EP4046238A1 - Antennensystem - Google Patents

Antennensystem

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Publication number
EP4046238A1
EP4046238A1 EP20772059.0A EP20772059A EP4046238A1 EP 4046238 A1 EP4046238 A1 EP 4046238A1 EP 20772059 A EP20772059 A EP 20772059A EP 4046238 A1 EP4046238 A1 EP 4046238A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
roof
designed
base body
antenna system
Prior art date
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Granted
Application number
EP20772059.0A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP4046238B1 (de
Inventor
Lars Reichardt
Amir Cenanovic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP4046238A1 publication Critical patent/EP4046238A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4046238B1 publication Critical patent/EP4046238B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—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
    • H01Q1/3275—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted on a horizontal surface of the vehicle, e.g. on roof, hood, trunk
    • 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
    • H01Q1/1207—Supports; Mounting means for fastening a rigid aerial element
    • 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
    • H01Q1/1207—Supports; Mounting means for fastening a rigid aerial element
    • H01Q1/1214—Supports; Mounting means for fastening a rigid aerial element through a wall
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome

Definitions

  • the invention relates to an antenna system.
  • the number of antennas to be installed in the vehicle is steadily increasing.
  • the antenna should be installed as hidden as possible for design reasons.
  • typical installation spaces are for a roof antenna, a bumper for a telephone antenna, a spoiler or a window, an antenna being designed as a structure printed on the window.
  • the roof antenna has the advantage that it has undisturbed reception around the vehicle for the use of Bluetooth, a telephone and a remote-controlled parking heater. She also has access to the sky for the use of satellite services.
  • a roof antenna is visible to the customer and has a mostly flat structure in the front area in terms of appearance.
  • the document EP 3 561 952 A1 describes an antenna for a vehicle with an insulating antenna housing and a plastic base to which the antenna housing is attached.
  • a roof antenna and a method for fastening a roof antenna on a vehicle body are known from the document DE 10 2012 202 677 A1.
  • the roof antenna is mounted on an opening in the vehicle body and held in a pre-assembly position on the vehicle body. Furthermore, the roof antenna is fixed in its final assembly position by means of a clamping plate on the vehicle body.
  • the antenna system according to the invention is provided for a roof as the outer wall of a vehicle and has an antenna arrangement which has a housing, a base body made of electrically insulating or non-conductive material and a holding plate. There are electronic components for several on the electrically insulating base body Arranged antenna modules, the antenna arrangement having fastening elements, wherein the holding plate is fastened by the fastening elements within the roof from an inside of the roof to the roof.
  • the base body is made of plastic.
  • the plurality of antenna modules are different or differ from one another, with different antenna modules being designed for different radio technologies, for different transmission standards with electromagnetic waves, for example for different telecommunication services. For example, electromagnetic waves with different frequencies are sent and / or received by the different antenna modules.
  • the different antenna modules can be operated independently of one another.
  • the antenna arrangement has fastening elements for fastening the housing and the base body to, on and / or in the outer wall.
  • At least one first fastening element is in the form of a pin, for example as a screw or bolt.
  • At least one second fastening element can be designed as a flat disk, the base body being clamped or being clamped between the second fastening element and the holding plate and thus also being or being fastened.
  • the antenna system is designed for fastening the antenna arrangement on the outer wall.
  • the antenna system has a recess in the outer wall which is designed to receive the retaining plate in the outer wall.
  • the antenna system presented is designed for the outer wall designed as a roof. Furthermore, at least one electronic circuit is arranged on the base body. In one embodiment, several electronic circuits separated from one another are arranged thereon as electronic components for several antenna modules.
  • a maximum distance is provided between electronic components, for example circuits, of two different antenna modules.
  • Different antenna modules of the antenna system are designed to use different radio technologies.
  • the antenna arrangement of the antenna system presented has the base body made of plastic and the holding plate, whereby additional installation space for antenna modules and / or electrical components can be provided within the antenna arrangement. It is possible to arrange several telephone radiators, for example two telephone radiators or at least three telephone radiators, as different antenna modules in the antenna arrangement and thus to build them in or integrate them into the antenna arrangement.
  • the base body made of a non-conductive material, the base body being or being made, for example, of plastic as a non-conductive material. This also means that the weight of the antenna arrangement can be reduced and costs can also be saved.
  • a counterweight and / or a ground plane of the antenna arrangement is or are provided by the holding plate.
  • the retaining plate is attached from the inside, ie starting from an interior of the vehicle, from the inside of the outer wall designed as a roof, for example starting from a headliner attached to the outer wall, e.g. screwed. It is provided that the holding plate connects the antenna arrangement with the outer wall galvanically and / or capacitively. Due to such a construction of the antenna arrangement of the antenna system, the result is that an installation space required for this is additionally generated for electronic components and / or antenna modules to be accommodated therein.
