DE4403643A1 - Antennenanordnung bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeug-Antennen für Empfang und für Empfangs- und Sendebetrieb, insbesondere für Mobilfunk und für die verschiedenen funkgestützten Dienste, in ihrer Zuordnung und Anbringung am Fahrzeug.

Für die Anordnung von Antennen am Kraftfahrzeug sind zwei wesentliche Prinzipe bekannt:

• - Die Antenne ist außen auf ein Karosserieteil aufgesetzt und damit verschraubt. Über eine Montageöffnung im Karosserieblech ist sie mit dem Rundfunk- oder Funkgerät im Fahrzeug elektrisch verbunden (z. B. Stabantenne).
• - Die Antenne ist in ein aus dielektrischem Material bestehendes Teil des Karosserieaufbaus integriert, z. B. in eine Scheibe oder einen Stoßfänger.

Speziell für den Rundfunkempfang hat sich besonders die Scheibenantenne durchgesetzt - wegen der aerodynamischen und der gestalterischen Vorteile gegenüber der Verwendung von Stabantennen, aber auch, weil sie weniger Anreiz für Vandalismus bietet. Vor allem ist es möglich, mit vergleichsweise geringem Aufwand Mehrantennenanordnungen zu realisieren, die in Verbindung mit Antennendiversity die sonst besonders für den Fahrbetrieb charakteristischen Pegel- und Qualitätsschwankungen des Empfangssignals weitgehend ausgleichen.

Einen gravierenden Nachteil hat die Antennenstruktur in der Fahrzeugscheibe: Wenn man z. B. für die Teilnahme an den neuen Mobilfunknetzen mit Frequenzen im GHz-Bereich eine Scheibenantenne nutzen will, dann gibt es z.Z. praktisch keine befriedigende technische Lösung, um den Menschen im Fahrzeug vor der bei Sendebetrieb mit relativ hoher Leistung von der Scheibe auch in den Fahrgastraum eintretenden elektromagnetischen Strahlung wirkungsvoll zu schützen. Man ist also bisher für Funkzwecke weiterhin auf Antennen­ elemente angewiesen, die in irgend einer Form auf den Fahrzeugkörper aufgesetzt sind und über die Fahrzeugkontur hinausragen.

Das Karosserieblech und auch die Scheiben - z. B. wenn sie mit einer Metallstruktur versehen sind - bilden dann die Abschirmung und beeinflussen darüber hinaus das elektro­ magnetische Feld mit dem Ergebnis einer günstigeren Strahlungscharakteristik.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Anordnung insbesondere von Funkantennen am Kraftfahrzeug eine Lösung zu finden, die die Vorteile der außen aufgesetzten Antenne mit denen der Scheibenantenne verbindet. Das Prinzip sollte auch für Rundfunkantennen geeignet sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsdetails und -varianten.

Mit dem erfindungsgemäßen Prinzip können Antennen an der Außenseite des Fahrzeugkörpers angeordnet werden, ohne daß sie optisch in Erscheinung treten und ohne daß der Strömungs­ verlauf an der Karosserie gestört wird.

Die hier vorzugsweise angegebenen Anbringungsorte liegen in Bereichen, die erfahrungsgemäß günstige Strahlungsbedingungen gewährleisten.

Die erfindungsgemäße Kehlung oder Kalotte bildet mit der darüberreichenden aufgeklebten Scheibe oder der Kunststoff- Abdeckung einen Hohlraum, der feuchtigkeitsdicht verschließ­ bar ist und unterschiedliche Antennenkonfigurationen erlaubt. Darüber hinaus tragen sie als Blech-Formelemente zusätzlich zur Versteifung der Karosserie bei.

Wenn die Kehlung oder Kalotte nebst Antenne vom Rand einer aufgeklebten Scheibe abgedeckt ist, bildet der Schwarzdruck an der Innenseite des Scheibenrands eine zusätzliche optische Blende. Eine Kunststoff-Abdeckung dagegen ist einerseits als markantes Stilelement in das Fahrzeug-Design einzubeziehen; andererseits ist denkbar, daß sie in der Farbe des Wagens mitlackiert wird und gar nicht als separates Teil erkennbar ist.

