DE102021108158A1

DE102021108158A1 - Antennenanordnung, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Antennenanordnung

Info

Publication number: DE102021108158A1
Application number: DE102021108158.0A
Authority: DE
Inventors: Amir Cenanovic
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2022-10-06
Anticipated expiration: 2041-04-01
Also published as: DE102021108158B4; WO2022207239A1; CN117044123A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung (14) für ein Kraftfahrzeug (12) zur Kommunikation mit einem zweiten Kraftfahrzeug (12) und/oder einer Infrastrukturkomponente (16), wobei die Antennenanordnung (14) eine erste V2X-Antenneneinheit (24) und eine zweite V2X-Antenneneinheit (28) aufweist, wobei die erste V2X-Antenneneinheit (24) eine in Bezug auf eine bestimmte Ebene statische, omnidirektionale Strahlungscharakteristik (38) aufweist. Dabei weist die zweite V2X-Antenneneinheit (28) eine anisotrope Strahlungscharakteristik (40) mit einer Hauptstrahlungsrichtung (42) auf, die innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs innerhalb der bestimmten Ebene mit Bezug auf ein antennenanordnungsfestes Koordinatensystem einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung für ein Kraftfahrzeug zur Kommunikation mit einem zweiten Kraftfahrzeug und/oder einer Infrastrukturkomponente, wobei die Antennenanordnung eine erste V2X-Antenneneinheit und eine zweite V2X-Antenneneinheit aufweist, und wobei die erste V2X-Antenneneinheit eine in Bezug auf eine bestimmte Ebene statische, omnidirektionale Strahlungscharakteristik aufweist. Zur Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Antennenanordnung und ein Verfahren zum Betreiben einer Antennenanordnung.
V2X-Antennen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie ermöglichen die Kommunikation eines Fahrzeugs mit anderen Kraftfahrzeugen oder Infrastrukturkomponenten, die ebenfalls mit einem solchen V2X-Kommunikationsmodul ausgestattet sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll unter einer V2X-Kommunikation insbesondere auch eine C-V2X-Kommunikation verstanden werden können, das heißt eine Cellular-V2X-Kommunikation, die ebenfalls eine V2X-Kommunikationslösung beschreibt und auf dem sogenannten 3GPP-Standard basiert. Die C-V2X-Kommunikation beruht dabei nicht auf dem WLANp-Standard, sondern nutzt zur Kommunikation einen Mobilfunkstandard. Das Telematik-System C-V2X ist also der Ansatz eines zellulären Netzwerks, welches die Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug (PC5) und die Kommunikation von Fahrzeug zu Infrastruktur ermöglicht (Uu). Die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Fahrzeug erfolgt dabei über die sogenannte PC5-Schnittstelle, die eine direkte basisstationunabhängige Kommunikation zwischen Fahrzeugen ermöglicht, während die Kommunikation über die sogenannte Uu-Schnittstelle, die insbesondere zur Kommunikation des Fahrzeugs mit Infrastrukturkomponenten genutzt wird, zur Basisstation des Funknetzes erfolgt. Der C-V2X-Kommunikation kann ein bestimmter Frequenzbereich zugeordnet sein, zum Beispiel der Frequenzbereich zwischen 5905 MHz und 5925 MHz, wie dieser Frequenzbereich beispielsweise in China genutzt wird. Dieses Telematik-System wurde speziell auf die Erfordernisse von Automobilanwendungen zugeschnitten. Die für diese Kommunikation genutzte Hardware umfasst üblicherweise an eine On-Board-Unit angeschlossene CV2X-Antennen, die Daten senden und empfangen können. Gemäß 3GPP (Third Generation Partnership Project) Release 15 Standard handelt es sich hierbei um ein MIMO-(Multiple In Multiple Out)-System. Das heißt über beide Antennen wird gleichzeitig das Sendesignal abgestrahlt und empfangen.
Beispielsweise beschreibt die CN 210838074 U eine Antennenanordnung mit zwei C-V2X-Antennen, wobei eine erste dieser Antennen auf einem Fahrzeugdach angeordnet ist und eine zweite dieser Antennen im Bereich eines Kühlergriffs des Fahrzeugs angeordnet ist, um den Abdeckungsbereich der Antennenanordnung zu verbessern.
Gerade bei der Positionierung einer solchen Antenne im Dachbereich eines Kraftfahrzeugs hat sich das Problem ergeben, dass bei Fahrzeugen zum Beispiel mit Glasdach die Effizienz der Abstrahlung der auf dem Dach positionierten Antenne deutlich vermindert ist. Selbst beim Vorsehen einer zusätzlichen Antenne ergeben sich dadurch dennoch unter Umständen Lücken in dem durch die Antennenausleuchtung abgedeckten Bereich und entsprechend ist in diesen Bereichen die Kommunikationsreichweite kürzer.
Des Weiteren beschreibt die DE 10 2016 120 214 A1 ein Kommunikationssystem für ein Fahrzeug, das eine phasengesteuerte Gruppenantenne mit mehreren Elementen und eine Steuerung aufweist, die dazu konfiguriert ist, eine Teilmenge der Elemente auszuwählen, um eine Hauptkeule eines Strahlungsmusters der Antenne basierend auf einer Geschwindigkeit und eines Lenkwinkels des Fahrzeugs durch Strahlformung auszubilden. Dabei kann das erzeugte Strahlungsmuster kreisförmig sein, insbesondere in einer Ebene betrachtet, wenn das Fahrzeug stationär ist oder mit einer langsamen Geschwindigkeit fährt. Wenn sich das Fahrzeug bewegt, kann das Strahlungsmuster angepasst werden, damit es sich in eine Richtung von wahrscheinlichen Zielen erhöht.
