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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antennenanordnung und einen Stecker, der zur Verwendung mit einer derartigen Antennenanordnung geeignet ist.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die rapide Verbreitung von Smartphones und anderen Formen von Mobiltelefonen hat einen erheblichen Anstieg der Datenübertragungsvolumen verursacht. In der Mobilfunk-Telekommunikation spielen Antennenanordnungen, die für die Übertragung von breitbandigen Funkfrequenz(HF)-Signalen geeignet sind, eine wichtige Rolle und werden entsprechend häufig für Mobiltelefonsysteme verwendet. Um der Nachfrage nach steigenden Datenübertragungsraten gerecht zu werden, gewinnen MIMO-Antennenanordnungen (Multiple Input Multiple Output), die mehrere Antennenstrahlerelemente umfassen, zunehmend an Bedeutung.
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Allerdings müssen Antennen, die für die Übertragung von HF-Signalen geeignet sind, sehr spezifische Konstruktionsanforderungen erfüllen, um eine optimale HF-Charakteristik zu erreichen. So müssen beispielsweise die Form eines Antennenstrahlerelements und dessen Ausrichtung innerhalb der Antennenanordnung sowie dessen Verbindung mit einer Zuleitung in der Regel strenge Kriterien erfüllen.
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WO2007048258 A1 wurde am 3. Mai 2007 im Namen der Anmelderin veröffentlicht und zeigt eine Antennenanordnung mit einer Breitband-Monopol-Antenne, die für HF-Anwendungen geeignet ist. Die Anmeldung offenbart eine Antenne mit zwei benachbart angeordneten elektrisch leitenden Grundkörpern, die auf einer elektrisch leitenden Grundplatte angeordnet sind. Die zwei elektrisch leitenden Grundkörper sind mithilfe eines Verbindungsmittels mit der Grundplatte verbunden. Erfindungsgemäß wird HF-Leistung über ein Koaxialkabel eingespeist, dessen Außenleiter mit der Grundplatte verbunden ist, während dessen Innenleiter mit einem Einspeisepunkt verbunden ist, der an einem der leitfähigen Grundkörper nahe der Grundplatte angeordnet ist.
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WO2005060048 A1 wurde am 30. Juni 2005 im Namen der KATHREINWERKE KG veröffentlicht und offenbart eine Breitband-Antenne. Diese Anmeldung offenbart eine Antenne, umfassend einen becherähnlich geformten Strahler, der auf einer Grundplatte angeordnet ist, wobei sich der Strahler über die Grundplatte erhebt. Die Grundplatte umfasst eine Ausnehmung, die an einem Fußpunkt des Strahlers angeordnet ist. Durch diese Öffnung erstreckt sich ein Koppelelement in Form eines Stabs, das mit einer Zuleitung für die Antenne verbunden werden kann. Das Koppelelement in Form eines Stabs wird in ein Koppelelement in Form eines Rohrs eingesetzt, das am Strahler angeordnet ist. Diese zwei Koppelelemente sind galvanisch nicht miteinander verbunden und können somit durch einen elektrischen Isolator getrennt sein.
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US8299372 B2 wurde am 30. Oktober 2012 veröffentlicht und beschreibt einen Universal-Verbindungsstecker für die Antennenbefestigung. Diese Veröffentlichung zeigt einen Winkelstecker, der zum Verbinden eines Koaxialkabels mit einer Antenne verwendbar ist. Ein Stecker gemäß dieser Veröffentlichung umfasst mehrere hülsenähnliche Komponenten und Stifte, was minimale Abmessungen beinhaltet, um einen ordnungsgemäßen Zusammenbau zu ermöglichen. Die Veröffentlichung offenbart weiterhin, dass ein erfindungsgemäßer Stecker mithilfe einer Montagemutter mit einer Montagefläche (Platte) verbunden werden kann. In montiertem Zustand befindet sich ein erster Teil des Steckers auf einer Seite der Montageplatte, während sich ein zweiter Teil auf der anderen Seite befindet, was zu einer relativ großen Gesamthöhe führt.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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In zahlreichen Fällen können die vorstehend genannten Kriterien für HF-Komponenten einer Antennenanordnung mit anderen Anforderungen an eine Antennenanordnung in Konflikt stehen, wie Anforderungen betreffend die Höchstwerte für die Außenabmessungen einer Antennenanordnung oder die Art und Weise, wie eine solche Antennenanordnung mit einer Zuleitung verbunden ist. Dies gilt insbesondere für Antennenanwendungen an Fahrzeugen, wie Zügen, Straßenbahnen, Bussen und anderen Fahrzeugarten.