  • An installation space enclosed by the antenna arrangement or by a housing of the antenna arrangement has a maximum extent in a longitudinal direction, the installation space having a first, for example front end and a second, for example rear end, these two ends being arranged within the housing are. It is possible that an antenna module is arranged at each end, the antenna modules to be arranged or arranged in the installation space being provided for different services and communicating via electromagnetic waves of different frequencies for different radio technologies. These two different antenna modules have a maximum possible distance at the two described ends within the installation space and / or housing.
  • the antenna modules are decoupled from one another by the base body, with design parameters for the decoupling of the antenna modules being formed as a result.
  • One of the two antenna modules can be designed, for example, as an LTE radiator for the LTE standard. It is also possible for at least one antenna module to be designed for a fourth generation 4G or fifth generation 5G mobile radio standard.
  • GNSS global navigation satellite system
  • GNSS global navigation satellite system
  • the at least one antenna module can be designed and / or designated as a telephone radiator for which a bandwidth of a frequency of, for example, 617 megahertz to 5 gigahertz is provided.
  • a bandwidth of a frequency of, for example, 617 megahertz to 5 gigahertz is provided.
  • the at least one antenna module can have an electronic circuit board (PCB, printed circular board) as an electronic component and / or be designed as such a circuit board.
  • PCB printed circular board
  • Such an antenna module for example designed as a printed circuit board, is arranged directly on the base body made of the electrically insulating material.
  • the base body or an antenna body of the antenna system is made of insulating material, e.g. B. made of plastic. There are the
  • the antenna body closing the recess in the vehicle or a hole in the outer wall, for example a roof, of the vehicle.
  • the holding plate made for example of metal, in the recess of the vehicle forms a counterweight to the antenna arrangement and is used for the galvanic connection of the
  • Antenna arrangement on the outer wall for example on the roof. Nevertheless, a cavity provided by the recess in the outer wall can be used as installation space for the antenna arrangement.
  • the antenna modules or antenna radiators can be partially sunk into the roof with the help of a mechanical device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an antenna arrangement known from the prior art.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a first embodiment of the antenna arrangement according to the invention.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a second embodiment of the antenna arrangement according to the invention.
  • the antenna arrangement 100 known from the prior art, shown schematically in FIG. 1, is designed and / or designated as a telephone radiator.
  • the antenna arrangement 100 is arranged on a roof 102, here on a roof level, of a vehicle.
  • This antenna arrangement 100 has a die-cast body 104 made of zinc as a foundation.
  • the antenna arrangement 100 comprises a housing 106, which is connected to the die-cast body 104, the die-cast body 104 and the housing 106 enclosing an installation space of the antenna arrangement 100.
  • a plane 108 is indicated in FIG. 1, in which a printed circuit board (not shown) is arranged as an electronic component.
  • the die-cast body 104 from Metal serves as a carrier for the printed circuit board (PCB).
  • PCB printed circuit board
  • the installation space between the printed circuit board and the housing 106 then remains as an antenna cap.
  • the first embodiment of the antenna system 2 shown schematically in FIG. 2 comprises an antenna arrangement 4 which has a holding plate 6 on which a base body 8 made of electrically insulating or electrically non-conductive material, here made of plastic, is arranged.
  • the antenna arrangement 4 comprises a housing 10, which in turn has an inner cap 12 and a design cap 14.
  • the inner cap 12 and the retaining plate 6 enclose an installation space of the antenna arrangement 4.
  • the design cap 14 also encloses the inner cap 12.
  • the antenna system 2 presented here is intended for an outer wall of the vehicle designed as a roof 16, the roof 16 having a recess 18, which is arranged in an outer side of the roof and / or integrated into the roof 16.
  • the holding plate 6 is arranged within the recess 18. It is possible that this recess 18 is also designed as part of the embodiment of the antenna system 2 presented here, depending on the definition.
  • the antenna system 2 has a plurality of fastening elements 20 by means of which the holding plate 6 and thus also the antenna arrangement 4 are fastened to the roof 16, ie here within the recess 18 of the roof 16. It is provided here that when the antenna arrangement 4 is installed, the holding plate 6 is arranged in the recess 18.
  • the fastening elements 20, starting from an inside of the roof 16, are guided through openings within the roof, the antenna arrangement 4 being fastened to the roof 16 via the fastening elements 20.
  • the recess 18 within the roof 16 can be designed and / or referred to as a hole or roof hole, depending on the definition, which has a size that is suitable for the arrangement, for example.
  • a hole or roof hole depending on the definition, which has a size that is suitable for the arrangement, for example.
  • the Holding plate 6 is formed in the roof 16.
  • a size of the antenna arrangement 4, a curvature of the roof 16 and a pre-embossing of the recess 18 in the roof 16, the recess 18 being oriented upwards or outwards, are made possible by providing the base body 8, which is a plastic carrier or at least a partial plastic carrier can be designed to use an additional installation space for an antenna module designed or designated as a radiator in a front, here flat area of the antenna arrangement 4.