Um derart flexibel anpassbare Strahlungscharakteristiken mittels eines Antennenarrays erzeugen zu können, ist eine sehr aufwändige und teure Ausbildung eines solchen Antennenarrays erforderlich. Wird ein solches Antennenarray auf einem Dach eines Kraftfahrzeugs positioniert, so ergeben sich zum Beispiel im Falle eines Glasdachs die gleichen Nachteile wie oben bereits beschrieben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Antennenanordnung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren bereitzustellen, die es erlauben, eine möglichst weitreichende V2X-Kommunikationsverbindung auf möglichst einfache und kostengünstige Weise bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Antennenanordnung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung, sowie der Figuren.
Eine erfindungsgemäße Antennenanordnung für ein Kraftfahrzeug zur Kommunikation mit einem zweiten Kraftfahrzeug und/oder einer Infrastrukturkomponente weist dabei eine erste V2X-Antenneneinheit und eine zweite V2X-Antenneneinheit auf, wobei die erste V2X-Antenneneinheit eine in Bezug auf eine bestimmte Ebene statische, omnidirektionale Strahlungscharakteristik aufweist. Weiterhin weist die zweite V2X-Antenneneinheit eine anisotrope Strahlungscharakteristik mit einer Hauptstrahlungsrichtung auf, die innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs innerhalb der bestimmten Ebene mit Bezug auf ein antennenanordnungsfestes Koordinatensystem einstellbar ist.
Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass es durch die Verwendung von zumindest zwei V2X-Antenneneinheiten möglich ist, Lücken im Abdeckungsbereich einer der beiden V2X-Antenneneinheiten durch die andere der beiden V2X-Antenneneinheiten zu kompensieren, was vor allem dann auf besonders effiziente und vielversprechende Weise erreicht werden kann, wenn die zweite dieser V2X-Antenneneinheiten mit einer variierbaren und einstellbaren Hauptstrahlungsrichtung ausgebildet ist. Wenngleich auch die Kosten für eine V2X-Antenneneinheit mit änderbarer und einstellbarer Hauptstrahlungsrichtung gegenüber einer V2X-Antenneneinheit mit statischer Strahlungscharakteristik erhöht sind, so lassen sich die Gesamtkosten des Systems dennoch gering halten, indem die zweite V2X-Antenneneinheit nicht als alleinige Antenneneinheit zur Kommunikation mit zweiten Kraftfahrzeugen und/oder Infrastrukturkomponenten über eine V2X-Kommunikation genutzt wird, sondern gerade mit der zusätzlichen ersten V2X-Antenneneinheit kombiniert wird. Denn dies ermöglicht es vorteilhafterweise, sozusagen eine Basisabdeckung durch die einfach und kostengünstig ausgestaltbare erste V2X-Antenneneinheit mit statischer Strahlungscharakteristik bereitzustellen. Dies ermöglicht es wiederum die zweite V2X-Antenneneinheit umso einfacher auszugestalten, da diese im Wesentlichen nur zur Schließung der Lücken im Abdeckbereich der ersten V2X-Antenneneinheit ausgebildet sein kann.
Entsprechend kann die Einstellbarkeit der Hauptstrahlungsrichtung auf den genannten vorbestimmten Winkelbereich innerhalb der bestimmten Ebene beschränkt sein. Dieser Winkelbereich ist also von einem Vollwinkel verschieden und beschränkt sich vorzugsweise zum Beispiel nur auf eine Halbebene der bestimmten Ebene, die bei bestimmungsgemäßer Einbaulage am Kraftfahrzeug die in Fahrtrichtung bei einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs liegende Halbebene darstellen kann. Insbesondere ist es hierdurch möglich, die zweite V2X-Antenneneinheit so auszubilden, dass sich zwar zum Beispiel die Hauptstrahlungsrichtung verändern lässt, die Form der Strahlungscharakteristik in der bestimmten Ebene dabei jedoch im Wesentlichen konstant bleibt. Beispielsweise kann die zweite V2X-Antenneneinheit als Richtantenneneinheit ausgebildet sind, die eine Strahlungscharakteristik mit einer in der Hauptstrahlungsrichtung ausgerichteten Hauptkeule aufweist, wobei die Strahlungscharakteristik auch im Wesentlichen auf diese Hauptkeule beschränkt sein kann. Beim Verändern der Hauptstrahlungsrichtung wird entsprechend dieser Hauptkeule unter Beibehaltung ihrer Form geschwenkt. Dadurch lässt sich die V2X-Antenneneinheit zum Beispiel mit einem einfachen Phasenschieber umsetzen und damit insgesamt in ihrer Ausbildung sowie auch in der Ansteuerung besonders einfach realisieren. Insgesamt kann so eine Antennenanordnung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden, die es damit auf besonders einfache und kostengünstige Weise ermöglicht, die Kommunikationsreichweite für eine V2X-Kommunikation, insbesondere eine C-V2X-Kommunikation, zu maximieren.
