EP2248221B1 - Antennenanordnung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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EP2248221B1
EP2248221B1 EP09715961.0A EP09715961A EP2248221B1 EP 2248221 B1 EP2248221 B1 EP 2248221B1 EP 09715961 A EP09715961 A EP 09715961A EP 2248221 B1 EP2248221 B1 EP 2248221B1
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EP
European Patent Office
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antenna
motor vehicle
dab
rear window
coil
Prior art date
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Active
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EP09715961.0A
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English (en)
French (fr)
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EP2248221A1 (de
Inventor
Johannes Hoedl
Wilhelm Probst
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2248221A1 publication Critical patent/EP2248221A1/de
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Publication of EP2248221B1 publication Critical patent/EP2248221B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1271—Supports; Mounting means for mounting on windscreens
    • H01Q1/1278—Supports; Mounting means for mounting on windscreens in association with heating wires or layers

Definitions

  • the invention relates to an antenna arrangement for a motor vehicle.
  • antennas In order to use, for example, radio and TV services in motor vehicles, modern motor vehicles usually have at least one, often even many, possibly also different types of antennas. As a rule, in designing the antennas, an attempt is made to achieve the best possible compromise between antenna efficiency, electromagnetic compatibility with regard to intrinsic disturbance in the vehicle and vehicle design. In modern motor vehicles, for example, antennas are often installed in the rear window, in one of the rear side windows or in the spoiler.
  • an antenna arrangement which is completely or partially installed in such a vehicle part, for example, the rear window, comprise a plurality of antennas. It may also include ancillary elements to the antenna (s), such as connectors, amplifiers, chokes, and / or signal processing units (e.g., antenna diversity module). Even components that primarily do not fulfill an antenna function, such as a rear window heater, may be included in the antenna arrangement.
  • heating cables of a rear window heater also fulfill an antenna function in addition to their heating function.
  • it is for example from the WO 2005/060044 A1 known to suppress the heating current transmitted to the heater serving as an antenna board electrical system failures by modules with high-frequency high-impedance behavior (so-called blocking circuits or Sperrnikdrosseln) when the antenna connection point is galvanically connected to the heating field.
  • blocking circuits such as blocking circuits or Sperrnikdrosseln
  • antenna utility currents flow to the supply potential of the voltage supply and / or to the ground potential.
  • US 5,581,263 describes a glass antenna array whose taps and filter elements are arranged so as to give respectively optimum equivalent antenna lengths for AM and FM reception.
  • WO 2005/060044 A1 teaches a vehicle windshield antenna with a decoupling element, which is galvanically decoupled from a serving as an antenna rear window, but is capacitively coupled with this.
  • the object of the invention is to improve the antenna reception of AM antennas used in motor vehicles.
  • the antenna arrangement according to the invention has at least one AM antenna for the reception of at least long, medium and / or shortwave signals and at least one further adjacent to the AM antenna arranged electrically conductive component, which is designed as a further antenna of the motor vehicle.
  • the further component is connected to a ground and / or supply potential of the motor vehicle via at least one filter element. By the filter element signal frequencies are suppressed in at least one of the AM antenna to be received frequency range.
  • the further antenna is designed as a TV antenna, wherein the antenna arrangement comprises an antenna amplifier for the TV antenna, wherein the antenna amplifier is integrated in a housing of the filter element.
  • the invention improves the reception characteristics of the AM antenna in the long, medium and / or shortwave range. Surprisingly, not leading to this technical success filter measures that are directly related to the AM antenna itself, but filter measures that are related to an adjacent component.
  • the characteristic reception characteristics of the AM antenna in the long, medium and / or shortwave range can be selectively changed, e.g. an angle of arrival dependent gain can be achieved.
  • AM antennas included in prior art antenna assemblies have suboptimal properties associated with specific market or customer requirements. For example, it is typically of high importance to the North American market to be able to receive radio in very good sound quality over medium wave. However, this customer expectation can not always be met satisfactorily with the above-mentioned compromise between antenna efficiency, electromagnetic compatibility and vehicle design. This is particularly true in regions of weak transmit signal strength (e.g., in rural areas).
  • the physical nature, in particular the length of the AM antenna installed in the rear, side window or spoiler is then often insufficient for the reception of medium waves. Even unfavorable conditions can complicate the medium-wave reception and reduce its quality. In many cases, the above-mentioned typical installation locations on the motor vehicle even do not exist at all.
  • deficits in the antenna performance may arise in connection with specific market requirements, for example in the case of unusual frequency bands, field strengths or altered transmitter or geographical typology.
  • the invention is particularly suitable for use with AM antennas, the length of which is much smaller than the wavelength of the received signals, since the abovementioned suboptimal properties and / or deficits can occur more frequently in such AM antennas in conventional antenna arrangements.
  • the invention is based on the consideration that the reception properties of the AM antenna can be improved by metallic or otherwise electrically conductive components which are directly and / or electrically low impedance connected to the vehicle electrical mass and which are arranged adjacent to the AM antenna, such be influenced that the vehicle electrical mass for the AM antennas is no longer "visible” as a ground potential.
  • “Visible” is a conductive element in the present context when acting as a parasitic capacitance on the antenna. Such parasitic capacitances attenuate the supply of the antenna signal power to the next stage of the signal chain, which is often designed as an amplifier. The invention prevents such steaming.
  • the vehicle mass of one of the AM antenna adjacent component can be made in a particularly simple manner for the AM antenna "invisible" by the adjacent components - provided this does not impair its function - are made of electrically non-conductive material. Likewise, if this does not affect its function, the adjacent component can be electrically insulated from the vehicle mass.
  • the invention provides for targeted filtering of the adjacent component for the frequency range to be received by the AM antenna.
  • the adjacent vehicle mass becomes selectively invisible to such frequencies.
