DE19605999A1 - Kontaktierung einer flächigen Antennenleiterstruktur - Google Patents

Kontaktierung einer flächigen Antennenleiterstruktur

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Description

Die Erfindung betrifft die Kontaktierung einer flächigen Anten­ nenleiterstruktur nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist bereits eine gattungsgemäße Kontaktierung einer flächigen Antennenleiterstruktur aus der DE 42 32 746 C2 bekannt, welche aus einem Kontaktelement und einer an der Antennenleiterstruktur angeordneten Kontaktstelle besteht.
Das Kontaktelement wird aus einem Metallstreifen mit Anschluß­ fahne gebildet, welcher in einen flachen Träger aus elektrisch isolierendem Kunststoff eingebettet ist. Dabei liegt die An­ schlußfahne frei und der Metallstreifen ist innerhalb des Trä­ gers mit einer elektrischen Anschlußleitung verbunden, welche aus dem Träger herausgeführt ist und am freien Ende zum Anschluß an eine Buchse oder einen Stecker eingerichtet ist. Die Anschlußfahne ist mit der Kontaktstelle, insbesondere durch Lö­ ten oder Punktschweißen, elektrisch leitend verbunden.
Als nachteilig könnte hierbei erachtet werden, daß zur Kontak­ tierung der Anschlußfahne mit der Kontaktstelle ein zusätzlicher Arbeitsgang benötigt wird.
Zudem wird durch die undefinierte Lage der elektrischen An­ schlußleitungen das Toleranzfeld der Antennenimpedanz vergrößert und es kommt zu einer größeren Fehlanpassung.
Aus der DE 41 25 999 C1 ist ferner ein Kontaktelement zur fe­ dernden Kontaktierung mit zwei Kontaktstellen, die an den Schei­ beninnenseiten einer Doppelglasscheibe angebracht sind, bekannt, wobei das Kontaktelement unterschiedliche geometrische Konfigurationen aufweisen kann.
Diese Druckschrift offenbart aber keine Lösung für das Problem der Kontaktierung einer flächigen Antennenleiterstruktur mit ei­ ner elektrischen Anschlußleitung und der Leitungsführung, um ein Antennensignal von einer flächigen Antennenleiterstruktur zu einer Signalverarbeitungsschaltung zu übertragen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Kontaktierung einer flächigen Antennenleiterstruktur derart weiterzubilden, daß ein vereinfachter Einbau möglich ist und die genannten tech­ nischen Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteil­ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen kennzeichnen.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß eine elektrische Verbindung zwischen einer flächigen Antennen­ leiterstruktur, welche in einem Fahrzeugeinbauteil, insbesondere in einer Fahrzeugscheibe, integriert ist, und einer zugehörigen elektrischen Signalverarbeitungsschaltung durch die Kon­ taktierung von mindestens einem ersten Kontaktierungsmittel, welches auf dem Fahrzeugeinbauteil angeordnet und mit der Anten­ nenleiterstruktur verbunden ist, mit mindestens einem korre­ spondierenden zweiten Kontaktierungsmittel, welches karosse­ rieseitig auf einem Kontaktfuß angeordnet ist und mit einer elektrischen Anschlußleitung verbunden ist, hergestellt wird. Durch die Anordnung des zweiten Kontaktierungsmittels auf dem Kontaktfuß wird eine definierte Einbaulage erreicht. Dabei er­ folgt die Kontaktierung durch eine Relativbewegung zwischen dem Fahrzeugeinbauteil und dem Kontaktfuß beim Einbau, wobei die Relativbewegung einerseits bei bereits eingebautem Kontaktfuß durch das Fahrzeugeinbauteil, beispielsweise durch Aufsetzen, andererseits bei bereits eingebautem Fahrzeugeinbauteil durch den Kontaktfuß, beispielsweise durch Aufstecken, ausgeführt wird.
Im einfachsten Ausführungsfall ist die elektrische Signalverar­ beitungsschaltung als Anschlußbuchse ausgeführt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Kontaktierungsmittel als Kontaktfläche ausgeführt und Teil der Antennenleiterstruktur und das zweite Kontaktierungsmittel ist als Federelement ausgeführt und auf dem Kontaktfuß angeord­ net. Eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Kontaktie­ rungsmittel und der Signalverarbeitungsschaltung wird dabei durch die elektrische Anschlußleitung, welche beispielsweise durch Löten oder Punktschweißen mit dem zweiten Kontaktierungs­ mittel verbunden ist, hergestellt.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine Beschädigung des ersten Kontaktierungsmittels beim Transport des Fahrzeugein­ bauteils nahezu ausgeschlossen.