Unter einer V2X-Antenneneinheit, das heißt der ersten und zweiten V2X-Antenneneinheit, soll dabei eine Antenneneinheit verstanden werden, die zu einer V2X-Kommunikation mit anderen Kraftfahrzeugen und/oder Infrastrukturkomponenten, insbesondere gemäß zumindest einem eingangs definierten Standard, ausgelegt ist. Vorzugsweise sind sowohl die erste als auch die zweite V2X-Antenneneinheit zu einer C-V2X-Kommunikation ausgelegt. Entsprechend können die Antenneneinheiten zur Kommunikation mit anderen Kraftfahrzeugen und/oder Infrastrukturkomponenten über einen Mobilfunkstandard ausgelegt sein. Die durch die Antenneneinheiten bereitstellbaren Kommunikationsstandards können dabei auch den 3GPP-Standard umfassen. Unter einer omnidirektionalen Strahlencharakteristik soll dabei eine Strahlungscharakteristik verstanden werden, die ein Senden und Empfangen von Signalen in einem Vollwinkel um die erste Antenneneinheit in Bezug auf die bestimmte Ebene ermöglicht. Die erste V2X-Antenneneinheit kann beispielsweise mit einer Rundstrahlantenne ausgebildet sein, um eine solche omnidirektionale Strahlungscharakteristik bereitzustellen. Unter einer statischen Strahlungscharakteristik soll dabei zudem eine Strahlungscharakteristik verstanden werden, die nicht durch Ansteuerung änderbar ist. Die Strahlungscharakteristik kann zwar, wie eingangs beschrieben, durch Umgebungsbedingungen beeinflusst werden und zum Beispiel abhängig davon sein, ob die erste Antenneneinheit auf einem Fahrzeugdach ohne Dachfenster oder mit Dachfenster angeordnet ist, nicht jedoch soll sich diese Strahlungscharakteristik durch aktive Ansteuerung der ersten V2X-Antenneneinheit oder einer Komponente davon einstellen lassen. Unter einer anisotropen Strahlungscharakteristik soll dabei vorzugsweise eine Strahlungscharakteristik mit hohem Richtfaktor verstanden werden und insbesondere vergleichsweise schmaler Halbwertsbreite des Öffnungswinkels. Die zweite V2X-Antenneneinheit ist also insbesondere nicht zur Bereitstellung eines omnidirektionalen Strahlungsfeldes ausgelegt. Wie oben bereits definiert, ist die zweite V2X-Antenneneinheit zur Bereitstellung eines Strahlungsfeldes ausgelegt, welches auf einen vorbestimmten Winkelbereich bezüglich eines antennenanordnungsfesten Koordinatensystems beschränkt ist, der von einem Vollwinkel verschieden ist und vorzugsweise nur innerhalb einer Halbebene der bestimmten Ebene liegt. Das antennenanordnungsfeste Koordinatensystem kann dabei sowohl fix in Bezug auf die erste V2X-Antenneneinheit als auch in Bezug auf die zweite V2X-Antenneneinheit angesehen werden. Bei der bestimmungsgemäßen Anordnung der Antennenanordnung an einem Kraftfahrzeug stellt das antennenanordnungsfeste Koordinatensystem beispielsweise auch ein kraftfahrzeugfestes Koordinatensystem dar. Vorzugsweise ist die zweite V2X-Antenneneinheit nicht zur Anordnung auf einem Kraftfahrzeugdach vorgesehen. Unabhängig von der Ausbildung des Kraftfahrzeugdachs ist dann ein vorteilhafterweise gewährleistet, dass eine ausreichende Signalstärke, vor allem in Fahrtrichtung, bereitgestellt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite V2X-Antenneneinheit ein phasengesteuertes Antennenarray und eine Steuereinheit zum Ansteuern des phasengesteuerten Antennenarrays auf, wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, die Hauptstrahlungsrichtung innerhalb des vorbestimmten Winkelbereichs durch Ansteuerung des phasengesteuerten Antennenarrays einzustellen. Ein solches phasengesteuertes Antennenarray kann zum Beispiel mit einem Phasenschieber ausgebildet sein, der über die Steuereinheit ansteuerbar ist. Ein solcher Phasenschieber kann insbesondere als digitaler Phasenschieber ausgebildet sein. Im Allgemeinen besteht die Möglichkeit den Phasenshift mechanisch oder elektrisch zu realisieren. Dies ermöglicht insgesamt eine besonders einfache Ausbildung der zweiten V2X-Antenneneinheit mit einer einstellbaren Hauptstrahlungsrichtung. Das Antennenarray kann zum Beispiel auch nur wenige Einzelantennen, zum Beispiel drei Einzelantennen, umfassen. Durch Phasenschieber werden deren einzelne Phasen so aufeinander abgestimmt, insbesondere durch Einstellung geeigneter Phasendifferenzen, dass sich eine konstruktive Überlagerung des abgestrahlten oder empfangbaren Signals in Richtung der Hauptabstrahlungsrichtung ergibt.
Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite V2X-Antenneneinheit dazu ausgelegt, die Hauptstrahlungsrichtung in Abhängigkeit von zumindest einem einen aktuellen Fahrparameter repräsentierenden Eingangssignal einzustellen, insbesondere wobei der aktuelle Fahrparameter einen aktuellen Lenkwinkel und/oder einen vorausliegenden Straßenverlauf einer aktuell befahrenen Straße betrifft. Dadurch kann vorteilhafterweise eine situationsangepasste Einstellung der Hauptstrahlungsrichtung erfolgen. Durch die Einstellung der Hauptstrahlungsrichtung in Abhängigkeit von einem aktuellen Fahrparameter kann es erreicht werden, dass die Hauptstrahlungsrichtung automatisch in Richtung eines wahrscheinlichsten Aufenthaltsorts eines in Fahrtrichtung dem Kraftfahrzeug vorausliegenden Senders, zum Beispiel eines anderen Kraftfahrzeugs, gerichtet ist. Gerade die Verwendung des aktuellen Lenkwinkels als solcher Fahrparameter ist besonders vorteilhaft. Zum einen lässt sich hierdurch die Hauptstrahlungsrichtung automatisch in Richtung des aktuellen Streckenverlaufs ausrichten, was vor allem auf kurvigen Landstraßen von großem Vorteil ist, da so die V2X-Kommunikation zu vorausfahrenden Fahrzeugen auf einem konstant hohen Niveau gehalten werden kann. Gleichzeitig lässt sich hierdurch eine Umsetzung in eine geeignete Hauptstrahlungsrichtung auf besonders einfache und schnelle Weise realisieren, da der aktuelle Lenkwinkel üblicherweise ohnehin als Information auf dem Fahrzeugbus liegt, die so auf einfache Weise als Eingangssignal für die zweite V2X-Antenneneinheit genutzt werden kann, insbesondere ohne aufwändige Umwandlung oder Zwischenverarbeitungsschritte. Nichtsdestoweniger ist es auch denkbar, insbesondere zusätzlich oder alternativ, als aktuellen Fahrparameter einen vorausliegenden Straßenverlauf einer aktuell befahrenen Straße heranzuziehen. Dieser Straßenverlauf kann wiederum auf verschiedenste Weise bereitgestellt werden. Beispielsweise kann hierzu auf Navigationsdaten in einer Navigationskarte sowie der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs zurückgegriffen werden, die beispielsweise über GPS bestimmbar ist. Auch ohne ein geplante Streckenführung lässt sich auf Basis der Kartendaten und aktuellen Position des Kraftfahrzeugs der zukünftige Streckenverlauf beziehungsweise Straßenverlauf ermitteln. Dabei ist der vorausliegende Straßenverlauf in einem Umkreis zum Fahrzeug von maximal 800 Metern relevant, da die C-V2X-Kommunikation üblicherweise eine maximale Reichweite von zwischen 600 und 800 Metern erreichen kann. Nichtsdestoweniger kann im Falle einer geplanten Route über das Navigationssystem auch diese direkt verwendet werden, um daraus den vorausliegenden Straßenverlauf und insbesondere die vorausliegende, vom Fahrzeug zu fahrenden Trajektorie zu ermitteln. Macht der vorausliegende Straßenverlauf beispielsweise eine Linkskurve, so kann die Hauptstrahlungsrichtung in Fahrtrichtung nach links geschwenkt werden noch bevor das Fahrzeug die Kurve erreicht hat. Gleiches gilt für eine vorausliegende Rechtskurve. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine besonders vorausschauende Einstellung der Hauptstrahlungsrichtung.
