DE10221877A1

DE10221877A1 - Antennenanordnung

Info

Publication number: DE10221877A1
Application number: DE10221877A
Authority: DE
Inventors: Christian Michael Magg; Peter Karl Prasmayer; Frank Mierke
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-12-18
Also published as: US7193572B2; DE50302532D1; ATE319198T1; JP4199189B2; JP2005531171A; ES2256746T3; WO2003098735A1; EP1504491A1; EP1504491B1; EP1504491B2; US20050062658A1; DE20221959U1; AU2003239853A1

Abstract

Eine verbesserte Antennenanordnung für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Anbringung auf einer Karosseriefläche (1), zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: DOLLAR A - Die Leiterplatine (15) ist vertikal und/oder parallel zu der Erstreckungsrichtung der zumindest einen Strahleranordnung (9) ausgerichtet und zumindest mittelbar über den Montagesockel (7) gehalten, und DOLLAR A - ein die elektrischen Baugruppen und Baukomponenten insbesondere in Form einer Anpass-Schaltung umfassender Abschnitt (15') der Leiterplatine (15), oder die Leiterplatine (15) mit diesen genannten Schalterkomponenten, ist in Vertikalausrichtung und/oder parallel zur Strahleranordnung (9) seitlich neben der Strahleranordnung (9, 29) vorgesehen oder angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine gattungsbildende Antennenanordnung ist beispielsweise aus der DE 201 11 229 U1 bekannt geworden. In dieser Vorveröffentlichung wird eine Antennenanordnung für Kraftfahrzeuge beschrieben, welche ein Chassis aufweist, oberhalb dessen eine Leiterplatine angeordnet ist, und zwar zur Aufnahme von Schaltungsbauelementen. Vertikal zu der im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Leitungsplatine sind ein oder mehrere vertikal vorstehende und zumindest zum Teil flächige Antennenelemente vorgesehen, und zwar zum Empfang unterschiedlicher Dienste oder für den Mobilfunkbereich in verschiedenen Frequenzen.

Die gesamte Antennenanordnung ist durch eine Haube abgedeckt, die finnenähnliche Form aufweisen kann. Derartige Antennen werden üblicherweise auf dem Kraftfahrzeug-Karosserieblech angebracht, beispielsweise am Übergang des Kraftfahrzeug-Daches zum Heckfenster.

Darüber hinaus sind auch Antennenanordnungen bekannt geworden, bei welchen auf einem mehr oder weniger waagerechten Chassis aufbauend zunächst die erwähnte Leiterplatine mit den schaltungselektronischen Bauelementen, Filterbaukreisen etc. vorgesehen ist, und die Antennenelemente wiederum senkrecht dazu in Vertikalrichtung positioniert sind. Diese können beispielsweise nicht nur aus metallisch leitenden selbsttragenden Strahlereinrichtungen bestehen, sondern beispielsweise ebenfalls wieder aus einem Leiterplatinenelement, d. h. allgemein aus einem dielektrischen Material, auf welchem metallisierte Flächen zur Bildung der Strahler ausgebildet sind.

Soll nur in einem Frequenzbandbereich empfangen werden, so genügt ein Strahlerelement. Sollen mehrere Dienste oder ein Dienst mehrmals realisiert werden, oder soll beispielsweise eine Kommunikation in verschiedenen Frequenzbänden im Mobilfunkbereich ermöglicht werden, so sind naturgemäß dann mehrere versetzt zueinander liegende Strahler oder flächige Antennenelemente vorgesehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von diesem Stand der Technik eine weitere verbesserte Antennenanordnung zu schaffen, die grundsätzlich gute Antenneneigenschaften bei insgesamt verringerten Herstellungs- und Materialkosten aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es hat sich nunmehr in überraschender Weise gezeigt, dass auf die horizontale Ausbildung einer separaten Leiterplatine mit der für die Antenne notwendigen Anpass-Schaltung verzichtet werden kann. Erfindungsgemäß wird nämlich eine oder mehrere vorzugsweise nebeneinander in einer gemeinsamen Ebene sitzende vertikal ausgerichtete Leiterplatinen verwendet, die angrenzend zu dem zumindest einen Antennenelement vorgesehen ist. Auf dieser vertikal ausgerichteten Leiterplatine sind z. B. die entsprechenden Bauelemente für eine eventuell vorgesehene Hochfrequenz- Schaltung mit untergebracht.

