DE19743604A1

DE19743604A1 - Arrangement for changing over between several transmitting antennas in a motor vehicle or other moving object

Info

Publication number: DE19743604A1
Application number: DE1997143604
Authority: DE
Inventors: Martin Poettcher
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-10-02
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 1999-04-29

Abstract

The vehicle has at least two transmitting antennas (10,11) and a transmitter (1) which can be connected to each antenna. The arrangement has a monitoring unit (3) which monitors the correct matching between the high frequency power amplifier (2) in the transmitter and each connected antenna. The transmitter can be isolated from an antenna and connected to another antenna depending on correct matching

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug oder einem sonstigen beweglichen Gegenstand, mit einem Sender und mindestens zwei Sendeantennen, wobei der Sender mit jeweils einer der Sendean tennen verbindbar ist.The invention relates to a device in a motor vehicle or a other movable object, with a transmitter and at least two transmit antennas, the transmitter with one of the transmit an tennen is connectable.

In Kraftfahrzeugen sind Sender insbesondere von Mobiltelefonen vorhanden. Fest eingebaute Mobiltelefone oder Haltevor richtungen für darin einsetzbare tragbare Mobiltelefone haben in der Re gel eine auf der Karosserie des Kraftfahrzeugs angebrachte Sendeanten ne, über die das Mobiltelefon mit Basisstationen über Funkwellen ver bindbar ist. Sofern das Mobiltelefon auch nach einem Unfall, bei dem die Sendeantenne beschädigt oder zerstört werden kann, noch einsatzbereit sein soll, ist zumindest eine zweite Sendeantenne vorzusehen, auf die nach der Zerstörung der anderen Sendeantenne umgeschaltet werden kann. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn ein Notrufsystem an das Mobiltelefon angeschlossen ist.In motor vehicles, transmitters are in particular from Mobile phones available. Fixed mobile phones or holding devices directions for portable mobile telephones that can be used therein have in the Re gel a transmitter ante attached to the body of the motor vehicle ne, over which the cell phone ver with base stations over radio waves is binding. If the mobile phone is also used after an accident in which the Transmitting antenna can be damaged or destroyed, still ready for use is to be provided, at least a second transmitting antenna on which after the other transmitter antenna has been destroyed can. This is especially true if an emergency call system is connected to the Mobile phone is connected.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Umschaltung zwischen mehreren Sendeantennen anzugeben, die preisgünstig herstell bar und einsetzbar ist.The object of the invention is therefore a device for switching to specify between several transmit antennas that manufacture inexpensively bar and can be used.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Vorrichtung eine Überwa chungsvorrichtung zur Überwachung der Anpassung zwischen dem Hochfrequenzleistungsverstärker des Senders und den Sendeantennen aufweist und daß der Sender in Abhängigkeit der Anpassung mittels einer Schaltvorrichtung von einer Sendeantenne trennbar und mit einer ande ren Sendeantenne verbindbar ist. Hierbei ist vorteilhaft, daß aus dem Si gnal auf die Funktionsfähigkeit der Sendeantenne geschlossen werden kann, ohne die Funktionsfähigkeit der Sendeantenne selbst überwachen zu müssen.This object is achieved in that the device monitors Chungsvorrichtung for monitoring the adjustment between the High-frequency power amplifier of the transmitter and the transmission antennas and that the transmitter depending on the adaptation by means of a Switching device separable from a transmitting antenna and with another ren transmitting antenna is connectable. It is advantageous here that from the Si gnal be concluded on the functionality of the transmitting antenna can monitor itself without the functionality of the transmitting antenna to have to.

Durch Verwendung eines Richtkopplers, dessen Signale überwacht wer den, ist eine besonders einfache und effektive Überwachung möglich. So verändert sich insbesondere das Signal S41 bei einer Fehlanpassung, d. h., wenn die mit dem Sender verbundene Sendeantenne beschädigt oder völlig zerstört ist.By using a directional coupler whose signals are monitored a particularly simple and effective monitoring is possible. So in particular, signal S41 changes in the event of a mismatch, d. that is, if the transmitter antenna connected to the transmitter is damaged or is completely destroyed.

