DE10360109B4

DE10360109B4 - Leistungsschnittstellenschaltung für eine aktive Antenne und Verfahren zur Speisung einer entfernt befindlichen aktiven Antenne

Info

Publication number: DE10360109B4
Application number: DE10360109A
Authority: DE
Inventors: Dennis Paul Ypsilanti Ward; Richard David Livonia Zerod
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2023-12-12
Also published as: US20040116084A1; US6928281B2; DE10360109A1

Abstract

Leistungsschnittstellenschaltung für eine aktive Antenne zur Kopplung einer Versorgungsspannung von einem Radioempfänger (10) an eine Antennenzuführung (35), umfassend:
– einen Gleichstromeingang;
– ein zwischen dem Gleichstromeingang (34) und der Antennenzuführung (35) in Reihe geschaltetes Leistungsschaltelement, wobei das Leistungsschaltelement einen Steuereingang zur Auswahl eines leitenden Zustands oder eines nichtleitenden Zustands des Leistungsschaltelements besitzt;
– einen Überspannungssensor (50), der eine zu einer Spannung am Gleichstromeingang (34) proportionale erste Spannung erfasst;
– einen Unterspannungssensor (51), der eine zu einer Spannung an der Antennenzuführung (35) proportionale zweite Spannung erfasst;
– eine an den Steuereingang und an die Spannungssensoren (50; 51) gekoppelte Steuerung (22), wobei die Steuerung (22) das Leistungsschaltelement in den leitenden Zustand versetzt, die die erste und zweite Spannung abtastet, in Reaktion auf die erste und zweite Spannung eine Spannungsdifferenz berechnet, die Spannungsdifferenz mit einem oberen und einem unteren Grenzwert vergleicht, einen Kurzschlussfehler signalisiert, falls die Spannungsdifferenz...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsschnittstellenschaltung für eine aktive Antenne und auf ein Verfahren zur Speisung einer entfernt befindlichen aktiven Antenne.
Oftmals werden für Radioempfänger zur Verstärkung eines von einer externen Antenne (d. h. einer nicht im Empfänger integrierten Antenne) kommenden Antennensignals stromgespeiste Antennensysteme verwendet. Ein stromgespeister Verstärker ist entfernt vom Antennenelement angeordnet, und das verstärkte Antennensignal wird über eine Antennenzuführung, wie z. B. ein Koaxialkabel, in den Empfänger eingekoppelt. Die Verstärkung des Antennensignals verhindert übermäßige Signalschwächung und -verluste, die während der Übertragung von der Antenne zum Empfänger auftreten würden.
In einem mobilen Empfängersystem, wie z. B. einem Kraftfahrzeugradioempfänger, könnte eine unabhängige Energieversorgung mit einer Hauptenergieeinspeisung am Antennenstandort unerwünscht sein. Deshalb könnte eine geregelte Energieversorgung innerhalb des Hauptradioempfängermoduls (z. B. einer Kopfeinheit) eine Gleichspannung bereitstellen, die einem Verstärker in einem entfernten Antennenmodul zugeführt wird. Zur Vermeidung zusätzlicher Leitungen zwischen dem Empfänger und dem Antennenmodul könnte der Gleichstrom direkt an die Antennenzuführung selbst angelegt werden. Zur Trennung der Gleichspannung von den Hochfrequenz-(HF-)Antennensignalen werden an beiden Enden der Antennenzuführung typischerweise Hochpass- und Tiefpassfilter verwendet.
Für eine Kraftfahrzeuganwendung, für die eine aktive Antenne besonders vorteilhaft ist, ist ein Satellitenradioempfänger vorgesehen, wie z. B. für den Satellit-Digitalaudioradioservice (S-DARS). Ein kleines S-Band-Antennenmodul ist typischerweise am Fahrzeugäußeren, wie z. B. einer Dachbeplankung oder einer Fensterverglasung, montiert. Ein zwischen dem S-DARS-Empfänger und dem Antennenmodul installierter Draht oder installiertes Kabel verläuft durch verschiedene Karosseriekanäle und -hohlräume, die unterschiedliche Krümmungen aufweisen. Wenn die Antennensignalleitung in einem zu spitzen Winkel abgebogen wird, könnte ein Bruch auftreten. Einige Karosserieteile könnten nach Unterbringung des Antennenkabels montiert werden, und bei dieser Montage könnte das Kabel versehentlich gequetscht oder anderweitig beschädigt werden, was entweder zu einer offenen Schaltung (z. B. ein Bruch in der Signalleitung) oder einem Kurzschluss zwischen Signalleitung und Karosserie oder zwischen Signalleitung und Erdungsleitung (z. B. dem Schirmleiter oder einem Koaxialkabel) führen kann.