Erfindungsgemäß wird durch die alleinige Verwendung einer vertikal ausgerichteten Leiterplatine nochmals eine deutliche Vereinfachung des Gesamtaufbaus einer entsprechenden Antennenanordnung ermöglicht. Überraschend ist bei dieser Ausbildung, dass durch die vertikal ausgerichtete und seitlich an dem Antennenelement ansetzende Leiterplatine das Antennen-Diagramm nicht in an sich zu erwartender Weise nachteilig beeinflusst wird.

Bevorzugt ist es ferner möglich, lediglich eine einzige Leiterplatine vorzusehen, auf der dann nicht nur die eventuell vorgesehene Hochfrequenz-Schaltung untergebracht ist, sondern auf anderen Abschnittsbereichen dann beispielsweise auch flächige leitende Abschnitte ausgebildet sein können, die das betreffende Antennenelement bilden. Dabei sind unterschiedlichste geometrische Formen zur Bildung des Antennenelements möglich, beispielsweise auch peitschenähnliche Ausbildungsformen, die einen vertikal verlaufenden, flächigen Antennenabschnitt aufweisen, der oben in einen beispielsweise nachlaufenden Antennenabschnitt übergeht.

Soll beispielsweise für ein zweites Frequenzband für den Mobilfunkbereich oder für die Realisierung weiterer Dienste ein weiteres Antennenelement vorgesehen sein, so kann dieses ebenfalls bevorzugt als flächig ausgebildetes Antennenelement in einem zum ersten Antennenelement versetzten Bereich auf der Leiterplatine realisiert werden. Genauso kann aber auch ein weiteres Leiterplatinenelement verwendet werden, was in der gleichen Ebene zum ersten Leiterplatinenelement liegt oder beispielsweise mit Parallelversatz seitlich dazu, um hier das zumindest eine weitere Antennenelement unterzubringen.

Somit lassen sich letztlich bevorzugt auf einer einzigen gemeinsamen Leiterplatinenanordnung die Antennenelemente und die eventuell vorgesehene Hochfrequenz-Schaltung unterbringen.