Durch Anordnung des Richtkopplers zwischen dem Hochfrequenzlei stungsverstärker des Senders und einem Umschalter, der zwischen den vorhandenen Sendeantennen umschaltet, wird nur ein Richtkoppler für alle Sendeantennen benötigt.By arranging the directional coupler between the radio frequency line power amplifier of the transmitter and a switch between the switches existing transmission antennas, only a directional coupler for all transmit antennas required.

Durch die Verstärkung des überwachten Signals mittels eines Verstärkers wird eine Rückwirkung auf den Sender verhindert.By amplifying the monitored signal using an amplifier feedback on the transmitter is prevented.

Dadurch, daß das überwachte Signal mittels eines Gleichrichters gleich richtbar ist, ist bei entsprechendem Signalverlauf eine direkte Steuer spannung für einer Schaltvorrichtung zum Umschalten zwischen den Sendeantennen gewinnbar.Because the monitored signal is the same by means of a rectifier is direct, is a direct tax if the signal waveform is appropriate voltage for a switching device for switching between the Transmitting antennas can be obtained.

Dadurch, daß der Richtkoppler im Sender angeordnet ist, kann insbeson dere bei Mobiltelefonen ein im Sender bereits vorhandenes Bauteil be nutzt werden. Dadurch wird der Bauteileaufwand noch geringer. The fact that the directional coupler is arranged in the transmitter, in particular in the case of mobile phones, a component already present in the transmitter be used. As a result, the cost of components is even lower.

Durch Anordnung des Richtkopplers außerhalb des Senders ist z. B. bei Mobiltelefonen keine erneute Zertifizierung des Senders erforderlich, was insbesondere bei kleineren Serien eine kostengünstigere Lösung darstellt.By arranging the directional coupler outside the transmitter z. B. at Mobile phones no re-certification of the transmitter required what represents a more cost-effective solution, especially for smaller series.

Sofern der Sender mit einer Sendeantenne bevorzugt verwendbar ist, kann die Plazierung dieser Sendeantenne an einem funktechnisch beson ders günstigen Ort auf der Karosserie des Kraftfahrzeuges angeordnet werden. So ist vor einer Beschädigung oder Zerstörung dieser Sendean tenne der optimale Sendebetrieb möglich.If the transmitter can preferably be used with a transmission antenna, can the placement of this transmitting antenna on a radio technically arranged favorable location on the body of the motor vehicle become. So this is before damage or destruction optimal transmission mode possible.

Sofern eine Sendeantenne auf der Unterseite des Kraftfahrzeugs ange ordnet ist, ist diese insbesondere dann gut einsetzbar, wenn die Untersei te des Kraftfahrzeugs nach einem Unfall nach oben zeigt und so eine gute Sendeantennenposition erreicht wird.If a transmission antenna is attached to the underside of the motor vehicle is arranged, this is particularly useful when the Untersei te of the motor vehicle shows up after an accident and so a good one Transmitting antenna position is reached.

Durch ein Schutzgehäuse der auf der Fahrzeugunterseite angeordneten Sendeantenne wird diese im normalen Fahrzeugbetrieb geschützt und ist nach einem Überschlag meist noch verwendbar.Through a protective housing on the underside of the vehicle Transmitting antenna is protected and is in normal vehicle operation mostly usable after a rollover.

Durch ein automatisches Ausklappen aus dem Sendeantennenschutzge häuse wird diese Sendeantenne bei Bedarf einsatzbereit.By automatically unfolding the transmitter antenna protection This transmitter antenna is ready for use when needed.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the figures. It demonstrate:

Fig. 1: den Signalverlauf eines Richtkopplers, Fig. 1: the waveform of a directional coupler,

Fig. 2: ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, FIG. 2 shows a first embodiment of the invention,

Fig. 3: ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, FIG. 3 shows a second embodiment of the invention,

Fig. 4: ein Kraftfahrzeug mit zwei Sendeantennen. Fig. 4: a motor vehicle with two transmit antennas.

