DE19605999C2 - Kontaktierung einer flächigen Antennenleiterstruktur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Kontaktierung einer flächigen Anten­ nenleiterstruktur nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der Druckschrift DE 36 04 437 ist bereits eine gattungsge­ mäße Kontaktierung eines elektrischen Leiters einer Kraftfahr­ zeugscheibe an eine im Kraftfahrzeug verlaufende Anschlußlei­ tung bekannt. Die gattungsgemäße Kontaktierung umfaßt ein er­ stes Kontaktierungsmittel, welches auf der Kraftfahrzeugscheibe angeordnet ist und mit einer Leitungsstruktur verbunden ist. Zudem ist ein Kontaktfuß mit mindestens einem zweiten Kontaktierungsmittel karosserieseitig vorgesehen, wobei die Kontaktierung des jeweiligen ersten Kontaktierungsmittel mit dem korrespondierenden zweiten Kontaktierungsmittel bei einer beim Einbau erfolgenden Relativbewegung zwischen dem Fahrzeuge­ inbauteil und dem Kontaktfuß erfolgt.

Auch die DE 35 23 228 C1 beschreibt eine Kontaktierung eines elektrischen Leiters einer Kraftfahrzeugscheibe mit einer im Kraftfahrzeug verlaufenden Anschlußleitung, bei welcher die Kontaktierung durch eine Relativbewegung beim Einbau erfolgt.

Als nachteilig wird bei den Gegenständen der beiden Dokumente angesehen, daß durch die undefinierte Lage der elektrischen Anschlußleitungen das Toleranzfeld der Antennenimpedanz ver­ größert wird und es dadurch zu einer größeren Fehlanpassung kommt.

Aus der DE 42 32 746 C2 ist eine Kontaktierung einer flächigen Antennenleiterstruktur bekannt, welche aus einem Kontaktelement und einer an der Antennenleiterstruktur angeordneten Kontakt­ stelle besteht. Das Kontaktelement wird aus einem Metallstrei­ fen mit Anschlußfahne gebildet, welcher in einen flachen Träger aus elektrisch isolierendem Kunststoff eingebettet ist. Dabei liegt die Anschlußfahne frei und der Metallstreifen ist inner­ halb des Trägers mit einer elektrischen Anschlußleitung verbun­ den, 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 Löten oder Punktschweißen, elektrisch leitend verbunden.

Als nachteilig könnte hierbei erachtet werden, daß zur Kontak­ tierung der Anschlußfahne mit der Kontaktstelle ein zusätzli­ cher Arbeitsgang benötigt wird. Zudem wird durch die undefi­ nierte Lage der elektrischen Anschlußleitungen 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 Scheibeninnenseiten 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 einer 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 elektrische Verbindung von einer Antennenleiterstruktur zu einer zugehöri­ gen Signalverarbeitungsschaltung in einer impedanzanpassenden Bauweise ausgeführt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vor­ teilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen kennzeichnen.

Die Erfindung beruht darauf, daß eine elektrische Verbindung zwischen einer flächigen Antennenleiterstruktur, welche in einem Fahrzeugeinbauteil, insbesondere in einer Fahrzeugscheibe, integriert ist, und einer zugehörigen elek­ trischen Signalverarbeitungsschaltung durch die Kontaktierung von mindestens einem ersten Kontaktierungsmittel, welches auf dem Fahrzeugeinbauteil angeordnet und mit der Antennenleiter­ struktur verbunden ist, mit mindestens einem korrespondierenden zweiten Kontaktierungsmittel, welches karosserieseitig auf einem Kontaktfuß angeordnet ist und mit einer elektrischen Anschlußleitung verbunden ist, hergestellt wird. Durch die An­ ordnung des zweiten Kontaktierungsmittels auf dem Kontaktfuß wird eine definierte Einbaulage erreicht. Dabei erfolgt die Kontaktierung durch eine Relativbewegung zwischen dem Fahrzeu­ geinbauteil und dem Kontaktfuß beim Einbau, wobei die Relativ­ bewegung einerseits bei bereits eingebautem Kontaktfuß durch das Fahrzeugeinbauteil, beispielsweise durch Aufsetzen, ande­ rerseits bei bereits eingebautem Fahrzeugeinbauteil durch den Kontaktfuß, beispielsweise durch Aufstecken, ausgeführt wird.