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite V2X-Antenneneinheit eine Speichereinrichtung auf, in welcher eine Lookup-Tabelle abgelegt ist, welche verschiedenen Wertebereichen des durch das Eingangssignal repräsentierten Fahrparameters jeweils einen entsprechenden Einstellwert für die Hauptstrahlungsrichtung zuordnet, wobei die zweite V2X-Antenneneinheit dazu ausgelegt ist, die Hauptstrahlungsrichtung auf den gemäß der Lookup-Tabelle in Abhängigkeit vom Eingangssignal vorgegebenen Einstellwert einzustellen. Die Verwendung einer Lookup-Tabelle ermöglicht wiederum eine besonders schnelle Umsetzung der Einstellung der Hauptstrahlungsrichtung in Abhängigkeit von einem Eingangssignal. Hierbei eignet sich vor allem wiederum der aktuelle Lenkwinkel als Fahrparameter, der durch das Eingangssignal repräsentiert wird. In der Lookup-Tabelle können also entsprechende Lenkwinkelbereiche einfach einer korrespondierenden Hauptstrahlungsrichtung zugeordnet sein. Dabei kann es zudem vorteilhaft sein, wenn lediglich wenige Lenkwinkelbereiche und entsprechend korrespondierende Hauptstrahlungsrichtungen definiert sind, insbesondere weniger als zehn, zum Beispiel nur drei oder vier. Dies ermöglicht wiederum eine deutliche Vereinfachung der Ausgestaltung und Ansteuerung der zweiten V2X-Antenneneinheit.
Daher stellt es eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die zweite V2X-Antenneneinheit dazu ausgelegt ist, die Hauptstrahlungsrichtung auf einen bestimmten Abstrahlwinkel als Einstellwert von mehreren definierten diskreten Abstrahlwinkeln einzustellen, insbesondere wobei sich die definierten Abstrahlwinkel um mindestens 5°, vorzugsweise um mindestens 10° unterscheiden. Beispielsweise können auch nur drei verschiedene Abstrahlwinkel, zum Beispiel bei 0°, bei +30° und bei -30° vorgesehen sein. Die Wahl der geeigneten Anzahl von Abstrahlwinkeln hängt dabei von der Form der Abstrahlcharakteristik der zweiten V2X-Antenneneinheit ab. Weist deren Strahlungscharakteristik einen sehr schmalen Öffnungswinkel auf, so ist es bevorzugt, mehr einstellbare Abstrahlwinkel vorzusehen als wenn die Strahlungscharakteristik einen sehr großen Öffnungswinkel aufweist. Nichtsdestoweniger ist es bevorzugt, dass sich die einzelnen Abstrahlwinkel voneinander um mindestens 5°, vorzugsweise mindestens 10° unterscheiden. Dies stellt ein Auflösungsvermögen dar, das noch mit sehr einfachen und kostengünstig ausgestalteten Phasenschiebern realisierbar ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung oder einer ihrer Ausgestaltungen. Dabei ist es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass die zweite V2X-Antenneneinheit in Fahrzeuglängsrichtung vor der ersten V2X-Antenneneinheit in einem Abstand zur ersten V2X-Antenneneinheit angeordnet ist. Die Fahrzeuglängsrichtung ist dabei parallel zu einer Fahrzeuglängsachse in Fahrtrichtung bei einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs gerichtet. Durch die zweite V2X-Antenneneinheit kann somit eine Signalabdeckung hauptsächlich in Fahrtrichtung bei einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden, während die übrige Signalabdeckung von der ersten V2X-Antenneneinheit, vor allem auch nach hinten, bereitgestellt wird.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass die erste V2X-Antenneneinheit auf einem Fahrzeugdach des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und die zweite V2X-Antenneneinheit in einem Spiegelfuß eines Innenspiegels des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die Positionierung der ersten V2X-Antenneneinheit auf dem Fahrzeugdach bietet optimale Voraussetzungen zur Bereitstellung eines omnidirektionalen Empfangsbereichs. Durch das Vorsehen der zweiten V2X-Antenneneinheit beeinträchtigt dabei vorteilhafterweise auch die Ausbildung des Fahrzeugdachs mit zum Beispiel einem Dachfenster oder die Ausbildung als Glasdach nicht die Gesamtperformance der Antennenanordnung insgesamt, da eine daraus resultierende Abschwächung des Signals, sowohl des Empfangs als auch des Sendesignals der ersten V2X-Antenneneinheit in Fahrzeuglängsrichtung vorteilhafterweise durch die zweite V2X-Antenneneinheit kompensiert werden kann. Gerade die Positionierung in einem Spiegelfuß eines Innenspiegels des Kraftfahrzeugs bietet dabei optimale Voraussetzungen, um einen in Fahrtrichtung liegenden Empfangsbereich abzudecken.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die bestimmte Ebene senkrecht zu einer Fahrzeughochrichtung ausgerichtet ist und der vorbestimmte Winkelbereich innerhalb der in Bezug auf die Fahrzeuglängsrichtung vorderen Halbebene der bestimmten Ebene liegt. Die Abstrahlmöglichkeiten der zweiten V2X-Antenneneinheit können also auf die in Fahrtrichtung nach vorne gerichtete Halbebene als Teil einer Horizontalen beschränkt sein. Dies ermöglicht eine besonders effiziente omnidirektionale Gesamtsignalabdeckung und gleichzeitig eine besonders kostengünstige Ausbildung der zweiten V2X-Antenneneinheit.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben einer Antennenanordnung für ein Kraftfahrzeug zur Kommunikation mit einem zweiten Kraftfahrzeug und oder einer Infrastrukturkomponente, wobei die Antennenanordnung eine erste V2X-Antenneneinheit und eine zweite V2X-Antenneneinheit aufweist, und wobei die erste V2X-Antenneneinheit eine in Bezug auf eine bestimmte Ebene statische, omnidirektionale Strahlungscharakteristik aufweist. Dabei weist die zweite V2X-Antenneneinheit eine anisotrope Strahlungscharakteristik mit einer Hauptstrahlungsrichtung auf, die innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs innerhalb der bestimmten Ebene mit Bezug auf ein antennenanordnungsfestes Koordinatensystems eingestellt wird.
Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Antennenanordnung und ihre Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Verfahren.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Antennenanordnung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
Zu der Erfindung gehört auch die Steuervorrichtung für die Antennenanordnung. Die Steuervorrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Antennenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Veranschaulichung der Kommunikation zwischen Fahrzeugen und Infrastrukturkomponenten;
2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Antennenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine schematische Darstellung der Antennendiagramme der ersten V2X-Antenneneinheit im Falle einer Anordnung auf einem metallischen Fahrzeugdach und für den Fall einer Anordnung auf einem Fahrzeugdach mit Glasfenster;
4 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs mit der Antennenanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Veranschaulichung der verschiedenen einstellbaren Hauptstrahlungsrichtungen der zweiten V2X-Antenneneinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
5 eine schematische Darstellung der zweiten V2X-Antenneneinheit für eine Antennenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines zellulären Netzwerks 10 gemäß dem Telematiksystem C-V2X mit einem Kraftfahrzeug 12, welches eine Antennenanordnung 14 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist. Mittels dieser Antennenanordnung 14 ist das Kraftfahrzeug 12 dazu ausgelegt, mit anderen Kraftfahrzeugen 15 und/oder mit Infrastrukturkomponenten 16 zu kommunizieren. Die direkte Kommunikation zu anderen Kraftfahrzeugen 15 kann dabei über eine direkte Kommunikation 18 ohne Einbindung einer Basisstation 20, insbesondere über eine sogenannte PC5-Schnittstelle erfolgen. Zusätzlich können auch Informationen 22 an eine Basisstation 20, insbesondere über eine sogenannte Uu-Schnittstelle, übermittelt werden und damit an weitere Kraftfahrzeuge 15 und/oder Infrastrukturkomponenten 16. Die mittels einer solchen V2X-Kommunikation, insbesondere C-V2X-Kommunikation übermittelten Informationen 22 können zum Beispiel Sicherheitswarnungen, Warnungen vor Eisglätte, oder ähnliches darstellen. Wird beispielsweise eine glatte Fahrbahn von einem vorausfahrenden Fahrzeug, zum Beispiel dem ersten Fahrzeug 12 detektiert, so kann die Position dieser detektierten Gefahrensituation und gegebenenfalls weitere Informationen zur Art der Gefahrensituation an andere Fahrzeuge 15 über eine solche V2X-Kommunikation 18 übermittelt werden. Nachfolgende Fahrzeuge 18 sind damit vorteilhafterweise rechtzeitig auf das Auftreten dieser Gefahrensituation vorbereitet.
2 zeigt eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs 12 mit der Antennenanordnung 14 zur V2X-Kommunikation mit anderen Kraftfahrzeugen 15 und/oder Infrastrukturkomponenten 16 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Antennenanordnung 14 weist dabei zunächst eine erste V2X-Antenneneinheit 24 auf, die vorzugsweise auf einem Fahrzeugdach 26 angeordnet ist, sowie eine zweite V2X-Antenneneinheit 28, die beispielsweise in einem Spiegelfuß eines Innenspiegels des Kraftfahrzeugs 12 angeordnet sein kann. Weiterhin umfasst die Antennenanordnung 14 eine zentrale Steuereinrichtung 30, die auch als On-Board-Unit bezeichnet werden kann. Diese ist über Antennenleitungen 32 mit der ersten und zweiten V2X-Antenneneinheit 24, 28 verbunden. Über diese Antennenleitungen 32 kann die zentrale Steuereinrichtung 30 die über die jeweiligen V2X-Antenneneinheiten 24, 28 zu sendenden Informationen übermitteln oder die von den Antenneneinheiten 24, 28 empfangenen Signale empfangen und auswerten. Durch das Vorsehen zweier V2X-Antenneneinheiten 24, 28, insbesondere einer ersten V2X-Antenneneinheit 24 auf dem Dach 26 und der anderen im Spiegelfuß unter der Windschutzscheibe 34, kann eine bessere Datenverbindung erreicht werden als beispielsweise lediglich mit einer einzelnen Antenneneinheit. Zusätzlich kann über beide Antenneneinheiten 24, 28 das zu versendende Sendesignal gleichzeitig abgestrahlt werden und ein zu empfangendes Sendesignal auch gleichzeitig empfangen werden. Hierdurch lässt sich vorteilhafterweise ein MIMO-(Multiple In Multiple Out)-System bereitstellen. Entsprechend sind die Positionen der Antenneneinheiten 24, 26 auf dem Dach und im Spiegelfuß das Ergebnis einer Systemkonzeption für C-V2X-MIMO und kommen zudem auch noch aus weiteren Gründen zustande, die nunmehr näher anhand von 3 erläutert werden.