Besonders vorteilhaft ist es, den Signalverlauf eines Richtkopplers zur Überwachung der Anpassung eines Senders an eine Sendeantenne zu verwenden. In Fig. 1 ist der Verlauf des Ausgangssignals 521 und des Signals S41 eines Richtkopplers zu entnehmen. Man erkennt, daß bei Fehlanpassung das Ausgangssignal S21 stark gedämpft wird. Gleichzeitig wird durch eine Fehlanpassung das Signal S41 stark erhöht. Deshalb wird bevorzugt das letztgenannte Signal zur Steuerung der Umschaltung zwi schen den Sendeantennen verwendet.It is particularly advantageous to use the signal curve of a directional coupler to monitor the adaptation of a transmitter to a transmission antenna. The course of the output signal 521 and the signal S41 of a directional coupler can be seen in FIG . It can be seen that the output signal S21 is strongly attenuated in the event of a mismatch. At the same time, the signal S41 is greatly increased by a mismatch. Therefore, the latter signal is preferably used to control the switchover between the transmitting antennas.

Eine Ausgestaltung der Erfindung zeigt Fig. 2:
Ein Sender 1 eines Mobiltelefons nach dem GSM-Standard weist einen Hochfrequenzleistungsverstärker 2, einen Richtkoppler 3 und eine Lei stungssteuerung 4 für den Hochfrequenzleistungsverstärker 2 auf. Die Ein- bzw. Ausgänge des Richtkopplers 3 werden mit Tor 1, Tor 2, Tor 3 und Tor 4 bezeichnet. Da mehrere Mobiltelefone auf gleicher Frequenz senden und empfangen, müssen sie dies zeitversetzt tun. So erhält jedes Mobiltelefon, das bei einer Basisstation 5 angemeldet ist, von dieser einen bestimmten Zeitschlitz zugeteilt, in dem es Senden und Empfangen darf und erhält Informationen, mit welcher Sendeleistung es senden darf. Erst innerhalb dieses Zeitschlitzes wird die Sendeleistung auf die von der Ba sisstation 5 vorgeschriebene Sendeleistung hochgefahren. Zur Überwa chung der Sendeleistung wird vom Richtkoppler 3 ein Signal an die Lei stungssteuerung 4 übermittelt, aus dem auf die momentane Sendelei stung geschlossen werden kann und so der Hochfrequenzleistungsver stärker 2 entsprechend gesteuert. Erfindungsgemäß wird ein Signal des Senders überwacht. Besonders vorteilhaft ist es, dieses Signal aus dem Richtkoppler 3 zu erhalten, da somit kein zusätzliches Bauteil zur Erlan gung des Signals erforderlich ist. Um Rückwirkungen auf den Regelkreis, bestehend aus dem Hochfrequenzleistungsverstärker 2, dem Richtkoppler 3 und der Leistungssteuerung 4, zu vermeiden, wird das ausgekoppelte Signal S41 einem Verstärker 6 zugeführt und anschließend in einem Gleichrichter 7 gleichgerichtet und geglättet. Mit der so erhaltenen Span nung ist eine Schaltvorrichtung 8 über eine Steuerleitung 9 ansteuerbar, der entweder eine erste Sendeantenne 10 oder eine zweite Sendeanten ne 11 über eine Hochfrequenzleitung 12 und den Richtkoppler 3 mit dem Hochfrequenzleistungsverstärker 2 verbindet. Ist beispielsweise Sendean tenne 10 über die Schaltvorrichtung 8 mit der Hochfrequenzleitung 12 verbunden, sendet diese Sendeantenne die vom Hochfrequenzleistungs verstärker 2 gelieferte Hochfrequenz. Sofern die Sendeantenne 10 ein wandfrei funktioniert, die die gelieferte Hochfrequenz abstrahlt, ist das Si gnal S41 niedrig und die über die Steuerleitung 9 gelieferte Steuerspan nung ebenfalls niedrig, die Schaltvorrichtung 8 schaltet