  • the component can be simultaneously filtered for all higher frequencies. It can then be used as a filter element a low pass.
  • the invention is particularly advantageously applicable to antenna arrangements in which the heating wires of a rear window heater run at least partially in the immediate vicinity of the AM antenna.
  • the improvement of the AM reception effected by the invention is particularly clear in such cases.
  • the invention is advantageously applicable to antenna arrangements in which another antenna, namely a TV (or TV and FM) antenna is arranged as a further component according to the invention at least partially in the immediate vicinity of the AM antenna.
  • another antenna namely a TV (or TV and FM) antenna
  • both antennas may be mounted on the same rear window. Even in such cases, the invention causes a significant improvement in AM reception.
  • the arrangement of the inventively filtered component in a large geometric distance of lying on ground potential parts, lines or other components serve.
  • this can also serve a purposeful low-impedance and low-capacitive design of the other terminals of the filtered component and / or a targeted low-impedance and low-capacitive design of possibly required matching circuits of the component.
  • the further component is designed as a further antenna.
  • this antenna is then connected to the ground and / or supply potential of the Motor vehicle (in addition to the above-mentioned filter element) further connected via at least one additional filter element, are suppressed by which signal frequencies in at least one of the other antenna to be received frequency range.
  • antenna useful currents of the further antenna flow away to the supply potential and / or to the ground potential.
  • the antenna arrangement has at least one further electrically conductive component arranged adjacent to the AM antenna, and the filter element has a bifilar coil with a first and a second partial coil.
  • the further component is connected to the ground and / or supply potential via the first partial coil of the bifilar coil.
  • the further component is connected to the ground and / or supply potential via the second partial coil of the bifilar coil.
  • a bifilar coil is to be understood as a two-wire coil wound in opposite directions. Each winding core represents for itself a full-fledged coil, here called part coil.
  • the further component mentioned in the preceding paragraph can also be designed as an antenna, in particular FM and / or TV antenna. It can be arranged in a rear window of the vehicle together with the AM antenna and the further component, which can also be designed as an antenna, in particular FM and / or TV antenna.
  • the AM antenna, the further component and an optionally present further component of the antenna arrangement are integrated in a rear window of the motor vehicle, it may be advantageous to use the at least one filter element, possibly embodied as a bifilar coil, on the rear shelf or the C To arrange the pillar of the motor vehicle.
  • the invention can be implemented in various variants, some of which have already been discussed and others are still to be discussed with reference to the following exemplary embodiments.
  • selective and gradual measures can be taken to improve the reception quality. This achieves a fine scalability.
  • costs per vehicle are only triggered if the corresponding optional equipment is installed.
  • On simply equipped vehicle can thus be equipped with a simple and inexpensive antenna system with little to be installed parts.
  • Fig. 1a shows an antenna assembly partially integrated into a rear window 1 of a motor vehicle 10.
  • several other antennas are installed in addition to an AM antenna AM.
  • These are a total of three FM antennas FM1, FM2 and FM3, three TV antennas TV1, TV2 and TV3, an antenna FBD for remote control services and an antenna DAB for digital radio reception.
  • Some of the antennas have multiple functions, whereby the taps of the antennas can be used several times and thus reduced in number.
  • the FM antenna FM2 is physically identical to the TV antenna TV2.
  • the FM antenna FM3 is physically identical to the DAB antenna for digital radio.
  • the antennas FM1, FM2, FM3, TV2 and TV 3 act as heating wires of a rear window heater.
  • the antenna areas overlap in a known manner (e.g., FM1 with FM2, FM1 with FM3, and TV2 with TV3). Therefore, no limits of the overlapping antennas are shown in the figures.
  • Each of the antennas is connected via a feed line to a signal processing unit 2, which may for example comprise an antenna diversity module including amplifier.
  • the antennas FM1, FM2, FM3, TV1, DAB, TV2 and TV3, which also act as heating wires of a rear window heater, are connected or connectable to a supply potential 6 via terminals 6a and 6b, respectively, and to a ground potential 5 via connections 5a and 5b , Circling circuits 3 and 4 between the terminals 5a, 5b, 6a, 6b of the antennas and the ground potential 5 or the supply potential 6 suppress any on-board network interference transmitted by the heating current to these antennas and prevent antenna useful currents from flowing to the ground potential 5 or to the supply potential 6.
  • signal frequencies are targeted in typical Frequency ranges of electrical system interference suppressed.
  • either signal frequencies in the frequency range to be received by the respective FM antenna or TV antenna are either suppressed or simplified by means of a low-pass filter.
  • a low-pass filter For example, for FM or TV Band I frequencies, this can be designed to be effectively blocking for frequencies above 30 MHz.
  • Fig. 1b shows a modified embodiment of the antenna arrangement according to Fig. 1a .
  • the blocking circuits 3 and 4 are replaced by filter elements 3 'and 4'.
  • the filter elements fulfill the above-mentioned objects of the trap circuits 3 and 4, i. They suppress on-board network disturbances and suppress signal frequencies in the frequency range to be received by the respective FM antenna or TV antenna. In addition, however, signal frequencies in at least one frequency range to be received by the adjacent AM antenna AM are also suppressed by the filter elements 3 'and 4'.
  • the suppression of the FM / TV frequencies and the suppression of the AM frequencies can be effected by dedicated filtering measures.
  • the filtering of the FM / TV antenna with respect to the AM frequencies enables improved AM reception. It is namely prevented that the adjacent to the AM antenna FM or TV antennas act as parasitic capacitances.
  • the adjacent FM / TV antennas by exclusive suppression of signal frequencies in at least one frequency range to be received by the adjacent AM antenna AM, i. without simultaneous suppression of signal frequencies in the frequency range to be received by the respective FM antenna or TV antenna and / or without filtering typical frequency ranges of onboard power supply interference.