Gemäß dem Hauptgedanken der Erfindung bildet der Kontaktfuß ge­ meinsam mit einem Kontaktarm einen Träger, welcher mit dem Ge­ häuse der Signalverarbeitungsschaltung verbunden ist. Die elek­ trische Anschlußleitung wird dabei auf dem Träger angeordnet. Dadurch ergibt sich für die elektrische Anschlußleitung eine definierte räumliche Lage und eine festgelegte Länge, wodurch sich das Toleranzfeld der Impedanz verkleinert und ein größe­ rer Abstand zwischen der Signalverarbeitungsschaltung und der flächigen Antennenleiterstruktur verwirklicht werden kann.

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 Kontaktierungs­ mittel ist als Federelement ausgeführt und auf dem Kontaktfuß angeordnet. Eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Kontaktierungsmittel und der Signalverarbeitungsschaltung wird dabei durch die elektrische Anschlußleitung, welche beispiels­ weise durch Löten oder Punktschweißen mit dem zweiten Kontak­ tierungsmittel verbunden ist, hergestellt.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine Beschädigung des ersten Kontaktierungsmittels beim Transport des Fahrzeug­ einbauteils nahezu ausgeschlossen.

Grundsätzlich sind aber auch andere Ausführungsformen möglich; so kann beispielsweise das erste Kontaktierungsmittel als Fe­ derelement und das zweite Kontaktierungsmittel als Kontaktflä­ che ausgebildet sein, oder beide Kontaktierungsmittel könnten als Federelement ausgebildet sein, um Kontaktprobleme zu ver­ meiden und Fertigungstoleranzen auszugleichen.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Ausführungsformen möglich.

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 Trä­ ger 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 das 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 ε_r. 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 (15)

1. Kontaktierung einer flächigen Antennenleiterstruktur, welche in ein Fahrzeugeinbauteil (7), insbesondere eine Fahrzeug­ scheibe, integriert ist, mit mindestens einem ersten Kontaktie­ rungsmittel (5), welches auf dem Fahrzeugeinbauteil (7) angeord­ net und mit der Antennenleiterstruktur verbunden ist, und minde­ stens einem Kontaktfuß (3.1) mit mindestens einem zweiten Kon­ taktierungsmittel (4), welcher 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, wobei eine elektrische Anschlußleitung das jeweilige zweite Kontaktierungs­ mittel (4) mit einer entsprechenden Signalverarbeitungsschaltung verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Anschlußleitung mit einer festgelegten Länge ausgeführt und auf ihrer gesamten Länge auf einem formstabilen Träger (3) angeordnet ist, wobei der Kontaktfuß (3.1) integraler Bestandteil des Trägers (3) ist.

2. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Anschlußleitung als Koaxialkabel ausgeführt ist.

3. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Anschlußleitung als Streifenleitung ausge­ führt ist.

4. Kontaktierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat der Streifenleitung durch den Träger (3) gebil­ det wird.

5. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) der Karosseriekontur angepaßt ist.

6. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktierungsmittel (5) unlösbar oder lösbar auf dem Fahrzeugeinbauteil (7) befestigt ist.

7. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktierungsmittel (5) und/oder das zweite Kon­ taktierungsmittel (4) als Metallblechteil mit Federelement aus­ gebildet ist.

8. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktierungsmittel (5) und/oder das zweite Kon­ taktierungsmittel (4) als Kontaktfläche ausgebildet ist.

9. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kontaktierungsmittel (5) und/oder das zweite Kon­ taktierungsmittel (4) als Elastomer oder Thermoplast, welches wenigstens an der Oberfläche elektrisch leitend ist, ausgebildet ist.

10. Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kontaktierungsmittel (4) lösbar oder unlösbar auf dem Kontaktfuß (3.1) befestigbar ist.

11. 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.

12. 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.

13. Kontaktierung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der Signalverarbeitungsschaltungen ein eigenes Ge­ häuse (2) vorgesehen ist,

14. Kontaktierung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß alle Signalverarbeitungsschaltungen in einem Gehäuse (2.1) untergebracht sind.

15. Kontaktierung nach Anspruch 12, 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.