Beim Auftreten eines Fehlers im Antennenanschluss sind die automatische Erfassung des Fehlers durch den Empfänger und ein Verfahren zur Meldung der Fehlerart an einen Servicetechniker zur Erleichterung der Fehlerreparatur wünschenswert. Im Falle eines Kurzschlusses besteht die Möglichkeit der Schädigung des Radioempfängers. Deshalb sind sowohl die Fehlererfassung als auch die Fähigkeit zur Durchführung einer Schutzmaßnahme erwünscht.

Aus der DE 199 23 729 A1 ist eine Schaltungsanordnung zur Überprüfung der Funktionsbereitschaft mindestens einer Antenne bekannt, bei der Prüfströme in die Antennenleitung zu den Antennen eingespeist werden und die an Prüfimpedanzen abfallende Spannung für den Funktionszustand der Antennen ausgewertet werden. Die Versorgung eines Antennenmoduls mit Gleichspannung über die Antennenzuführung von einem Radioempfänger wird jedoch nicht beschrieben.

Zur Verbesserung des Preis-Leistungs-Verhältnisses werden für Radioempfänger die kleinstmöglichen elektronischen Komponenten verwendet. In einem Satellitenradioempfänger könnte z. B. die HF-Abstimmschaltung in ihren Ausmaßen derart miniaturisiert sein, dass angeschlossene Geräte und selbst Bauelemente für die Oberflächenmontage (SMDs), die größer als ein 0805-Package-Style sind, nicht verwendet werden können. Für kleiner bemessene Komponenten besteht jedoch eine höhere Wahrscheinlichkeit der Zerstörung während eines Kurzschlusses. Deshalb ist erwünscht, dass die Schaltung zur Kopplung eines Gleichstromeingangs und Erfassung von Fehlerzuständen mithilfe von SMD-Komponenten dieser geringeren Größe implementiert wird, wobei sicherzustellen ist, dass die Komponenten einen Kurzschluss überstehen (z. B. bis der Kurzschlussfehler erfasst ist und Schutzmaßnahmen ergriffen worden sind).

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Leistungsschnittstellenschaltung für eine aktive Antenne zur Kopplung einer Versorgungsspannung von einem Radioempfänger an eine Antennenzuführung bereitzustellen, die Fehlerzustände erfasst und einen Fehlerschutz für klein bemessene Komponenten enthält, sowie ein Verfahren zur Speisung einer entfernt befindlichen aktiven Antenne zu schaffen.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Vorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung von Energie an eine aktive Antenne trotz Erfassung von sowohl Offenschaltungsfehlern als auch Kurzschlussfehlern. Es werden bei Aufrechterhaltung der Überlebensfähigkeit der Komponenten bei einem Kurzschluss geringe Komponentengrößen verwendet.

In einer Ausgestaltung der Erfindung koppelt eine Energieschnittstellenschaltung einer aktiven Antenne eine Versorgungsspannung von einem Radioempfänger an eine Antennenzuführung an. Die Schaltung umfasst einen Gleichstromeingang und ein zwischen dem Gleichstromeingang und der Antennenzuführung in Reihe geschaltetes Leistungsschaltelement. Das Leistungsschaltelement besitzt einen Steuereingang zur Auswahl eines leitenden Zustands oder eines nichtleitenden Zustands des Leistungsschaltelements. Ein Überspannungssensor erfasst eine zu einer Spannung am Gleichstromeingang proportionale erste Spannung. Ein Unterspannungssensor erfasst eine zu einer Spannung an der Antennenzuführung proportionale zweite Spannung. Eine Steuerung ist an den Steuereingang und an die Spannungssensoren gekoppelt. Die Steuerung versetzt das Leistungsschaltelement in den leitenden Zustand, tastet die erste und zweite Spannung ab, berechnet in Reaktion auf die erste und zweite Spannung eine Spannungsdifferenz und vergleicht die Spannungsdifferenz mit einem oberen und einem unteren Grenzwert. Falls die Spannungsdifferenz größer als der obere Grenzwert ist, signalisiert die Steuerung einen Kurzschlussfehler. Wenn die Spannungsdifferenz kleiner als der untere Grenzwert ist, signalisiert die Steuerung einen Offenschaltungsfehler.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockschaubild, das einen Radioempfänger und ein aktives Antennensystem entsprechend einer Vorzugsausgestaltung der Erfindung darstellt.