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Derartige Antennen können beispielsweise als Zwischenverstärker dienen, die Fahrgästen die Verwendung ihrer Mobiltelefone in einem Fahrzeug ermöglichen. Aus diesem Grund sind Antennenanordnungen in der Regel auf dem Dach eines Straßen- oder Schienenfahrzeugs positioniert und über Leitungen mit einer Antennenanordnung innerhalb des Fahrzeugs verbunden. Zur Senkung des Luftwiderstands und – im Falle zahlreicher Elektroschienenfahrzeuge – zur Aufrechterhaltung eines Mindestabstands zur Fahrleitung müssen solche Antennenanordnungen eine verhältnismäßig kleine Gesamthöhe aufweisen. Weiterhin können Antennenanordnungen mit niedrigem Profil für die Verwendung in Innenräumen bzw. für den Datenaustausch in einem Gebäude vorteilhaft sein, wo eine unauffällige, flache Konstruktion erforderlich sein kann.
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Darüber hinaus muss die Anzahl der Ports, die im Dach eines Fahrzeugs zum Anschluss einer auf dem Dach befindlichen Antennenanordnung erforderlich sind, so gering wie möglich sein, um das Eindringen von Wasser in das Fahrzeug zu verhindern.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist demzufolge die Bereitstellung einer für MIMO-Anwendungen geeigneten Antennenanordnung, die ein niedriges Profil aufweist und damit eine relativ geringe Höhe.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Antennenanordnung mit mehr als einem Antennenstrahlerelement, die eine geringe Anzahl an Verbindungsports aufweist.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Steckers, der zum Verbinden eines Koaxialkabels mit einem Antennenstrahlerelement verwendbar ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine für HF-MIMO-Anwendungen verwendbare Antennenanordnung eine Grundplatte, die mindestens teilweise elektrisch leitend ist. Eine erfindungsgemäße Antennenanordnung ist jedoch nicht auf diese Art von Anwendungen begrenzt. Eine Grundplatte kann aus einem Metall, wie einer Aluminiumlegierung oder Stahl, hergestellt sein. Sie kann auch aus einem elektrisch leitenden nicht metallischen Material hergestellt sein. Die Grundplatte kann auch aus einem elektrisch isolierenden Material oder einem Material mit einer geringen oder mittleren elektrischen Leitfähigkeit hergestellt sein und eine oder mehrere elektrisch leitende Beschichtungen (beispielsweise Metallbeschichtungen auf Kunststoffmaterial) umfassen. Die Grundplatte kann einstückig ausgebildet oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. Die Grundplatte weist erfindungsgemäß eine obere Fläche auf, die eine obere Ebene festlegt, und eine untere Fläche, die eine untere Ebene festlegt. Die obere Ebene kann als die durch die obere Fläche festgelegte Ebene betrachtet werden, falls verhältnismäßig kleine auf der oberen Fläche angeordnete Erhebungen und/oder Vertiefungen unberücksichtigt bleiben. Die untere Ebene kann als die durch die untere Fläche festgelegte Ebene betrachtet werden, falls verhältnismäßig kleine auf der unteren Fläche angeordnete Erhebungen und/oder Vertiefungen unberücksichtigt bleiben. Die obere und/oder untere Fläche kann Vertiefungen und/oder Erhebungen umfassen, wie Bohrungen, Nuten, Kanäle, Plattformen, Stifte usw. Die Antennenanordnung kann weiterhin ein erstes und ein zweites becherförmiges Antennenstrahlerelement umfassen. Es ist offensichtlich, dass eine erfindungsgemäße Antennenanordnung nicht auf zwei Antennenstrahlerelemente begrenzt ist und somit auch drei, vier, fünf, sechs oder mehr Antennenstrahlerelemente umfassen kann, die beispielsweise für MIMO-Anwendung erforderlich sind. Das erste und das zweite Antennenstrahlerelement können dieselbe Art Strahlerelement sein oder verschiedene Arten von Strahlerelementen umfassen. Die Form eines solchen Antennenstrahlerelements kann auch als kegelförmig und/oder pyramidenförmig beschrieben werden. Im vorliegenden Zusammenhang