EP1612886A1 - Antennenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und entsprechendes Kraftfahrzeug - Google Patents

Antennenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und entsprechendes Kraftfahrzeug Download PDF

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EP1612886A1
EP1612886A1 EP05011685A EP05011685A EP1612886A1 EP 1612886 A1 EP1612886 A1 EP 1612886A1 EP 05011685 A EP05011685 A EP 05011685A EP 05011685 A EP05011685 A EP 05011685A EP 1612886 A1 EP1612886 A1 EP 1612886A1
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EP
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antenna
antenna device
motor vehicle
spoiler
vehicle
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EP05011685A
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Ingo Dipl.-Ing. Schön
Jörg Dipl.-Ing. Giere
Andreas Dipl.-Ing. Kelm
Bernhard Schittek
Joachim Dipl.-Ing. Schütz
Andreas Dipl.-Ing. Kwoczek
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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    • H01Q21/30—Combinations of separate antenna units operating in different wavebands and connected to a common feeder system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device for a motor vehicle and a motor vehicle and a spoiler for a motor vehicle, in which the antenna device is arranged.
  • an antenna device for a motor vehicle comprising a dielectric support and components mounted on this dielectric support.
  • these components comprise at least one antenna.
  • the antenna device may comprise an impedance converter associated with this at least one antenna, wherein the impedance converter has a radiator impedance passive or active z. B. on a subsequent Signal interface converts.
  • the antenna device may also have a connection to the mass of the motor vehicle.
  • the at least one antenna in particular comprises at least one receiving antenna and / or at least one transmitting antenna.
  • the at least one transmitting antenna may comprise a mobile radio antenna and / or a transmitting antenna for vehicle comfort control
  • the at least one receiving antenna is a radio antenna, a mobile radio antenna, a television antenna, a Digital Audio Broadcasting (DAB) antenna, an SDARS Antenna (Satellite Digital Audio Reception System), a GPS antenna and / or a receiving antenna for vehicle comfort control may include.
  • DAB Digital Audio Broadcasting
  • SDARS Antenna Satellite Digital Audio Reception System
  • GPS antenna and / or a receiving antenna for vehicle comfort control may include.
  • one or more antennas may be printed or adhered to the dielectric support.
  • the dielectric support is wholly or partly formed of a transparent material or opaque material. That is, the dielectric support may also be partially formed of a transparent and partially opaque material.
  • the dielectric support is at least partially formed of a transparent material
  • the antenna device may comprise a fairing which encloses individual or all components.
  • the antenna device may include one or more panels, wherein the single panel surrounds one or more of the components.
  • the antenna device can also be installed without additional measures at locations in the motor vehicle, which is often a view of an occupant of the motor vehicle falls, z. B. in the area of the roof of the motor vehicle, or which are exposed to touches of inmates.
  • a motor vehicle with a windshield, a rear window and a roof is also provided.
  • the roof extends in the longitudinal direction of the motor vehicle from the windscreen to the rear window.
  • the antenna device described above is arranged in a roof area which extends from the upper region of the windshield over the roof to the upper region of the rear window, d. H.
  • This roof area includes both a part of the windscreen and a part of the rear window.
  • the roof area or upper part of the motor vehicle offers advantages in terms of reception and transmission properties of the antennas
  • the roof area offers sufficient space for the antenna device to be housed without difficulty.
  • the present invention also provides a spoiler for a motor vehicle, which spoiler comprises the above-described antenna device.
  • the spoiler either of a dielectric material or at least partially made of metal consist.
  • the antenna device forms either a part of the outer surface of the spoiler or a portion of the outer surface of the spoiler is made of a dielectric material, at which area of the outer surface the antenna device is mounted in the spoiler.
  • the spoiler Similar to the roof area of the motor vehicle, the spoiler, because of its exposed location, offers advantages in terms of the reception and transmission characteristics of the antennas and offers sufficient space for accommodating the antenna device.
  • the same type of antenna device it is possible for the same type of antenna device to be used for a plurality of vehicle types.
  • the antenna device according to the invention is particularly suitable for installation in a roof area or a spoiler of the motor vehicle. But it is not limited to these preferred bays, but can also be used at other locations of the vehicle, such. B. in the boot lid, be installed.