  • Fig. 2 shows a second partly integrated in a rear window antenna arrangement. It corresponds in detail not described in more detail below to the antenna arrangement Fig. 1a ,
  • the bifilar wound coil 7 can optionally even in combination with Capacitors (eg Lo ESR types) already achieve a filtering effect, which additionally benefits the goal of increased reception performance.
  • the bifilar coil 7 can effect a blockage of both AM frequencies and FM / TV frequencies, independently of the effect of the blocking circuits 3 and 4.
  • the ground-side connection of the respective sub-coil of the bifilar coil 7 can then be connected directly to the vehicle ground or led to the blocking circuit 3 or 4 (corresponds to the in Fig. 2 pictured case), but there are only looped through to the vehicle mass.
  • the bifilar coil 7 can be designed such that only in cooperation with the blocking circuit 3 results in the desired filtering effect.
  • the effect of the bifilar coil 7 is then limited to the AM filtering, while the FM / TV filtering is performed in a conventional manner by the blocking circuit 3 or 4.
  • the concentration of the AM filtering on the bifilar coil 7 provided as a dedicated component according to this second variant allows a selective provision of the AM filtering by selective incorporation of the bifilar coil.
  • AM filtering may be provided in a market or area specific manner or at the explicit request of the buyer of an automobile.
  • the modular principle aimed at for cost and efficiency reasons in automotive development is supported by this second variant.
  • such adaptation circuits can be implemented for further antenna taps via the smallest possible series capacitance.
  • the input adaptation of a possible antenna amplifier can be designed specifically so that its series capacity is kept small.
  • the heating cables may pass through a high inductance coil close to or on the disc so that their (parasitic) capacitance to ground at the amplifier input is minimized.
  • Fig. 3 shows a further partially integrated in a rear window according to the invention antenna arrangement. It corresponds in detail not described in more detail below to the antenna arrangement Fig. 1a ,
  • the antenna order according to Fig. 3 includes, however, antenna amplifiers 8 and 9 for the TV antennas TV2 and TV3.
  • the antenna amplifier 8 is integrated into the housing of the blocking circuit 3
  • the antenna amplifier 9 is integrated into the housing of the blocking circuit 4.
  • the integration of the antenna amplifiers in the pincushion housings can be independent of the filtering of the antennas adjacent to the AM array with respect to signal frequencies in the frequency range to be received by the AM antenna, if a pinning circuit is already for filtering the FM antennas with respect to signal frequencies in the FM antenna receiving frequency range or in terms of electrical system interference is provided.
  • an antenna arrangement for a motor vehicle comprising at least one antenna for the reception of signals in a specific frequency range and at least one further electrically conductive component arranged adjacent to the antenna, is also advantageous the further component is connected to a ground and / or supply potential of the motor vehicle via at least one filter element, by means of which signal frequencies in the specific frequency range are selectively or selectively suppressed.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung für ein Kraftfahrzeug.
  • Um beispielsweise Radio- und TV-Dienste in Kraftfahrzeugen nutzen zu können, verfügen moderne Kraftfahrzeuge meist über zumindest eine, häufig sogar viele, ggf. auch verschiedenartige Antennen. In der Regel wird bei der Auslegung der Antennen der Versuch unternommen, einen bestmöglichen Kompromiss zwischen Antennenwirksamkeit, elektromagnetischer Verträglichkeit im Hinblick auf Eigenstörer im Fahrzeug und Fahrzeugdesign zu erreichen. Antennen werden in modernen Kraftfahrzeugen beispielsweise häufig in der Heckscheibe, in einer der hinteren Seitenscheiben oder im Spoiler verbaut.
  • Dabei kann eine Antennenanordnung, die ganz oder teilweise in einem solchen Fahrzeugteil, beispielsweise der Heckscheibe, verbaut ist, mehrere Antennen umfassen. Sie kann auch Zusatzelemente zu der Antenne bzw. den Antennen umfassen, beispielsweise Anschlusselemente, Verstärker, Sperrdrosseln und/oder Signalverarbeitungseinheiten (z.B. Antennen-Diversity-Modul). Auch Bauteile, die primär keine Antennenfunktion erfüllen, beispielsweise eine Heckscheibenheizung, können von der Antennenanordnung umfasst sein.
  • Häufig erfüllen Heizleitungen einer Heckscheibenheizung jedoch neben ihrer Heizfunktion auch eine Antennenfunktion. Für solche Heizleitungen ist es beispielsweise aus der WO 2005/060044 A1 bekannt, die vom Heizstrom auf die als Antenne dienenden Heizleiter übertragenen Bordnetzstörungen durch Baugruppen mit hochfrequenztechnisch hochohmigem Verhalten (so genannte Sperrkreise bzw. Sperrkreisdrosseln) zu unterdrücken, wenn der Antennenanschlusspunkt galvanisch mit dem Heizfeld verbunden ist. Außerdem kann auf diese Weise - wie dies auch in Fahrzeugen der Anmelderin praktiziert wird - verhindert werden, dass Antennennutzströme zum Versorgungspotenzial der Spannungsversorgung und/oder zum Massepotenzial abfließen.
  • US 5,581,263 beschreibt eine Scheibenantennenanordnung, deren Abgriffe und Filterelemente so angeordnet sind, dass sich für den AM- und FM-Empfang jeweils optimale äquivalente Antennenlängen ergeben.