2 ist ein schematisches Blockschaubild, das eine Vorzugsausgestaltung einer Schnittstellenschaltung detaillierter zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein bevorzugtes Verfahren der Erfindung darstellt.
Ausführliche Beschreibung der Vorzugsausgestaltungen
In 1 ist ein Audioempfänger 10 durch eine Antennenzuführung oder ein Antennenkabel 12 an ein entfernt befindliches Antennenmodul 11 angeschlossen. In der Vorzugsausgestaltung ist das Antennenkabel 12 zwar ein Koaxialkabel mit einer Signalleitung 13, die von einer geerdeten Schirmleitung 14 koaxial umgeben ist, jedoch können auch andere Arten von Übertragungsleitungen verwendet werden, die sowohl Antennensignale als auch eine Versorgungsspannung durchleiten oder mit einer separaten Stromleitung verwendet werden. Obwohl die Vorzugsausgestaltung ein Kraftfahrzeugaudiosystem einschließen könnte, in dem ein an der Karosserie montiertes Antennenmodul gekoppelter S-DARS-Empfänger integriert ist, könnten andere Arten von drahtlosen HF-Empfängern und Antennen mit der Erfindung verwendet werden. Der Radioempfänger 10 enthält eine HF-Abstimmeinheit 20, die über ein Hochpassfilter (HPF) 21 HF-Antennensignale von einer Antennensignalleitung 13 empfängt. Demodulierte Signale von der Abstimmeinheit 20 werden der (nicht dargestellten) Audioverarbeitungsschaltung, wie z. B. einem Digital- oder Analogsignalprozessor, bereitgestellt. Eine Steuerung 22 ist an die Abstimmeinheit 20 und an einen Gleichstromregler 23 angeschlossen. Die Steuerung 22 koordiniert den Betrieb des Empfängers 10 und könnte vorzugsweise aus einer programmierbaren Mikrosteuerung bestehen. Der Regler 23 wird durch die Steuerung 22 selektiv aktiviert, wenn die Radioempfangsfunktion aktiv ist und ein Gleichstrom an das Antennenmodul 11 angelegt werden soll. Eine Gleichspannung vom Regler 23 ist über eine Schnittstellenschaltung 24 (die ein Tiefpassfilter und weitere nachfolgend beschriebene Funktionen umfasst) an die Signalleitung 13 gekoppelt. Die Steuerung 22 ist zwecks selektiver Kopplung der Gleichspannung ebenfalls an die Schnittstellenschaltung 24 gekoppelt, wie nachfolgend in Verbindung mit den 2 und 3 beschrieben wird.
Das Antennenmodul 11 enthält ein zum Empfang von HF-Signalen im Empfangsband des Empfängersystems ausgelegtes Antennenelement 30. In einem S-DARS-Empfängersystem könnte das Antennenelement 30 zum Beispiel eine durch ein Koaxialkabel gespeiste S-Band-Schaltantenne umfassen. Ein HF-Frequenzantennensignal von Element 30 wird durch einen HF-Verstärker 31 verstärkt, der die Antennensignalleitung 13 durch ein Hochpassfilter 26 ansteuert. Eine Gleichstrombehandlungseinrichtung 32 konditioniert den Gleichstrom von der Signalleitung 13 über ein Tiefpassfilter 25 und legt sie an den Energieeingangsanschluss des Verstärkers 31 an.
Die Schnittstellenschaltung 24 ist in 2 detaillierter dargestellt. Ein Reihenleistungsschalttransistor 40 ist zwischen einem Gleichstromeingangsanschluss 34 und einem Antennenzuführungsanschluss 35 zur selektiven Kopplung von Gleichstrom an die Antennenzuführung unter Kontrolle eines Transistors 41 gekoppelt, der in Reaktion auf ein Antennenfreigabesignal von der Mikrosteuerung den leitenden oder nichtleitenden Zustand des Transistors 40 festlegt. Durch Erfassung eines Spannungsabfalls quer über die Leistungsschaltung erfasst die Erfindung das Auftreten von Offenschaltungs- und Kurzschlussfehlern.