kann aber auch nur ein Teil einer Antenne schüssel- und/oder becher- und/oder kegel- und/oder pyramidenförmig sein, wohingegen die anderen Teile eine andere Form aufweisen können. Die Antenne weist weiterhin einen Scheitelpunkt auf, der in der Nähe der oberen Ebene der Grundplatte angeordnet ist. Für einige Zwecke kann ein Antennenstrahlerelement auch mehr als einen Scheitelpunkt umfassen. Gegenüber dem Scheitelpunkt weist die Antenne ferner eine Öffnung auf, die distal zur oberen Ebene der Grundplatte angeordnet ist. Diese Öffnung kann auch durch ein Abdeckmittel abgedeckt sein. Andere Komponenten können, falls zweckmäßig, in der Öffnung angeordnet sein, wie nachstehend ausführlich beschrieben. Alternativ oder zusätzlich kann die Öffnung auch ganz oder teilweise mit einem Füllmaterial, wie einem Isoliermaterial, gefüllt sein. Das erste und das zweite Antennenstrahlerelement sind beide oberhalb der Grundplatte und in einem Abstand zueinander beabstandet angeordnet. Beide Antennenstrahlerelemente sind elektrisch mit der Grundplatte verbunden. Eine solche elektrische Verbindung kann beispielsweise durch einstückiges Ausbilden der Antennenstrahlerelemente und der Grundplatte erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich können die Antennenstrahlerelemente mechanisch und elektrisch durch mindestens ein Trägermittel, das, wie nachstehend ausführlich beschrieben, ein Ständer sein kann, mit der Grundplatte verbunden sein. Ferner ist das erste Antennenstrahlerelement im Bereich seines Scheitelpunkts elektrisch mit einem Innenleiter eines ersten Koaxialkabels verbunden, wobei der Innenleiter im Bereich des Scheitelpunkts oberhalb der unteren Ebene angeordnet ist. Weiterhin ist das zweite Antennenstrahlerelement im Bereich seines Scheitelpunkts elektrisch mit einem Innenleiter eines zweiten Koaxialkabels verbunden, wobei der Innenleiter im Bereich des Scheitelpunkts oberhalb der unteren Ebene angeordnet ist. Die elektrische Verbindung kann am Scheitelpunkt hergestellt werden. Sie kann aber auch in einem Abstand vom Scheitelpunkt oder zu den Scheitelpunkten hergestellt werden. Eine elektrische Verbindung kann beispielsweise durch einen direkten mechanischen Kontakt (z. B. durch eine Lötverbindung und/oder eine Schweißverbindung und/oder Einspannen) und/oder durch eine kapazitive Kopplung erreicht werden. Eine erfindungsgemäße Grundplatte umfasst weiterhin mindestens einen Port, der in der unteren Fläche der Grundplatte angeordnet ist. Der Port kann ein Durchgangsloch sein, das sich von der oberen Fläche zur unteren Fläche erstreckt, und/oder eine Vertiefung in der unteren Fläche. Der Port kann mehrere (Unter-)Ports umfassen, wie mehrere Durchgangslöcher und/oder Vertiefungen. Für einige Zwecke kann der Port einer Antennenanordnung im Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Antennenstrahlerelement angeordnet sein, wobei sich mindestens eines der Koaxialkabel über die untere Ebene der Grundplatte durch den Port erstreckt. Falls zweckmäßig verlaufen das erste und das zweite Koaxialkabel durch denselben Port oder durch dieselbe Gruppe/Anordnung von Unterports. Zusätzliche Koaxialkabel und/oder andere Kabelarten können durch denselben Port oder dieselbe Gruppe Unterports verlaufen. Dies kann für Antennenanordnungen mit mehr als zwei Antennenstrahlerelementen und/oder zusätzlichen Antennen oder elektronischen Vorrichtungen, wie GPS-Modulen, zweckmäßig sein. In einigen Anwendungen kann auch eine Übertragung von Massengut, wie eines in beiden Richtungen durch den Port strömenden Kühlmediums, durch den Port stattfinden. Falls zweckmäßig befinden sich die Innenleiter des ersten und des zweiten Koaxialkabels zwischen dem Scheitelpunkt und dem im Wesentlichen zwischen der oberen Ebene und der unteren Ebene angeordneten Port. Somit können mindestens Abschnitte der Koaxialkabel zwischen der oberen Ebene und der unteren Ebene angeordnet sein.
