DE102022203585A1 - Mehrschichtige Patchantennenvorrichtung, Antennenmodul und Fahrzeug mit einer mehrschichtige Patchantennenvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, ein Antennenmodul und eine Patchantennenvorrichtung (21), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (24), wobei die mehrschichtige Patchantennenvorrichtung (21)eine untere dielektrische Substratschicht (6) mit einer unteren Antenne (5) und eine obere dielektrische Substratschicht (2) mit einer oberen Antenne (1) umfasst,wobei die dielektrische Substratschichten (2, 6;) gestapelt angeordnet sind,und wobei die dielektrischen Substratschichten (2, 6) jeweils einen Kunststoff enthalten.
Description
- Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige Patchantennenvorrichtung, ein Antennenmodul und ein Fahrzeug mit einer mehrschichtigen Patchantennenvorrichtung.
- Nach dem Stand der Technik werden insbesondere im Automobilbereich vermehrt mehrschichtige, keramische Patch-Antennen in Antennenvorrichtungen zur Bereitstellung von z.B. Telefondiensten (2G-5G) etc. verwendet.
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DE 10 2022 200 018.8 - Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Antennen für insbesondere Kraftfahrzeuge zu verbessern. Die Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Einige besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben. Ausgestaltungen der Erfindung können als Alternativen zu vorhandenen Lösungen vorteilhafte mehrschichtige Patch Antennen ermöglichen.
- Zu einigen Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen:
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die mehrschichtige Patchantennenvorrichtung eine untere dielektrische Substratschicht mit einer unteren Antenne, eine mittlere dielektrische Substratschicht mit einer mittleren Antenne, und eine obere dielektrische Substratschicht mit einer oberen Antenne um, wobei diese mindestens drei dielektrischen Substratschichten gestapelt angeordnet sind, und wobei die dielektrischen Substratschichten jeweils einen Kunststoff enthalten.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Antenne jeweils auf einer dielektrischen Substratschicht angeordnet, insbesondere in Form einer durchgängigen oder zur Bildung einer Antennenstruktur unterbrochenen oberen Metallschicht (insbesondere auf der im an einem Kraftfahrzeug montierten Zustand Kraftfahrzeug-fernen Seite der jeweiligen dielektrischen Substratschicht).
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist eine dielektrische Substratschicht jeweils auf einer Seite eine Antenne (oder mehrere) auf, und auf der dieser Antenne gegenüberliegenden Seite der dielektrischen Substratschicht eine leitende, insbesondere metallische Oberfläche als Masseschicht.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung befindet sich auf einer Masseschicht einer oder mehrerer der dielektrischen Substratschichten und/oder auf einer oder mehreren dielektrischen Substratschichten oder auf einer Antenne eine Klebeschicht (aus insbesondere Klebstoff oder einem zweiseitigen Klebeband) und/oder eine Isolierschicht, die auf einer Leiterplatte oder einer weiteren dielektrischen Substratschicht oder einer Antenne angeordnet oder anordenbar ist.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Patchantennenvorrichtung auf einer Leiterplatte angeordnet oder anordenbar, welche mindestens einen, insbesondere metallischen, leitenden Kontaktierungs-Bereich aufweist, wobei mit einem leitenden Kontaktierungs-Bereich jeweils (mindestens) ein Speisungsstift insbesondere kapazitiv verbunden ist, um mit einem Speisungsstift (jeweils) entweder genau eine oder mehrere der Antennen zu kontaktieren.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Patchantennenvorrichtung einen oder zwei oder vier oder mehr Speisungsstifte auf, die jeweils genau eine oder jeweils mehrere der Antennen insbesondere kapazitiv (oder induktiv oder galvanisch) kontaktieren.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Patchantennenvorrichtung einen oder zwei oder drei oder vier oder sechs oder mehr Speisungsstifte auf, die jeweils an ihren Enden insbesondere (parallel zu mindestens einer Antenne verlaufende) abgewinkelte oder flache Bereiche aufweisen, von welchen Bereichen jeweils einer mindestens eine der Antennen kapazitiv oder induktiv kontaktiert und einer zur insbesondere kapazitiven (oder galvanischen oder induktiven) Kontaktierung einer Leiterplatte vorgesehen ist.