  • WO 2005/060044 A1 lehrt eine Fahrzeugscheibenantenne mit einem Auskoppelelement, das von einer als Antenne dienenden Heckscheibe galvanisch entkoppelt, aber mit dieser kapazitiv gekoppelt ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung des Antennen-Empfangs von in Kraftfahrzeugen eingesetzten AM-Antennen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einer Antennenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Antennenanordnung weist zumindest eine AM-Antenne für den Empfang von zumindest Lang-, Mittel- und/oder Kurzwellensignalen auf sowie zumindest ein weiteres benachbart zu der AM-Antenne angeordnetes elektrisch leitfähiges Bauteil, das als weitere Antenne des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Das weitere Bauteil ist mit einem Masse- und/oder Versorgungspotenzial des Kraftfahrzeugs über zumindest ein Filterelement verbunden. Durch das Filterelement werden Signalfrequenzen in zumindest einem von der AM-Antenne zu empfangenden Frequenzbereich unterdrückt. Erfindungsgemäß ist die weitere Antenne als TV-Antenne ausgebildet, wobei die Antennenanordnung einen Antennenverstärker für die TV-Antenne umfasst, wobei der Antennenverstärker in ein Gehäuse des Filterelements integriert ist.
  • Durch die Erfindung werden die Empfangseigenschaften der AM-Antenne im Lang-, Mittel- und/oder Kurzwellenbereich verbessert. Überraschenderweise führen zu diesem technischen Erfolg nicht Filtermaßnahmen, die unmittelbar auf die AM-Antenne selbst bezogen sind, sondern Filtermaßnahmen, die auf ein benachbartes Bauteil bezogen sind.
  • Ebenso können auf Basis der Erfindung die charakteristischen Empfangseigenschaften der AM-Antenne im Lang-, Mittel- und/oder Kurzwellenbereich gezielt verändert werden, z.B. kann ein einfallswinkelabhängiger Gewinn erreicht werden.
  • So ist es vorstellbar, eine Antenne ein- und/oder auszuschalten oder - verallgemeinert - gezielt Ihre Charakteristik zu verändern, indem ein benachbartes Teil befiltert wird.
  • AM-Antennen, die in Antennenanordnungen gemäß dem Stand der Technik enthalten sind, weisen suboptimale Eigenschaften im Zusammenhang mit speziellen Markt- bzw. Kundenanforderungen auf. Beispielsweise ist es für den nordamerikanischen Markt typischerweise von hoher Bedeutung, Radio in sehr guter Klangqualität über Mittelwelle empfangen zu können. Diese Kundenerwartung kann jedoch mit dem eingangs genannten Kompromiss aus Antennenwirksamkeit, elektromagnetischer Verträglichkeit und Fahrzeugdesign nicht immer zufriedenstellend erfüllt werden. Dies gilt in besonderem Maße in Regionen mit schwacher Sendesignalstärke (z.B. in ländlichen Gebieten). Die physische Beschaffenheit, insbesondere die Länge der in Heck-, Seitenscheibe oder Spoiler verbauten AM-Antenne, ist für den Empfang von Mittelwellen dann oft unzureichend. Auch ungünstige Rahmenbedingungen können den Mittelwellen-Empfang erschweren bzw. in seiner Qualität verringern. In vielen Fällen sind die oben genannten typischen Einbauorte am Kraftfahrzeug sogar überhaupt nicht vorhanden. Ebenso können sich bei konventionellen Antennenanordnungen Defizite in der Antennen-Performance im Zusammenhang mit speziellen Marktanforderungen ergeben, beispielsweise bei unüblichen Frequenzbändern, Feldstärken oder veränderter Sender- bzw. geografischer Typologie.
  • Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Einsatz bei AM-Antennen, deren Länge sehr viel kleiner ist als die Wellenlänge der empfangenen Signale, da gerade bei solchen AM-Antennen in konventionellen Antennenanordnungen die oben genannten suboptimalen Eigenschaften und/oder Defizite gehäuft auftreten können.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die Empfangseigenschaften der AM-Antenne verbesserbar sind, indem metallische oder anderweitig elektrisch leitfähige Bauteile, die unmittelbar und/oder elektrisch niederohmig mit der elektrischen Fahrzeugmasse verbunden sind und die benachbart zur AM-Antenne angeordnet sind, derart beeinflusst werden, dass die elektrische Fahrzeugmasse für die AM-Antennen nicht mehr als Massepotenzial "sichtbar" wird. "Sichtbar" ist ein leitfähiges Element im vorliegenden Kontext dann, wenn es als parasitäre Kapazität an der Antenne wirkt. Solche parasitären Kapazitäten bedämpfen die Zuführung der Antennensignalleistung zur nächsten Stufe der Signalkette, welche oftmals als Verstärker ausgebildet ist. Die Erfindung verhindert ein solches Bedämpfen.
  • Grundsätzlich kann die Fahrzeugmasse eines der AM-Antenne benachbarten Bauteils in besonders einfacher Weise für die AM-Antenne "unsichtbar" gemacht werden, indem das benachbarte Bauteil - sofern dies seine Funktion nicht beeinträchtigt - aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material ausgeführt wird. Ebenso kann das benachbarte Bauteil - sofern dies seine Funktion nicht beeinträchtigt - elektrisch gegenüber der Fahrzeugmasse isoliert werden.
  • Die Erfindung sieht jedoch ein gezieltes Befiltern des benachbarten Bauteils für den von der AM-Antenne zu empfangenden Frequenzbereich vor. Somit wird die benachbarte Fahrzeugmasse selektiv für solche Frequenzen unsichtbar. Gegebenenfalls kann das Bauteil gleichzeitig für alle höheren Frequenzen befiltert werden. Es kann dann ein Tiefpass als Filterelement verwendet werden.
  • Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Antennenanordnungen, bei denen die Heizdrähte einer Heckscheibenheizung zumindest teilweise in unmittelbarer Nähe der AM-Antenne verlaufen. Die durch die Erfindung bewirkte Verbesserung des AM-Empfangs ist in solchen Fällen besonders deutlich.