  • FIG. 1 schematically shows an antenna device 8 with a dielectric support 1 and components mounted thereon. These components comprise a transmitting antenna 3 and a receiving antenna 6 as well as an impedance converter 5 tuned to the receiving antenna 6.
  • the impedance converter 5 is electrically connected to an interface 7 of the antenna device 8 via which the signals for the transmitting antenna 3 are fed in and the signals can be tapped from the receiving antenna 6.
  • the transmitting antenna 3 does not have its associated impedance converter, since in the present embodiment it is assumed that the connected device which transmits via the transmitting antenna 3, for example a mobile phone, delivers a sufficiently high transmission power.
  • the antenna device 8 is connected to the mass 2 of the motor vehicle.
  • FIG. 2 illustrates a motor vehicle 10 with a spoiler 11.
  • the antenna device 8 described in FIG. 1 is arranged either in a roof area 14 or in the spoiler 11.
  • the roof area 14 comprises the upper part of the windshield 12 of the motor vehicle 10 and the upper part of the rear window 13 of the motor vehicle and the entire roof 15 of the motor vehicle 10.
  • the antenna device 8 or the dielectric support 1 may be bent, which of course belongs to the scope of the present invention.

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Abstract

Eine Antennenvorrichtung (8) für ein Kraftfahrzeug (10) wird offenbart, wobei die Antennenvorrichtung (8) einen dielektrischen Träger (1) und daran angebrachte Komponenten umfasst, welche mindestens eine Antenne (3; 6) und einen der mindestens einen Antenne (6) zugeordneten Impedanzwandler (5) umfassen. Zusätzlich wird das Kraftfahrzeug (10), wobei die Antennenvorrichtung (8) in einem Dachbereich (14) des Kraftfahrzeugs (10) angeordnet ist, und ein Spoiler (11), in welchem die Antennenvorrichtung (8) angeordnet ist, beschrieben.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug und einen Spoiler für ein Kraftfahrzeug, in welchen die Antennenvorrichtung angeordnet ist.
  • In der letzten Zeit hat die Anzahl der in ein Kraftfahrzeug eingebauten Antennen stark zugenommen. Neben der obligatorischen Hörfunkantenne werden heutzutage unter anderem auch TV-Antennen, Mobilfunkantennen und Antennen zur Navigation in ein Kraftfahrzeug eingebaut. Nach dem Stand der Technik werden diese unterschiedlichen Antennen einzeln an den jeweiligen Fahrzeugtyp angepasst und an meist unterschiedlichen Stellen im Kraftfahrzeug eingebaut, wodurch die jeweilige Antenne für unterschiedliche Fahrzeugtypen unterschiedlich ausgestaltet ist, was nachteiliger Weise zu einer hohen Anzahl unterschiedlicher Antennenvarianten führt. Dabei werden teilweise Leistungseinbußen durch einen nicht optimalen Einbauplatz in Kauf genommen. Des Weiteren ist es aufwändig, die sich an unterschiedlichen Stellen befindenden Antennen im Kraftfahrzeug zu verdrahten. Außerdem kommt es vor, dass wegen starker Karosserierückwirkungen die Karosserie eines Fahrzeugs für eine Antenne spezifisch angepasst werden muss, was zu erhöhten Kosten führt.
  • Deshalb ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antennenvorrichtung bereitzustellen, welche die vorab beschriebenen Nachteile und Probleme umgeht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 13 und einen Spoiler nach Anspruch 15 erfüllt. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Antennenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei die Antennenvorrichtung einen dielektrischen Träger und an diesem dielektrischen Träger angebrachte Komponenten umfasst. Dabei umfassen diese Komponenten wiederum mindestens eine Antenne. Zusätzlich kann die Antennenvorrichtung einen dieser mindestens einen Antenne zugeordneten Impedanzwandler umfassen, wobei der Impedanzwandler eine Strahlerimpedanz passiv oder aktiv z. B. auf eine darauf folgende Signalschnittstelle wandelt. Dabei kann die Antennenvorrichtung auch eine Anbindung an die Masse des Kraftfahrzeugs besitzen. Die mindestens eine Antenne umfasst dabei insbesondere mindestens eine Empfangsantenne und/oder mindestens eine Sendeantenne.