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Patchantennenvorrichtung Speisungsstifte auf, welche durch Ausnehmungen in einer oder mehreren der dielektrischen Substratschichten und/oder durch Ausnehmungen in einer oder mehreren der Antennen und/oder durch Ausnehmungen in einer oder mehreren der Masseflächen und/oder durch Ausnehmungen in einer oder mehreren der Klebeschichten verlaufen.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung enthalten eine oder mehrere der dielektrischen Substratschichten jeweils im Kunststoff ein oder mehrere Additive zur Einstellung ihrer Permittivität.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen zwei oder mehr als zwei der dielektrischen Substratschichten entweder die gleiche oder eine unterschiedliche relative Permittivität εR auf.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Patchantennenvorrichtung mindestens eine Antenne oder mindestens zwei Antennen auf, die für Sende-/Empfangs-Frequenzbereiche für das Senden und/oder Empfangen von Funksignalen an oder von zellularen Mobil-Funknetzen ausgebildet ist bzw. sind, insbesondere mit Antennen-Abmessungen (inkl. Geometrien) und damit Sende-/Empfangs-Frequenzbereichen für das Senden und/oder Empfangen von zellularen Mobilfunksignalen in einem oder mehreren 2G/3G/4G/5G/6G Frequenzbändern.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist eine oder mehrere oder alle der dielektrischen Substratschichten und/oder der Antennen eine rechteckige Außenstruktur auf.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Antennenstrukturen der Antennen durch chemisch-galvanisches Beschichten hergestellt, wobei die nicht zu beschichtenden Bereiche auf den Oberflächen durch ein Tampon- oder Siebdruckverfahren oder ein Sprühverfahren abgedeckt wurden.
- Weitere Merkmale und Vorteile einiger vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung, wobei alle genannten Ausgestaltungen der Erfindung auch in jeglichen Kombination(en) Ausgestaltungen der Erfindung bilden.
- Dabei zeigt zur Veranschaulichung von einigen Ausgestaltungen der Erfindung, vereinfachend, schematisch und beispielhaft:
-
1 perspektivisch eine erste erfindungsgemäße Patchantennenvorrichtung mit zwei Substratschichten und mit Antennen und mit Kontaktierungen von jeweils mehreren der Antennen, -
2 im Querschnitt diese erste erfindungsgemäße Patchantennenvorrichtung, -
3 die erste erfindungsgemäßen Patchantennenvorrichtung, aber mit alternativen Kontaktierungen der Antennen, -
4 im Querschnitt kapazitive Kopplung in der ersten erfindungsgemäßen Patchantennenvorrichtung, -
5 perspektivisch eine zweite erfindungsgemäße Patchantennenvorrichtung mit zwei Substratschichten und Antennen und mit separater (Einzel-)Kontaktierung der Antennen verschiedener Substratschichten, hier mit zwei Kontaktierungen je Antenne, -
6 im Querschnitt die zweite erfindungsgemäße Patchantennenvorrichtung, -
7 perspektivisch eine dritte erfindungsgemäße Patchantennenvorrichtung mit drei Substratschichten und Antennen, -
8 im Querschnitt die dritte erfindungsgemäße Patchantennenvorrichtung, -
9 in Draufsicht ein weiteres Beispiel für eine Antenne in einer Patchantennenvorrichtung, -
10 perspektivisch die Kontaktierung einer Antenne wie in9 , -
11 in Seitenansicht schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem Antennenmodul mit einer erfindungsgemäßen Patchantennenvorrichtung. -
1-10 zeigen zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung eine Patchantennenvorrichtung 21 mit einer Substratschicht aus Kunststoff mit einer vorgegebenen (relativen) Permittivität εR,
insbesondere für die Anordnung z.B. in einem (z.B. Haifischflossen-) Antennenmodul 22 auf dem Dach 23 eines in11 beispielhaft gezeigten Kraftfahrzeugs 24. - Die erfindungsgemäßen Patchantennenvorrichtungen 21 in
1-11 sind mehrschichtig, weisen also z.B. zwei, drei oder mehr als drei Lagen auf, welche z.B. jeweils mindestens eine Antenne 1 bzw. 5 bzw. 12, und/oder eine Substratschicht 2 bzw. 5 bzw. 13, und/oder eine Masseschicht 3 bzw. 7 bzw. 14 und/oder eine Klebeschicht 4 bzw. 8 bzw. 15 umfassen können (hier jeweils alle vier genannten Schichten). - Die erfindungsgemäßen Patchantennenvorrichtungen 21 in
1-11 weisen aneinander bzw. (z.B. in eingebauter Lage aufeinander übereinander / nebeneinander) gestapelt angeordnete Lagen auf, währendEP2721690 eine Patchantennenvorrichtung für eine Satellitenlösung mit dielektrischen Substratschichten aus Kunststoff und Keramik, die ineinander angeordnet sind, nennt. - Vereinfachend werden in den Patchantennenvorrichtungen 21 jeweils die Elemente nach ihrer Lage in einem beispielhaft dargestellten montierten Zustand als obere/mittlere/untere bezeichnet, wobei sie auch schräg oder nebeneinander eingebaut sein können.