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Für einige Zwecke kann die Grundplatte mindestens einen Kanal umfassen, in dem mindestens ein Innenleiter angeordnet ist. Ein solcher Kanal kann eine mechanisch und elektrisch vorteilhafte Kabelverlegung ermöglichen. Falls zweckmäßig kann mindestens ein Kanal in der oberen und/oder unteren Fläche der Grundplatte angeordnet sein. Ein Kanal kann beispielsweise eine Nut umfassen oder eine Nut sein. Für einige Zwecke kann sich ein Kanal auch im Wesentlichen innerhalb der Grundplatte erstrecken und somit von der oberen oder unteren Seite der Grundplatte nicht sichtbar sein. Derartige innerhalb der Grundplatte angeordnete Kanäle können beispielsweise unter Verwendung einer Grundplatte erhalten werden, die aus zwei oder mehr Schichten aufgebaut ist. Falls zweckmäßig kann der mindestens eine im mindestens einen Kanal angeordnete Innenleiter Teil eines Koaxialkabels sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Kanal auch mit einem festen Isolator und/oder einem Schaumisolator gefüllt sein, der das Koaxialkabel und/oder den Innenleiter trägt. Falls zweckmäßig kann der Kanal im Inneren auch mit Luft gefüllt sein, wobei der Innenleiter von Abstandhalterelementen getragen wird. Falls erwünscht können die Begrenzungswände des Kanals mit dem Außenleiter eines Koaxialkabels verbunden sein oder der Außenleiter des Koaxialkabels sein.
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Falls zweckmäßig ist jedes der Antennenstrahlerelemente mit mindestens einem Ständer an der Grundplatte befestigt. Ein solcher Ständer kann dazu verwendet werden, die Antenne in einer vorbestimmten Position in Bezug zur Grundplatte zu halten und eine bestimmte Art von elektrischer Verbindung zwischen der Grundplatte und einem Antennenstrahlerelement zu erhalten. Ein Ständer kann beispielsweise eine Säule, ein Zylinder oder ein Rohr sein und kann beispielsweise mithilfe einer Lötverbindung, einer Schweißverbindung, einer Schraubverbindung oder einer anderen Art von Verbindung, die zum Erhalt einer bestimmten Art von mechanischer und/oder elektrischer Verbindung zweckmäßig ist, mit der Grundplatte verbunden sein. Gute Verbindungen können erhalten werden, wenn die Grundplatte am Kontaktbereich mit einem Ständer eine Erhebung und/oder eine Vertiefung umfasst, beispielsweise eine erhöhte Plattform oder eine Bohrung. In einigen Anwendungen können gute Ergebnisse unter Verwendung von zwei oder drei Ständern für jedes Antennenstrahlerelement erreicht werden. Abhängig von der Anwendung kann mindestens ein Ständer in einem Abstand zum Scheitelpunkt des Antennenstrahlerelements angeordnet sein, um die mechanische Stabilität zu erhöhen und die Strahlercharakteristik zu optimieren.
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Zwischen dem Scheitelpunkt mindestens eines Antennenstrahlerelements und der unteren Ebene kann ein Stecker in der Grundplatte eingebettet sein. Ein solcher Stecker kann einen Innenleiter umfassen, der in einer montierten Position elektrisch mit dem Antennenstrahlerelement und dem Innenleiter des damit verbundenen Koaxialkabels verbunden ist. Gute Ergebnisse, wie eine minimale Gesamthöhe einer Antennenanordnung, können erzielt werden, wenn der Innenleiter in eine in der oberen und/oder der unteren Fläche der Grundplatte angeordnete Öffnung eingesetzt ist. Eine derartige Öffnung kann beispielsweise ein Durchgangsloch oder ein Grundloch sein. Falls zweckmäßig kann der Stecker mittels Presspassung in eine in der oberen und/oder unteren Fläche der Grundplatte angeordnete Öffnung eingesetzt sein. Für einige Zwecke kann der Innenleiter des Steckers eine Öffnung umfassen, in der der Innenleiter des damit verbundenen Koaxialkabels angeordnet ist. Eine derartige Öffnung kann beispielsweise ein Schlitz oder eine Längsbohrung sein. Gute Ergebnisse können erzielt werden, wenn die Öffnung am proximalen Ende des Innenleiters des Steckers angeordnet ist.
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Für einige Zwecke kann der Innenleiter des Steckers ein Stift sein, der in eine an einem Antennenstrahlerelement angeordnete Buchse reicht. Eine solche Buchse kann im Bereich eines Scheitelpunkts des Antennenstrahlerelements angeordnet sein und in die Öffnung des Antennenstrahlerelements hineinragen. Die Buchse kann mittels Presspassung in das Antennenstrahlerelement eingesetzt oder einstückig mit dem Antennenstrahlerelement ausgebildet sein. Falls zweckmäßig kann die Buchse Federklemmen umfassen, die in mechanischer oder elektrischer Verbindung mit einem distalen Endbereich des Stifts stehen. Eine derartige mechanische und elektrische Verbindung kann durch Kontaktpunkte im Umfang zwischen dem distalen Endbereich des Stifts und den Federklemmen erreicht werden. Falls wünschenswert können sich die Kontaktpunkte auch in einem anderen Bereich des Stifts befinden.