  • Indem unterschiedliche Antennen des Kraftfahrzeuges erfindungsgemäß in der Antennenvorrichtung konzentriert sind, wird der Einbau dieser Antennen, nicht zuletzt durch die Konzentration der Bordnetzanschlüsse, gegenüber dem Fall, dass diese Antennen einzeln bzw. verteilt in das Kraftfahrzeug eingebaut werden, stark vereinfacht, wodurch z. B. die Produktion des Kraftfahrzeugs kostengünstiger gestaltet werden kann. Außerdem wird durch die Konzentration unterschiedlicher Antennen in einem Bauraum, d. h. in der Antennenvorrichtung, die Variantenvielfalt der Kraftfahrzeuge reduziert. Durch den Einsatz eines dielektrischen Materials für den Träger werden die Sende- und Empfangseigenschaften der Antennen durch den Träger nicht negativ beeinflusst. Ein weiterer Vorteil betrifft den Service, der im Fall eines Ausfalls einer Antenne nur die komplette Antennenvorrichtung oder nur das jeweils betroffene Teil der Antennenvorrichtung austauschen kann, wobei der Service im zweiten Fall vorteilhafter Weise genau weiß, dass sich das betroffene Teil nur in der Antennenvorrichtung befinden kann.
  • Erfindungsgemäß kann die mindestens eine Sendeantenne eine Mobilfunkantenne und/oder eine Sendeantenne zur Kraftfahrzeugkomfortsteuerung umfassen, während die mindestens eine Empfangsantenne eine Hörfunkantenne, eine Mobilfunkantenne, eine Fernsehantenne, eine DAB-Antenne (Digital Audio Broadcast; Antenne zum Empfang eines digitalen Hörfunks), eine SDARS-Antenne (Satellite Digital Audio Reception System; Antenne zum Empfang des über einen Satelliten ausgestrahlten digitalen Hörfunks), eine GPS-Antenne und/oder eine Empfangsantenne zur Kraftfahrzeugkomfortsteuerung umfassen kann. Dabei können eine oder mehrere Antennen auf den dielektrischen Träger aufgedruckt oder aufgeklebt sein.
  • Insbesondere gehört es zum Umfang der vorliegenden Erfindung, dass alle von dem Kraftfahrzeug benötigten Antennen zusammen mit allen zum Betrieb oder zur Halterung der Antennen notwendigen Zusatzkomponenten, wie z. B. Impedanzwandlern, Gehäusen und Halteelementen, in der Antennenvorrichtung konzentriert bzw. integriert sind.
  • Vorteilhafter Weise ist der dielektrische Träger ganz oder teilweise aus einem durchsichtigen Material oder undurchsichtigen Material ausgebildet. Das heißt, der dielektrische Träger kann auch teilweise aus einem durchsichtigen und teilweise aus einem undurchsichtigen Material ausgebildet sein.
  • Für den Fall dass der dielektrische Träger zumindest teilweise aus einem durchsichtigen Material ausgebildet ist, ist es möglich, die Antennenvorrichtung zumindest teilweise in einem Fensterbereich des Kraftfahrzeuges einzubauen. Falls die Antennenvorrichtung im Dachbereich des Kraftfahrzeuges angeordnet ist, kann zumindest ein Teil des Dachbereichs durchsichtig ausgestaltet sein. Dagegen kann es vorteilhaft sein, den dielektrischen Träger an denjenigen Stellen, an denen eine Komponente angebracht ist, undurchsichtig auszugestalten, um den Blick auf diese Komponente zu verwehren.
  • Erfindungsgemäß kann die Antennenvorrichtung eine Verkleidung umfassen, welche einzelne oder alle Komponenten einschließt. Alternativ kann die Antennenvorrichtung eine oder mehrere Verkleidungen aufweisen, wobei die einzelne Verkleidung eine oder mehrere der Komponenten umgibt.