- In
1 und2 ist auf einer Leiterplatte (=PCB) 10 eine erfindungsgemäße Patchantennenvorrichtung 21 angeordnet. Auf der Leiterplatte 10 liegt hier eine untere Klebstoffschicht 8 (z.B. Klebstoff oder ein Doppelklebeband) an, welche untere Klebstoffschicht 8 auch an der unteren Substratschicht 5 anliegt. (Alternativ wäre anstatt einer Klebeschicht auch eine andere Montage der Patchantennenvorrichtung 21 auf der Leiterplatte 10 z.B. mit Stiften / Schraube(n) etc. möglich.) - Die Patchantennenvorrichtung 21 in
1 und2 umfasst eine obere dielektrische Substratschicht 2 mit einer oberen Antenne 1 und eine untere dielektrische Substratschicht 6 mit einer unteren Antenne 5,
wobei die dielektrischen Substratschichten 2, 6 (hier jeweils umfassend Antennen und/oder Masseflächen und/oder Klebeschichten) aneinander (z.B. je nach Lage aufeinander) gestapelt angeordnet sind,
und wobei die dielektrischen Substratschichten 2, 6, 13 jeweils einen Kunststoff mit einer (gleichen oder unterschiedlichen) vorgegebenen (relativen) Permittivität εR enthalten. - Die erfindungsgemäßen Patchantennenvorrichtungen 21 in
1-11 sind hier mehrschichtig, weisen also z.B. zwei, drei oder mehr als drei (Antennen-)Lagen auf, welche z.B. jeweils eine Antenne 1 bzw. 5 bzw. 12, eine Substratschicht 2 bzw. 5 bzw. 13, eine Masseschicht 3 bzw. 6 bzw. 14 und eine Klebeschicht 4 bzw. 8 bzw. 15 umfassen können. - In der Patchantennenvorrichtung 21 in
1 und2 befindet sich auf einer (Ober-)Seite der oberen Substratschicht 2 eine obere Antenne 1 und auf einer z.B. gegenüberliegenden (Unter-)Seite der oberen Substratschicht 2 eine obere Masseschicht 3 und unter der oberen Masseschicht 3 (oder alternativ z.B. diese umgebend) eine Klebeschicht 4 zur Verbindung mit der unteren Substratschicht 6 (bzw. mit deren unterer Antenne 5). - Die Kontaktierung der Antennen kann im Prinzip galvanisch und/oder induktiv und/oder kapazitiv erfolgen.
In1 und2 ist eine kapazitive Kontaktierung der Antennen 1, 5 dargestellt. Die Antenne 1 wird durch z.B. ein oder hier zwei Speisungsstifte 9a, 9b kapazitiv kontaktiert. - Mindestens ein Speisungsstift 9a, 9b kann z.B. jeweils die Antenne 1 (nicht-leitend) über einen jeweils an seinem (9a, 9b) Ende (20a-h) befindlichen (z.B. parallel zur Antennenfläche verlaufend abgewinkelten) Kontaktierungs-Bereich kapazitiv ankoppeln.