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Alternativ kann der Innenleiter des Steckers eine Buchse sein, in der sich in montiertem Zustand ein am ersten oder am zweiten Antennenstrahlerelement angeordneter Stift befinden kann.
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Falls zweckmäßig kann ein Isolator in der Öffnung des Steckers angeordnet sein und den Innenleiter tragen. Ein solcher Isolator kann aus PTFE, PE, einem Keramikmaterial oder einem anderen Material mit zweckmäßigen dielektrischen und mechanischen Eigenschaften hergestellt sein. Abhängig von der Anwendung können gute Ergebnisse erzielt werden, wenn der Isolator durch einen ersten Spalt vom Antennenstrahlerelement getrennt ist.
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Für einige Zwecke kann der Stecker einen Steckerkörper umfassen, der elektrisch mit dem Außenleiter des ersten oder des zweiten Koaxialkabels verbunden sein kann. Falls zweckmäßig kann der Steckerkörper einstückig mit der Grundplatte ausgebildet sein. Ein Steckerkörper kann auch einen Steckerport umfassen, der an einer Seite angeordnet ist, die nicht zum angeschlossenen Antennenstrahlerelement weist. Ein solcher Port kann als Zugang zum Bereich verwendet werden, in dem der Innenleiter eines Koaxialkabels und der Innenleiter des Steckers wie durch Löten und/oder Schweißen verbunden werden müssen. In montiertem Zustand des Steckers kann ein Port durch die Grundplatte unter Ausbildung einer Abschirmung zum Verhindern von HF-Abstrahlung abgedeckt sein.
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In einigen Anwendungen kann eine Antennenanordnung auch mindestens ein GPS-Modul (Antenne) umfassen, das in der Öffnung eines Antennenstrahlerelements angeordnet sein kann. Ein solches GPS-Modul (Antenne) kann mit einem Zusatzkabel verbunden sein, das sich von der Öffnung des Antennenstrahlerelements zu einem in einem Ständer des Antennenstrahlerelements angeordneten Durchgang zu einem in der Grundplatte angeordneten Kanal erstreckt, der sich zum mindestens einen in der Unterseite der Grundplatte angeordneten Port erstrecken kann.
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Für einige Zwecke kann eine Antennenanordnung ein Radom umfassen, das an der oberen Fläche der Grundplatte angeordnet ist. Ein solches Radom kann mithilfe von Schrauben befestigt sein und kann unter Verwendung einer entsprechenden Radomdichtung abgedichtet sein. Abhängig von der Anwendung kann ein Radom Schutz vor Wasser und/oder Luftstrom und/oder Vandalismus usw. bieten.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die hier beschriebene Erfindung wird anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen, die nicht als Begrenzung der in den anhängenden Ansprüchen beschriebenen Erfindung zu verstehen sind, besser verstanden. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Antennenanordnung von oben;
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2 eine perspektivische Darstellung der Antennenanordnung gemäß 1 von unten;
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3 eine perspektivische Darstellung der Antennenanordnung gemäß 1 von oben, wobei das Radom zur Veranschaulichung entfernt wurde;
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4 eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts der Antennenanordnung gemäß 1 von oben mit;
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5 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Steckers mit einem Koaxialkabel von oben;
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6 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform eines Steckers gemäß 5 mit einem Koaxialkabel von unten;
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7 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform eines Steckers gemäß 5 mit einem Koaxialkabel von unten, wobei ein Abschnitt des Steckers zur Veranschaulichung entfernt wurde;
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8 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Steckers mit einem Koaxialkabel;
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9 Schnittlinie AA in 8;
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10 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines in einer Grundplatte angeordneten und mit einer Antenne verbundenen Steckers;
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11 eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts einer Antennenanordnung von oben, wobei ein Antennenstrahlerelement zur Veranschaulichung teilweise entfernt wurde;
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12 Einzelheit D in 11.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Antennenanordnung 1 mit einem Radom 18 von oben, während 2 eine perspektivische Darstellung der Antennenanordnung 1 von unten zeigt. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Antennenanordnung 1 ohne Radom von oben. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Teils einer Antennenanordnung 1 von oben. Ein Abschnitt eines GPS-Moduls 25, das in einer Öffnung 8 eines Antennenstrahlerelements 6 angeordnet ist, wurde zur Veranschaulichung entfernt. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Steckers 50 von oben. Ein Abschnitt eines Koaxialkabels 30 ist zur Veranschaulichung mit dem Stecker 50 verbunden. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Steckers 50 mit einem Abschnitt eines Koaxialkabels 30 von unten. 7 zeigt den Stecker 50 aus 6, wobei ein Abschnitt eines Steckerkörpers 51 und eines Isolators 56 zur Veranschaulichung entfernt wurde, um einen Innenteil des Steckers 50 freizulegen. 8 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Steckers 50 mit einem Koaxialkabel. Schnittlinie AA des Steckers 50 ist in 9 dargestellt. 10 zeigt einen Querschnitt eines Steckers 50, der in einer Vertiefung der oberen Fläche 3 einer Grundplatte 2 angeordnet ist. Der Stecker 50 ist mit einem Antennenstrahlerelement 5 und einem Koaxialkabel 30 verbunden. Das Koaxialkabel 30 ist zur Veranschaulichung nicht im Querschnitt dargestellt. 11 zeigt einen Abschnitt einer Ausführungsform einer Antennenanordnung 1, wobei ein Antennenstrahlerelement 6 zur Veranschaulichung teilweise entfernt wurde. Einzelheit D in 11 ist in 12 gezeigt.