3 zeigt dabei auf der linken Seite ein Antennendiagramm der ersten V2X-Antenneneinheit 24, welche auf einem Dach 26 des Kraftfahrzeugs 12 angeordnet ist, welches als Metalldach 26a ausgebildet ist. Die Position der ersten V2X-Antenneneinheit ist dabei mit P bezeichnet und befindet sich im Zentrum des dargestellten Polarkoordinatensystems 36. Ein solches Antennendiagramm veranschaulicht dabei die durch die erste V2X-Antenneneinheit 24 bereitgestellte Strahlungscharakteristik 38. Diese ist im vorliegenden Beispiel insbesondere durch drei verschiedene Kurven veranschaulicht, die sich auf drei verschiedene Ausbildungszustände des Kraftfahrzeugs 12, zum Beispiel mit oder ohne Reling, beziehen, was im vorliegenden Fall jedoch nicht von Belang ist. Im Vergleich dazu ist auf der rechten Seite in 3 ein Antennendiagramm für die erste V2X-Antenneneinheit 24 dargestellt, welche sich auf einen Fall bezieht, in welchem die erste V2X-Antenneneinheit 24 auf einem Fahrzeugdach 26 angeordnet ist, welches als Glasdach 26b ausgeführt ist oder mit einem Dachfenster ausgebildet ist. Auch hierbei ist die Position der ersten V2X-Antenneneinheit 24 wiederum mit P bezeichnet und durch die dargestellten Linien ist die Strahlungscharakteristik 38 der ersten V2X-Antenneneinheit 24 veranschaulicht. Auch hierbei sind wiederum drei verschiedene Linien dargestellt, die verschiedene Ausbildungsvarianten der ersten V2X-Antenneneinheit 24 veranschaulichen, die jedoch hier wiederum nicht von Belang sind. Aus dem Vergleich dieser Antennendiagramme lässt sich eindeutig erkennen, dass die C-V2X-Dachantenne, das heißt die erste V2X-Antenneneinheit 24, eine sehr gute Ausleuchtung rund um das Fahrzeug 12 herum liefert bei flachen und metallischen Fahrzeugdächern 26a. Bei schrägen Dächern, zum Beispiel wie bei Coupes, und Schiebedächern aus Glas 26b verschlechtert sich dagegen deren Performance und die Ausleuchtung der Dachantenne 24 wird vor allem in Fahrtrichtung F bezogen auf eine Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs 12 schlechter.
Bei herkömmlichen Antennen würde sich hierdurch die Kommunikationsreichweite für einen Winkelbereich in Fahrtrichtung reduzieren. Für eine ausgeglichene Kommunikationsreichweite um das Fahrzeug 12 herum kann nun vorteilhafterweise die zweite C-V2X-Antenneneinheit 28 im Spiegelfuß genutzt werden. Diese hat grundsätzlich eine ausgeprägte Richtwirkung in Fahrtrichtung F, wie dies beispielsweise in 4 veranschaulicht ist.
4 zeigt dabei wiederum eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs 12 mit der Antennenanordnung 14 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei kann die Antennenanordnung 14 wie zuvor beschrieben ausgebildet sein. Veranschaulicht sind hierbei zudem noch zum einen rein schematisch die Strahlungscharakteristik 38 der ersten V2X-Antenneneinheit 24, sowie die Strahlungscharakteristik 40 der zweiten V2X-Antenneneinheit 28. Die zweite V2X-Antenneneinheit 28 ist dabei vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass die Hauptstrahlungsrichtung 42 veränderbar einstellbar ist. Dargestellt in 4 sind exemplarisch drei verschiedene Hauptstrahlungsrichtungen 42, die entsprechend zu drei verschiedenen Einstellungen, insbesondere Einstellwinkeln θ₁, θ₂, θ₃ korrespondieren. Die Schwenkbarkeit der Hauptstrahlungsrichtung 42 der Strahlungscharakteristik 40 der zweiten V2X-Antenneneinheit 28 ist in 4 durch den Doppelpfeil 44 veranschaulicht.
4 veranschaulicht also die überlagerten Richtdiagramme der ersten CV2X-Dachantenne 24 auf dem Dach 26 und der zweiten CV2X-Antenneneinheit 28 im Spiegelfuß des Kraftfahrzeugs 12.
Wäre die zweite Antenneneinheit 28 nicht mit einer einstellbaren, veränderbaren Hauptstrahlungsrichtung 42 ausgebildet, so ergäbe sich das Problem, dass es durch die Überlagerung des Richtdiagramms der Dachantenne und des Richtdiagramms der Antenne im Spiegelfuß zu überlappungsfreien Winkelbereichen beim Gesamtrichtdiagramm kommen könnte. Das kann zum Beispiel passieren, wenn das Glasdach besonders groß ist. Ein weiterer Grund können Abschattungseffekte sein, weil die Spiegelfußantenne unvorteilhaft im Innenbereich eingebaut werden muss. Für diese überlappungsfreien Winkelbereiche wäre entsprechend die Antennenausleuchtung schlechter und entsprechend die Kommunikationsreichweite kürzer. Bei kurvigen Landstraßen, wo die Line-of-Sight-Verbindung dominant ist, wirkt sich diese geringere Kommunikationsreichweite direkt auf die Gesamtperformance des CV2X-Systems aus. Die CV2X-Kommunikation zu vorausfahrenden Fahrzeugen würde variieren je nachdem wie kurvig die Landstraße ist. Diese lässt sich nun vorteilhafterweise durch die Ausbildung der zweiten V2X-Antenneneinheit 28 mit einer veränderbaren Hauptstrahlungsrichtung 42 vermeiden.
Wie in 4 ersichtlich ist, kann das Reichweitenproblem durch die im Spiegelfuß eingebaute aktive CV2X-Antenne 28 mit phasengesteuertem Antennenarray 46 (vergleiche 5) gelöst werden. Durch ein solches phasengesteuertes Antennenarray 46 ist man in der Lage, eine Schwenkung des gesamten Richtdiagramms, das heißt der Strahlungscharakteristik 40, durchzuführen. Im vorliegenden Beispiel in 4 ist die Strahlungscharakteristik 40 dabei als eine Hauptkeule ausgebildet, zum Beispiel mit 3 dB Keulenbreite.