  • Ebenso ist die Erfindung vorteilhaft anwendbar auf Antennenanordnungen, bei denen eine andere Antenne, nämlich eine TV- (oder TV- und FM-)Antenne als weiteres Bauteil im Sinne der Erfindung zumindest teilweise in unmittelbarer Nähe der AM-Antenne angeordnet ist. Beispielsweise können beide Antennen an derselben Heckscheibe angebracht sein. Auch in solchen Fällen bewirkt die Erfindung eine deutliche Verbesserung des AM-Empfangs.
  • Zur Steigerung des Effekts der Erfindung können zusätzlich vorhandene niederohmige oder kapazitive Massepfade eliminiert bzw. minimiert werden.
  • Hierzu kann einerseits die Anordnung des erfindungsgemäß befilterten Bauteils in großem geometrischen Abstand von auf Massepotential liegenden Teilen, Leitungen oder sonstigen Bauteilen dienen. Andererseits kann hierzu auch eine gezielte niederohmige und niederkapazitive Ausführung der weiteren Anschlüsse des befilterten Bauteils dienen und/oder eine gezielte niederohmige und niederkapazitive Ausführung von gegebenenfalls erforderlichen Anpassungsschaltungen des Bauteils.
  • Wie oben bereits erläutert, ist das weitere Bauteil als weitere Antenne ausgeführt. Vorzugsweise ist diese Antenne dann mit dem Masse- und/oder Versorgungspotenzial des Kraftfahrzeugs (zusätzlich zu dem oben genannten Filterelement) ferner über zumindest ein Zusatzfilterelement verbunden, durch welches Signalfrequenzen in zumindest einem von der weiteren Antenne zu empfangenden Frequenzbereich unterdrückt werden. Somit kann auch verhindert werden, dass Antennennutzströme der weiteren Antenne zum Versorgungspotenzial und/oder zum Massepotenzial abfließen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Antennenanordnung neben dem bereits genannten benachbarten Bauteil zumindest eine weitere benachbart zu der AM-Antenne angeordnete elektrisch leitfähige Komponente auf und weist das Filterelement eine Bifilarspule mit einer ersten und einer zweiten Teilspule auf. Dabei ist das weitere Bauteil über die erste Teilspule der Bifilarspule mit dem Masse- und/oder Versorgungspotenzial verbunden. Die weitere Komponente ist über die zweite Teilspule der Bifilarspule mit dem Masse- und/oder Versorgungspotenzial verbunden. Als Bifilarspule ist dabei eine zweiadrige gegensinnig aufgewickelte Spule zu verstehen. Jede Wickelungsader stellt dabei für sich eine vollwertige Spule dar, hier Teilspule genannt. Bei gleicher Bestromung der Teilspulen, heben sich die entstehenden magnetischen Felder gegenseitig nahezu auf. Durch die genannte Maßnahme kann also wirksam die Entstehung magnetischer Störfelder verhindert werden.
  • Auch die im vorhergehenden Absatz genannte weitere Komponente kann als Antenne, insbesondere FM- und/oder TV-Antenne ausgebildet sein. Sie kann gemeinsam mit der AM-Antenne und dem weiteren Bauteil, das ebenso als Antenne, insbesondere FM- und/oder TV-Antenne ausgebildet sein kann, in einer Heckscheibe des Fahrzeugs angeordnet sein.
  • Insbesondere wenn die AM-Antenne, das weitere Bauteil und eine ggf. vorhandene weitere Komponente der Antennenanordnung in eine Heckscheibe des Kraftfahrzeugs integriert sind, kann es vorteilhaft sein, das zumindest eine verwendete Filterelement, ggf. ausgeführt als Bifilarspule, an der Hutablage oder der C-Säule des Kraftfahrzeugs anzuordnen.
  • Die Erfindung kann in verschiedenen, teils bereits angesprochenen, teils noch anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele zu diskutierenden Varianten umgesetzt werden. Zudem können selektiv und abgestuft weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Empfangsqualität ergriffen werden. So wird eine feine Skalierbarkeit erreicht. Damit werden Kosten pro Fahrzeug nur dann ausgelöst, wenn auch die entsprechenden Sonderausstattungen verbaut werden. Ein einfach ausgestattetes Fahrzeug kann somit auch mit einem einfachen und preisgünstigen Antennensystem mit wenig zu verbauenden Teilen ausgerüstet werden.
  • Außerdem können durch die weit reichende Teile-Gleich-Verwendung zu bekannten Antennensystemen und durch die Verwendung von Standardkomponenten Kosteneinsparungen erreicht werden. Es sind zur praktischen Umsetzung der Erfindung nur geringe Systemeingriffe bzw. Neuentwicklungen nötig.
  • Des Weiteren ist bei geeigneter Ausführung für alle Länderausstattungen und für diverse antennenrelevante Sonderausstattungen nur eine einzige Heckscheibe notwendig, sowohl hinsichtlich ihrer Leiterstruktur (die auch zur Beheizung verwendet werden kann), wie auch hinsichtlich der Ausführung ihrer elektrischen (Heiz-)Anschlüsse und Antennenabgriffe. Dies ermöglicht Einsparungen in den Bereichen Entwicklung, Logistik und Produktion.
  • Durch das erfindungsgemäße Antennenkonzept kann kundenspezifischen und marktspezifischen Anforderungen verbessert entsprochen werden. Insbesondere Fahrzeugnutzern, die Wert auf hohe Funktionalität (insbesondere gute Empfangsleistung) legen und die zudem designsensibel sind, kann mittels der Erfindung ein geeignetes Produkt angeboten werden.
  • Darüber hinaus lassen sich durch die Erfindung Kosteneinsparungen erzielen, denn die Funktionalität des Antennenkonzepts wird lediglich selektiv kunden- bzw. marktspezifisch erweitert und nicht pauschal für jedes gefertigte Produkt. Dadurch ergeben sich auch Vorteile in Produktion, Teilekomplexität und Logistik.