Bei ausführlicherer Betrachtung der Schaltung ist zu erkennen, dass eine Diode 42 an eine Seite einer Strombegrenzungseinrichtung 43 angeschlossen ist, deren andere Seite mit dem Emitteranschluss des Transistors 40 verbunden ist. Ein erster Vorspannungswiderstand 44 ist zwischen der Diode 42 und dem Basisanschluss des Transistors 40 geschaltet. Ein zweiter Vorspannungswiderstand 45 koppelt den Basisanschluss des Transistors 40 an den Kollektoranschluss des Transistors 41. Der Emitteranschluss des Transistors 41 ist geerdet, und der Basisanschluss des Transistors 41 empfängt das Antennenfreigabesignal, das ein positives Logiksignal mit einem hohen Spannungspegel ist, wenn Energie an das Antennenmodul gekoppelt werden soll. Der Transistor 41 ist ein npn-Bipolartransistor mit internen Vorspannungswiderständen auf seinem Chip. Bei hohem Antennenfreigabesignal schaltet der Transistor 41 ein, so dass Strom vom Gleichstromeingangsanschluss 34 durch die Diode 42 und die Vorspannungswiderstände 44 und 45 fließt, wodurch an der Verbindungsstelle der Vorspannungswiderstände 44 und 45 eine festgelegte Spannung erzeugt wird.
Die Strombegrenzungseinrichtung 43 enthält ein Paar paralleler Widerstände 60 und 61, die zwischen der Diode 42 und dem Emitteranschluss des Transistors 40 gekoppelt ist. Der Transistor 40 ist als pnp-Bipolartransistor dargestellt. Vor dem Anschalten empfängt sein Emitteranschluss eine Spannung, die gleich einer um den Spannungsabfall einer Diode reduzierten Eingangsgleichspannung ist. Eine an der Verbindungsstelle der Vorspannungswiderstände 44 und 45 erzeugte Spannung wird an den Basisanschluss des Transistors 40 angelegt. Bei einer negativen Basis-Emitter-Spannung VBE wechselt der Transistor 40 in seinen leitenden Zustand. Der Wirkwiderstand der Widerstände 60 und 61 ist wesentlich kleiner als der Widerstand des Vorspannungswiderstands 44, so dass selbst, nachdem Strom durch den Transistor 40 fließt, die VBE in einem Bereich zum Halten des Transistors 40 in einem leitenden Zustand verharrt. Jeder der Widerstände 60 und 61 könnte zum Beispiel einen Widerstandswert von etwa 4 Ω haben (was einen Wirkwiderstand von etwa 2 Ω bewirkt), der Widerstand 44 einen Wert von etwa 10 KΩ und der Widerstand 45 einen Wert von etwa 620 KΩ haben. In dieser Vorzugsausgestaltung werden die parallelen Widerstände 60 und 61 anstelle eines einzelnen Widerstands verwendet, um den Gesamtenergieverbrauch in jedem einzelnen Transistor zu senken, so dass Widerstandskomponenten mit einer geringeren Packungsgröße verwendet werden können (größer dimensionierte SMD-Widerstände neigen zu größeren Zuverlässigkeitsproblemen). Die (um den Spannungsabfall der Diode 42, den Spannungsabfall der Widerstände 60 und 61 sowie den Spannungsabfall über den Emitter-Kollektor-Widerstand des Transistors 40 abgenommene) Versorgungsgleichspannung wird durch ein Tiefpassfilter 46 an die Antennenzuführung 35 gekoppelt. Das Tiefpassfilter 46 enthält einen Längsinduktor 63 und einen parallelen Kondensator 64. Die von der Antennenzuführung zurückkehrenden HF-Signale werden zwar am Zugang zu den Gleichstromschaltungen gehindert, jedoch an den HF-Eingangsanschluss 37 frei übertragen.