  • the antenna arrangement 4 here, by definition, has a first front end 22 and a second, rear end 24. It is provided that a height of the installation space at the front end 22 is less than in or at the rear end 24. Overall, the height of the installation space which is enclosed by the housing 10 and the holding plate 6 increases, starting from the first front end 22 towards the second rear end 24.
  • the housing 10 of the antenna arrangement 4 is designed aerodynamically, the first front end 22 being arranged in front of the second rear end 24 in a forward direction of travel of the vehicle.
  • a physical installation space for a first antenna module is provided in the area of the first front end 22 and a physical installation space for a second antenna module is provided in the area of the second rear end 24.
  • a respective antenna module can be designed and / or designated as a radiator.
  • a respective antenna module is arranged in the region of a respective end 22, 24 on the base body 8.
  • a maximum longitudinal distance extends between the two ends 22, 24 within the installation space, whereby a sufficient Decoupling of the antenna modules within the antenna arrangement 4 is ensured.
  • the second embodiment of the antenna system 32 shown schematically in FIG. 3 comprises an antenna arrangement 34 which has a holding plate 36 on which a base body 38 made of electrically insulating or electrically nonconductive material, here made of plastic, is arranged.
  • the antenna arrangement 34 comprises a housing 40, which in turn has an inner cap 42 and a design cap 44.
  • the inner cap 42 and the holding plate 36 enclose an installation space of the antenna arrangement 34.
  • the design cap 44 furthermore encloses the inner cap 42.
  • the antenna system 32 presented here is provided for an outer wall of the vehicle embodied as a roof 46, the roof 46 having a recess 48 which is arranged in an outer side of the roof and / or integrated into the roof 46.
  • the holding plate 36 is arranged within the recess 48. It is possible that this recess 48 is also designed as part of the embodiment of the antenna system 32 presented here, depending on the definition.
  • the antenna system 32 has a plurality of fastening elements 50, 51 via which the holding plate 36 and thus also the antenna arrangement 34 are fastened to the roof 46, ie here within the recess 48 of the roof 46.
  • three first fastening elements 50 are designed as screws or bolts.
  • a second fastening element 51 is designed here as a flat plate or disk.
  • the holding plate 36 is arranged in the recess 48 when the antenna arrangement 34 is installed.
  • the first fastening elements 50 are guided, starting from an inside of the roof 46, through openings within the roof 46.
  • the base body 38 is clamped between the holding plate 36 and the second flat fastening element 51.
  • the base body 38, the holding plate 36 and the second fastening element 51 are fastened to the roof 46 via the first fastening elements 50 in the recess 48 of the roof 46.
  • the recess 48 within the roof 46 can be designed and / or designated as a hole or roof hole, depending on the definition, which has a size which is designed for the arrangement, for example for the complete arrangement, of the holding plate 36 in the roof 46.
  • a size of the antenna arrangement 34, a curvature of the roof 46 and a pre-embossing of the recess 48 in the roof 46, the recess 48 being oriented upwards or outwards, are made possible by providing the base body 48, which can be designed as a plastic carrier or a partial plastic carrier can use an additional installation space for an antenna module designed or designated as a radiator in a front, here flat area of the antenna arrangement 34.
  • the antenna arrangement 34 here, by definition, has a first front end 52 and a second, rear end 54. It is provided that a height of the installation space at the front end 52 is less than in or at the rear end 54. Overall, the height of the installation space, which is enclosed by the housing 40 and the holding plate 36, increases starting from the first front end 52 towards the second rear end 54.
  • the housing 40 of the antenna arrangement 34 is designed aerodynamically, the first front end 52 being arranged in a forward direction of travel of the vehicle in front of the second rear end 54.
  • a physical installation space for a first antenna module is provided in the area of the first front end 52 and a physical installation space for a second antenna module in the area of the second end 54.
  • a respective antenna module can be designed and / or as a radiator are designated.
  • a respective antenna module is arranged on the base body in the region of a respective end 52, 54.
  • a maximum longitudinal distance extends between the two ends 52, 54 within the installation space, which ensures adequate decoupling of the antenna modules.
  • Base body 10 Housing 12 Inner cap 14 Designer cap 16 Roof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antennensystem (2) für eine Außenwand eines Fahrzeugs, das eine Antennenanordnung (4) aufweist, die ein Gehäuse (10), einen Grundkörper (8) aus elektrisch isolierendem Material und eine Halteplatte (6) aufweist, wobei auf dem Grundkörper (8) elektronische Bauteile für mehrere Antennenmodule angeordnet sind.

Description

Antennensystem
BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft ein Antennensystem.
Durch neue Dienste und steigende Anforderungen an die Qualität und Datenrate drahtloser Dienste nimmt die Anzahl der zu verbauenden Antennen im Fahrzeug stetig zu. Demgegenüber sollte die Antenne aus Designgründen möglichst versteckt verbaut sein. Typische Bauräume sind neben dem Dach für eine Dachantenne, ein Stoßfänger für eine Telefonantenne, ein Spoiler oder eine Scheibe, wobei eine Antenne als eine auf die Scheibe gedruckte Struktur ausgebildet ist. Die Dachantenne bietet dabei den Vorteil, dass sie einen ungestörten Empfang um das Fahrzeug herum zur Nutzung von Bluetooth, einem Telefon und einer fernbedienbaren Standheizung hat. Außerdem hat sie einen Zugang zum Himmel zur Nutzung von Satellitendiensten. Allerdings ist eine Dachantenne für den Kunden sichtbar und weist bezüglich der Anmutung einen meist flachen Aufbau im vorderen Bereich auf.