  • Durch die Verkleidung kann die Antennenvorrichtung auch ohne zusätzliche Maßnahmen an Stellen in das Kraftfahrzeug eingebaut werden, auf welche häufig ein Blick eines Insassen des Kraftfahrzeugs fällt, z. B. im Bereich des Daches des Kraftfahrzeugs, oder welchen Berührungen von Insassen ausgesetzt sind.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Kraftfahrzeug mit einer Frontscheibe, einer Heckscheibe und einem Dach bereitgestellt. Dabei erstreckt sich das Dach in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs von der Frontscheibe bis zur Heckscheibe. Die vorab beschriebene Antennenvorrichtung ist dabei in einem Dachbereich angeordnet, welcher sich von dem oberen Bereich der Frontscheibe über das Dach zu dem oberen Bereich der Heckscheibe erstreckt, d. h. dieser Dachbereich beinhaltet sowohl einen Teil der Frontscheibe als auch einen Teil der Heckscheibe.
  • Der Dachbereich bzw. obere Teil des Kraftfahrzeugs bietet zum einen hinsichtlich von Empfangs- und Sendeeigenschaften der Antennen Vorteile, zum anderen bietet der Dachbereich genügend Raum, dass die Antennenvorrichtung problemlos untergebracht werden kann. Dadurch ist es möglich, dass derselbe Antennenvorrichtungstyp für mehrere Fahrzeugtypen eingesetzt wird, was einen großen Vorteil für den Service (Stichwort: Lagerhalterung) bedeutet.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch einen Spoiler für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung, wobei dieser Spoiler die vorab beschriebene Antennenvorrichtung umfasst. Dabei kann der Spoiler entweder aus einem dielektrischen Material oder zumindest teilweise aus Metall bestehen. Im zweiten Fall bildet die Antennenvorrichtung entweder einen Teil der Außenfläche des Spoilers oder ein Bereich der Außenfläche des Spoilers besteht aus einem dielektrischen Material, wobei an diesem Bereich der Außenfläche die Antennenvorrichtung in dem Spoiler angebracht ist.
  • Ähnlich wie der Dachbereich des Kraftfahrzeugs bietet der Spoiler auf Grund seines exponierten Standorts Vorteile hinsichtlich der Empfangs- und Sendeeigenschaften der Antennen und bietet genügend Raum zum Unterbringen der Antennenvorrichtung. Auch hierbei ist es möglich, dass derselbe Antennenvorrichtungstyp für mehrere Fahrzeugtypen eingesetzt wird.
  • Wie vorab beschrieben, eignet sich die erfindungsgemäße Antennenvorrichtung insbesondere zum Einbau in einen Dachbereich oder einen Spoiler des Kraftfahrzeugs. Sie ist aber nicht auf diese bevorzugten Einbauplätze beschränkt, sondern kann auch an anderen Stellen des Kraftfahrzeugs, wie z. B. im Kofferraumdeckel, eingebaut werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert.
    • Fig. 1 stellt schematisch eine erfindungsgemäße Antennenvorrichtung dar.
    • Fig. 2 stellt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug zusammen mit einem erfindungsgemäßen Spoiler dar.
  • In Fig. 1 ist schematisch eine Antennenvorrichtung 8 mit einem dielektrischen Träger 1 und daran angebrachten Komponenten dargestellt. Diese Komponenten umfassen eine Sendeantenne 3 und eine Empfangsantenne 6 sowie einen auf die Empfangsantenne 6 abgestimmten Impedanzwandler 5. Der Impedanzwandler 5 ist elektrisch mit einer Schnittstelle 7 der Antennenvorrichtung 8 verbunden, über die zum einen die Signale für die Sendeantenne 3 eingespeist und zum anderen die Signale von der Empfangsantenne 6 abgegriffen werden können. Die Sendeantenne 3 besitzt keinen ihr zugeordneten Impedanzwandler, da im vorliegenden Ausführungsbeispiel davon ausgegangen wird, dass das angeschlossene Gerät, welches über die Sendeantenne 3 sendet, z.B. ein Handy, eine ausreichend hohe Sendeleistung liefert. Zusätzlich ist die Antennenvorrichtung 8 mit der Masse 2 des Kraftfahrzeugs verbunden.