Die vorteilhafte Variante, die Antenne in ein dielektrisches Material einzubetten, bietet sich besonders bei Anordnung einer Antenne in einem strömungbeeinflussenden Anbauteil, z. B. einem Heckspoiler, an. Sie kann jedoch auch bei Lösungen mit Kehlung oder Kalotte sehr nützlich sein, etwa als zusätzlicher Schutz vor Feuchtigkeit oder zum Fixieren und Haltern der Antenne.

Für die Anordnung einer Antenne in einem Seitenholm sind bei vielen Fahrzeugen besonders die C-Holme geeignet. Sie sind oft so breit ausgeführt bzw. bieten ausreichend gestal­ terischen Spielraum, so daß dort keine Gefahr besteht, die erfindungsgemäße Kehlung oder Kalotte oder eine adäquate Einformung könnte die Festigkeit oder Formsteifigkeit der Karosserie vermindern.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1. Kehlung oder Kalotte im Dachbereich über der Frontscheibe
a) Hohlraum unter der Scheibe,
b) Hohlraum hinter der Dachkante, mit Abdeck­ element,
c) Abdeckelement als Weiterführung der Scheibe

Fig. 2. Anordnung im oberen Bereich der Heckscheibe
a) Hohlraum unter der Scheibe,
b) Kombination von Kehlung oder Kalotte und konvex ausgewölbtem Abdeckelement,
c) Dachspoiler

Fig. 3. Günstige Heckspoiler-Ausführung

Fig. 4. C-Holm mit Hohlraum für Antennenanordnung

Dabei sind

1 Dachblech,
2 Traverse des Dachrahmens,
3 Klebefalz,
4 Frontscheibe,
5 Heckscheibe,
6 Kehlung oder Kalotte,
7 Abdeckung,
8 Dachspoiler,
9 Heckspoiler,
10 C-Holm.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß bestimmte Rand-, Kanten- und Eckbereiche der Fahrzeug-Karosserie unter technologischen wie auch unter stilistischen und unter funktionellen Gesichtspunkten günstige Voraussetzungen für das Einformen von Hohlräumen bieten, die für die Aufnahme von Antennen für unterschiedliche Zwecke geeignet sind.

Die Hohlräume müssen einen jeweils ausreichenden Querschnitt haben und nach außen mit einer für die elektromagnetische Welle durchlässigen, optisch undurchlässigen Abdeckung versehen werden.

Die Zone um das Fahrzeugdach und zumindest die C-Holme sind hier prädestiniert. Der Dachrahmen und das Dachblech oberhalb der Scheiben, die Schiebedach-Öffnung und auch die C-Holme sind Orte, an denen sich bei unterschiedlichsten Fahrzeug­ typen auch schon andere Funktionselemente für verschiedene Aufgaben finden, wie Wasserableitung, verdeckte Halterungen für Dachaufbauten usw.

Die Traverse 2 des Dachrahmens über der Frontscheibe 4 ist oft als offenes Hohlprofil ausgebildet und kann für die erfindungsgemäße Dachausbildung genutzt werden (Fig. 1a). Günstiger ist es jedoch, die Kehlung oder Kalotte 6 im Bereich des Klebfalzes 3 hinter dem Rand der Frontscheibe 4 (Fig. 1b) bzw. unmittelbar über der Scheibe anzuordnen. So ist bei der Variante nach Fig. 1c die Kunststoff-Abdeckung 7 direkt als Fortsetzung und als Verbindung der Scheibe 4 zum Dachblech 1 ausgebildet.

Auch an der Heckscheibe 5 läßt sich günstig ein Teil des Dachrahmens nutzen oder eine zusätzliche Kehlung 6 hinter der Scheibe anordnen (Fig. 2a). Eine besonders vorteilhafte Variante ist in Fig. 2b dargestellt: Eine Kehlung oder Kalotte 6 im Dach-Randbereich ist mit einem ausgewölbten Kunststoffelement verdeckt, das gleichzeitig als Dachspoiler 8 für das Heckfenster dient.

Der Dachspoiler 8 kann jedoch - je nach Größe - auch separat als "Radom" für eine Antenne genutzt werden, wie in Fig. 2c gezeigt. Das hat den Vorteil, daß an der Karosserie selbst keine konstruktiven Änderungen erforderlich sind.

In den Heckspoiler 9 nach Fig. 3 könnten ohne Schwierig­ keiten gleichzeitig waagerechte (Mittelteil) und senkrechte Antennenstrukturen (Seitenteile) integriert werden.

