DE202011052019U1

DE202011052019U1 - Car Antenna

Info

Publication number: DE202011052019U1
Application number: DE201120052019
Authority: DE
Original assignee: Wilhelm Sihn jr GmbH and Co KG
Current assignee: Wilhelm Sihn jr GmbH and Co KG
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2012-01-03
Anticipated expiration: 2021-11-19

Abstract

Kfz-Antenne mit einer Leiterplatte (1), die auf einer Vorderseite Strahlerelemente (2, 3, 4) für verschiedene Frequenzbereiche trägt, wobei die Strahlerelemente (2, 3, 4) als Leiterstreifen einer verzweigten Leiterstruktur ausgebildet sind, die von einem Speisepunkt (5) ausgeht, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (1) auf ihrer Rückseite ein kurzgeschlossenes parasitäres Strahlerelement (6) trägt, das als eine am Rand der Leiterplatte (1) entlang verlaufende Leiterbahn ausgebildet ist und mit einem der Strahlerelemente (4) auf der Vorderseite der Leiterplatte (1) kapazitiv gekoppelt ist.Motor vehicle antenna with a printed circuit board (1) which carries radiator elements (2, 3, 4) for different frequency ranges on a front side, the radiator elements (2, 3, 4) being designed as conductor strips of a branched conductor structure which are fed from a feed point ( 5), characterized in that the circuit board (1) carries a short-circuited parasitic radiator element (6) on its back, which is designed as a conductor path running along the edge of the circuit board (1) and with one of the radiator elements (4) on the Front side of the circuit board (1) is capacitively coupled.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kfz-Antenne mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, wie sie aus der DE 203 20 670 U1 bekannt ist.The invention relates to a motor vehicle antenna with the features specified in the preamble of claim 1, as they are known from DE 203 20 670 U1 is known.

Dachantennen für Kraftfahrzeuge sollen für unterschiedliche Frequenzbereiche genutzt werden können und werden deshalb als Multiband-Antennen konzipiert, die auf einer Leiterplatte mehrere Leiterstreifen als Strahler für unterschiedliche Frequenzbereiche haben. Ständiges Ziel bei der Weiterentwicklung derartiger Antennen ist es, mit einem möglichst kompakten Aufbau eine möglichst gute Empfangs- bzw. Abstrahlcharakteristik in den einzelnen Frequenzbändern zu erreichen.Roof antennas for motor vehicles should be able to be used for different frequency ranges and are therefore designed as multi-band antennas, which have several conductor strips on one circuit board as radiators for different frequency ranges. Constant goal in the further development of such antennas is to achieve the best possible reception or emission in the individual frequency bands with a compact design as possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dachantenne für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die einen kompakten Aufbau hat und in mehreren Frequenzbändern einen guten Empfang ermöglicht.Object of the present invention is to provide a roof antenna for motor vehicles, which has a compact design and allows a good reception in several frequency bands.

Diese Aufgabe wird durch eine Kfz-Antenne mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved by a motor vehicle antenna having the features specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of dependent claims.

Bei einer erfindungsgemäßen Antenne wird durch ein parasitäres Strahlerelement auf der Rückseite der Leiterplatte eine verbesserte Empfangscharakteristik von Strahlerelementen erreicht, die auf der Vorderseite der Leiterplatte von Leiterstreifen einer verzweigten Leiterstruktur gebildet werden. Das parasitäre Strahlerelement ist als eine am Rand der Leiterplatte entlang verlaufende Leiterbahn ausgebildet und mit einem der Strahlerelemente auf der Vorderseite der Leiterplatte kapazitiv gekoppelt.In an antenna according to the invention an improved reception characteristic of radiator elements is achieved by a parasitic radiator element on the back of the circuit board, which are formed on the front side of the circuit board of conductor strips of a branched conductor structure. The parasitic radiating element is designed as a conductor track extending along the edge of the printed circuit board and capacitively coupled to one of the radiator elements on the front side of the printed circuit board.

Indem das parasitäre Strahlerelement als Leiterbahn am Rand der Leiterplatte verläuft, wird selbst bei einer kleinen Leiterplatten, d. h. einer kompakten Antenne, eine große Länge des parasitären Strahlerelements erreicht. Durch die kapazitive Kopplung können die Resonanzen der einzelnen Strahlerelemente für den Empfang verschiedener Frequenzbereiche optimal angepasst werden.By running the parasitic radiating element as a conductor on the edge of the circuit board, even with a small circuit boards, i. H. a compact antenna, reaches a large length of the parasitic radiating element. Due to the capacitive coupling, the resonances of the individual radiator elements can be optimally adapted for the reception of different frequency ranges.