  • Über den Lebenszyklus eines Kraftfahrzeugs hinweg betrachtet, wird mittels der Erfindung nicht zuletzt auch die Flexibilität im Zusammenhang mit veränderten Rahmenbedingungen der Senderlandschaft, sowie im Hinblick auf technische Innovationen, wie beispielsweise die Umstellung von analogem auf digitalen Empfang erhöht.
  • Im Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung. Im Einzelnen zeigen
    • Fig. 1a eine erste teilweise in eine Heckscheibe integrierte Antennenanordnung,
    • Fig. 1b eine Modifikation dieser Antennenanordnung,
    • Fig. 2 eine zweite teilweise in eine Heckscheibe integrierte Antennenanordnung und
    • Fig. 3 eine dritte teilweise in eine Heckscheibe integrierte Antennenanordnung.
  • Fig. 1a zeigt eine teilweise in eine Heckscheibe 1 eines Kraftfahrzeugs 10 integrierte Antennenanordnung. In die Heckscheibe 1 sind neben einer AM-Antenne AM mehrere andere Antennen eingebaut. Dies sind insgesamt drei FM-Antennen FM1, FM2 und FM3, drei TV-Antennen TV1, TV2 und TV3, eine Antenne FBD für Fernbediendienste sowie eine Antenne DAB für Digitalradioempfang. Teilweise weisen die Antennen Mehrfachfunktion auf, wobei auch die Abgriffe der Antennen mehrfach genutzt und somit in ihrer Anzahl reduziert werden können. Die FM-Antenne FM2 ist körperlich identisch der TV-Antenne TV2. Die FM-Antenne FM3 ist körperlich identisch der Antenne DAB für Digitalradio. Zudem wirken die Antennen FM1, FM2, FM3, TV2 und TV 3 als Heizdrähte einer Heckscheibenheizung.
  • Zum Verständnis der Figuren sei angemerkt, dass die Antennenbereiche sich in bekannter Weise überlappen (z.B. FM1 mit FM2, FM1 mit FM3 sowie TV2 mit TV3). Daher sind keine Grenzen der überlappenden Antennen in die Figuren eingezeichnet.
  • Jede der Antennen ist über eine Zuleitung mit einer Signalverarbeitungseinheit 2 verbunden, die zum Beispiel ein Antennen-Diversity-Modul samt Verstärker umfassen kann.
  • Die auch als Heizdrähte einer Heckscheibenheizung wirkenden Antennen FM1, FM2, FM3, TV1, DAB, TV2 und TV 3 sind zu Heizzwecken über Anschlüsse 6a bzw. 6b mit einem Versorgungspotenzial 6 und über Anschlüsse 5a bzw. 5b mit einem Massepotenzial 5 verbunden bzw. verbindbar. Sperrkreise 3 und 4 zwischen den Anschlüssen 5a, 5b, 6a, 6b der Antennen und dem Massepotenzial 5 bzw. dem Versorgungspotenzial 6 unterdrücken eventuelle vom Heizstrom auf diese Antennen übertragenen Bordnetzstörungen und verhindern, dass Antennennutzströme zum Massepotenzial 5 oder zum Versorgungspotenzial 6 abfließen. Zum erstgenannten Zweck werden gezielt Signalfrequenzen in typischen Frequenzbereichen von Bordnetzstörungen unterdrückt. Zum zweitgenannten Zweck werden entweder gezielt Signalfrequenzen im von der jeweiligen FM-Antenne bzw. TV-Antenne zu empfangenden Frequenzbereich unterdrückt oder vereinfacht mittels eines Tiefpassfilters gesperrt. Für FM oder TV Band I Frequenzen kann dieses beispielsweise als für Frequenzen oberhalb 30 MHz effektiv sperrend wirksam ausgelegt werden.
  • Fig. 1b zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Antennenanordnung gemäß Fig. 1a.
  • Bei dieser modifizierten Ausführungsform sind die Sperrkreise 3 und 4 durch Filterelemente 3' und 4' ersetzt.
  • Die Filterelemente erfüllen die oben genannten Aufgaben der Sperrkreise 3 und 4, d.h. sie unterdrücken Bordnetzstörungen und unterdrücken Signalfrequenzen im von der jeweiligen FM-Antenne bzw. TV-Antenne zu empfangenden Frequenzbereich. Zudem werden durch die Filterelemente 3' und 4' aber jeweils auch Signalfrequenzen in zumindest einem von der benachbarten AM-Antenne AM zu empfangenden Frequenzbereich unterdrückt.
  • Innerhalb des Filterelements 3' bzw. 4' kann das Unterdrücken der FM/TV-Frequenzen und das Unterdrücken der AM-Frequenzen durch jeweils dedizierte Filtermaßnahmen bewirkt werden. Vorteilhaft erscheint es jedoch, eine gemeinsame Filtermaßnahme für das Unterdrücken sowohl der FM/TV-Frequenzen als auch für das Unterdrücken der AM-Frequenzen vorzusehen. Beispielsweise können hierzu mittels eines als Tiefpassfilter ausgebildeten Filterelements Frequenzen oberhalb von 400 kHz unterdrückt bzw. gesperrt werden.
  • Durch das Befiltern der FM/TV-Antenne hinsichtlich der AM-Frequenzen wird ein verbesserter AM-Empfang ermöglicht. Es wird nämlich verhindert, dass die zur AM-Antenne benachbarten FM- bzw. TV-Antennen als parasitäre Kapazitäten wirken.
  • Auch das Eindringen von Störfrequenzen von außen wird im befilterten Frequenzspektrum verhindert.