Grundsätzlich sind aber auch andere Ausführungsformen möglich, so kann beispielsweise das erste Kontaktierungsmittel als Fe­ derelement und das zweite Kontaktierungsmittel als Kontaktfläche ausgebildet sein, oder beide Kontaktierungsmittel könnten als Federelement ausgebildet sein, um Kontaktprobleme zu vermeiden und Fertigungstoleranzen auszugleichen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet der Kontaktfuß gemeinsam mit einem Kontaktarm einen Trä­ ger, welcher mit dem Gehäuse der Signalverarbeitungsschaltung verbunden ist. Die elektrische Anschlußleitung wird dabei auf dem Träger angeordnet. Dadurch ergibt sich für die elektrische Anschlußleitung eine definierte räumliche Lage und eine festge­ legte Länge, wodurch sich das Toleranzfeld der Impedanz verklei­ nert und ein größerer Abstand zwischen der Signalverarbeitungs­ schaltung und der flächigen Antennenleiterstruktur verwirklicht werden kann.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Ausführungsformen mög­ lich.
So kann die Erfindung auch zur Kontaktierung von flächigen An­ tennenleiterstrukturen, welche in andere Fahrzeugeinbauteile, wie z. B. Leuchten, Kunststoffteilen oder andere Baugruppen in­ tegriert sind, verwendet werden.
Desweiteren kann der Träger fester Bestandteil des Gehäuses der Signalverarbeitungsschaltung sein und gleichzeitig zur Befesti­ gung des Gehäuses dienen. Dabei können bei Bedarf mehrere Träger Anwendung finden.
Zudem kann der Kontaktarm an den Kontaktfuß angeformt sein, so daß der Träger als ein kompaktes Bauteil ausgeführt ist.
Zur Vermeidung von Kleberkontakt kann eine Schutzleiste, die gleichzeitig als Abstandspuffer dienen kann, an den Kontaktfuß angeformt sein.
Die elektrische Anschlußleitung kann z. B. als Litze, Koaxialka­ bel, Blechstreifen, in Folie eingebettete Leiterbahnen oder als flexibles Leitungsband ausgeführt sein.
Besonders vorteilhaft für die Z-Anpassung und die Z-Transforma­ tion ist die Ausführung der elektrischen Anschlußleitung als Streifenleitung; dabei kann des Substrat der Streifenleitung durch den Träger gebildet werden, oder der Träger kann nur zur Befestigung und Führung der elektrischen Anschlußleitung dienen.
Zudem ist es möglich, den Kontaktarm als UHF-Antenne oder höher­ frequente Antenne auszubilden, ohne daß eine Antennenlei­ tungsstruktur auf einem Fahrzeugeinbauteil notwendig ist.
Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungs­ beispiele der Erfindung erläutert; es zeigen:
Fig. 1 schematische Darstellung eines Aus­ führungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 2a, 2c und 2f schematische Darstellungen von ver­ schiedenen Möglichkeiten der Lei­ tungsführung;
Fig. 2b, 2d, 2e und 2g Schnittbilder zu den verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten nach Fig. 2a, 2c und 2f;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Kontaktfußes mit Schutzleiste;
Fig. 4a bis Fig. 4j schematische Darstellungen von ver­ schiedenen Ausführungsformen der Kontaktierungsmittel;
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Erfindung bei der Verwendung von mehreren Antennen auf einem Fahr­ zeugeinbauteil;
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Erfindung für eine Antenne mit meh­ reren Kontaktierungsmöglichkeiten.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, umfaßt die Kontaktierung ei­ ner flächigen Antennenleiterstruktur ein erstes Kontaktierungs­ mittel 5, welches als Kontaktfläche ausgeführt und auf ein Fahr­ zeugeinbauteil 7 aufgebracht ist, und ein zweites Kontaktie­ rungsmittel 4, welches als Federelement ausgeführt und auf einem Kontaktfuß 3.1 befestigt ist. An den Kontaktfuß 3.1 ist ein Kontaktarm 3.2 angeformt oder befestigt. Der Kontaktfuß 3.1 und der Kontaktarm 3.2 bilden einen elektrisch nicht leitenden Trä­ ger 3, welcher als Teil eines Gehäuses 2 für eine Signalverar­ beitungsschaltung ausgebildet oder an diesem befestigt sein kann.