Die Leiterbahn, die das parasitäre Strahlerelement bildet, kann als ein einfacher Streifen am Rand der Leiterplatte verlaufen. Zur Vergrößerung der Länge kann die Leiterbahn in einem oder mehreren Abschnitten aber auch mäanderförmig ausgebildet sein und als Mäander am Rand der Leiterplatte entlang verlaufen, also beispielsweise ein oder mehreren U-förmige Abschnitte aufweisen, die mit einem ersten Schenkel des Us vom Rand weg und einem zweiten Schenkel des Us zum Rand hin verlaufen.The trace forming the parasitic radiating element may run as a simple strip on the edge of the circuit board. To increase the length of the conductor can be formed in one or more sections but also meandering and run as a meander along the edge of the circuit board, so for example, have one or more U-shaped sections with a first leg of the Us away from the edge and a second leg of the US run to the edge.

Die Leiterplatte hat bevorzugt mehrere Randabschnitte, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind, beispielsweise kann die Leiterplatte die Form einer Finne haben. Die das parasitäre Strahlerelement bildende Leiterbahn verläuft bevorzugt entlang von mindestens zwei Randabschnitten, die zwischen sich einen Winkel einschließen, der von 180° abweicht. Mit anderen Worten folgt die Leiterbahn also einem geknickten oder gebogenen Verlauf. Besonders bevorzugt ist die das parasitäre Strahlerelement bildende Leiterbahn so lang, dass sie entlang von gegenüberliegenden Randabschnitten der Leiterplatte verläuft.The circuit board preferably has a plurality of edge portions which are arranged at an angle to each other, for example, the circuit board may have the shape of a fin. The conductor path forming the parasitic radiator element preferably extends along at least two edge sections which enclose therebetween an angle which deviates from 180 °. In other words, the track follows a bent or curved course. Particularly preferably, the conductor path forming the parasitic radiator element is so long that it runs along opposite edge sections of the circuit board.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das parasitäre Strahlerelement mit genau einem der auf der Vorderseite angeordneten Strahlerelemente, bevorzugt dem längsten Strahlerelement, überlappt.An advantageous development of the invention provides that the parasitic radiator element overlaps with exactly one of the radiator elements arranged on the front side, preferably the longest radiator element.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die das parasitäre Strahlerelement bildende Leiterbahn eine größere Länge als der Längste der Leiterstreifen, die auf der Vorderseite der Leiterplatte ein Strahlerelement bilden.A further advantageous development of the invention provides that the conductor path forming the parasitic radiator element has a greater length than the longest of the conductor strips which form a radiator element on the front side of the circuit board.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Komponenten sind darin mit übereinstimmenden Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:Further details and advantages of the invention will be explained with reference to embodiments with reference to the accompanying drawings. Identical and corresponding components are designated therein by corresponding reference numerals. Show it:

1: Eine schematische Darstellung der Vorderseite einer Dachantenne für ein Kraftfahrzeug; 1 : A schematic representation of the front of a roof antenna for a motor vehicle;

2: eine schematische Darstellung der Rückseite der in 1 gezeigten Dachantenne; 2 : a schematic representation of the back of the in 1 roof antenna shown;

3: eine schematische Darstellung der Vorderseite eines weiteren Ausführungsbeispiels; und 3 a schematic representation of the front of another embodiment; and

4: eine schematische Darstellung der Rückseite des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels. 4 : a schematic representation of the back of the in 3 shown embodiment.

Die in 1 dargestellte Kfz-Antenne wird von einer Leiterplatte 1 gebildet, die auf ihrer Vorderseite drei Strahlerelemente 2, 3, 4 für verschiedene Frequenzbereiche trägt. Die Strahlerelemente 2, 3, 4 sind als Leiterstreifen einer verzweigten Leiterstruktur ausgebildet, die von einem Speisepunkt 5 ausgeht.In the 1 illustrated automotive antenna is from a printed circuit board 1 formed on its front three radiator elements 2 . 3 . 4 for different frequency ranges. The radiator elements 2 . 3 . 4 are formed as conductor strips of a branched conductor structure, from a feed point 5 emanates.

