bereit, wobei das gemeinsame Bauelement mittels Durchsteckmontage auf unterschiedlichen Seiten eines Schaltungsträgers angeordnet wird. Die Formulierung „ausgebildet zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen in einem Frequenzbereich“ ist im weitesten Sinne zu verstehen und bezieht sich, insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere auf die jeweilige Form, das Material und die jeweiligen Abmessungen einer Antenne zum Aussenden der elektromagnetischen Wellen in dem jeweiligen Frequenzbereich.
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Der Begriff „Frequenzbereich“ ist im weitesten Sinne zu verstehen und bezieht sich insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung auf einen oder mehrere Frequenzintervalle in einem Wellenlängenspektrum. Insbesondere ist unter dem Begriff „Frequenzbereich“ ein Frequenz- oder Wellenlängenintervall umfassend zumindest ein Band für nicht lizensierte Funkgeräte zu verstehen, vorzugsweise umfassend zumindest eine der Frequenzen 315 MHz, 433 MHz, 868 MHz, 2,4 GHz.
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Der Begriff „gemeinsames Bauelement“ ist im weitesten Sinne zu verstehen und bezieht sich, insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung auf ein einstückig hergestelltes oder mehrstückig zusammengesetzt hergestelltes Bauteil oder -element, welches über einen gemeinsamen Speisepunkt betreibbar ist.
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Ein möglicher Vorteil kann dabei sein, dass die Sendevorrichtung kostengünstiger hergestellt werden kann. Ein weiterer möglicher Vorteil kann sein, dass die Sendevorrichtung einfacher in unterschiedlichen Weltregionen nutzbar ist.
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Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
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Gemäß einer Weiterbildung sind die beiden Antennen in unterschiedlichen Anordnungsbereichen des gemeinsamen Bauelements angeordnet. Damit kann auf besonders einfache Weise die Herstellung der beiden Antennen im gemeinsamen Bauteil erfolgen.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung umschließen die beiden Antennen Bereiche in Ebenen unterschiedlicher räumlicher Orientierung teilweise, insbesondere wobei die Ebenen rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Ein möglicher Vorteil hiervon ist, dass damit eine einfachere Anordnung der Antennen bei gleichzeitig geringem Bauraum ermöglicht wird. Gemäß einer weiteren Weiterbildung sind die beiden Antennen aus Blech, insbesondere Weißblech, hergestellt. Ein möglicher Vorteil hiervon ist die äußerst kostengünstige Herstellung.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist die erste Antenne als invertierte F-Antenne ausgebildet und die zweite Antenne als Schleifenantenne, insbesondere in U-Form. Ein möglicher Vorteil hiervon ist, dass auf einfache Weise zwei unterschiedlich ausgebildete Antennen bereitgestellt werden können.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist die zweite Antenne mit einem Kondensator verbunden. Die Kapazität des Kondensators kann insbesondere regel- oder einstellbar sein. Ein möglicher Vorteil hiervon ist, dass damit auf einfache und zuverlässige Weise ein regelbarer Resonanzkreis zur Verfügung gestellt wird.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist der erste Frequenzbereich Frequenzen von mehr als 1,5 GHz, insbesondere mehr als 2 GHz, vorzugsweise im Bereich von 2,4 GHz auf und/oder der zweite Frequenzbereich weist Frequenzen zwischen 250 und 700 MHz, insbesondere zwischen 300 MHz und 500 MHz, vorzugsweise im Bereich von 315 MHz und 433 MHz auf. Vorteil hiervon ist eine kostengünstige Realisierung der Sendevorrichtung, da mittels der genannten Frequenzbereiche eine zuverlässige Übertragung einerseits, andererseits in den gängigsten Weltregionen eine Kommunikation ermöglicht wird.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist das gemeinsame Bauelement einstückig hergestellt. Ein möglicher Vorteil hiervon kann eine besonders einfache Herstellung sein. Eine komplizierte Festlegung verschiedener Teile zum Bereitstellen des gemeinsamen Bauelements kann entfallen.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist die Sendevorrichtung einen Schaltungsträger auf und wobei die Antennen auf gegenüberliegenden Seiten des Schaltungsträgers angeordnet sind. Ein möglicher Vorteil hiervon kann eine platzsparendere Montage sein.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung des Verfahrens wird die elektrische Verbindung zwischen den beiden Antennen mittels Löten und/oder Einpressen von Pins in den Schaltungsträger hergestellt. Ein möglicher Vorteil hiervon kann eine einfache, schnelle und gleichzeitig zuverlässige Herstellung der elektrischen Verbindung sein.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
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Figurenliste
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Dabei zeigt in schematischer Form
- 1 eine Sendevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine Sendevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht.