5 zeigt nochmal eine Detaildarstellung einer beispielhaften Ausführungsform der zweiten V2X-Antenneneinheit 28 mit einem phasengesteuerten Antennenarray 46. Zusätzlich ist auch wiederum die zentrale Steuereinrichtung 30 des Kraftfahrzeugs 12 dargestellt, die kommunikativ über die Antennenleitung 32, die insbesondere ein Koaxialkabel 48 umfasst oder als solches ausgeführt sein kann, mit der zweiten V2X-Antenneneinheit 28 gekoppelt ist. Als Input-Größe zur Einstellung des Schwenkwinkels θ vom Antennenarray 46 in Fahrtrichtung F dient mindestens ein Fahrparameter FP. Dieser stellt vorzugsweise den Lenkwinkel des Fahrzeugs 12 dar. Alternativ oder zusätzlich kann dieser auch die zu fahrende Trajektorie darstellen, die zum Beispiel anhand der GPS-Position des Fahrzeugs 12 und einer geplanten Streckenführung des Navigationssystems des Kraftfahrzeugs 12 ermittelt werden kann.
Durch eine Schwenkung des Richtdiagramms, das heißt der Strahlungscharakteristik 40, beziehungsweise der Hauptrichtung 42 in Fahrtrichtung F findet eine vollständige Überlappung der Richtdiagramme 38, 40 von der Dachantenne 24 und dem Antennenarray 46 statt. Dies ist ebenfalls aus 4 ersichtlich. Die vorgegebene Kommunikationsreichweite, die vorzugsweise zwischen 600 und 800 Meter bemisst, kann damit eingehalten werden, beziehungsweise die Kommunikationsreichweite in Fahrtrichtung F bleibt konstant beziehungsweise zumindest nahezu konstant. Zumindest auch auf kurvigen Landstraßen bleibt die CV2X-Kommunikation zu vorausfahrenden Fahrzeugen konstant gut. Um die Gesamtperformance des CV2X-Systems des Fahrzeugs 12, das heißt der Antennenanordnung 14, weiter zu verbessern, kann zum Beispiel auch die auftretende Dämpfung durch die signalzuführenden und signalabführenden Koaxialleitungen 32, 48 ausgeglichen beziehungsweise kompensiert werden. Dazu kann das CV2X-Signal in der aktiven CV2X-Antenne, das heißt der ersten und/oder zweiten V2X-Antenneneinheit 24, 28, sowohl im Sendeals auch im Empfangsbetrieb verstärkt werden. Die Regelung der Verstärkung erfolgt über ein einstellbares Dämpfungsglied 50 im Sende- beziehungsweise Empfangspfad, welches von einer Steuereinheit 52, zum Beispiel einem Mikro-Controller, zur Leistungsregelung einstellbar ist. Diese Steuereinheit 52 kann entsprechend mit einem Powermeter 54 gekoppelt sein.
Durch das integrierte Antennenarray 46 wird das entsprechende CV2X-Signal abgestrahlt. Die Wellenfronten dieses abgestrahlten Signals sind in 5 insbesondere mit 56 bezeichnet. Der Wellenvektor beziehungsweise dessen Richtung ist durch den Pfeil u veranschaulicht. Ein weiterer dargestellter Normalenvektor n veranschaulicht dabei die Fahrtrichtung F. Entsprechend wird der Abstrahlwinkel θ als Winkel zwischen diesem Normalenvektor n und dem Wellenvektor u definiert. Der Abstand d der zwischen den einzelnen Antennen des Antennenarrays 46 beträgt in etwa die Hälfte der Wellenlänge der Trägerfrequenz des abgestrahlten Signals S. Die Wellenfront beziehungsweise der Raumwinkel θ des Arrays 46 wird eingestellt durch Ansteuerung von digitalen Phasenschiebern 58, die gleichzeitig Teil einer RF-(Radiofrequenz)-Treiberschaltung 60 sein können, für diesen Frequenzbereich. Die Ansteuerung dieser Phasenschieber 58 erfolgt insbesondere durch eine weitere Steuereinheit 62, die den einzelnen Antennen Ao, A₁, A₂ des Antennenarrays 46 zugeordneten Phasen ϕ₀, ϕ₁, ϕ₂ können dabei zum Beispiel wie folgt zur Erreichung der folgenden Raumwinkel θ eingestellt werden: $θ = 30 ° bei ϕ_{1} - ϕ_{0} = ϕ_{2} - ϕ_{1} = Δ ϕ = 90 °$
$θ = 0 ° bei ϕ_{1} - ϕ_{0} = ϕ_{2} - ϕ_{1} = Δ ϕ = 0 °$
$θ = - 30 ° bei ϕ_{1} - ϕ_{0} = ϕ_{2} - ϕ_{1} = Δ ϕ = - 90 °$
Die Ansteuerung der digitalen Phasenschieber 58 erfolgt, wie bereits beschrieben, durch eine weitere Steuereinrichtung 62, die ebenfalls als ein Mikro-Controller bereitgestellt sein kann. Der Mikro-Controller 52 erhält in diesem Beispiel über eine Schnittstelle 64, zum Beispiel UART, die Information über den aktuellen Lenkwinkel FP vom Fahrzeug 12 oder über die zu fahrende Trajektorie aus der geplanten Streckenführung. Mit diesem Input beziehungsweise dieser Information greift der Mikro-Controller 62 auf eine implementierte Lookup-Tabelle 66, die in einem Speicher 68 des Mikro-Controllers 62 abgelegt sein kann, zurück. Dadurch kann der Mikro-Controller 62 sehr schnell zugehörige Δ ϕ, das heißt Phasendifferenzen, ermitteln und den Raumwinkel θ durch Ansteuern der Phasenschieber 58 einstellen. Weiterhin ist in 5 noch ein Filter 70 im Eingangsbereich der Antenneneinheit 28 dargestellt. Dieser dient dazu, das Eingangssignal 72, welches sich aus den mittels der Antenneneinheit 28 zu übermittelnden Informationen und der Information über den aktuellen Fahrparameter FP zusammensetzen kann, zu trennen und an die entsprechenden Komponenten der Antenneneinheit 28 weiterzuleiten. Das Signal, welches die Informationen transportiert, die letztendlich durch das auszugebende CV2X-Signal S ausgesandt werden, ist in 5 mit I bezeichnet, während das Eingangssignal für den Mikro-Controller 62, welches den aktuellen Fahrparameter FP repräsentiert, mit E bezeichnet ist. In Abhängigkeit von diesem Eingangssignal E kann der Mikro-Controller 62 wie beschrieben auf Basis einer Lookup-Tabelle im Mikro-Controller 62 aus Lenkwinkel und/oder Trajektorie einen Wert für den digitalen Phasenschieber 58 ermitteln.
