DE19842427C2 - Antenne für eine Sende- und/oder Empfangseinheit eines Diebstahlschutzsystems eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Antenne für eine Sende- und/oder Empfangseinheit eines Diebstahlschutzsystems eines Kraftfahrzeugs

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Description

Die Erfindung betrifft eine Antenne für eine Sende- und/oder Empfangseinheit eines Diebstahlschutzsystems eines Kraftfahr­ zeugs, gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine bekannte Sende- und Empfangseinheit (DE 196 14 362 C1) weist eine Schaltung auf einer Leiterplatte auf. Eine dazuge­ hörige Antenne ist in Form von Leiterbahnen sowohl auf der O­ berseite als auch auf der Unterseite einer Leiterplatte aus­ gebildet. Die Leiterplatte weist entlang der Leiterbahnen Durchkontaktierungen auf, durch die die Leiterbahnen auf der Oberseite mit denen auf der Unterseite elektrisch miteinander verbunden sind. Dadurch wird die effektive Strahlungsfläche der Antenne erhöht.
Durch Befestigen der Leiterplatte, wie z. B. durch Klemmhalte­ rungen im Bereich der Leiterbahnen, können die Leiterbahnen einer solchen Antenne im Laufe der Zeit und infolge von Rüt­ telbeanspruchung durch die auf der Leiterplatte aufliegenden Halterungen mechanisch abgenutzt werden. Die Leiterbahnen werden dann abgeschürft und die Antenne ist dann nicht mehr wirksam oder aufgrund ihrer verkürzten elektrischen Länge nur noch eingeschränkt nutzbar. Außerdem nehmen die Antennen auf der Leiterplatte sehr viel Platz in Anspruch. Das Leiterplat­ tenlayout muß an die Antenne angepaßt werden. Insbesondere muß auf eine elektromagnetische Verträglichkeit geachtet wer­ den.
Aus dem Patent Abstract JP 08222924 A, von dem der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht, ist ein Steckverbinder bekannt, der ein Kontaktelement aufweist, das nicht an andere Elemente angeschlossen ist. Dieses Kontaktelement wird als Empfangsantenne benutzt. Der Steckverbinder weist jedoch kei­ ne zusätzlichen Teile einer Antenne auf.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Antenne für eine Sende- und/oder Empfangseinheit zu schaffen, die einfach und kompakt aufgebaut ist.
Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Pa­ tentanspruch 1 gelöst.
Dabei weist die Sende- und/oder Empfangseinheit eine Leiter­ platte auf, auf der eine elektronische Schaltung angeordnet ist. Ein Steckverbinder ist ebenfalls auf der Leiterplatte befestigt. Der Steckverbinder weist elektrische Kontaktele­ mente auf, die durch das Gehäuse des Steckverbinders hin­ durchgeführt sind. Zumindest ein elektrisches Kontaktelement des Steckverbinders wird als Teil einer Antenne der Sende- und/oder Empfangseinheit verwendet. Zusätzlich ist eine Lei­ tung in dem Steckverbinder verlegt, die über ein Kontaktele­ ment zu der Leiterplatte geführt wird. Diese Leitung dient zusammen mit dem Kontaktelement als Antenne.
Dies hat den Vorteil, daß auf der Leiterplatte keine Antenne angeordnet zu sein braucht. Der Platz auf der Leiterplatte kann somit für die für die Schaltung benötigten Bauelemente verwendet werden. Da der Steckverbinder ohnehin vorhanden ist, wird dieser dazu ausgenutzt, die Antenne aufzunehmen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen beschrieben. So kann die Leitung zusammen mit dem Gehäuse des Steckverbinders spritzgegossen oder in einer Nut eingebettet sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Sende- und/oder Empfangsein­ heit,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Steckverbinder der Sende- und/oder Empfangseinheit nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine Ansicht eines weiteren Steckverbinders der Sen­ de- und/oder Empfangseinheit nach Fig. 1.
Eine Sende- und/oder Empfangseinheit wird für ein Diebstahl­ schutzsystem eines Kraftfahrzeugs verwendet. Hierbei werden von der Sende- und/oder Empfangseinheit Signale ausgesendet und/oder von dieser empfangen. Die empfangenen Signale werden auf ihre Berechtigung geprüft und bei Berechtigung werden Tü­ ren entriegelt oder eine Wegfahrsperre gelöst.
Bei dem folgenden Ausführungsbeispiel ist die Sende- und/oder Empfangseinheit nur als Empfangseinheit vorgesehen. Selbst­ verständlich kann sie auch als Sendeeinheit dienen.
Eine solche Empfangseinheit weist eine Leiterplatte 1 (Fig. 1) auf, auf der eine elektronische Schaltung mit ihren Bau­ elementen 2 angeordnet ist. Auf der Leiterplatte 1 ist ein Steckverbinder 3 angeordnet, der mit seinen elektrischen Kon­ taktelementen 4 (z. B. Kontaktfedern oder Kontaktstifte) in der Leiterplatte 1 z. B. durch Löten befestigt ist. Über einen passenden Gegenstecker 5 können dementsprechend elektrische Verbindungen, wie ein Bussystem oder ein Kabel 11 nach außen zu anderen elektrischen Geräten im Kraftfahrzeug hergestellt werden. Die Leiterplatte 1 ist innerhalb eines Gehäuses 6 an­ geordnet, während der Steckverbinder 3 in der Wand des Gehäu­ ses 6 die elektrische Schnittstelle nach außen darstellt.