Die Strombegrenzungseinrichtung 43 enthält außerdem einen pnp-Transistor 62, dessen Emitteranschluss an die Überspannungsseite des Widerstands 44 und dessen Kollektoranschluss an den Basisanschluss des Transistors 40 gekoppelt sind. Der Basisanschluss des Transistors 62 ist an die Verbindungsstelle zwischen den Widerständen 60 und 61 und dem Emitteranschluss des Transistors 40 gekoppelt. Wenn die Höhe des durch die Widerstände 60 und 61 fließenden Stroms steigt, steigt ihr Spannungsabfall (der gleich der VBE des Transistors 62 ist) ebenfalls. Die Widerstände 60 und 61 wirken als ein Stromsensor für die Strombegrenzungseinrichtung. Wenn der Transistor 62 aktiviert ist, wirkt er zwecks Erhöhung der Spannung am Basisanschluss des Transistors 40 parallel zum Widerstand 44, wodurch sich die VBE des Transistors 40 verringert. Wenn der Transistor 62 mit immer höheren Spannungen über die stromerfassenden Widerstände angesteuert wird, verringert er proportional den leitenden Zustand des Transistors 40, wodurch der Stromfluss begrenzt wird, um eine Vermeidung von Schädigungen aller Komponenten durch Überstrom zu unterstützen. Durch Begrenzung des Stroms kann der Transistor 40 mit einem kleineren, kostengünstigeren Gerät implementiert werden, wobei dennoch abgesichert ist, dass er jeden auftretenden Kurzschluss überstehen kann. Mit den zuvor angegebenen Widerstandswerten ist der Strom auf weniger als etwa 400 mA begrenzt.
Ein Überspannungssensor 50 und ein Unterspannungssensor 51 werden zum Festlegen eines Gesamtspannungsabfalls über dem Schaltkreis verwendet, um Offenschaltungs- und Kurzschlussfehler zu erfassen. Ein genügend großer Spannungsabfall könnte durch den Transistor 40 allein oder in Kombination mit dem Widerstand der Widerstände 60 und 61 oder mit dem Spannungsabfall der Diode 42 erreicht werden. Damit kann die Fehlererfassung ohne Verwendung einer Strombegrenzungseinrichtung oder ihres entsprechenden Widerstands bewirkt werden. Die Diode 42 kann zur Bereitstellung eines konstanten Spannungsabfalls ungeachtet des Arbeitsstroms und als Unterstützung der Absicherung, dass eine Maximalspannung für die aktive Antenne nicht überschritten wird, verwendet werden. Die an einer beliebigen Stelle zwischen den Sensoren 50 und 51 in Reihe geschaltete Diode 42 vergrößert den erfassten Spannungsabfall zwecks Erhöhung der Feinheit der Erfassung. Der Überspannungssensor 50 enthält die zwischen dem Gleichstromeingangsanschluss 34 und der Erdung in Reihe geschalteten Widerstände 52 und 53. Die Verbindungsstelle der Widerstände 52 und 53 ist außerdem durch einen Kondensator 54 an die Erdung gekoppelt. Eine zur Eingangsgleichspannung proportionale Spannung V₁ wird durch einen Analog/Digital-(A/D-)Wandler 55 digitalisiert, der in der Mikrosteuerung enthalten sein könnte. Bei Verwendung eines separaten A/D-Wandlers wird das digitale Ergebnis der Mikrosteuerung bereitgestellt. Der Kondensator 54 stellt einen Mittlungseffekt zur Reduzierung der Übergangsvorgänge bereit und könnte durch Mikrosteuerung oder durch den A/D-Wandler zur Ladungsspeicherung benötigt werden.
Der Unterspannungssensor 51 enthält die zwischen dem Eingang des Tiefpassfilters 46 und der Erdung in Reihe geschalteten Widerstände 55 und 57. Die Verbindungsstelle der Widerstände 55 und 57 ist außerdem durch einen Kondensator 58 an die Erdung gekoppelt. Eine zur Schaltkreisausgangspannung proportionale Spannung V₂ wird durch einen Analog/Digital-(A/D-)Wandler 59 digitalisiert, der in der Mikrosteuerung enthalten sein könnte. In den Sensoren 50 und 51 könnten ähnliche Komponenten identische Komponenten zur Bereitstellung desselben Spannungsverringerungsverhältnisses umfassen, um die mathematischen Berechnungen innerhalb der Mikrosteuerung zwecks Erfassung von Anomalien in der Differenz zwischen den erfassten Spannungen zu vereinfachen.