Die Druckschrift DE 11 2015 003 498 T5 zeigt eine
Fahrzeugantennenvorrichtung.
Eine Befestigung einer Dachantenne durch Einführung eines Werkzeugs durch eine Durchführung in einem Antennenrutenaufnahmeteil einer Abdeckhaube ist aus der Druckschrift EP 1 760826 B1 bekannt.
Die Druckschrift US 7,091,912 B2 zeigt eine Fahrzeugantenne mit verbessertem Screening. Eine weitere Fahrzeugantenne ist aus der Druckschrift DE 10 2007 054 141 B4 bekannt.
Die Druckschrift EP 3 561 952 A1 beschreibt eine Antenne für ein Fahrzeug mit einem isolierenden Antennengehäuse und einer Basis aus Plastik, an dem das Antennengehäuse befestigt ist.
Die Druckschrift US 2017/0062914 A1 beschreibt ein Antennengerät für ein Fahrzeug mit einer Grundplatte aus Flarz.
Ein weiteres Antennengerät ist aus der Druckschrift US 2019/0006744 A1 bekannt.
Eine Dachantenne und ein Verfahren zum Befestigen einer Dachantenne auf einer Fahrzeugkarosserie sind aus der Druckschrift DE 10 2012 202 677 A1 bekannt. Dabei wird die Dachantenne auf einer Öffnung der Fahrzeugkarosserie montiert und in einer Vormontageposition auf der Fahrzeugkarosserie gehalten. Weiterhin wird die Dachantenne in ihrer Endmontageposition mittels einer Klemmplatte auf der Fahrzeugkarosserie festgelegt.
Vor diesem Flintergrund war es eine Aufgabe, eine Antenne für ein Fahrzeug kompakt auszubilden.
Diese Aufgabe wird durch ein Antennensystem mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Ausführungsformen des Antennensystems gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
Das erfindungsgemäße Antennensystem ist für ein Dach als Außenwand eines Fahrzeugs vorgesehen und weist eine Antennenanordnung auf, die ein Gehäuse, einen Grundkörper aus elektrisch isolierendem bzw. nichtleitendem Material und eine Halteplatte aufweist. Dabei sind auf dem elektrisch isolierenden Grundkörper elektronische Bauteile für mehrere Antennenmodule angeordnet, wobei die Antennenanordnung Befestigungselemente aufweist, wobei die Halteplatte durch die Befestigungselemente innerhalb des Dachs von einer Innenseite des Dachs an dem Dach befestigt ist.
In Ausgestaltung ist der Grundkörper aus Kunststoff gebildet. Die mehreren Antennenmodule sind unterschiedlich bzw. unterscheiden sich voneinander, wobei unterschiedliche Antennenmodule für unterschiedliche Funktechnologien, für unterschiedliche Übertragungsstandards mit elektromagnetischen Wellen, bspw. für unterschiedliche Telekommunikationsdienste, ausgebildet sind. Dabei werden von den unterschiedlichen Antennenmodulen bspw. elektromagnetische Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen gesendet und/oder empfangen. Die unterschiedlichen Antennenmodule können voneinander unabhängig betrieben werden.
Außerdem weist die Antennenanordnung Befestigungselemente zum Befestigen des Gehäuses und des Grundkörpers an, auf und/oder in der Außenwand auf. Dabei ist mindestens ein erstes Befestigungselement stiftförmig, bspw. als Schraube oder Bolzen, ausgebildet. Mindestens ein zweites Befestigungselement kann als flache Scheibe ausgebildet sein, wobei der Grundkörper zwischen dem zweiten Befestigungselement und der Halteplatte eingeklemmt wird bzw. einzuklemmen ist und somit auch befestigt wird bzw. zu befestigen ist. In der Regel ist das Antennensystem zum Befestigen der Antennenanordnung auf der Außenwand ausgebildet.
Das Antennensystem weist neben der Antennenanordnung eine Ausnehmung in der Außenwand auf, die zur Aufnahme der Halteplatte in der Außenwand ausgebildet ist.
Das vorgestellte Antennensystem ist für die als Dach ausgebildete Außenwand ausgebildet. Weiterhin ist auf dem Grundkörper mindestens ein elektronischer Schaltkreis angeordnet. In Ausgestaltung sind darauf mehrere voneinander getrennte elektronische Schaltkreise als elektronische Bauteile für mehrere Antennenmodule angeordnet.
Außerdem ist zwischen elektronischen Bauteilen, bspw. Schaltkreisen, von zwei unterschiedlichen Antennenmodulen ein maximaler Abstand vorgesehen.