Lediglich für den Einbau am Kraftfahrzeug sowie für die mechanische Verankerung der Leiterplatine und der darauf befindlichen Antennenelemente ist noch ein der mechanischen Halterung dienender Sockel notwendig.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den "dargestellten Ausführungsbeispielen". Dabei zeigen im Einzelnen:
Fig. 1 eine schematische seitliche Darstellung einer Antennenanordnung mit einer seitlich dazu in einer gemeinsamen Ebene in Vertikalrichtung verlaufenden Leiterplatine;
Fig. 1a ein Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, dass es sich hierbei um eine Aufdach-Montage handelt;
Fig. 1b ein zu Fig. 1 und 1a nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei welchem die Antennenanordnung mit abgewandelter Basis am oberen Rand einer Heckscheibe montiert ist;
Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1; und
Fig. 3 eine Seitendarstellung eines weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiels einer Leiterplatine mit darauf befindlichem Antennenstrahler.
In Fig. 1 ist eine schematische Seitendarstellung, ein Kraftfahrzeug-Karosserieblech 1, beispielsweise am hinteren Dachende am Übergang zu einem Heckfenster 2 in schematischer Seitendarstellung, wiedergegeben.
Am Karosserieblech 1 ist bei entsprechend groß dimensionierter Öffnung 3 im Karosserieblech 1 von unten her eine Sockel- oder Basisplatte 7 mit einer dazu vertikal ausgerichteten Leiterplatine 5 mit darauf elektrisch leitenden Flächenabschnitten 9' montiert, wodurch eine Strahleranordnung 9 gebildet wird. Die flächigen Elemente 9' sind dabei üblicherweise in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet. Die gesamte Strahleranordnung 9 wird üblicherweise auf der Symmetrie-Linie am Kraftfahrzeug angebracht.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Strahleranordnung 9, ausgehend von der unteren Sockel- oder Basisplatte 7, welche im Wesentlichen waagerecht oder leicht winkelig gegenüber einer Waagerechten auf dem Kraftfahrzeug-Karosserieblech 1 angeordnet ist, ein vertikal verlaufenden ersten flächigen Abschnitt 9', an welchen sich dann ein peitschenförmiger, nach hinten erstreckender anschließender Antennenabschnitt 9" anschließen kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind beide Antennenabschnitte 9' und 9" über eine Kombination bestehend aus Induktivität und Kapazität 13 elektrisch miteinander verbunden.
In der gleichen Ebene liegend ist unmittelbar angrenzend an die Strahleranordnung 9, d. h. im gezeigten Ausführungsbeispiel an den ersten sich vertikal erstreckenden flächigen Strahlerabschnitt 9' in einer gleichen Vertikalebene eine Leiterplatine 15 vorgesehen, auf dem die eventuell vorgesehene Hochfrequenz-Schaltung der Antennenanordnung untergebracht ist. Mit anderen Worten sitzen auf diesem Leiterplatinenabschnitt 15 alle nötigen elektrischen Baukomponenten und Baugruppen, Filterbausteine, etc.
Über eine in der Sockel- oder der Basisplatte 7 gegebenenfalls vorgesehenen Öffnung 16 können dann die entsprechenden Anschlusskabel ins Kraftfahrzeuginnere eingeführt werden. Dies ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht näher dargestellt.
In Fig. 2 ist die entsprechende Anordnung in schematischer perspektivscher Darstellung nochmals wiedergegeben, wobei zur Verdeutlichung der Perspektive die drei Raumkoordinaten X, Y und Z eingezeichnet sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist gezeigt, dass die gesamte Anordnung auf einer gemeinsamen Leiterplatine 15 vorgesehen ist. Mit anderen Worten ist auf dieser gemeinsamen Leiterplatine 15 in Kraftfahrzeugrichtung vorlaufend, also im gezeigten Ausführungsbeispiel in der Zeichnung auf der links liegenden vorlaufenden Seite 17 wieder das flächige Strahlerelement 9 mit den beiden flächigen Strahlerabschnitten 9', 9" und der Kombination bestehend aus Induktivität und Kapazität 13 vorgesehen, beispielsweise durch eine entsprechende auf der Leiterplatine 15 ausgebildeten Metallisierung.
In einem z. B. rechteckförmig umgrenzten Raum 15' ist dann wiederum die eventuell vorgesehene Hochfrequenz-Schaltung mit den entsprechenden Bauteilen und Baukomponenten untergebracht.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist ferner auf der gemeinsamen, vertikal ausgerichteten Leiterplatine 15 im nachlaufenden Bereich 18 der Leiterplatine 15 eine zweite Strahleranordnung 29 z. B. in Form einer metallisierten Fläche vorgesehen. Die eventuell vorgesehene Hochfrequenz-Schaltung für die beiden Strahleranordnungen 9, 29 im Leiterplatinenabschnitt 15' ist auf der gemeinsamen Leiterplatine 15 zwischen den beiden Strahleranordnungen 9, 29 untergebracht.
Abweichend zu dem gezeigten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 können natürlich die Strahleranordnungen 9 und 29 von der Leiterplatine 15 getrennt ausgebildet sein. Aber auch in diesem Ausführungsbeispiel würde die Leiterplatine 15 in Vertikalausrichtung bevorzugt unmittelbar seitlich zwischen den beiden Strahleranordnungen 9, 29 zu liegen kommen.
Die gesamte Anordnung wird wie erwähnt durch den Sockel oder die sogenannte Basisplatte 7 mechanisch gehalten.
Bei Bedarf können an der Leiterplatine 15 auch gewisse Abschnitte weggelassen oder ausgebrochen sein, wenn dort beispielsweise ein Antennenelement untergebracht werden soll, welches in Abweichung zum gezeigten Ausführungsbeispiel nicht vertikal ausgerichtet ist, beispielsweise im Fall einer GPS-Antenne.
In Ergänzung zur gezeigten und beschriebenen Fig. 1 ist noch eine weitere Fig. 1a dargestellt, wobei der wesentliche Unterschied bei Fig. 1a gegenüber Fig. 1 ist, dass rs sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1a um eine Aufdach-Montage handelt. Mit anderen Worten wird also die Sockel- oder Basisplatte 7 von oben her auf dem Karosserieblech 1, in der Regel auf dem Karosseriedach montiert, so dass die Sockel- oder Basisplatte 7 die Öffnung 3 überdeckt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1b ist mit einer andersartig ausgebildeten Basis- oder Sockelplatte 7 gezeigt, dass die Antennenanordnung auch auf einer Scheibe, vorzugsweise auf einer Heckscheibe eines Kraftfahrzeuges bevorzugt am oberen Rand in der Nähe zum Übergang zum Karosseriedach montiert werden kann. In allen Fällen wird noch eine entsprechende, nicht näher dargestellte Schutzhaube aufgesetzt, die die gesamte gezeigte Antennenanordnung überdeckt und schützt.