  • Wahlweise kann statt des vollständigen Befilterns sämtlicher Antennen FM1, FM2, FM3, TV2 und TV3 auch nur ein Teil derselben, insbesondere der Teil, der der AM-Antenne geometrisch am nächsten liegt, befiltert werden. Auch dadurch wird bereits ein verbesserter AM-Empfang ermöglicht. Im Extremfall kann ggf. auch nur ein einzelner - nämlich der am nächsten zur AM-Antenne liegende - Heizleiter befiltert werden. Praxisrelevant erscheint insbesondere der Fall des Befilterns einiger weniger - am nächsten zur AM-Antenne liegender - Heizleiter.
  • Grundsätzlich ist - abweichend vom vorliegenden Beispiel - auch ein Befiltern der benachbarten FM/TV-Antennen durch ausschließliche Unterdrückung von Signalfrequenzen in zumindest einem von der benachbarten AM-Antenne AM zu empfangenden Frequenzbereich möglich, d.h. ohne gleichzeitige Unterdrückung von Signalfrequenzen im von der jeweiligen FM-Antenne bzw. TV-Antenne zu empfangenden Frequenzbereich und/oder ohne Filterung typischer Frequenzbereiche von Bordnetzstörungen.
  • Fig. 2 zeigt eine zweite teilweise in eine Heckscheibe integrierte Antennenanordnung. Sie entspricht in nachfolgend nicht näher beschriebenen Details im Wesentlichen der Antennenanordnung aus Fig. 1a. Das Befiltern der Antennen FM1, FM2 und FM3 hinsichtlich der Unterdrückung von Signalfrequenzen in zumindest einem von der benachbarten AM-Antenne AM zu empfangenden Frequenzbereich erfolgt in diesem Fall jedoch über eine bifilar gewickelte Spule 7. Die bifilar gewickelte Spule 7 kann optional selbst in Kombination mit Kondensatoren (z.B. Lo ESR Typen) bereits eine Filterwirkung erzielen, welche zusätzlich dem Ziel einer gesteigerten Empfangsperformance zu Gute kommt.
  • Es kann also gemäß einer ersten Variante die Bifilarspule 7 für sich - unabhängig von der Wirkung der Sperrkreise 3 und 4 - eine Sperrung sowohl von AM-Frequenzen als auch von FM/TV-Frequenzen bewirken. Der masseseitige Anschluss der jeweiligen Teilspule der Bifilarspule 7 kann dann direkt mit der Fahrzeugmasse verbunden werden oder zum Sperrkreis 3 bzw. 4 geführt werden (entspricht dem in Fig. 2 abgebildeten Fall), dort aber nur auf die Fahrzeugmasse durchgeschleift werden.
  • Gemäß einer zweiten Variante kann die Bifilarspule 7 derart ausgelegt werden, dass sich erst im Zusammenwirken mit dem Sperrkreis 3 die gewünschte Filterwirkung ergibt. Die Wirkung der Bifilarspule 7 beschränkt sich dann auf die AM-Filterung, während die FM/TV-Filterung in an sich bekannter Weise durch den Sperrkreis 3 bzw. 4 vorgenommen wird.
  • Die gemäß dieser zweiten Variante vorgesehene Konzentration der AM-Filterung auf die Bifilarspule 7 als dediziertes Bauteil, lässt eine selektive Bereitstellung der AM-Filterung durch selektiven Einbau der Bifilarspule zu. So kann die AM-Filterung beispielsweise markt- oder gebietsspezifisch oder auf expliziten Wunsch des Käufers eines Automobils bereitgestellt werden. Außerdem wird das aus Kosten- und Effizienzgründen in der Automobilentwicklung angestrebte Baukastenprinzip durch diese zweite Variante unterstützt.
  • Neben der Nutzung von Sperrkreisen und/oder einer Bifilarspule denkbar wären zur Realisierung der Erfindung noch andere Formen der Filterung.
  • Denkbar und bei geeigneter Ausführung vorteilhaft wäre auch das Aufprinten der benötigten Filterelemente oder zumindest eines Teils derselben unmittelbar auf die Scheibe.
  • Zusätzlich zu den beschriebenen Filtermaßnahmen kann der erfindungsgemäß befilterte, der eigentlichen AM-Antenne benachbarte Bereich auch anderweitig von weiteren Massepfaden getrennt werden. Im konkreten Fall kann dies erfolgen durch
    • einerseits Anordnung des befilterten Heizfeldes bzw. der befilterten FM/TV-Antenne in großem geometrischen Abstand von auf Massepotential liegenden Teilen, Leitungen oder Scheibenleitungen;
    • andererseits gezieltes hochohmiges und niederkapazitives Ausführen der weiteren Anschlüsse des befilterten Heizfeldes bzw. der befilterten FM/TV-Antenne und/oder von Anpassungsschaltungen des befilterten Heizfeldes bzw. der befilterten FM/TV-Antenne.
  • Beispielsweise können solche Anpassungsschaltungen für weitere Antennenabgriffe über eine möglichst kleine Serien-Kapazität ausgeführt werden. Ebenso kann die Eingangsanpassung eines eventuellen Antennenverstärkers gezielt so ausgeführt werden, dass dessen Serienkapazität klein gehalten wird. Alternativ oder zusätzlich können die Heizleitungen über eine Spule mit großer Induktivität nahe an der oder auf der Scheibe laufen, so dass deren (parasitäre) Kapazität gegen Masse am Verstärkereingang minimiert wird.
  • Fig. 3 zeigt eine weitere teilweise in eine Heckscheibe integrierte erfindungsgemäße Antennenanordnung. Sie entspricht in nachfolgend nicht näher beschriebenen Details im Wesentlichen der Antennenanordnung aus Fig. 1a. Die Antennenordnung gemäß Fig. 3 umfasst jedoch Antennenverstärker 8 und 9 für die TV-Antennen TV2 und TV3.