Insgesamt zeigen die Beispiele wie durch die Erfindung eine aktive CV2X-Antenne mit einstellbarem, phasengesteuertem Antennenarray als Teil einer Antennenanordnung bereitgestellt werden kann, die es ermöglicht, eine vor allem in Fahrtrichtung konstant bleibende Kommunikationsreichweite für eine CV2X-Kommunikation zu anderen Fahrzeugen oder Infrastrukturkomponenten bereitzustellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 210838074 U [0003]
DE 102016120214 A1 [0005]

Claims

Antennenanordnung (14) für ein Kraftfahrzeug (12) zur Kommunikation mit einem zweiten Kraftfahrzeug (12) und/oder einer Infrastrukturkomponente (16), wobei die Antennenanordnung (14) eine erste V2X-Antenneneinheit (24) und eine zweite V2X-Antenneneinheit (28) aufweist, wobei die erste V2X-Antenneneinheit (24) eine in Bezug auf eine bestimmte Ebene statische, omnidirektionale Strahlungscharakteristik (38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite V2X-Antenneneinheit (28) eine anisotrope Strahlungscharakteristik (40) mit einer Hauptstrahlungsrichtung (42) aufweist, die innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs innerhalb der bestimmten Ebene mit Bezug auf ein antennenanordnungsfestes Koordinatensystem einstellbar ist.
Antennenanordnung (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite V2X-Antenneneinheit (28) ein phasengesteuertes Antennenarray (46) und eine Steuereinheit (62) zum Ansteuern des phasengesteuerten Antennenarrays (46) aufweist, wobei die Steuereinheit (62) dazu ausgelegt ist, die Hauptstrahlungsrichtung (42) innerhalb des vorbestimmten Winkelbereichs durch Ansteuerung des phasengesteuerten Antennenarrays (46) einzustellen.
Antennenanordnung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite V2X-Antenneneinheit (28) dazu ausgelegt ist, die Hauptstrahlungsrichtung (42) in Abhängigkeit von zumindest einem einen aktuellen Fahrparameter (FP) repräsentierenden Eingangssignal (E) einzustellen, insbesondere wobei der aktuelle Fahrparameter (FP) einen aktuellen Lenkwinkel und/oder einen vorausliegenden Straßenverlauf einer aktuell befahrenen Straße betrifft.
Antennenanordnung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite V2X-Antenneneinheit (28) eine Speichereinrichtung (68) aufweist, in welcher eine Look-up-Tabelle (66) abgelegt ist, welche verschiedenen Wertebereichen des durch das Eingangssignal repräsentierten Fahrparameters jeweils einen entsprechenden Einstellwert für die Hauptstrahlungsrichtung (42) zuordnet, wobei die zweite V2X-Antenneneinheit (28) dazu ausgelegt ist, die Hauptstrahlungsrichtung (42) auf den gemäß der Look-up-Tabelle (66) in Abhängigkeit vom Eingangssignal (E) vorgegebenen Einstellwert einzustellen.
Antennenanordnung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite V2X-Antenneneinheit (28) dazu ausgelegt ist, die Hauptstrahlungsrichtung (42) auf einen bestimmten Abstrahlwinkel (θ, θ1, θ2, θ3) als Einstellwert von mehreren definierten diskreten Abstrahlwinkeln (θ, θ1, θ2, θ3) einzustellen, insbesondere wobei sich die definierten Abstrahlwinkel (θ, θ1, θ2, θ3) um mindestens 5°, vorzugsweise um mindestens 10° unterscheiden.
Kraftfahrzeug (12) mit einer Antennenanordnung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug (12) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite V2X-Antenneneinheit (28) in Fahrzeuglängsrichtung vor der ersten V2X-Antenneneinheit (24) in einem Abstand zur ersten V2X-Antenneneinheit (24) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (12) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste V2X-Antenneneinheit (24) auf einem Fahrzeugdach (26) des Kraftfahrzeugs (12) angeordnet ist und die zweite V2X-Antenneneinheit (28) in einem Spiegelfuß eines Innenspiegels des Kraftfahrzeugs (12) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (12) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Ebene senkrecht zu einer Fahrzeughochrichtung ausgerichtet ist und der vorbestimmte Winkelbereich innerhalb der in Bezug auf die Fahrzeuglängsrichtung vorderen Halbebene der bestimmten Ebene liegt.
Verfahren zum Betreiben einer Antennenanordnung (14) für ein Kraftfahrzeug (12) zur Kommunikation mit einem zweiten Kraftfahrzeug (12) und/oder einer Infrastrukturkomponente (16), wobei die Antennenanordnung (14) eine erste V2X-Antenneneinheit (24) und eine zweite V2X-Antenneneinheit (28) aufweist, wobei die erste V2X-Antenneneinheit (24) eine in Bezug auf eine bestimmte Ebene statische, omnidirektionale Strahlungscharakteristik (38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite V2X-Antenneneinheit (28) eine anisotrope Strahlungscharakteristik (40) mit einer Hauptstrahlungsrichtung (42) aufweist, die innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs innerhalb der bestimmten Ebene mit Bezug auf ein antennenanordnungsfestes Koordinatensystem eingestellt wird.