entsprechend nicht um. Sobald die Sendeantenne 10 die gelieferte Hochfrequenz nicht mehr abstrahlen kann, weil sie zerstört oder beschädigt ist oder die Ver bindung zum Hochfrequenzleistungsverstärker 2 unterbrochen ist, steigt das Signal S41 stark an. Somit steigt auch die über die Steuerleitung 9 an die Schaltvorrichtung 8 gelieferte Steuerspannung und die Schaltvorrich tung 8 schaltet auf die Sendeantenne 11 um, die damit über die Hochfre quenzleitung 12 und den Richtkoppler 3 mit dem Hochfrequenzleistungs verstärker 2 verbunden ist.An embodiment of the invention is shown in FIG. 2:
A transmitter 1 of a mobile phone according to the GSM standard has a high-frequency power amplifier 2 , a directional coupler 3 and a power control 4 for the high-frequency power amplifier 2 . The inputs and outputs of the directional coupler 3 are referred to as gate 1 , gate 2 , gate 3 and gate 4 . Since several mobile phones send and receive on the same frequency, they have to do this with a time delay. Each mobile phone that is registered with a base station 5 is assigned a specific time slot by it, in which it is allowed to send and receive, and receives information about the transmission power with which it can transmit. Only within this time slot is the transmission power increased to the transmission power prescribed by base station 5 . To monitor the transmission power, the directional coupler 3 transmits a signal to the power control 4 , from which the current transmission power can be deduced and the high-frequency power amplifier 2 is controlled accordingly. According to the invention, a signal from the transmitter is monitored. It is particularly advantageous to obtain this signal from the directional coupler 3 , since no additional component is therefore required to achieve the signal. In order to avoid repercussions on the control circuit, consisting of the high-frequency power amplifier 2 , the directional coupler 3 and the power control 4 , the decoupled signal S41 is fed to an amplifier 6 and then rectified and smoothed in a rectifier 7 . With the voltage thus obtained, a switching device 8 can be controlled via a control line 9 , which connects either a first transmitting antenna 10 or a second transmitting antenna 11 via a high-frequency line 12 and the directional coupler 3 to the high-frequency power amplifier 2 . If, for example, Sendean antenna 10 is connected to the high-frequency line 12 via the switching device 8 , this transmitting antenna sends the high frequency supplied by the high-frequency power amplifier 2 . If the transmitting antenna 10 works properly, which emits the supplied high frequency, the signal S41 is low and the control voltage supplied via the control line 9 is also low, the switching device 8 does not switch accordingly. As soon as the transmitting antenna 10 can no longer radiate the supplied high frequency because it is destroyed or damaged or the connection to the high-frequency power amplifier 2 is interrupted, the signal S41 rises sharply. Thus, also increases via the control line 9 supplied to the switching device 8 control voltage and the Schaltvorrich tung 8 switches to the transmitting antenna 11 around which is thus on the Hochfre quenzleitung 12 and the directional coupler 3 with the high frequency power amplifier 2 is connected.