- Die an hier jeweils unten dargestellten Enden der Speisungsstifte 9a-9d befindlichen (z.B. abgewinkelten oder flächigen) Bereiche 20a-l sind jeweils zur induktiven oder galvanischen oder insbesondere wie hier dargestellt kapazitiven Kontaktierung je eines Kontaktierungsbereichs 11 der Leiterplatte 10 vorgesehen. Ein Kontaktierungsbereichs 11 der Leiterplatte 10 kann z.B. jeweils eine leitende und/oder metallische Fläche oder Bahn z.B. parallel zum abgewinkelten (oder alternativ z.B. flächigen) Bereich eines Speisungsstifts 9a-9d sein.
- Ein Speisungsstift 9a, 9b kann z.B. jeweils mehrere Antennen 1, 5 kapazitiv ankoppeln wie in
1 ,2 ,3 ,4 oder jeweils nur eine Antenne 1 kapazitiv ankoppeln wie in5 oder7 . - Während in
1 ,2 ,3 ,4 zwei Speisungsstifte 9a, 9b vorgesehen sind, die jeweils zwei Antennen (hier kapazitiv) ankoppeln,
sind in5 und6 vier Speisestifte 9a, 9b, 9c, 9d vorgesehen, welche jeweils nur eine Antenne (hier kapazitiv) ankoppeln,
und in7 sind sechs Speisestifte 9a, 9b, 9c, 9d vorgesehen, welche jeweils nur eine Antenne (hier kapazitiv) ankoppeln. - In
1 ,2 ,3 ,4 verlaufen z.B. die Speisungsstifte 9a, 9b, 9c, 9d jeweils (aus einer dielektrischen Substratschicht 2 heraus) durch Ausnehmungen 17a, 17b der oberen Masseschicht 3, durch Ausnehmungen 17c, 17d der oberen Klebeschicht 4, durch Ausnehmungen 17e, 17f der unteren Antenne 5, durch Ausnehmungen 17g, 17h der unteren dielektrischen Substratschicht 6 und/oder durch Ausnehmungen 17i, 17j der unteren Masseschicht 7 und/oder bis in Ausnehmungen 17k, 171 der unteren Klebeschicht 8.
Wenn z.B. anders als dargestellt einer oder einige oder alle der Speisungsstifte 9a, 9b, 9c, 9d usw. seitlich (in den Fig. z.B. rechts) von einigen oder allen Antennen 1, 5, ggf. 12 und/oder seitlich von einigen oder allen Masseschichten 3, 7, ggf. 14 verlaufen, und/oder seitlich von einigen oder allen Klebeschichten 4, 8, 15 verlaufen, müssen in diesen jeweils keine Ausnehmungen für 9a, 9b, 9c, 9d usw. vorgesehen sein. -
4 zeigt eine Zone 18 einer kapazitiven Speisung (feed) der oberen Antenne 1 durch einen oberen abgewinkelten oder flachen Bereich eines Speisungsstifts 9 (geltend für z.B. jeden der Speisungsstifte 9a-9f) und eine Zone einer kapazitiven Speisung (feed) des unteren abgewinkelten oder flachen Bereichs eines Speisungsstifts 9 aus dem länglichen oder flachen Kontaktbereich 20 der Leiterplatte 10. -
7 und8 zeigen eine erfindungsgemäße Patchantennenvorrichtung 21, welche nicht mit zwei Antennenlagen (wie in1-4 ) sondern mit drei Antennenlagen ausgebildet ist. - Die Patchantennenvorrichtung 21 in
7 und8 umfasst also eine obere dielektrische Substratschicht 2 mit einer oberen Antenne 1, eine mittlere dielektrische Substratschicht 13 mit einer mittleren Antenne 12 und eine untere dielektrische Substratschicht 6 mit einer unteren Antenne 5, wobei die dielektrischen Substratschichten 2, 13, 6 aufeinander gestapelt angeordnet sind, und wobei die dielektrischen Substratschichten 2, 13, 6 jeweils einen Kunststoff mit einer (für die Substratschichten gleichen oder unterschiedlichen) vorgegebenen (relativen) Permittivität εR enthalten. - Die Patchantennenvorrichtung 21 in
7 und8 umfasst Speisungsstifte 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, von welchen z. B. jeweils zwei eine der Antennen 1, 12, 5 speisen. - Anstatt wie in
1-8 dargestellt zwei Speisungsstifte pro (z.B. Satelliten-/Ortungs-) Antenne ist auch ein Speisungsstift pro Antenne (oder für mehrere Antennen) möglich, z.B. auch für zellular-Mobilfunk-Antennen (Telefonantennen) für z.B. 2G/3G/4G/5G/6G. - Die erfindungsgemäßen Antennen können insbesondere (eine oder mehrere) Antennen für eine oder mehrere der folgenden Anwendungen sein: Telefonie, für MIMO, für RKE, für WiFi; für GNSS, zur Vorbereitung für Autonomes-Fahren, für Abstandsmessungen (eines Kraftfahrzeugs zu anderen Objekten beim Einparken oder Fahren), SDARS, DAB, V2X.