Unterschiedliche Antennenmodule des Antennensystems sind dazu ausgebildet, unterschiedliche Funktechnologien zu verwenden.
Die Antennenanordnung des vorgestellten Antennensystems weist den Grundkörper aus Kunststoff und die Halteplatte auf, wodurch innerhalb der Antennenanordnung zusätzlicher Bauraum für Antennenmodule und/oder elektrische Bauteile bereitgestellt werden kann. Dabei ist es möglich, in der Antennenanordnung mehrere Telefonstrahler, bspw. zwei Telefonstrahler oder mindestens drei Telefonstrahler, als unterschiedliche Antennenmodule anzuordnen und somit zu verbauen bzw. in die Antennenanordnung zu integrieren.
Somit ist es möglich, einen für elektronische Bauteile nutzbaren Bauraum der Antennenanordnung und/oder innerhalb der Antennenanordnung durch Verwendung des Grundkörpers aus einem nichtleitenden Material zu erweitern, wobei der Grundkörper bspw. aus Kunststoff als nichtleitendem Material hergestellt ist bzw. wird. Hierdurch ergibt sich weiterhin, dass das Gewicht der Antennenanordnung reduziert werden kann und weiterhin Kosten eingespart werden können.
Ein Gegengewicht und/oder eine Masseebene der Antennenanordnung wird bzw. werden von der Halteplatte bereitgestellt. Dabei wird die Halteplatte bei einer Montage der Antennenanordnung von innen, d. h. ausgehend von einem Innenraum des Fahrzeugs, von der Innenseite der als Dach ausgebildeten Außenwand, bspw. ausgehend von einem Dachhimmel, an der Außenwand befestigt, bspw. verschraubt. Dabei ist vorgesehen, dass die Halteplatte die Antennenanordnung mit der Außenwand galvanisch und/oder kapazitiv verbindet. Aufgrund einer solchen Konstruktion der Antennenanordnung des Antennensystems ergibt sich, dass für darin unterzubringende elektronische Bauteile und/oder Antennenmodule zusätzlich ein hierfür erforderlicher Bauraum generiert wird. Ein von der Antennenanordnung bzw. von einem Gehäuse der Antennenanordnung umschlossener Bauraum weist in einer Längsrichtung eine maximale Ausdehnung auf, wobei der Bauraum ein erstes, bspw. vorderes Ende und ein zweites, bspw. hinteres Ende aufweist, wobei diese beiden Enden innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Dabei ist es möglich, dass an jeweils einem Ende ein Antennenmodul angeordnet ist, wobei die in dem Bauraum anzuordnenden bzw. angeordneten Antennenmodule für unterschiedliche Dienste vorgesehen sind und über elektromagnetische Wellen unterschiedlicher Frequenzen für unterschiedliche Funktechnologien kommunizieren. Diese beiden unterschiedlichen Antennenmodule weisen an den beiden beschriebenen Enden innerhalb des Bauraums und/oder Gehäuses einen maximal möglichen Abstand auf. Dabei werden die Antennenmodule durch den Grundkörper voneinander entkoppelt, wobei hierdurch Designparameter für die Entkopplung der Antennenmodule gebildet werden. Eines der beiden Antennenmodule kann bspw. als LTE-Strahler für den LTE-Standard ausgebildet sein. Außerdem ist es möglich, dass mindestens ein Antennenmodul für einen Mobilfunkstandard der vierten Generation 4G oder der fünften Generation 5G ausgebildet ist.
Weiterhin ist es möglich, in der Antennenanordnung bzw. in deren Bauraum ein Antennenmodul für ein globales Navigationssatellitensystem (global navigation satellite System, GNSS) zu integrieren. Weiterhin ist es möglich, die Antennenanordnung und/oder deren Bauraum zumindest partiell bzw. teilweise in der Außenwandung, bspw. dem Dach, zu versenken, wodurch ein Einfluss von reflektierten und/oder gestreuten Positionssignalen des globalen Navigationssatellitensystems minimiert wird. Weiterhin ist es möglich, die Halteplatte unter dem Bauraum bzw. einem Freiraum auszusparen, wodurch weitere Designfreiheitsgrade erlangt werden.
Das mindestens eine Antennenmodul kann als Telefonstrahler ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden, für das bzw. für den eine Bandbreite einer Frequenz von bspw. 617 Megahertz bis zu 5 Gigahertz vorgesehen ist. Durch Ausgestaltung der Antennenanordnung ist es möglich, bspw. zwei derartige Telefonstrahler, die Frequenzen, üblicherweise unterschiedliche Frequenzen, innerhalb der genannten Bandbreite zur Kommunikation nutzen, in der Antennenanordnung und somit in dem Antennensystem zu integrieren.