Der Träger 3 und das Gehäuse 2 sind mit der Karosserie 1 ver­ bunden. Zwischen dem Fahrzeugeinbauteil 7 und der Karosserie 1 ist eine Kleberraupe 6 zur Befestigung des Fahrzeugeinbauteils 7 eingebracht.
Die Fig. 2a, 2c und 2f zeigen verschiedene Möglichkeiten der Leitungsführung mittels eines Trägers 3, wobei die elektrische Anschlußleitung nur auf den entsprechenden Schnittbildern, Fig. 2b, 2d, 2e und 2g, dargestellt ist.
Die Fig. 2a zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die elektri­ sche Anschlußleitung als flexibles Leiterband 10 ausgeführt ist. Die Fig. 2b zeigt ein Schnittbild entlang der Schnittlinie IIb in Fig. 2a, wobei das flexible Leiterband 10 als Streifenleitung ausgeführt ist. Die Streifenleitung umfaßt dabei einen Masseleiter 8.1, einen Antennenleiter 8 und ein trennendes Substrat 9.1 mit einer bestimmten relativen Dielektrizitätskon­ stanten εr. Das trennende Substrat 9.1 übernimmt gemeinsam mit dem Kontaktfuß 3.1 die Funktion des Trägers 3. Der Antennen­ leiter 8 verbindet das zweite Kontaktierungsmittel 4 mit einer nicht dargestellten Signalverarbeitungsschaltung. Der Mas­ seleiter 8.1 ist mit einem Masseanschluß der nicht dargestellten Signalverarbeitungsschaltung verbunden und endet offen am Kon­ taktfuß 3.1. Bei einer anderen nicht dargestellten Ausführungs­ form endet der Masseleiter 8.1 nicht offen am Kontaktfuß 3.1, sondern er ist mit einem ,zusätzlichen zweiten Kontaktierungsmit­ tel verbunden, welches mit einem zusätzlichen korrespondierenden ersten Kontaktierungsmittel beim Einbau einen elektrischen Kon­ takt herstellt.
Die Fig. 2c zeigt eine Ausführungsform mit einem formstabilen Träger 3.
Die Fig. 2d zeigt ein erstes Schnittbild entlang der Schnittli­ nie IId in Fig. 2c, bei welchem der Träger 3 nur zur Befestigung und Führung der elektrischen Anschlußleitung, welche analog zur Fig. 2b als Streifenleitung ausgeführt ist, verwendet wird. Da­ bei kann die elektrische Anschlußleitung als selbstklebendes flexibles Leitungsband 10 gemäß Fig. 2a ausgeführt sein.
Die Fig. 2e zeigt ein weiteres Schnittbild entlang der Schnitt­ linie IIe in Fig. 2c, bei welchem das Substrat der Streifenlei­ tung durch den formstabilen Träger 3 gebildet wird, auf dessen Unterseite (der Karosserie zugewandt) der Masseleiter 8.1 und auf dessen Oberseite der Antennenleiter 8 aufgebracht ist.
Die Fig. 2f zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Träger 3 an die Kontur der Karosserie 1 angepaßt ist und selbstklebend ausgeführt sein kann.
Die Fig. 2g zeigt das Schnittbild entlang der Schnittlinie IIg in Fig. 2f. Dabei wird die Streifenleitungstechnik dadurch ver­ wirklicht, daß die Karosserie 1 als Masseleiter und der Träger 3 als trennendes Substrat, auf dessen Oberseite der Antennenleiter 8 aufgebracht ist, verwendet wird.
Als weitere nicht dargestellte Ausführungsform kann das flexible Leiterband 10 selbstklebend ausgeführt sein und gemäß Fig. 2f auf der Karosserie 1 angeordnet sein.
Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des Kontaktfußes 3.1, bei welcher an den Kontaktfuß 3.1 eine Schutzleiste 11 angeformt ist. Die Schutzleiste 11 soll eine Berührung der Kontaktierungs­ mittel 4, 5 mit der Kleberraupe 6 verhindern. Gleichzeitig kann die Schutzleiste 11 als Abstandspuffer zwischen der Karosserie 1 und dem Fahrzeugeinbauteil 7 ausgeführt sein. Durch die Ausführung der Schutzleiste 11 als Abstandspuffer ergibt sich ein definierter Abstand zwischen dem Kontaktfuß 3.1 und dem Fahrzeugeinbauteil 7 und damit eine definierte Kontaktkraft zwischen den beiden Kontaktierungsmitteln 4, 5. Dabei kann der Abstandspuffer mit oder ohne Ausgleich ausgeführt sein.
Die Fig. 4a bis Fig. 4j zeigen verschiedene Ausführungsformen der Kontaktierungsmittel.
Dabei zeigen die Fig. 4a bis Fig. 4g verschiedene Ausführungs­ formen des zweiten Kontaktierungsmittels 4 als Metallblechteil, welches bei den dargestellten Ausführungsformen auf den Kon­ taktfuß 3.1 aufgeclipst werden kann. Grundsätzlich können na­ türlich auch andere lösbare, aber auch unlösbare Befestigungs­ arten gewählt werden. So könnte das zweite Kontaktierungsmittel 4 beispielsweise mit dem Kontaktfuß 3.1 verschraubt oder ver­ nietet oder auf diesen aufgeklebt werden. Der eigentliche elek­ trische Kontakt mit dem ersten Kontaktierungsmittel 5 wird dabei durch ein Federelement 4.1 hergestellt. Im Einzelnen zeigen die Fig. 4a bis Fig. 4g unterschiedliche Ausführungsformen des Federelements 4.1.
Ferner zeigt die Fig. 4h eine Ausführungsform des zweiten Kon­ taktierungsmittels 4 als Elastomer oder Thermoplast, welches we­ nigstens an der Oberfläche elektrisch leitend ausgeführt und auf dem Kontaktfuß 3.1 angeordnet ist.
Die Fig. 4i zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das erste Kontaktierungsmittel 5 als Federelement und das zweite Kontak­ tierungsmittel 4 als Kontaktfläche ausgeführt ist.
Die Fig. 4j zeigt eine Ausführungsform, bei welcher beide Kon­ taktierungsmittel 4, 5 als Federelemente, welche als Elastomer oder Thermoplast mit wenigstens einer elektrisch leitenden Oberfläche ausgeführt sind, ausgebildet sind.
Die Fig. 5 zeigt eine Ausführung der Erfindung bei welcher ver­ schiedene Antennensysteme für unterschiedliche Anwendungen z. B. Kombination von AM-/FM-Antennen, Diversity (Signalempfang durch mehrere Antennen, dadurch Auswahlmöglichkeit abhängig von der Signalqualität), Rundfunk, TV, GPS (Global Positioning System), DAB (Digital Audio Broadcasting), Zusatzdienste (z. B. Garagenöffnung), GSM (Global System Mobile Communication) und Telefon verwendet werden.
Ein Antennensystem besteht dabei jeweils aus einer Antenne 12, welche Teil der Antennenleiterstruktur und in der Zeichnung nur angedeutet ist, und einem ersten Kontaktierungsmittel 5, beide auf einem Fahrzeugeinbauteil 7 angeordnet, einem Träger 3 mit elektrischen Anschlußleitungen und mit einem zweiten Kontaktie­ rungsmittel 4 und einer in einem Gehäuse 2 untergebrachten Signalverarbeitungsschaltung.
Dabei soll das gestrichelt angedeutete Gehäuse 2.1 die Möglich­ keit aufzeigen, alle Signalverarbeitungsschaltungen in einem ge­ meinsamen Gehäuse 2.1 unterzubringen.
Die Fig. 6 zeigt die Anwendung von mehreren ersten Kontaktie­ rungsmitteln 5.1 bis 5.3 für eine Antenne 12. Dadurch wird eine alternative Kontaktierung, abhängig von der Positionierung des Gehäuses 2 einer Signalverarbeitungsschaltung mit dem zugehöri­ gen Träger 3, zur Frequenzanpassung möglich. Die gestrichelten Darstellungen zeigen dabei die alternativen Positionierungsmög­ lichkeiten.