Die Strahlerelemente 2, 3, 4 sind bevorzugt als parallel verlaufende Leiterstreifen ausgebildet, die geradlinig sein können. Die Leiterstreifen 2, 3, 4 haben alle eine unterschiedliche Länge und sind für den Empfang unterschiedlicher Frequenzbereiche vorgesehen, beispielsweise kann der längste Leiterstreifen für das AMPS- und GSM900-Band, also dem Frequenzbereich von 824 bis 960 MHz, der mittlere Leiterstreifen für den PCN, PCS, GSM-1800 und/oder den UMTS-Empfang, also dem Frequenzbereich von 1.710 bis 2.170 MHz, und der kürzeste Strahler für den Empfang des LTE2600-Frequenzbereichs, also dem Bereich von 2.500 bis 2.690 MHz vorgesehen sein.The radiator elements 2 . 3 . 4 are preferably formed as parallel conductor strips, which may be rectilinear. The conductor strips 2 . 3 . 4 all have a different length and are for receiving different frequency ranges provided, for example, the longest conductor strip for the AMPS and GSM900 band, ie the frequency range from 824 to 960 MHz, the middle conductor strip for the PCN, PCS, GSM-1800 and / or UMTS reception, ie the frequency range of 1.710 to 2,170 MHz, and the shortest radiator for the reception of the LTE2600 frequency range, ie the range from 2,500 to 2,690 MHz.

Die Anzahl der Strahlerelemente kann variieren, insbesondere kann auch eine größere Anzahl von Strahlerelementen durch zusätzliche Leiterstreifen auf der Leiterplatte 1 vorgesehen sein. Bevorzugt ist dabei, dass die Leiterstreifen nebeneinander, insbesondere der Größe nach geordnet nebeneinander angeordnet sind.The number of radiator elements can vary, in particular, a larger number of radiator elements by additional conductor strips on the circuit board 1 be provided. It is preferred that the conductor strips are arranged side by side, in particular the order of magnitude arranged side by side.

Die Leiterplatte 1 trägt auf ihrer Rückseite ein parasitäres Strahlerelement 6, das kurzgeschlossen ist, also auf Masse liegt. Das parasitäre Strahlerelement 6 ist als eine am Rand der Leiterplatte 1 entlang verlaufende Leiterbahn ausgebildet und mit einem der Strahlerelemente 2, 3, 4 auf der Vorderseite der Leiterplatte 1 kapazitiv gekoppelt, indem es mit diesem überlappt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel überlappt das kapazitive Strahlerelement 6 mit dem Strahlerelement 4, also dem längsten der auf der Vorderseite angeordneten Leiterstreifen, die ein Strahlerelement bilden. Der Überlappungsbereich ist in den 1 und 2 durch einen Pfeil markiert.The circuit board 1 carries on its back a parasitic radiator element 6 Being short-circuited, so lying on earth. The parasitic radiator element 6 is as one on the edge of the circuit board 1 formed along extending conductor track and with one of the radiating elements 2 . 3 . 4 on the front of the circuit board 1 capacitively coupled by overlapping it. In the illustrated embodiment, the capacitive radiator element overlaps 6 with the radiator element 4 , So the longest of the arranged on the front conductor strips which form a radiating element. The overlap area is in the 1 and 2 marked by an arrow.

Durch die Größe des Überlappungsbereichs kann die Stärke der kapazitiven Kopplung angepasst werden, so dass die Strahlerelemente 2, 3, 4 einen optimalen Empfang in den gewünschten Frequenzbereichen ermöglichen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Überlappungsbereich klein, da das Strahlerelement 4 nur mit seinem Ende überlappt. Der Strahlerelement 4 verläuft nämlich schräg zu dem passiven Strahlerelement 6.Due to the size of the overlap region, the strength of the capacitive coupling can be adjusted so that the radiator elements 2 . 3 . 4 allow optimal reception in the desired frequency ranges. In the illustrated embodiment, the overlap area is small because the radiator element 4 just overlaps with its end. The radiator element 4 namely runs obliquely to the passive radiator element 6 ,

Das parasitäre Strahlerelement 6 ist länger als das längste Strahlerelement 4 auf der Vorderseite der Leiterplatte 1, nämlich mehr als doppelt so lang.The parasitic radiator element 6 is longer than the longest radiator element 4 on the front of the circuit board 1 more than twice as long.

Die Leiterplatte 1 kann zusätzliche Schaltungselemente tragen. Erforderlich ist dies jedoch nicht. Die Leiterplatte 1 steht bevorzugt auf einer weiteren Leiterplatte, die zusätzliche Komponenten einer Antennenschaltung tragen kann, beispielsweise Filter und/oder Verstärker.The circuit board 1 can carry additional circuit elements. However, this is not necessary. The circuit board 1 is preferably on a further circuit board, which may carry additional components of an antenna circuit, such as filters and / or amplifiers.