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Wie in 1 dargestellt kann eine Antennenanordnung 1 eine längliche Quaderform aufweisen. Der Innenteil der dargestellten Antennenanordnung 2 ist von einem Radom 18 abgedeckt, der auf einer Grundplatte 2 angeordnet ist. Die dargestellte Antennenanordnung 1 umfasst ferner ein erstes und ein zweites Koaxialkabel 30, 31 sowie ein Zusatzkabel 26, das ein Koaxial- oder ein Nicht-Koaxialkabel sein kann. Wie in 2 dargestellt, kann eine Antennenanordnung 1 an ihrer unteren Fläche 4 einen Port 9 aufweisen, durch den die Kabel 26, 30, 31 in den Innenteil der Antennenanordnung 1 geführt werden. Weiterhin kann an der unteren Fläche eine Grundplattendichtung 17 angeordnet sein. An einem Fahrzeug montiert kann die Grundplattendichtung als Abdichtmittel zwischen der Antennenanordnung 1 und dem Dach eines Fahrzeugs (nicht dargestellt) dienen, um das Eindringen von Wasser durch den Port 9 der Antennenanordnung 1 und/oder einen im Dach des Fahrzeugs angeordneten Port zu verhindern.
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Wie aus 3 ersichtlich, kann die Antennenanordnung 1 eine Radomdichtung 19 umfassen, die beispielsweise auf ihrer oberen Fläche 3 angeordnet ist. Zum Befestigen eines Radoms 18 kann die Grundplatte 2 erste Befestigungslöcher 14 umfassen, in die Schrauben (nicht dargestellt) von der Unterseite der Grundplatte 2 eingesetzt werden können, um das Radom 18 zu verbinden. Weiterhin kann die Grundplatte 2 zweite Befestigungslöcher 15 umfassen, die Schrauben (nicht dargestellt) aufnehmen können, um sie beispielsweise am Dach eines Fahrzeugs festzuschrauben. Diese zweiten Befestigungslöcher 15 können, falls bevorzugt, auch mit montiertem Radom 18 zugänglich sein, wie in 1 angedeutet. Eine Antennenanordnung 1 kann ein erstes und ein zweites Antennenstrahlerelement 5, 6 umfassen, die auf der oberen Fläche 3 der Grundplatte 2 mithilfe von Ständern 11 angeordnet sind, was nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Die Antennenstrahlerelemente 5, 6 können eine becherähnliche oder schüsselähnliche Form, umfassend eine Öffnung 8, aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann eine Antennenanordnung 1 eine oder mehrere zusätzliche elektronische Vorrichtungen 25 umfassen, die in der Öffnung 8 angeordnet sind, wie ein GPS-Modul. Das erste und das zweite Antennenstrahlerelement 5, 6 sind mit einem ersten und einem zweiten Koaxialkabel 30, 31 verbunden, die sich von den Antennenstrahlerelementen 5, 6 zu einem Port 9 erstrecken, der sich zwischen den Antennenstrahlerelementen 5, 6 befindet. Die Koaxialkabel 30, 31 verlaufen durch den Port 9 durch die Grundplatte 2. Im Port ist ein Kabelumlenkelement 40 angeordnet. Die zusätzliche elektronische Vorrichtung 25 ist mit einem Zusatzkabel 26 verbunden, das sich ebenfalls durch den Port 9 erstrecken und durch die Grundplatte 2 verlaufen kann.