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Im Detail ist in 1 eine Sendevorrichtung 1 gezeigt. Die Sendevorrichtung 1 umfasst zwei Antennen 2, 3, die auf einem Schaltungsträger in Form einer Leiterplatte 100 angeordnet sind und als gemeinsames Bauteil 9 ausgebildet sind. Die beiden Antennen 2, 3 sind dabei in unterschiedlichen Bereichen 4a, 4b des gemeinsamen Bauteils 9 angeordnet. Das gemeinsame Bauteil 9 umfasst dabei einen Masseanschluss 7 und einen Speiseanschluss 8. Masseanschluss 7, Speiseanschluss 8 und ein weiterer Bereich 20 bilden im Wesentlichen eine U-Form 4', sodass damit die erste Antenne 2 in Form einer invertierten F-Antenne gebildet wird. Die erste Antenne 2 ist dabei mit sämtlichen ihrer Bereiche 7, 8, 20 auf der Leiterplatte 100 im Wesentlichen in einer Ebene 5a (x-z-Ebene) angeordnet. Ausgehend von dem Bereich 20 wird die zweite Antenne 3 durch eine U-Form 4 gebildet, wobei die U-Form durch zwei sich senkrecht von der Leiterplatte weg erstreckende Schenkel 21, 23 gebildet wird, die über einen längeren, parallel zur Ebene 5a der Leiterplatte 100 verlaufenden Schenkel 22 verbunden sind. Der in 1 linke Schenkel 21 ist dabei mit dem Bereich 20 verbunden, der rechte Schenkel 23 ist mit einem sich auf der Leiterplatte erstreckenden Bereich 24 verbunden. Die durch die Schenkel 21, 22, 23 gebildete Ebene 5b (x-y-Ebene) ist dabei senkrecht zur Ebene 5a angeordnet. Der Bereich 24 ist dabei weiter mit einer vorgegebenen Kapazität 6 verbunden, insbesondere entsprechend dem gewünschten Frequenzbereich. Insgesamt wird dadurch eine Loop- oder Schleifenantenne gebildet, wobei die Größe der Schleife beziehungsweise Loop 25 durch die Abmessungen der Schenkel 21, 22, 23 gebildet wird.
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Die beiden Antennen 2, 3, also das gemeinsame Bauteil 9 ist hier als metallisches Stanzbiegeteil hergestellt. Die erste Antenne 2 ist - wie vorstehend ausgeführt - in Form eines invertierten „F“ ausgebildet, die bei höheren Frequenzen als Inverted-F Antenne (IFA) funktioniert. Bei tieferen Frequenzen, beispielsweise im Bereich 315 und/oder 433 MHz, wird dann die zweite Antenne 3 verwendet, die in Form einer Schleifenantenne (Loopantenne), die über den Kondensator 6 einen Resonanzkreis bildet, ausgebildet ist. Durch die Höhe des Stanzbiegeteils 9 über der Leiterplatte 100, also der Erstreckung der Schenkel 21, 23 wird die Schleife ausgebildet. Über den Kapazitätswert des Kondensators 6 kann die Resonanzfrequenz der Loopantenne eingestellt werden. Auf diese Weise kann eine Dualband-Sendevorrichtung 1 mit nur einem Speisepunkt realisiert werden.
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Anstelle der in 1 abgebildeten Ausführungsform des gemeinsamen Bauteils 9, das in SMD-Oberflächenmontage hergestellt sein kann, kann das gemeinsame Bauteil 9 auch in Durchsteckmontage realisiert werden. Hierbei sind dann die Bereiche 7, 8, 20 sowie 24 unterhalb der Leiterplatte 100 und die Bereiche 21, 22, 23 oberhalb der Leiterplatte 100 angeordnet. Die elektrische Verbindung der Bereiche 7, 8, 20 mit den Bereichen 21, 22, 23 kann dabei mittels Pins erfolgen, die gelötet oder eingepresst werden.
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Zusammenfassend kann zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zumindest eines der folgenden Merkmale und/oder einen der folgenden Vorteile bereitstellen:
- - Einfache Herstellung
- - Geringer Bauraum
- - Geringe Herstellungskosten
- - Hohe Flexibilität, insbesondere hinsichtlich der Verwendung in unterschiedlichen Weltregionen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006039113 A1 [0007]
- DE 102006034517 A1 [0008]