Das mindestens eine Antennenmodul kann eine elektronische Leiterplatte (PCB, printed circled board) als elektronisches Bauteil aufweisen und/oder als eine derartige Leiterplatte ausgebildet sein. Ein derartiges bspw. als Leiterplatte ausgebildetes Antennenmodul ist direkt auf dem Grundkörper aus dem elektrisch isolierenden Material angeordnet.
Der Grundkörper bzw. ein Antennenkörper des Antennensystems ist aus isolierendem Material, z. B. aus Kunststoff. Dabei befinden sich die
Antennenmodule außerhalb des Fahrzeugs, wobei der Antennenkörper die Ausnehmung im Fahrzeug bzw. ein Loch in der Außenwand, bspw. einem Dach, des Fahrzeugs verschließt. Die bspw. aus Metall gebildete Halteplatte in der Ausnehmung des Fahrzeugs bildet ein Gegengewicht zur Antennenanordnung und dient der galvanischen Anbindung der
Antennenanordnung an die Außenwand, bspw. an das Dach. Dennoch kann eine durch die Ausnehmung bereitgestellte Kavität in der Außenwand als Bauraum für die Antennenanordnung genutzt werden. Die Antennenmodule bzw. Antennenstrahler können mit Hilfe einer mechanischen Einrichtung im Dach partiell versenkt werden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine aus dem Stand der Technik bekannte Antennenanordnung.
Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antennenanordnung.
Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antennenanordnung.
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Komponenten sind dieselben Bezugsziffern zugeordnet.
Die in Figur 1 schematisch dargestellte aus dem Stand der Technik bekannte Antennenanordnung 100 ist als Telefonstrahler ausgebildet und/oder zu bezeichnen. Dabei ist die Antennenanordnung 100 auf einem Dach 102, hier auf einer Dachebene, eines Fahrzeugs angeordnet. Diese Antennenanordnung 100 weist als Fundament einen Druckgusskörper 104 aus Zink auf. Weiterhin umfasst die Antennenanordnung 100 ein Gehäuse 106, das mit dem Druckgusskörper 104 verbunden ist, wobei der Druckgusskörper 104 und das Gehäuse 106 einen Bauraum der Antennenanordnung 100 umschließen. Innerhalb des Bauraums oberhalb des Druckgusskörpers 104 ist in Figur 1 eine Ebene 108 angedeutet, in der eine nicht weiter dargestellte Leiterplatte als elektronisches Bauteil angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Druckgusskörper 104 aus Metall als Träger für die Leiterplatte (PCB) dient. Für ein Antennendesign verbleibt dann der Bauraum zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuse 106 als Antennenkappe. Die in Figur 2 schematisch dargestellte erste Ausführungsform des Antennensystems 2 umfasst eine Antennenanordnung 4, die eine Halteplatte 6 aufweist, auf der ein Grundkörper 8 aus elektrisch isolierendem bzw. elektrisch nichtleitendem Material, hier aus Kunststoff, angeordnet ist. Außerdem umfasst die Antennenanordnung 4 ein Gehäuse 10, das wiederum eine Innenkappe 12 und eine Designkappe 14 aufweist. Hierbei umschließen die Innenkappe 12 und die Halteplatte 6 einen Bauraum der Antennenanordnung 4. Die Designkappe 14 umschließt weiterhin die Innenkappe 12. Das hier vorgestellte Antennensystem 2 ist für eine als Dach 16 ausgebildete Außenwand des Fahrzeugs vorgesehen, wobei das Dach 16 eine Ausnehmung 18 aufweist, die in einer Außenseite des Dachs angeordnet und/oder in das Dach 16 integriert ist. Dabei ist hier die Halteplatte 6 innerhalb der Ausnehmung 18 angeordnet. Dabei ist es möglich, dass diese Ausnehmung 18 je nach Definition auch als Teil der hier vorgestellten Ausführungsform des Antennensystems 2 ausgebildet ist. Weiterhin weist das Antennensystem 2 mehrere Befestigungselemente 20 auf, über die die Halteplatte 6 und somit auch die Antennenanordnung 4 an dem Dach 16, d. h. hier innerhalb der Ausnehmung 18 des Dachs 16, befestigt ist. Dabei ist hier vorgesehen, dass bei einer Montage der Antennenanordnung 4 die Halteplatte 6 in der Ausnehmung 18 angeordnet wird. Die Befestigungselemente 20 werden ausgehend von einer Innenseite des Dachs 16 durch Öffnungen innerhalb des Dachs geführt, wobei die Antennenanordnung 4 über die Befestigungselemente 20 an dem Dach 16 befestigt wird.
Die Ausnehmung 18 innerhalb des Dachs 16 kann je nach Definition als Loch bzw. Dachloch ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden, das eine Größe aufweist, die zur Anordnung, bspw. zur kompletten Anordnung der Halteplatte 6 in dem Dach 16 ausgebildet ist. Zudem ist es möglich, die Antennenanordnung 4 über die Befestigungselemente 20 an dem Dach 16 sicher und wasserdicht zu verschrauben, wobei die Halteplatte 6 durch Befestigungselemente 20, die als Schrauben ausgebildet sind, auf dem Dach 16 und/oder innerhalb des Dachs 16 von unten bzw. von der Innenseite des
Dachs 16 verschraubt werden.