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Wie in 4 dargestellt, kann in einigen Ausführungsformen einer Antennenanordnung ein Koaxialkabel 31 mindestens teilweise in einem in der oberen Fläche 3 angeordneten Kanal 10 angeordnet sein, wobei sich der Innenleiter (nicht dargestellt) des Koaxialkabels 31 mindestens teilweise zwischen einer oberen Ebene L1, die durch eine obere Fläche 3 festgelegt ist, und einer unteren Ebene L2, die durch eine untere Fläche (nicht dargestellt) der Grundplatte 2 festgelegt ist, befindet. Die obere und die untere Ebene L1, L2 sind schematisch durch gepunktete Ebenen dargestellt.
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Das Antennenstrahlerelement 6 befindet sich mithilfe eines Steckers 50, der in einer in der oberen Fläche 3 angeordneten Öffnung 12 angeordnet ist, in elektrischem Kontakt mit dem Innenleiter des Koaxialkabels 31. Der Stecker 50 umfasst einen als Stift ausgebildeten Innenleiter 52, der an seinem proximalen Ende (nicht dargestellt) mit dem Innenleiter des Koaxialkabels 31 verbunden ist, während sein distales Ende (in montiertem Zustand) in eine Buchse 13 des Antennenstrahlerelements 6 eingesetzt ist. Diese Verbindung wird nachstehend ausführlich erklärt.
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Wie in 5 dargestellt, kann eine Ausführungsform eines Steckers 50 einen Steckerkörper 51 umfassen. In einer Öffnung 53, die sich von einer Oberseite zu einer Unterseite des Steckerkörpers 51 erstreckt, ist ein Isolator 56 angeordnet. Der Isolator 56 ragt teilweise aus der Öffnung 53 hervor. Im Isolator 51 ist ein Innenleiter 52 angeordnet, wobei der Innenleiter 52 in der dargestellten Ausführungsform wie ein Stift ausgebildet ist. Der Steckerkörper 51 kann weiterhin einen Ansatz 58 umfassen, was zum Erreichen einer angemessenen Verbindung zwischen dem Steckerkörper 51 und einer Öffnung 12 in der Grundplatte mittels Presspassung vorteilhaft sein kann. Auf einer Seite kann der Stecker 50 eine Bohrung umfassen, in die ein Koaxialkabel 30 eingesetzt werden kann. Wie dargestellt kann das Koaxialkabel 30 eine Hülle umfassen, von der ein Teil entfernt werden kann, um den Außenleiter 34 des Koaxialkabels 30 freizulegen. Wie in 6 dargestellt, kann ein Stecker 50 auch einen Port 63 umfassen, der als Zugang zum proximalen Endbereich 54 des Innenleiters 52 verwendet werden kann, um diesen beispielsweise mit dem Innenleiter des Koaxialkabels 30 zu verbinden, wie in 7 gezeigt. Der Innenleiter 52 eines Steckers 50 umfasst eine Öffnung 57 in Form eines Schlitzes, der den Innenleiter 32 des Koaxialkabels 30 aufnehmen kann. Ein erster elektrischer Verbindungsübergang 59 zwischen dem Außenleiter 34 des Koaxialkabels 30 und dem Steckerkörper 51 kann durch eine Lötstelle erreicht werden. Ein zweiter elektrischer Verbindungübergang 60 zwischen dem Innenleiter 32 des Koaxialkabels 30 und dem Innenleiter 52 des Steckers kann ebenfalls durch eine Lötstelle erreicht werden, was auch ausführlicher in 9 gezeigt ist.