-
9 zeigt beispielhaft erfindungsgemäß eine der (z.B. unterschiedlich ausgestaltbaren) Antennen 1, 12, 5 für eine Patchantennenvorrichtung 21.
Die Antenne 5 in9 weist zwei Strahler 5a, 5b auf.
Die zwei Strahler 5a, 5b der Antenne 5 in9 sind ineinander angeordnet.
Die zwei Strahler 5a, 5b der Antenne 5 in9 sind jeweils flächig ausgeführt. Die zwei Strahler 5a, 5b sind geschlossene Ringflächen.
10 zeigt beispielhaft perspektivisch eine kapazitive Speisung eines Antennenstrahlers der Antenne 5 in9 .
Die zwei Strahler 5a, 5b der Antenne 5 in9 können z.B. durch je einen der Speisungsstifte 9e, 9f separat angeregt sein, und/oder ein Strahler kann mit zwei Speisungsstiften 9e, 9f angeregt werden. - Die (relative) Permittivität εR der dielektrischen Substratschichten aus Kunststoff kann auf einen gewünschten Wert eingestellt sein
durch z.B. Wahl eines Kunststoffs oder Mischen mehrerer Kunststoffe (wie z.B. Polyethylen PE, PP, PVC, PTFE, PVdF, PA, ABS, Polystyrol PS, PMMA) mit einer gewünschten Permittivität εR und/oder
durch Mischen mehrerer Kunststoffe und/oder
durch Wahl eines Kunstoffs mit Additiven (wie Germanium) welche die gewünschte Permittivität εR erzeugen und/oder
durch Beschichtung (einer oberen oder unteren oder Zwischen-Ebene mindestens einer dielektrischen Substratschicht) mit einem Material mit höherer Permittivität aufweisen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Permittivit%C3%A4t gibt für einige Materialien die (relative) Permittivität εR an.
Kunststoff Patchantennenvorrichtung 21 können ein vergleichsweise niedriges Gewicht aufweisen.
Es lassen sich Kunststoffe durch spezielle Zusätze (Additive) so herstellen oder ändern, dass die Möglichkeit besteht die Permittivität εR des Werkstoffes genau zu definieren und auf eine Toleranz von z.B. ±0,5% zu realisieren. Mit derartigen Verfahren kann sich der Wert für εR des Kunststoffes z.B. in einem Bereich von 2 bis 50 fest einstellen lassen und eine Wiederholgenauigkeit mit anderen Chargen von z.B. ±2% erreichen.
Mit den Kunststoff Patch-Antennen aus bekannten Spritzgussverfahren kann der Prozess vereinfacht werden und das Gewicht reduziert werden. - Die benötigten Antennenstrukturen können z.B. durch chemisch-galvanisches Beschichten hergestellt werden, wobei die nicht zu beschichtenden Bereiche auf den Oberflächen z.B. durch ein Tampon- oder Siebdruckverfahren abgedeckt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Aufbringen der Abdeckungen durch ein Druck- oder Sprühverfahren bereits während des Spritzgießprozesses.
- Das Aufbringen der metallischen Strukturen kann entweder durch einen reinen chemischen Abscheideprozess, vorzugsweise mit Kupfer erfolgen. Optional kann die Kupferschicht mit einer chemisch aufgebrachten dünnen Silberschicht (Austauschsilber) kombiniert werden. In einer bevorzugten Form erfolgt die Beschichtung durch einen chemisch-galvanischen Prozess, bei dem nach einer ersten Nickelschicht galvanisch Kupfer und optional galvanisch Silber abgeschieden werden.