Mit Fig. 4 wird zuletzt eine Möglichkeit für die Ausbildung des Hohlraums für eine Antenne im C-Holm 10 eines Pkw dargestellt. Dabei ist denkbar, daß die Kehlung oder Kalotte 6 in eine vorhandene und in den Umrissen unverändert bleibende Holmkonstruktion integriert wird; andererseits würde es beim C-Holm - eher als z. B. beim A-Holm - zulässig sein, eine vorhandene Konstruktion zur Aufnahme einer Antenne in den äußeren Abmessungen zu ändern, z. B. etwas breiter zu gestalten.

Die Erfindung ist nicht auf eingeformte und bzw. oder aufgesetzte Hohlräume im Dachbereich längs der Front- und der Heckscheibe beschränkt. Je nach den Erfordernissen des speziellen Anwendungsfalls können der Bereich über den Türen oder über Seitenfenstern und auch andere Punkte am Fahrzeug für die Nutzung der Erfindung günstig sein. So sind durchaus auch Scheinwerfer und andere lichttechnische Einrichtungen als "Hohlräume mit dielektrischer Abdeckung" gemäß der Erfindung zu betrachten und könnten Antennen, z. B. für die Abstandskontrolle zu anderen Fahrzeugen (Sensoren), aufnehmen.

Bei allen hier gezeigten Beispielen ist durch die Blechteile der Karosserie eine wirkungsvolle Abschirmung des Fahrzeug­ inneren gegen das elektromagnetische Feld bei Sendebetrieb der Antenne gegeben.

Die Antenne selbst wird in den erfindungsgemäßen Hohlräumen mit herkömmlichen Techniken und Technologien fixiert, gehalten und betrieben. Besonderheiten bestehen u. a. darin,

• - daß die in einem Hohlraum unter einer Scheibe angeordnete Antenne vorteilhaft an eine Leitung angeschlossen wird, die durch die Klebschicht hindurch in das Fahrzeuginnere geführt werden kann, so daß zusätzliche Bohrungen durch das Karosserieblech nicht erforderlich sind, und
• - daß die Abdeckung (7) wie auch der Heckspoiler (9) nach­ trägliche Arbeiten an vorhandenen Antennen und auch das Nachrüsten von Antennen erlauben.

Claims (6)

1. Antennenanordnung bei Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit eingeklebten Scheiben, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• - in das Dachblech (1) sind im Randbereich eine oder mehrere jeweils randparallele, durchgehende Kehlungen oder aneinandergereihte oder separate Kalotten (6) eingeformt,
• - die Kehlung oder Kalotte (6) wird vom Rand einer aufgeklebten Scheibe (4, 5) verdeckt oder ist mit einer passenden Abdeckung (7) aus einem dielektrischen Material versehen, die optisch in die Karosseriekontur integriert ist,
• - in dem von der Kehlung oder Kalotte (6) und der überstehenden Scheibe (4, 5) oder der Abdeckung (7) gebildeten Hohlraum sind jeweils eines oder mehrere Antennenelemente und Antennenleitungen angeordnet.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Kehlung oder Kalotte (6) in einen Seitenholm, vorzugsweise in den C-Holm (10) des Fahrzeugs, integriert und mit dem Randbereich einer aufgeklebten Scheibe (4, 5) verdeckt oder mit einer in die Fahrzeugkontur optisch integrierten Kunststoffabdeckung (7) versehen ist.

3. Antennenanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum für die Antenne durch eine entsprechende Kehlung oder Kalotte (6) im Randbereich einer Heckklappe bei einem Fahrzeug mit Schrägheck und bzw. oder durch eine vorzugsweise ausgewölbte Abdeckung (8) gebildet wird, die gleichzeitig der Strömungsleitung am Fahrzeug dient.

4. Antennenanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kehlung oder Kalotte (6), insbesondere bei Abdeckung durch den Randbereich einer aufgeklebten Scheibe (4, 5), in den karosserieseitigen Klebefalz (3) eingeformt oder an einer Seite unmittelbar daneben angeordnet ist.

5. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum für die Antenne mit einem dielektrischen Material, vorzugsweise einem Schaumstoff, ausgefüllt ist, in den die Antenne eingebettet ist.

6. Antennenanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung der Erfindung bei Scheinwerfern und anderen lichttechnischen Einrichtungen am Kraftfahrzeug.