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Wie in 10 dargestellt, kann ein Stecker in einer Öffnung 12 angeordnet sein, die in dieser Ausführungsform einer Antennenanordnung 1 an der oberen Fläche 3 der Grundplatte 2 angeordnet ist. In montiertem Zustand ist der Steckerkörper 51 im Wesentlichen zwischen der oberen und der unteren Ebene L1, L2 angeordnet. Dasselbe gilt für den Innenleiter 32 des Koaxialkabels 30. Wie in 7 und 9 dargestellt, ist der Außenleiter des Koaxialkabels 30 in elektrischem Kontakt mit dem Steckerkörper 51. Wie in 10 dargestellt, ist der Steckerkörper 51 mittels Presspassung in die Öffnung 12 eingesetzt und damit in elektrischem Kontakt mit der Grundplatte 2. Somit ist der Außenleiter 32 elektrisch mit der Grundplatte 2 verbunden. Die Öffnung 12 befindet sich, wie in 10 dargestellt, nahe einem Scheitelpunkt 7 des Antennenstrahlerelements 6. Am Scheitelpunkt 7 ist in einem im Antennenstrahlerelement 6 angeordneten Durchgangsloch eine hülsenähnliche Buchse angeordnet. Die hülsenähnliche Buchse 13 ist mittels Presspassung im Durchgangsloch angeordnet und erstreckt sich in die Öffnung 8 des Antennenstrahlerelements 6 und ragt aus der Innenfläche 22 des Antennenstrahlerelements 6 heraus. Die Buchse umfasst Federklemmen 23, die in der Öffnung 8 angeordnet sind und eine radiale Kontaktkraft auf den distalen Endbereich 55 des in der Hülse 13 angeordneten Innenleiters 52 ausüben, wobei zwischen dem Innenleiter 52 und der Hülse 13 an vorbestimmten Kontaktpunkten eine elektrische Verbindung hergestellt wird. Zwischen dem Isolator 56 und dem Scheitelpunkt 7 ist ein kleiner erster Spalt 61 angeordnet. Weiterhin ist zwischen der unteren Fläche der Öffnung 12 und der Unterseite des Steckers 50 ein zweiter Spalt 54 angeordnet.
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Wie in 11 dargestellt, kann ein GPS-Modul 25 oder eine andere elektronische Vorrichtung in der Öffnung 8 des Antennenstrahlerelements 6 angeordnet sein. Das GPS-Modul 25 ist mit einem Zusatzkabel 26 verbunden, das sich von der Öffnung 8 zu einem in einem der zwei Ständer 11 angeordneten Durchgang 20 zu einem an der oberen Fläche 3 der Grundplatte 2 angeordneten Kanal 10 zu einem Port 9 erstreckt, wie in 3 gezeigt.
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Wie in 12 dargestellt, kann ein Ständer 11 auf einer erhöhten Plattform 16 angeordnet sein, die von der oberen Fläche 3 der Grundplatte 2 hervorsteht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antennenanordnung
- 2
- Grundplatte
- 3
- Obere Fläche
- L1
- Obere Ebene
- 4
- Untere Fläche
- L2
- Untere Ebene
- 5
- Erstes Antennenstrahlerelement
- 6
- Zweites Antennenstrahlerelement
- 7
- Scheitelpunkt
- 8
- Öffnung
- 9
- Port
- 10
- Kanal
- 11
- Ständer
- 12
- Öffnung (Vertiefung)
- 13
- Buchse
- 14
- Erste Befestigungslöcher (für Radom)
- 15
- Zweite Befestigungslöcher (für Grundplatte)
- 16
- Plattform (für Ständer)
- 17
- Grundplattendichtung
- 18
- Radom (Abdeckung)
- 19
- Radomdichtung
- 20
- Durchgang (im Ständer)
- 21
- Außenfläche (Antenne)
- 22
- Innenfläche (Antenne)
- 23
- Federklemme (Buchse)
- 24
- Kontaktpunkt (zwischen Spitzenbereich der Federklemme und Verbindungsstift)
- 25
- GPS-Modul (Zusatzantenne)
- 26
- Zusatzkabel (für GPS)
- 27
- Federklemme
- 28
- Kontaktpunkt (Erhebung)
- 30
- Erstes Koaxialkabel
- 31
- Zweites Koaxialkabel
- 32
- Innenleiter (erstes Koaxialkabel)
- 33
- Innenleiter (zweites Koaxialkabel)
- 34
- Außenleiter (erstes Koaxialkabel)
- 35
- Außenleiter (zweites Koaxialkabel)
- 36
- Hülle
- 37
- Dielektrikum
- 40
- Ablenkelement
- 50
- Stecker
- 51
- Steckerkörper
- 52
- Innenleiter (Stecker)
- 53
- Öffnung
- 54
- Proximaler Endbereich (Innenleiter)
- 55
- Distaler Endbereich (Innenleiter)
- 56
- Isolator
- 57
- Öffnung (Schlitz, Vertiefung)
- 58
- Ansatz
- 59
- Erster elektrischer Verbindungsübergang (erste Lötstelle)
- 60
- Zweiter elektrischer Verbindungsübergang Lötstelle
- 61
- Erster Spalt (Trennung)
- 62
- Zweiter Spalt (Trennung)
- 63
- Steckerport (Zugang zum Innenleiter)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2007048258 A1 [0004]
- WO 2005060048 A1 [0005]
- US 8299372 B2 [0006]