Die Vorrichtung in Fig. 3 unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestell ten Vorrichtung dadurch, daß ein zusätzlicher Richtkoppler 13 zur Aus kopplung des Signals S41 außerhalb des Senders angeordnet ist. Die Funktionsweise ist analog der zur Fig. 2 beschriebenen, mit der Aus nahme, daß der Richtkoppler 3 nur zur Steuerung der Sendeleistung des Hochfrequenzleistungsverstärkers 2, der Richtkoppler 13 zur Auskopplung des Signals S41 dient. Durch den außerhalb des Senders 1 angeordneten Richtkoppler 13 lassen sich die Zertifizierungskosten für bereits zertifizier te Sender einsparen, was insbesondere bei kleineren Herstellungsserien vorteilhaft sein kann. The device in FIG. 3 differs from the device shown in FIG. 2 in that an additional directional coupler 13 for coupling the signal S41 is arranged outside the transmitter. The operation is analogous to that described in FIG. 2, with the exception that the directional coupler 3 is used only to control the transmission power of the high-frequency power amplifier 2 , the directional coupler 13 is used to decouple the signal S41. The directional coupler 13 arranged outside the transmitter 1 can save the certification costs for already certified transmitters, which can be particularly advantageous in the case of smaller production series.

Das Kraftfahrzeug 14 in Fig. 4 weist Sendeantennen 15, 16 auf. Die Sendeantenne 16 auf der Unterseite des Kraftfahrzeugs ist im herausge klappten Zustand dargestellt. Im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs 14 und des Senders 1, d. h., wenn die Sendeantenne 15 funktionsbereit ist, wird über diese Sendeantenne gesendet und die Sendeantenne 16 ist im nicht dargestellten eingeklappten Zustand, um vor Beschädigungen besser ge schützt zu sein. Sofern die Sendeantenne 15 nicht mehr sendebereit ist, wird auf die Sendeantenne 16 umgeschaltet. Mit dem Umschaltsignal ist über die Steuerleitung 9 neben der Schaltvorrichtung 8 auch eine Aus klappvorrichtung 17 steuerbar, die die Sendeantenne 16 vom eingeklapp ten in den dargestellten ausgeklappten Zustand befördern kann.The motor vehicle 14 in FIG. 4 has transmission antennas 15 , 16 . The transmission antenna 16 on the underside of the motor vehicle is shown in the folded-out state. In normal operation of the motor vehicle 14 and the transmitter 1 , ie when the transmission antenna 15 is ready for operation, transmission is carried out via this transmission antenna and the transmission antenna 16 is in the folded state (not shown) in order to be better protected against damage. If the transmission antenna 15 is no longer ready to transmit, the system switches to the transmission antenna 16 . With the switchover signal, a folding device 17 can also be controlled via the control line 9 in addition to the switching device 8 , which can transmit the transmitting antenna 16 from the folded-in position in the unfolded state shown.

Claims

1. Device in a motor vehicle or other movable object with at least two transmission antennas and a transmitter, the transmitter being connectable to one of the transmission antennas, characterized in that
that a monitoring device ( 3 , 13 ) is present through which the correct adaptation between the high-frequency power amplifier ( 2 ) of the transmitter ( 1 ) and the respectively connected sensor antenna ( 10 , 11 , 15 , 16 ) can be monitored and
that the transmitter ( 1 ) depending on the correct adjustment by means of a switching device ( 8 ) from a transmitting antenna ( 10 , 15 ) separable and with one of the other transmitting antennas ( 11 , 16 ) is ver bindable.

2. Device according to claim 1, characterized in that the adaptation to the wave resistance between the high-frequency power amplifier ( 2 ) of the transmitter ( 1 ) and the respectively connected transmitting antenna ( 10 , 11 , 15 , 16 ) can be monitored.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it has a directional coupler ( 3 , 13 ), the signals of which can be monitored bar.

4. The device according to claim 3, characterized in that the directional coupler ( 3 , 13 ) between the high-frequency amplifier ( 2 ) of the transmitter ( 1 ) and a switching device ( 8 ), which is provided for switching between the transmitting antennas, is arranged.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the signal to be monitored is amplified by means of an amplifier ( 6 ).

6. The device according to claim 5, characterized in that the amplified signal can be rectified by means of a rectifier ( 7 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that the switching device ( 8 ) can be controlled with the rectified signal.

8. Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the directional coupler ( 3 ) is arranged in the transmitter ( 1 ).

9. Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the directional coupler ( 13 ) outside of the transmitter ( 1 ) is arranged on.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that it can be switched between two transmit antennas is.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a transmitting antenna ( 10 , 11 , 15 ) is preferably connectable to the transmitter ( 1 ).

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the or a preferred antenna ( 16 ) is arranged on the underside of the motor vehicle ( 14 ).

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the Sendean antenna ( 16 ) arranged on the underside of the motor vehicle ( 14 ) is arranged in a protective housing.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that it has a fold-out device ( 17 ) for folding out the transmitting antenna ( 16 ) from the protective housing.

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the fold-out device ( 17 ) can be actuated automatically when using the corresponding transmitting antenna ( 16 ).

16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter ( 1 ) is part of a mobile phone which operates according to a cellular mobile radio standard.

17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the cellular cellular standard is the GSM standard.