  • Der Antennenverstärker 8 ist dabei integriert in das Gehäuse des Sperrkreises 3, der Antennenverstärker 9 ist integriert in das Gehäuse des Sperrkreises 4. Bei der Montage des Fahrzeugs müssen somit trotz der Verwendung mehrerer und verteilter Abgriffe/Antennenverstärker (z.B. für mehrere Empfangsdienste als Sonderausstattung, wie TV) weniger Einzelteile verbaut werden. Dadurch und durch weitere Synergien ergeben sich Kosteneinsparungen. Die genannten Antennenverstärker sind bei Bedarf einfach austauschbar bzw. auf Wunsch einfach bereitstellbar. Auch hierdurch wird dem bereits oben genannten Baukasten-Gedanken Rechnung getragen. Zudem wird dadurch insgesamt weniger Bauraum in den Seitenteilen des Kraftfahrzeugs beansprucht.
  • Die Integration der Antennenverstärker in die Sperrkreisgehäuse kann unabhängig von dem Befiltern der dem AM Feld benachbarten Antennen hinsichtlich Signalfrequenzen im von der AM-Antenne zu empfangenden Frequenzbereich erfolgen, wenn ein Sperrkreis bereits zum Befiltern der FM-Antennen hinsichtlich Signalfrequenzen im von der FM-Antenne zu empfangenden Frequenzbereich bzw. hinsichtlich Bordnetzstörungen vorgesehen ist.
  • Grundsätzlich ist der im vorliegenden Dokument für den besonders vorteilhaften Einsatz bei einer AM-Antenne dargelegte erfinderische Gedanke auch für andere Antennenarten mit spezifischem Empfangsbereich anwendbar. Als vorteilhaft ist aus Gründen, die im Wesentlichen der obigen Argumentation entsprechen, insofern auch anzusehen eine Antennenanordnung für ein Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest eine Antenne für den Empfang von Signalen in einem spezifischen Frequenzbereich sowie zumindest ein weiteres benachbart zu der Antenne angeordnetes elektrisch leitfähiges Bauteil, bei der das weitere Bauteil mit einem Masse- und/oder Versorgungspotenzial des Kraftfahrzeugs über zumindest ein Filterelement verbunden ist, durch welches Signalfrequenzen in dem spezifischen Frequenzbereich gezielt bzw. selektiv unterdrückt werden.

Claims (9)

  1. Kraftfahrzeug (10) mit einer Antennenanordnung, welche zumindest eine AM-Antenne (AM) für den Empfang von Lang-, Mittel- und/oder Kurzwellensignalen sowie zumindest ein weiteres benachbart zu der AM-Antenne angeordnetes elektrisch leitfähiges Bauteil (FM1, FM2, FM3, TV1, TV2, TV3, DAB) aufweist und bei der das weitere Bauteil (FM1, FM2, FM3, TV1, TV2, TV3, DAB) als weitere Antenne des Kraftfahrzeugs (10) ausgebildet ist, die mit einem Masse- (5) und/oder Versorgungspotenzial (6) des Kraftfahrzeugs (10) über zumindest ein Filterelement (3, 4; 3', 4'), welches ein Gehäuse umfasst, verbunden ist, durch welches Signalfrequenzen in zumindest einem von der AM-Antenne (AM) zu empfangenden Frequenzbereich unterdrückt werden, wobei die weitere Antenne als TV-Antenne (TV1, TV2, TV3) ausgebildet ist, wobei die Antennenanordnung einen Antennenverstärker (8, 9) für die TV-Antenne (TV1, TV2, TV3) umfasst,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Antennenverstärker (8, 9) in das Gehäuse des Filterelements (3, 4; 3', 4') integriert ist.
  2. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Antenne (FM1, FM2, FM3, TV1, TV2, TV3, DAB) zusätzlich als FM-, DAB-, und/oder FBD-Antenne oder Kombinationsantenne ausgebildet ist.
  3. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Antenne (FM1, FM2, FM3, TV1, TV2, TV3, DAB) mit dem Masse- (5) und/oder Versorgungspotenzial (6) des Kraftfahrzeugs (10) ferner über zumindest ein Zusatzfilterelement (7) verbunden ist, durch welches Signalfrequenzen in zumindest einem von der weiteren Antenne (FM1, FM2, FM3, TV1, TV2, TV3, DAB) zu empfangenden Frequenzbereich unterdrückt werden.
  4. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenanordnung zumindest eine weitere benachbart zu der AM-Antenne (AM) angeordnete elektrisch leitfähige Komponente aufweist, dass das Filterelement (7) als Bifilarspule (7) mit einer ersten und einer zweiten Teilspule ausgebildet ist, dass das weitere Bauteil über die erste Teilspule der Bifilarspule (7) mit dem Masse- (5) und/oder Versorgungspotenzial (6) verbunden ist und dass die weitere Komponente über die zweite Teilspule der Bifilarspule (7) mit dem Masse- (5) und/oder Versorgungspotenzial (6) verbunden ist.
  5. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Komponente als Antenne ausgebildet ist.
  6. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Komponente als FM-, DAB-, FBD- und/oder TV-Antenne oder Kombinationsantenne ausgebildet ist.
  7. Kraftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die AM-Antenne (AM) und das weitere Bauteil (FM1, FM2, FM3, TV1, TV2, TV3, DAB) in einer Heckscheibe des Kraftfahrzeugs (10) angeordnet sind.
  8. Kraftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die AM-Antenne (AM) und das weitere Bauteil (FM1, FM2, FM3, TV1, TV2, TV3, DAB) und die weitere Komponente in einer Heckscheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
  9. Kraftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Bauteil (FM1, FM2, FM3, TV1, TV2, TV3, DAB) als Heizdraht einer Heckscheibenheizung ausgebildet ist.
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