Eine Größe der Antennenanordnung 4, eine Krümmung des Dachs 16 und eine Vorprägung der Ausnehmung 18 im Dach 16, wobei die Ausnehmung 18 nach oben bzw. nach außen orientiert ist, ermöglichen durch Vorsehen des Grundkörpers 8, der als Kunststoffträger oder zumindest als Teil- Kunststoffträger ausgebildet sein kann, einen zusätzlichen Bauraum für ein als Strahler ausgebildetes bzw. zu bezeichnendes Antennenmodul in einem vorderen, hier flachen Bereich der Antennenanordnung 4 zu nutzen.
Die Antennenanordnung 4 weist hier definitionsgemäß ein erstes vorderes Ende 22 und ein zweites, hinteres Ende 24 auf. Dabei ist vorgesehen, dass eine Höhe des Bauraums am vorderen Ende 22 geringer als im bzw. beim hinteren Ende 24 ist. Insgesamt nimmt die Höhe des Bauraums, der von dem Gehäuse 10 und der Halteplatte 6 umschlossen ist, ausgehend von dem ersten vorderen Ende 22 hin zu dem zweiten hinteren Ende 24 zu. Dabei ist das Gehäuse 10 der Antennenanordnung 4 aerodynamisch ausgebildet, wobei das erste vordere Ende 22 in einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs vor dem zweiten hinteren Ende 24 angeordnet ist.
Bei der hier vorgestellten Ausführungsform des Antennensystems 2 wird im Bereich des ersten vorderen Endes 22 ein physikalischer Bauraum für ein erstes Antennenmodul und im Bereich des zweiten hinteren Endes 24 ein physikalischer Bauraum für ein zweites Antennenmodul bereitgestellt. Ein jeweiliges Antennenmodul kann als Strahler ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden. Dabei wird ein jeweiliges Antennenmodul im Bereich eines jeweiligen Endes 22, 24 auf dem Grundkörper 8 angeordnet. Zwischen den beiden Enden 22, 24 erstreckt sich innerhalb des Bauraums ein maximaler längsgerichteter Abstand, wodurch eine ausreichende Entkopplung der Antennenmodule innerhalb der Antennenanordnung 4 gewährleistet wird.
Die in Figur 3 schematisch dargestellte zweite Ausführungsform des Antennensystems 32 umfasst eine Antennenanordnung 34, die eine Halteplatte 36 aufweist, auf der ein Grundkörper 38 aus elektrisch isolierendem bzw. elektrisch nichtleitendem Material, hier aus Kunststoff, angeordnet ist. Außerdem umfasst die Antennenanordnung 34 ein Gehäuse 40, das wiederum eine Innenkappe 42 und eine Designkappe 44 aufweist. Hierbei umschließen die Innenkappe 42 und die Halteplatte 36 einen Bauraum der Antennenanordnung 34. Die Designkappe 44 umschließt weiterhin die Innenkappe 42.
Das hier vorgestellte Antennensystem 32 ist für eine als Dach 46 ausgebildete Außenwand des Fahrzeugs vorgesehen, wobei das Dach 46 eine Ausnehmung 48 aufweist, die in einer Außenseite des Dachs angeordnet und/oder in das Dach 46 integriert ist. Dabei ist hier die Halteplatte 36 innerhalb der Ausnehmung 48 angeordnet. Dabei ist es möglich, dass diese Ausnehmung 48 je nach Definition auch als Teil der hier vorgestellten Ausführungsform des Antennensystems 32 ausgebildet ist. Weiterhin weist das Antennensystem 32 mehrere Befestigungselemente 50, 51 auf, über die die Halteplatte 36 und somit auch die Antennenanordnung 34 an dem Dach 46, d. h. hier innerhalb der Ausnehmung 48 des Dachs 46, befestigt ist. Dabei sind hier drei erste Befestigungselemente 50 als Schrauben oder Bolzen ausgebildet. Ein zweites Befestigungselement 51 ist hier als flache Platte bzw. Scheibe ausgebildet. Dabei ist hier vorgesehen, dass bei einer Montage der Antennenanordnung 34 die Halteplatte 36 in der Ausnehmung 48 angeordnet wird. Die ersten Befestigungselemente 50 werden ausgehend von einer Innenseite des Dachs 46 durch Öffnungen innerhalb des Dachs 46 geführt. Außerdem wird der Grundkörper 38 zwischen der Halteplatte 36 und dem zweiten flachen Befestigungselement 51 eingeklemmt. Der Grundkörper 38, die Halteplatte 36 und das zweite Befestigungselement 51 werden über die ersten Befestigungselemente 50 in der Ausnehmung 48 des Dachs 46 an dem Dach 46 befestigt. Die Ausnehmung 48 innerhalb des Dachs 46 kann je nach Definition als Loch bzw. Dachloch ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden, das eine Größe aufweist, die zur Anordnung, bspw. zur kompletten Anordnung, der Halteplatte 36 in dem Dach 46 ausgebildet ist. Zudem ist es möglich, die Antennenanordnung 34 über die Befestigungselemente 50, 51 an dem Dach 46 sicher und wasserdicht zu verschrauben, wobei die Halteplatte 36 durch die ersten Befestigungselemente 50 und das zweite Befestigungselement 51 auf dem Dach 46 und/oder innerhalb des Dachs 46 von unten bzw. von der Innenseite des Dachs 46 verschraubt werden.