Erfindungsgemäß wird zumindest ein elektrisches Kontaktele­ ment 4 des Steckverbinders 3 als Teil einer Antenne der Emp­ fangseinheit auf der Leiterplatte 1 verwendet. Ein solches Kontaktelement 4 wird dann bei aufgestecktem Gegenstecker 5 von diesem nicht kontaktiert, so daß das Kontaktelement 4 wie ein elektrischer Leerlauf und somit als Antenne wirkt. Eine solche Antenne kann auch als Stabantenne bezeichnet werden. Über das Kontaktelement 4 können dann Signale elektromagne­ tisch empfangen (oder im Falle einer Sendeeinheit ausgesen­ det) werden.
Zusätzlich ist eine Leitung 7, beispielsweise in einer Nut 8 (Fig. 2) des Steckverbinders 3 verlegt und mit dem Kontakt­ element 4 verbunden. Leitung 7 und Kontaktelement 4 legen die elektrische Länge der Antenne fest. Diese Leitung 7 kann auch bei der Herstellung des Steckverbinders 3 mit dem Kontaktele­ ment 4 verbunden werden und anschließend gemeinsam in einem Arbeitsschritt mit dem Spritzen des Steckergehäuses des Steckverbinders 3 umspritzt werden. Somit liegt die Leitung 7 in ihrer Lage definiert fest und ist vor äußeren Einflüssen geschützt.
Das Kontaktelement 4, das einen Teil der Antenne bildet, kann in einem größeren Abstand zu den restlichen Kontaktelementen 4 des Steckverbinders 3 angeordnet sein (vgl. Fig. 3). Somit werden elektromagnetische Störeinflüsse der restlichen Kon­ taktelemente 4 auf die Antenne und umgekehrt vermindert.
Die Leitung 7 ist vorzugsweise als ungeschirmte Leitung aus­ gebildet und ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorzugsweise quer zu den Kontaktelementen 4 des Steckverbin­ ders 3 verlegt.
Die effektive elektrische Gesamtlänge der Kontaktelemente 4 und Leitungen 7, die als Antenne dienen, sind dabei auf die Wellenlänge λ (oder ganzzahlige Teile λ/n oder ganzzahlige Vielfache n.λ) der zu empfangenden Signale abgestimmt. Bei der Verwendung in einem Kraftfahrzeug ist in Deutschland/Eu­ ropa als Trägerfrequenz der Signale etwa 433 MHz zugelassen. In anderen Ländern, wie Japan, ist beispielsweise die Fre­ quenz 315 MHz zugelassen.
Die Leitung 7 kann an das Kontaktelement 4 angelötet, ange­ schweißt oder angesteckt werden. Wichtig dabei ist, daß eine Schnittstelle entsteht, die möglichst wenig ohmschen Über­ gangswiderstand aufweist, damit die auszusendende Signale nicht gestört werden. Die Antenne wird über die Sende- und/oder Empfangseinheit über Leiterbahnen der Leiterplatte 1 elektrisch mit dieser verbunden. Die Leiterbahnen können be­ reits als Teil der Antenne ausgebildet sein und verlängern in diesem Fall die elektrische Länge der Antenne.
Eine solche Antenne nimmt wenig eigenen Platz in Anspruch. Das Layout der Leiterplatte 1 kann dabei voll und ganz auf die Sende- und/oder Empfangseinheit ausgerichtet werden. Bei den erfindungsgemäßen Antennen erfolgt die Einstrahlung der elektromagnetischen Energie entlang der Oberfläche der Kon­ taktelemente 4 und der Leitungen 7. Die äußere Form und der räumliche Verlauf der Kontaktelemente 4 und das räumliche Verlegen der Leitungen 7 bestimmen dabei die Empfangscharak­ teristik (Richtcharakteristik) der Antenne. Durch entspre­ chendes Verlegen der Antenne können daher gewünschte Richt­ charakteristika eingestellt werden.
Für die Erfindung spielt die Art des Steckverbinders 3 keine Rolle. Es können Stift-, Messer- oder Federleisten verwendet werden. Der Steckverbinder 3 kann einreihig, zweireihig oder mehrreihig ausgebildet sein. Wesentlich ist, daß zumindest ein Kontaktelement 4 des Steckverbinders 3 und eine Leitung 7 als Antenne verwendet werden. Die Antenne wird dabei durch eine Leiterbahn zwischen der Sende- und/oder Empfangseinheit und dem Steckverbinder 3, einem Kontaktelement 4 und einer zusätzlichen Leitung 7 gebildet, die an das Kontaktelement 4 elektrisch angeschlossen ist.