Die auf der erfassten Ober- und Unterspannung basierende Fehlererfassung könnte ein bevorzugtes Verfahren verwenden, wie es in 3 gezeigt wird. Nach Initialisierung in Schritt 70 prüft die Mikrosteuerung in Schritt 71, ob der Empfänger aktiv ist. Wenn nicht, wird in Schritt 72 der Antennenstrom abgeschaltet oder bleibt abgeschaltet. Wenn der Radioempfänger eingeschaltet ist, wird in Schritt 73 der Antennenstrom angeschaltet, indem das von der Mikrosteuerung kommende Antennenfreigabesignal auf seinen hohen Logikpegel getrieben wird. In Schritt 74 werden durch den A/D-Wandler die Spannungen V₁ und V₂ abgetastet. Zur weiteren Verringerung der Übergangseffekte könnten aufeinander folgende Spannungsmesswerte (z. B. 4 aufeinander folgende Abtastwerte) gemittelt werden. Diese beweglichen Mittelwerte werden in Schritt 75 aktualisiert. Die in den Mittelwerten enthaltenen Werte von Abtastgeschwindigkeit und Anzahl der Abtastungen wird vorzugsweise entsprechend einer Zeitdauer festgelegt, während der der Hauptschalttransistor eine während eines Kurzschlusszustands verursachte Wärme sicher ableiten kann.
In Schritt 76 wird eine Differenz D zwischen den beweglichen Mittelwerten von V₁ und V₂ berechnet. Die Differenz D repräsentiert einen zum Arbeitsstrom proportionalen Gesamtspannungsabfall über dem Schaltkreis. Bei zu hohem Arbeitsstrom wird ein Kurzschluss erfasst. Bei zu geringem Arbeitsstrom wird keine Energie durch den Antennenverstärker verbraucht und deshalb eine offene Schaltung erfasst. Diese Zustände werden durch Vergleich der Differenz D mit einem oberen Grenzwert G_o und einem unteren Grenzwert G_u erfasst, die beide zum Beispiel in einer Verweistabelle gespeichert sein könnten.
In Schritt 77 erfolgt eine Prüfung, um festzustellen, ob die Differenz D kleiner als der untere Grenzwert G_u ist. Wenn ja, wird in Schritt 78 ein Offenschaltungsfehler signalisiert. Das Signalisieren eines Fehlers umfasst vorzugsweise einen Diagnosekode im Speicher des Empfängers, so dass der Diagnosekode durch einen Servicetechniker abgerufen werden kann, der den Fehler isolieren und reparieren kann. Nach der Signalisierung des Fehlers wird in Schritt 80 eine festgelegte Abtastverzögerung (z. B. 4 ms) ausgeführt und anschließend auf Schritt 74 zurückgekehrt, um die nächsten Abtastwerte zu erhalten. Der Antennenstrom bleibt während eines Offenschaltungsfehlers vorzugsweise angeschaltet, so dass er verfügbar ist, wenn der Fehler behoben ist.
Falls in Schritt 77 festgestellt wird, dass kein Offenschaltungsfehler vorliegt, wird in Schritt 81 geprüft, ob die Differenz D größer als der obere Grenzwert G_o ist. Wenn nicht, wird das normale Abtasten über Schritt 80 fortgesetzt. Andernfalls wird in Schritt 82 ein Kurzschlussfehler signalisiert. Zur Vermeidung thermischer Schäden am Hauptschalttransistor während eines Kurzschlusses wird in Schritt 83 der Antennenstrom abgeschaltet (z. B. wird das Antennenfreigabesignal zum Entfernen der Anschaltvorspannung vom Hauptschalttransistor auf einen niedrigen Logikpegel getrieben).
Zur Wiederaufnahme des Antennenbetriebs unmittelbar nach Behebung des Kurzschlussfehlers könnten periodische Tests durchgeführt werden. Nach einer in Schritt 84 festgelegten Verzögerung (z. B. 128 ms) wird auf Schritt 73 zurückgekehrt, um erneut den Antennenstrom anzuschalten und wiederum die resultierenden Spannungen abzutasten. Falls der Kurzschlusszustand weiterhin existiert, wird der An- und Abschaltzyklus des Antennenstroms solange fortgesetzt, bis der Fehler behoben ist oder die Freigabe der Antenne nicht länger erforderlich ist.