Claims

1. Antennenanordnungen für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Anbringung auf einer Karosseriefläche (1), mit folgenden Merkmalen:

- mit einem Montagesockel (7),

- mit zumindest einer sich in einer ersten Ebene, vorzugsweise einer Vertikalebene erstreckenden Strahleranordnung (9, 29),

- mit einer Leiterplatine (15) zur Unterbringung von elektrischen Baugruppen und Baukomponenten, insbesondere einer eventuell vorgesehenen Hochfrequenz-Schaltung für die zumindest eine Strahleranordnung (9, 29), und

- eine Schutzhaube,

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:

- die Leiterplatine (15) ist vertikal und/oder parallel zu der Erstreckungsrichtung der zumindest einen Strahleranordnung (9) ausgerichtet und zumindest mittelbar über den Montagesockel (7) gehalten, und

- ein die elektrischen Baugruppen und Baukomponenten insbesondere in Form einer eventuell vorgesehenen Hochfrequenz-Schaltung umfassender Abschnitt (15') der Leiterplatine (15), oder die Leiterplatine (15) mit diesen genannten Schalterkomponenten, ist in Vertikalausrichtung und/oder parallel zur Strahleranordnung (9) seitlich neben der Strahleranordnung (9, 29) vorgesehen oder angeordnet.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatine (15) die zumindest eine Strahleranordnung (9, 29) als flächige Metallisierung ausgebildet ist.

3. Strahleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Strahleranordnung (9, 29) winklig zueinander ausgerichtete Strahlerabschnitte (9', 9") aufweist, die in einer gemeinsamen Ebene liegen.

4. Antennenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Strahlerabschnitt (9") gegenüber dem tiefer liegenden Strahlerabschnitt (9') in Nachlaufrichtung ausgerichtet ist und oberhalb der Leiterplatine (15) oder zumindest des Abschnittes (15') der Leiterplatine (15) liegt, auf welchem elektronische Baukomponenten vorgesehen sind.

5. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Strahleranordnung (29) vorgesehen ist, die vorzugsweise in einer gemeinsamen, vorzugsweise vertikalen Ebene wie die erste Strahleranordnung (9) liegt und zu dieser versetzt liegend vorgesehen ist.

6. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die elektronischen Baugruppen aufnehmende Bereich (15') der Leiterplatine (15) oder die Leiterplatine (15) insgesamt zwischen den beiden Strahleranordnungen (9, 29) vorgesehen ist.

7. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Strahleranordnung (9, 29) sowie die Leiterplatine (15) oder zumindest ein Abschnitt (15') auf der Leiterplatine zur Aufnahme von elektronischen Baukomponenten als getrennte Bauelemente ausgebildet sind, die vorzugsweise in einer gemeinsamen Vertikalebene liegend versetzt zueinander angeordnet sind.

8. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Strahleranordnung (9, 29) sowie der Abschnitt (15') zur Aufnahme elektrischer Baukomponenten auf einer gemeinsamen Leiterplatine (15) ausgebildet sind.

9. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Strahleranordnung (9, 29) als metallisierte Flächen auf einer Leiterplatine (15) oder einem dielektrischen Trägermaterial (9, 15) ausgebildet sind.

10. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatine (15) Durch- oder Ausbrüche aufweist, um in diesem Raum zusätzliche Strahlerelemente mit unterzubringen.

11. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagesockel (7) nach Art einer Aufdach-Montage vorzugsweise mit seinem Randabschnitt zumindest mittelbar auf der Karosseriefläche (1) ruht.

12. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahleranordnung nach Art einer Unterbau-Montage vorzugsweise mit ihrem Randabschnitt zumindest mittelbar mit der Karosseriefläche (1) verbunden ist.

13. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagesockel (7) auf einer Scheibe, vorzugsweise im Bereich des oberen Randes der Heckscheibe montierbar ist.