Der Steckverbinder 3 kann dabei mit seinen Kontaktelementen 4 um 90° abgewinkelt sein (vgl. Fig. 2). Ebenso sind gerade Kontaktelemente 4 möglich. Die Kontaktelemente 4 sind an ei­ nem Ende (leiterplattenseitiges Ende) mit der Leiterplatte 1 elektrisch verbunden. Hierzu können die Kontaktelemente 4 durch Bohrungen der Leiterplatte 1 gesteckt und verlötet wer­ den. Elektrische Klemmverbindungen sind ebenfalls möglich.
Der Steckverbinder 3 kann auch als SMD-Steckverbinder 3 aus­ gebildet sein (vgl. Fig. 3), dessen Kontaktelemente 4 an den leiterplattenseitigen Enden abgewinkelt sind, damit sie auf der Oberfläche der Leiterplatte 1 gelötet werden können.
An den anderen Enden (steckerseitige Enden) werden die Kon­ taktelemente 4 mit Kontaktelementen eines passenden Gegenste­ ckers 5 elektrisch verbunden, falls die beiden Steckverbinder 3 und 5 zusammengesteckt werden.
Der Steckverbinder 3 kann mit seinen Kontaktelementen 4 in die Leiterplatte 1 gelötet und somit an dieser befestigt wer­ den. Ebenso kann der Steckverbinder 3 andere Befestigungsmit­ tel, wie Spreizstifte 9 und/oder Halterungen 10 aufweisen, mit deren Hilfe der Steckverbinder 3 an der Leiterplatte 1 befestigt wird (vgl. Fig. 3). Die Kontaktelemente 4 werden durch Löten, Schweißen oder Einpressen in Durchkontaktierun­ gen mit den Leiterbahnen oder Kontaktflächen auf der Leiter­ platte 1 elektrisch verbunden.
Das Kontaktelement 4, das Teil der Antenne ist, kann dabei eines der ohnehin vorhandenen Kontaktelemente 4 des Steck­ verbinders 3 sein. Es kann aber auch ein separates Kontakt­ element 4 in den Steckverbinder 3 eingelegt oder eingepreßt werden. Dadurch daß die Antenne in den Steckverbinder 3 in­ tegriert ist, ist die Antenne weit von der Masse der Leiter­ platte 1 sowie weit von der metallischen Karosserie des Kraftfahrzeugs entfernt und wird daher von diesen nicht stö­ rend beeinflußt.
Wenn in der Nähe der Leiterbahnen, der Kontaktelemente 4 oder der Leitungen 7 der Antenne keine Masse vorhanden ist, so entfaltet die Antenne ihre größte Wirkung und strahlt Signale gut ab oder empfängt Signale besonders gut.
Mit der Antenne können sowohl Signale gesendet als auch Sig­ nale empfangen werden (falls entsprechende Sendeeinheiten, wie Modulator und Verstärker, oder Empfangseinheiten, wie De­ modulator auf der Leiterplatte 1 vorhanden sind). Üblicher­ weise geschieht dies bei Hochfrequenz, beispielsweise bei 433 MHz.Es genügt, wenn nur eine Sendeeinheit oder nur eine Emp­ fangseinheit auf der Leiterplatte 1 angeordnet ist. Ebenso kann eine gemeinsame Sende- und Empfangseinheit auf dieser angeordnet sein.
Es können auch mehrere Kontaktelemente 4 mit jeweils unter­ schiedlich langen Leitungen 7 verwendet werden. Somit kann die Sende- und/oder Empfangseinheit bei verschiedenen Sende-/Empfangs­ frequenzen optimal genutzt werden.

Claims (4)

1. Antenne für eine Sende- und/oder Empfangseinheit eines Diebstahlschutzsystems eines Kraftfahrzeugs, mit
  • - einer Leiterplatte (1), auf der eine elektronische Schal­ tung angeordnet ist, und mit
  • - einem Steckverbinder (3) mit elektrischen Kontaktelementen (4), die an ihren leiterplattenseitigen Enden über Leiter­ bahnen der Leiterplatte (1) mit der Schaltung elektrisch verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß zumindest ein elektrisches Kontaktelement (4) des Steckverbinders (3) als Teil einer Antenne der Sende- und/oder Empfangseinheit verwendet ist und
  • - daß das elektrische Kontaktelement (4) an seinem stecker­ seitigen Ende mit einer Leitung (7) verbunden ist, die in oder an dem Steckverbinder (3) befestigt ist und die zusam­ men mit dem Kontaktelement (4) eine Antenne der Sende- und/oder Empfangseinheit bildet.
2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (7) in ein Steckergehäuse des Steckverbinders (3) zu­ sammen mit den Kontaktelementen (4) eingespritzt ist.
3. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (7) in einer Nut des Steckverbinders (3) eingebettet ist.
4. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Kontaktelement (4), das als Teil der Antenne ver­ wendet wird, einen Abstand zu einem benachbarten Kontaktele­ ment (4) des Steckverbinders (3) aufweist, der größer ist als der Abstand der restlichen Kontaktelementen (4) zueinander.
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