Claims

Leistungsschnittstellenschaltung für eine aktive Antenne zur Kopplung einer Versorgungsspannung von einem Radioempfänger (10) an eine Antennenzuführung (35), umfassend: – einen Gleichstromeingang; – ein zwischen dem Gleichstromeingang (34) und der Antennenzuführung (35) in Reihe geschaltetes Leistungsschaltelement, wobei das Leistungsschaltelement einen Steuereingang zur Auswahl eines leitenden Zustands oder eines nichtleitenden Zustands des Leistungsschaltelements besitzt; – einen Überspannungssensor (50), der eine zu einer Spannung am Gleichstromeingang (34) proportionale erste Spannung erfasst; – einen Unterspannungssensor (51), der eine zu einer Spannung an der Antennenzuführung (35) proportionale zweite Spannung erfasst; – eine an den Steuereingang und an die Spannungssensoren (50; 51) gekoppelte Steuerung (22), wobei die Steuerung (22) das Leistungsschaltelement in den leitenden Zustand versetzt, die die erste und zweite Spannung abtastet, in Reaktion auf die erste und zweite Spannung eine Spannungsdifferenz berechnet, die Spannungsdifferenz mit einem oberen und einem unteren Grenzwert vergleicht, einen Kurzschlussfehler signalisiert, falls die Spannungsdifferenz größer als der obere Grenzwert ist, und einen Offenschaltungsfehler signalisiert, wenn die Spannungsdifferenz kleiner als der untere Grenzwert ist.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (22) das Leistungsschaltelement in den nichtleitenden Zustand versetzt, wenn der Kurzschlussfehler signalisiert wird.
Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerung (22) wiederholt die erste und die zweite Spannung abtastet, die jeweilige Vielzahl der Abtastungen mittelt und die Spannungsdifferenz in Reaktion auf eine Differenz zwischen einem Mittelwert der ersten Spannungen und einem Mittelwert der zweiten Spannungen berechnet.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerung (22) aus einer Mikrosteuerung besteht und wobei die Schaltung (24) außerdem Analog/Digital-(A/D)-Wandler (55; 59) für das Abtasten der ersten und zweiten Spannung als jeweilige Digitalsignale umfasst.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Leistungsschaltelement aus einem ersten Transistor (40) mit einem Basisanschluss, einem Emitteranschluss und einem Kollektoranschluss besteht und wobei die Schnittstellenschaltung (24) außerdem eine an den ersten Transistor (40) gekoppelte Strombegrenzungseinrichtung (43) umfasst.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Überspannungssensor (50) und der Unterspannungssensor (51) jeweils zu den A/D-Wandlern (55; 59) parallele Speicherkondensatoren (54; 58) enthalten.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, außerdem umfassend ein zwischen dem Leistungsschaltelement und der Antennenzuführung (35) geschaltetes Tiefpassfilter (46).
Verfahren zur Speisung einer entfernt befindlichen aktiven Antenne von einem Radioempfänger (10) über eine Antennensignalleitung (13), die Schritte umfassend: – Koppeln einer Versorgungsgleichspannung an die Antennensignalleitung (13) durch einen Leistungsschalttransistor (40); – Abtasten einer zur Versorgungsgleichspannung proportionalen ersten Spannung; – Abtasten einer zweiten Spannung an einer Stelle zwischen dem Leistungsschalttransistor (40) und der Antennensignalleitung (13); – Berechnen einer Spannungsdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Spannung; – Vergleichen der Spannungsdifferenz mit einem oberen und einem unteren Grenzwert; – Signalisieren eines Kurzschlussfehlers, falls die Spannungsdifferenz größer als der obere Grenzwert ist; – Signalisieren eines Offenschaltungsfehlers, wenn die Spannungsdifferenz kleiner als der untere Grenzwert ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Versorgungsgleichspannung von der Antennensignalleitung (13) entkoppelt wird, wenn ein Kurzschlussfehler signalisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, außerdem umfassend die Wiederholung der Abtastschritte, das Mitteln der jeweiligen Vielzahl der Abtastungen der ersten bzw. zweiten Spannung und das Berechnen der Spannungsdifferenz in Reaktion auf eine Differenz zwischen einem Mittelwert der ersten Spannungen und einem Mittelwert der zweiten Spannungen.