- Stanz-Biege-Teile zur Speisung/Anregung der Antenne können in ein Werkzeug eingelegt werden und in einem Kunststoffkörper umspritzt werden. Diese können dann über eine kapazitive Ankopplung auf die Kupferflächen der PCB (Leiterplatte) einen Signalfluss erzeugen.
Es können in diesem Verfahren z.B. durch gestaffelte 2K-Spritzguss-Werkzeuge sogenannte Stacked-Patch-Antennen (gestapelte Substratschichten mit Antennen und/oder Masseflächen und/oder Klebeschichten) mit unterschiedlichen εR und unterschiedlichen Geometrien in einem Herstellprozess gefertigt werden.
Dabei können die Masseflächen zwischen den einzelnen Patchen vorher als Blech/Folieneinleger in ein Werkzeug eingebracht und dann umspritzt werden. - Die Antennenstrukturen können beispielweise auch aus strukturierten Blech-Folieneinlegern im Grundkörper eingebracht und ebenso umspritzt werden.
- Möglich ist es, die Permittivität εR eines Kunststoffes durch spezielle Zusätze (Additive) so genau zu beeinflussen und einzustellen, dass dieser z. B. den εR -Wert von Keramik oder einen anderen gewünschten εR Wert eines Materials erreicht. Es ist auch möglich mehrere unterschiedliche Permitivitäten εR in einer Antenne über ein Mehrfach-Komponenten-Werkzeug, insbesondere zur Abbildung mehrerer Frequenzbänder in der Antenne, zu realisieren.
- Ein weiterer möglicher Vorteil ist auch die Anbindung an die Leiterplatte, die jetzt über eine neue kapazitive Ankopplung stattfindet und nicht mehr über Lötverbindungen der Speisepins, realisiert werden muss. Das kann einen weiteren Fertigungsschritt bei der Herstellung eines Connectivity-Moduls ersparen. Dabei kann ein Stanz-Biege-Einleger in das Kunststoffspritzwerkzeug eingelegt werden, der anschließend umspritzt wird und auf Kupferflächen auf der Leiterplatte zur Speisung ankoppeln kann.
- Möglich ist z.B. eine Verwendung in Trucks, Zügen, PKWs und Nutzfahrzeugen, in welchen die Bauräume für die Antennen eingeschränkt sein können und das Gewicht eine große Rolle spielen kann.
- Eine Patchantennenvorrichtung kann neben genannten dielektrischen Substratschichten aus Kunststoff auch weitere Antennen und/oder Substratschichten ohne Kunststoff enthalten.
- 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
-
- DE 1020222000188 [0003]
- EP 2721690 [0022]
Claims (17)
- Patchantennenvorrichtung (21), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (24), wobei die mehrschichtige Patchantennenvorrichtung (21) eine untere dielektrische Substratschicht (6) mit einer unteren Antenne (5) und eine obere dielektrische Substratschicht (2) mit einer oberen Antenne (1) umfasst, wobei die dielektrische Substratschichten (2, 6;) gestapelt angeordnet sind, und wobei die dielektrischen Substratschichten (2, 6) jeweils einen Kunststoff enthalten.
- Patchantennenvorrichtung (21) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mehrschichtige Patchantennenvorrichtung (21) eine untere dielektrische Substratschicht (6) mit einer unteren Antenne (5), eine mittlere dielektrische Substratschicht (13) mit einer mittleren Antenne (12), und eine obere dielektrische Substratschicht (2) mit einer oberen Antenne (1) umfasst, wobei diese mindestens drei dielektrischen Substratschichten (2, 6, 13) aneinander gestapelt angeordnet sind, und wobei die dielektrischen Substratschichten (2, 6, 13) jeweils einen Kunststoff enthalten. - Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antenne (1, 5, 12) jeweils auf einer dielektrischen Substratschicht (2, 6, 13) angeordnet ist, insbesondere in Form einer durchgängigen oder zur Bildung einer Antennenstruktur unterbrochenen oberen Metallschicht.
- Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dielektrische Substratschicht (2, 6, 13) jeweils auf einer Seite eine Antenne (1, 5, 12) aufweist und auf der dieser Antenne (1, 5, 12) gegenüberliegenden Seite der dielektrischen Substratschicht (2, 6, 13) eine leitende, insbesondere metallische Oberfläche als Masseschicht (3, 7, 14) aufweist.
- Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf einer Masseschicht (3, 7, 14) einer oder mehreren der dielektrischen Substratschichten (2, 6, 13) und/oder auf einer oder mehreren dielektrischen Substratschichten (2, 6, 13) eine Klebeschicht (4, 8, 15) aus insbesondere Klebstoff oder einem zweiseitigen Klebeband und/oder eine Isolierschicht befindet, die auf einer Leiterplatte (10) oder einer weiteren dielektrischen Substratschicht (2, 6, 13) oder einer Antenne (1, 5, 12) angeordnet oder anordenbar ist.
- Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf einer Leiterplatte (10) angeordnet oder anordenbar ist, welche mindestens einen, insbesondere metallischen, leitenden Kontaktierungs-Bereich (11) aufweist, wobei mit einem leitenden Kontaktierungs-Bereich (11) jeweils ein Speisungsstift (9a-f) insbesondere kapazitiv verbunden ist, um genau eine oder mehrere der Antennen (1, 5, 12) zu kontaktieren.
- Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen oder zwei oder vier oder mehr Speisungsstifte (9a-f) aufweist, die jeweils genau eine (
7 ) oder jeweils mehrere (1 ) der Antennen (1, 5, 12) kapazitiv oder induktiv kontaktieren. - Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen oder zwei oder drei oder vier oder sechs oder mehr Speisungsstifte (9a-f) aufweist, die jeweils an ihren Enden insbesondere abgewinkelte oder flache Bereiche (20a-l) aufweisen, von welchen Bereichen (20a-l) jeweils einer mindestens eine der Antennen (1, 5, 12) kapazitiv oder induktiv kontaktiert und einer zur galvanischen oder kapazitiven Kontaktierung eines Kontaktierungs-Bereichs (11) einer Leiterplatte (10) vorgesehen ist.
- Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Speisungsstifte (9a-f) aufweist, welche durch Ausnehmungen (17a-l) in einer oder mehreren der dielektrischen Substratschichten (2, 6, 13) und/oder durch Ausnehmungen (17a-l) in einer oder mehreren der Antennen (1, 5, 12) und/oder durch Ausnehmungen (17a-l) in einer oder mehreren der Masseflächen (2, 7, 14) und/oder durch Ausnehmungen (17a-l) in einer oder mehreren der Klebeschichten (4, 8, 15) verlaufen.
- Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der dielektrischen Substratschichten (2, 6, 13) jeweils im Kunststoff ein oder mehrere Additive zur Einstellung ihrer Permittivität enthalten.
- Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr als zwei der dielektrischen Substratschichten (2, 6, 13) entweder die gleiche oder eine unterschiedliche relative Permittivität εR aufweisen.
- Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Patchantennenvorrichtung (21) mindestens eine Antenne (1, 5, 12) oder mindestens zwei Antennen (1, 5, 12) aufweist, die (1, 5, 12) für Sende-/Empfangs-Frequenzbereiche für das Senden (S) und/oder Empfangen (R) von Funksignalen (S,R) an bzw. von zellularen Mobil-Funknetzen ausgebildet ist bzw. sind, insbesondere mit Antennen-Abmessungen und damit Sende-/Empfangs-Frequenzbereichen für das Senden und/oder Empfangen von zellularen Mobilfunksignalen (S,R) in einem oder mehreren 2G/3G/4G/5G/6G Frequenzbändern.
- Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere oder alle der dielektrischen Substratschichten (2, 6, 13) und/oder der Antennen (1, 5, 12) eine rechteckige Außenstruktur aufweisen.
- Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstrukturen der Antennen (1, 5, 12) durch chemisch-galvanisches Beschichten hergestellt sind, wobei die nicht zu beschichtenden Bereiche (20a-l) auf den Oberflächen insbesondere durch ein Tampon- oder Siebdruckverfahren oder ein Sprühverfahren abgedeckt wurden.
- Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Masseflächen zwischen den einzelnen Patchen Blech- oder Folien-Einleger und / oder umspritzt sind.
- Antennenmodul, insbesondere für ein Kraftfahrzeug (24), mit einer Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
- Kraftfahrzeug (24) mit einer Patchantennenvorrichtung (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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