Eine Größe der Antennenanordnung 34, eine Krümmung des Dachs 46 und eine Vorprägung der Ausnehmung 48 im Dach 46, wobei die Ausnehmung 48 nach oben bzw. nach außen orientiert ist, ermöglichen durch Vorsehen des Grundkörpers 48, der als Kunststoffträger oder Teil-Kunststoffträger ausgebildet sein kann, einen zusätzlichen Bauraum für ein als Strahler ausgebildetes bzw. zu bezeichnendes Antennenmodul in einem vorderen, hier flachen Bereich der Antennenanordnung 34 zu nutzen.
Die Antennenanordnung 34 weist hier definitionsgemäß ein erstes vorderes Ende 52 und ein zweites, hinteres Ende 54 auf. Dabei ist vorgesehen, dass eine Höhe des Bauraums am vorderen Ende 52 geringer als im bzw. beim hinteren Ende 54 ist. Insgesamt nimmt die Höhe des Bauraums, der von dem Gehäuse 40 und der Halteplatte 36 umschlossen ist, ausgehend von dem ersten vorderen Ende 52 hin zu dem zweiten hinteren Ende 54 zu. Dabei ist das Gehäuse 40 der Antennenanordnung 34 aerodynamisch ausgebildet, wobei das erste vordere Ende 52 in einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs vor dem zweiten hinteren Ende 54 angeordnet ist.
Bei der hier vorgestellten Ausführungsform des Antennensystems 32 wird im Bereich des ersten vorderen Endes 52 ein physikalischer Bauraum für ein erstes Antennenmodul und im Bereich des zweiten Endes 54 ein physikalischer Bauraum für ein zweites Antennenmodul bereitgestellt. Ein jeweiliges Antennenmodul kann als Strahler ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden. Dabei wird ein jeweiliges Antennenmodul im Bereich eines jeweiligen Endes 52, 54 auf den Grundkörper angeordnet. Zwischen den beiden Enden 52, 54 erstreckt sich innerhalb des Bauraums ein maximaler längsgerichteter Abstand, wodurch eine ausreichende Entkopplung der Antennenmodule gewährleistet wird.
Bezugsziffern:
2 Antennensystem 4 Antennenanordnung 6 Halteplatte
8 Grundkörper 10 Gehäuse 12 Innenkappe 14 Designkappe 16 Dach
18 Ausnehmung 20 Befestigungselement 22, 24 Ende 32 Antennensystem 34 Antennenanordnung
36 Halteplatte 38 Grundkörper 40 Gehäuse 42 Innenkappe 44 Designkappe
46 Dach 48 Ausnehmung 50, 51 Befestigungselement 52, 54 Ende 100 Antennenordnung
102 Dach 104 Grundkörper 106 Gehäuse 108 Ebene

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Antennensystem für eine als Dach (16, 46) ausgebildete Außenwand eines Fahrzeugs, das eine Antennenanordnung (4, 34) aufweist, die ein Gehäuse (10, 40), einen Grundkörper (8, 38) aus elektrisch isolierendem Material und eine Halteplatte (6, 36) aufweist, wobei auf dem Grundkörper (8, 38) elektronische Bauteile für mehrere
Antennenmodule angeordnet sind, wobei die Antennenanordnung (4, 34) Befestigungselemente (20, 50, 51) aufweist, wobei die Halteplatte (6, 36) durch die Befestigungselemente (20, 50, 51) innerhalb des
Dachs (16, 46) von einer Innenseite des Dachs (16, 46) an dem Dach (16, 46) befestigt ist.
2. Antennensystem nach Anspruch 1, bei dem der Grundkörper (8, 38) aus Kunststoff gebildet ist.
3. Antennensystem nach Anspruch 1 oder 2, das zum Befestigen auf dem Dach (16, 46) ausgebildet ist.
4. Antennensystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, das eine
Ausnehmung (18, 48) in dem Dach (16, 46) aufweist, die zur Aufnahme der Halteplatte (6, 36) ausgebildet ist.
5. Antennensystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem auf dem Grundkörper (8, 38) mindestens ein elektronischer Schaltkreis angeordnet ist.
6. Antennensystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem zwischen elektronischen Bauteilen von zwei unterschiedlichen Antennenmodulen ein maximaler Abstand vorgesehen ist.
7. Antennensystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem unterschiedliche Antennenmodule dazu ausgebildet sind, unterschiedliche Funktechnologien zu verwenden.
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