In den 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kfz-Antenne dargestellt. Ebenso wie bei dem vorstehende beschriebenen Ausführungsbeispiel sind auf einer Vorderseite einer Leiterplatte 1 als Strahlerelemente drei Leiterstreifen 2, 3, 4 einer verzweigten Leiterstruktur ausgebildet, die von einem gemeinsamen Speisepunkt 5 ausgeht. Die Leiterplatte 1 trägt auf ihrer Rückseite ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ein parasitäres Strahlerelement 6, das als eine am Rand der Leiterplatte 1 entlang verlaufende Leiterbahn ausgebildet ist und mit einem der Strahlerelemente auf der Vorderseite der Leiterplatte 1, nämlich dem Strahlerelement 4, kapazitiv gekoppelt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Überlappungsbereich zwischen dem parasitären Strahlerelement 6 und dem ein Strahlerelement bildenden Leiterstreifen 4 allerdings wesentlich größer, da auch der Leiterstreifen 4 am Rand der Leiterplatte 1 entlang verläuft.In the 3 and 4 is a further embodiment of a motor vehicle antenna shown. As in the above described embodiment, are on a front side of a printed circuit board 1 as radiator elements three conductor strips 2 . 3 . 4 a branched conductor structure formed by a common feed point 5 emanates. The circuit board 1 carries on its back similar to the embodiment of the 1 and 2 a parasitic radiator element 6 acting as one on the edge of the circuit board 1 along extending conductor track is formed and with one of the radiator elements on the front of the circuit board 1 namely the radiator element 4 , capacitively coupled. In this embodiment, the overlap area is between the parasitic radiator element 6 and the conductor strip forming a radiating element 4 but much larger, as well as the conductor strip 4 at the edge of the circuit board 1 runs along.

Ein weiterer Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 besteht darin, dass das parasitäre Strahlerelement 6 zur Vergrößerung seiner Gesamtlänge einen mäanderförmigen Abschnitt 6a aufweist. In dem mäanderförmigen Abschnitt 6a verläuft die Leiterbahn U-förmig vom Rand der Leiterplatte weg und dann wieder zum Rand hin. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet das parasitäre Strahlerelement 6 nur ein einziges solches U. Zur weiteren Vergrößerung der Gesamtlänge können aber auch mehrere solche mäanderförmige Abschnitte nebeneinander entlang des Randes der Leiterplatte 1 angeordnet sein.Another difference to the embodiment of 1 and 2 is that the parasitic radiating element 6 to increase its overall length a meandering section 6a having. In the meandering section 6a the conductor runs in a U-shape away from the edge of the PCB and then back to the edge. In the illustrated embodiment, the parasitic radiating element forms 6 but only a single such U. To further increase the total length but also several such meandering sections can side by side along the edge of the circuit board 1 be arranged.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 20320670 U1 [0001]

Claims

Car antenna with a printed circuit board ( 1 ), which on a front emitter elements ( 2 . 3 . 4 ) for different frequency ranges, the radiator elements ( 2 . 3 . 4 ) are formed as conductor strips of a branched conductor structure, which from a feed point ( 5 ), characterized in that the printed circuit board ( 1 ) on its back a short-circuited parasitic radiator element ( 6 ), which acts as one at the edge of the printed circuit board ( 1 ) along running conductor track is formed and with one of the radiating elements ( 4 ) on the front of the circuit board ( 1 ) is capacitively coupled.

Vehicle antenna according to claim 1, characterized in that the parasitic steel element ( 6 ) with exactly one of the front mounted radiator elements ( 4 ) overlaps.

Vehicle antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the parasitic steel element ( 6 ) with the longest of the front side formed as a conductor strip radiator elements ( 4 ) overlaps.

Motor vehicle antenna according to one of the preceding claims, characterized in that on the front side at least three, preferably exactly three radiator elements ( 2 . 3 . 4 ) are.

Automotive antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the radiator elements 2 . 3 . 4 ) are formed as parallel conductor strips.

Automotive antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the radiator elements ( 2 . 3 . 4 ) are formed as rectilinear conductor strips.

Automotive antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor strips, which the radiator elements ( 2 . 3 . 4 ) on the front of the circuit board ( 1 ), all have a different length.

Vehicle antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the parasitic radiating element ( 6 ) on the back of the printed circuit board ( 1 ) has to extend its overall length a section which meanders from the edge and then back to the edge.

Vehicle antenna according to one of the preceding claims, characterized in that one of the radiator elements ( 4 ) for receiving frequencies between 824 to 960 MHz, one of the radiating elements ( 3 ) for receiving frequencies between 1.710 and 2.170 MHz and one of the radiating elements ( 2 ) is adapted for receiving frequencies in the broader range.

A vehicle antenna according to claim 9, characterized in that the further frequency range is 698 to 768 MHz, 790 to 862 MHz or 2,500 to 2,690 MHz.

Vehicle antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the parasitic radiating element ( 6 ) is so long that it is along at opposite edge portions of the circuit board ( 1 ) runs.

Vehicle antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the parasitic radiating element ( 6 ) forming a longer track than the longest of the conductor strips on the front of the circuit board ( 1 ) a radiating element ( 4 ) form.