Claims (22)

1. Kontaktierung einer flächigen Antennenleiterstruktur, welche in ein Fahrzeugeinbauteil (7), insbesondere eine Fahrzeug­ scheibe, integriert ist, dadurch gekennzeichnet,
daß einerseits mindestens ein erstes Kontaktierungsmittel (5), welches auf dem Fahrzeugeinbauteil (7) angeordnet und mit der Antennenleiterstruktur verbunden ist, und andererseits minde­ stens ein Kontaktfuß (3.1) mit mindestens einem zweiten Kontak­ tierungsmittel (4) karosserieseitig vorgesehen ist,
wobei die Kontaktierung des jeweiligen ersten Kontaktierungsmit­ tels (5) mit dem korrespondierenden zweiten Kontaktierungsmittel (4) bei einer beim Einbau erfolgenden Relativbewegung zwischen Fahrzeugeinbauteil (7) und Kontaktfuß (3.1) erfolgt.
2. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktierungsmittel (5) lösbar auf dem Fahrzeug­ einbauteil (7) befestigbar ist.
3. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktierungsmittel (5) unlösbar auf dem Fahr­ zeugeinbauteil (7) befestigt ist.
4. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktierungsmittel (5) als Metallblechteil mit Federelement (4.1) ausgebildet ist.
5. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktierungsmittel (5) als Kontaktfläche ausge­ bildet ist.
6. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktierungsmittel (5) als Elastomer oder Thermoplast, welches wenigstens an der Oberfläche elektrisch leitend ist, ausgebildet ist.
7. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kontaktierungsmittel (4) lösbar auf dem Kontakt­ fuß (3.1) befestigbar ist.
8. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kontaktierungsmittel (4) unlösbar auf dem Kon­ taktfuß (3.1) befestigt ist.
9. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kontaktierungsmittel (4) als Metallblechteil mit Federelement (4.1) ausgebildet ist.
10. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kontaktierungsmittel (4) als Metallblechteil mit Kontaktfläche ausgebildet ist.
11. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kontaktierungsmittel (4) als Elastomer oder Thermoplast, welches wenigstens an der Oberfläche elektrisch leitend ist, ausgebildet ist.
12. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine elektrische Anschlußleitung definierter Länge und mindestens eine Signalverarbeitungsschaltung vorgese­ hen ist, wobei die elektrische Anschlußleitung das jeweilige zweite Kon­ taktierungsmittel (4) mit der entsprechenden Signalverarbei­ tungsschaltung verbindet.
13. Kontaktierung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur definierten Leitungsführung der elektrischen Anschluß­ leitung ein Träger (3), der insbesondere den Kontaktfuß (3.1) und einen Kontaktarm (3.2) umfaßt, vorgesehen ist.
14. Kontaktierung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Anschlußleitung als Koaxialkabel ausgeführt ist.
15. Kontaktierung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Anschlußleitung als Streifenleitung ausge­ führt ist.
16. Kontaktierung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat der Streifenleitung durch den Träger (3) gebil­ det wird.
17. Kontaktierung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) der Karosseriekontur angepaßt ist.
18. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kontaktfuß (3.1) eine Schutzleiste (11) angeformt ist, wobei die Schutzleiste (11) als Abstandspuffer mit oder ohne Ausgleich ausgebildet sein kann.
19. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenleiterstruktur aus einer oder mehreren Antennen für unterschiedliche Frequenzbereiche aufgebaut ist, wobei jeder Antenne (12) mindestens ein erstes Kontaktierungs­ mittel (5) und mindestens ein zweites Kontaktierungsmittel (4) mit der entsprechenden Signalverarbeitungsschaltung zugeordnet wird.
20. Kontaktierung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der Signalverarbeitungsschaltungen ein eigenes Ge­ häuse (2) vorgesehen ist.
21. Kontaktierung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß alle Signalverarbeitungsschaltungen in einem Gehäuse (2.1) untergebracht sind.
22. Kontaktierung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß für mindestens eine der Antennen (12) mehrere erste Kontak­ tierungsmittel (5.1 bis 5.3) zur alternativen Kontaktierung mit einem zweiten Kontaktierungsmittel (4) vorgesehen sind.
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