  • Die Fig. 2 stellt ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Spoiler 11 dar. In diesem Kraftfahrzeug 10 ist die in Fig. 1 beschriebene Antennenvorrichtung 8 entweder in einem Dachbereich 14 oder in dem Spoiler 11 angeordnet. Dabei umfasst der Dachbereich 14 den oberen Teil der Frontscheibe 12 des Kraftfahrzeugs 10 und den oberen Teil der Heckscheibe 13 des Kraftfahrzeugs sowie das gesamte Dach 15 des Kraftfahrzeugs 10. Sollte der Einbauplatz der Antennenvorrichtung 8 sowohl einen Teil der Frontscheibe 12 als auch einen Teil des Daches 15 umfassen, kann die Antennenvorrichtung 8 bzw. der dielektrische Träger 1 gebogen bzw. geknickt ausgestaltet sein, was selbstverständlich zum Umfang der vorliegenden Erfindung gehört.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Dielektrischer Träger
    2
    HF-Masseanbindung
    3
    Sendeantenne
    5
    Impedanzwandler
    6
    Empfangsantenne
    7
    Schnittstelle
    8
    Antennenvorrichtung
    10
    Kraftfahrzeug
    11
    Spoiler
    12
    Frontscheibe
    13
    Heckscheibe
    14
    Einbaubereich des dielektrischen Trägers
    15
    Dach

Claims (17)

  1. Antennenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenvorrichtung (8) einen dielektrischen Träger (1) und daran angebrachte Komponenten umfasst, welche mindestens eine Antenne (3; 6) umfassen.
  2. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Antennenvorrichtung (8) angebrachten Komponenten zusätzlich mindestens einen Impedanzwandler (5) umfassen, wobei jeweils einer der mindestens einen Impedanzwandler (5) einer der mindestens einen Antenne (6) zugeordnet ist.
  3. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der mindestens einen Antenne (3; 6) auf den dielektrischen Träger (1) aufgedruckt oder aufgeklebt ist.
  4. Antennenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenvorrichtung auch eine Anbindung (2) an eine Masse des Kraftfahrzeugs (10) umfasst.
  5. Antennenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Antenne mindestens eine Empfangsantenne (6) und/oder mindestens eine Sendeantenne (3) umfasst.
  6. Antennenvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sendeantenne (3) eine Mobilfunkantenne und/oder eine Sendeantenne zur Kraftfahrzeugkomfortsteuerung umfasst.
  7. Antennenvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Empfangsantenne (6) eine Hörfunkantenne, eine Mobilfunkantenne, eine Fernsehantenne, eine DAB-Antenne, eine SDARS-Antenne, eine GPS-Antenne und/oder eine Empfangsantenne zur Kraftfahrzeugkomfortsteuerung umfasst.
  8. Antennenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten auf derselben Seite des dielektrischen Trägers (1) platziert sind.
  9. Antennenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrische Träger (1) zumindest teilweise aus einem durchsichtigen Material und/oder zumindest teilweise aus einem undurchsichtigen Material ausgebildet ist.
  10. Antennenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenvorrichtung (8) mindestens eine Verkleidung von mindestens einer Komponente umfasst.
  11. Antennenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenvorrichtung (8) eine Verkleidung umfasst, welche einzelne oder alle der Komponenten einschließt.
  12. Antennenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrische Träger (1) gebogen und/oder geknickt ausgestaltet ist.
  13. Kraftfahrzeug mit einer Frontscheibe (12), einer Heckscheibe (13) und einem Dach (15), welches sich in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (10) von der Frontscheibe (12) bis zur Heckscheibe (12) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1-12 in einem Bereich (14) angeordnet ist, welcher das Dach (15), einen oberen Bereich der Frontscheibe (12) und einen oberen Bereich der Heckscheibe (13) umfasst.
  14. Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Seite des dielektrischen Trägers (1), auf welcher die Komponenten nicht angeordnet sind, nach oben ausgerichtet ist.
  15. Spoiler für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass der Spoiler (11) die Antennenvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1-12 umfasst.
  16. Spoiler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Spoiler (11) aus einem dielektrischen Material besteht.
  17. Spoiler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Spoiler (11) teilweise aus Metall besteht, wobei entweder die Antennenvorrichtung (1) einen Teil einer Außenfläche des Spoilers (11) bildet oder ein Bereich der Außenfläche des Spoilers (11) aus einem dielektrischen Material besteht, wobei an diesem Bereich die Antennenvorrichtung (1) angebracht ist.
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