EP4513675A1 - Fahrzeug umfassend antennenanordnung für abstandsmessungen im verkehrsbereich - Google Patents

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EP4513675A1
EP4513675A1 EP23193129.6A EP23193129A EP4513675A1 EP 4513675 A1 EP4513675 A1 EP 4513675A1 EP 23193129 A EP23193129 A EP 23193129A EP 4513675 A1 EP4513675 A1 EP 4513675A1
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EP
European Patent Office
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circuit board
antenna arrangement
opening
vehicle according
vehicle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP23193129.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lukas Walter Mayer
Reinhard Hladik
Andreas Hofmann
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.)
Siemens AG Oesterreich
Original Assignee
Siemens AG Oesterreich
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG Oesterreich filed Critical Siemens AG Oesterreich
Priority to EP23193129.6A priority Critical patent/EP4513675A1/de
Priority to PCT/EP2024/073591 priority patent/WO2025040758A1/de
Priority to AU2024327801A priority patent/AU2024327801A1/en
Publication of EP4513675A1 publication Critical patent/EP4513675A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line
    • 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
    • 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
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems

Definitions

  • the invention relates to a vehicle comprising an antenna arrangement for distance measurements in the traffic sector.
  • Antennas for pulse radar radio systems operating according to ultra-wideband (UWB) technology must have a very large relative bandwidth (e.g. 12.5% or more) of the respective radio system and must not generate any significant phase distortions within such a bandwidth so that the group delay is as constant as possible.
  • UWB ultra-wideband
  • an antenna arrangement is either mounted directly behind a front or rear window or has a greater distance from the aforementioned windows.
  • the antenna arrangement is detuned or influenced by the pane (e.g. a pane of glass) and thus the above-mentioned requirements regarding low phase distortion are no longer met.
  • the pane e.g. a pane of glass
  • the task is therefore to provide an antenna arrangement which avoids the aforementioned disadvantages and yet meets the required technical properties.
  • a vehicle comprising a glass pane and an antenna arrangement arranged in an interior of the vehicle behind the glass pane for distance measurements in the traffic area
  • the antenna arrangement comprises a circuit board having at least one opening in the form of a slot, at least one strip line arranged on a first side of the circuit board corresponding to the at least one opening, which is at least partially arranged within a recess provided on the first side of the circuit board, and at least one secondary radiator arranged on a second side of the circuit board corresponding to the at least one opening, wherein the secondary radiator is arranged at a distance from the circuit board.
  • the dimensioning of an excitation structure i.e. slot and feed network as well as a distance to the secondary radiator
  • an excitation structure i.e. slot and feed network as well as a distance to the secondary radiator
  • the solution presented therefore has the advantage that only the secondary radiator needs to be replaced in order to be able to meet various requirements. Such a replacement can be carried out in a simple manner.
  • the antenna arrangement further comprises a shielding plate arranged on the second side corresponding to the circuit board, wherein the shielding plate is arranged at a distance from the circuit board.
  • the at least one strip line is arranged essentially orthogonal to a main direction of extension of the at least one opening. This causes electromagnetic waves to propagate through the opening in the direction of the secondary radiator.
  • an opening is understood to be a recess in a metallization acting as a ground plane within or on one side of the circuit board.
  • a detachable fastening of the at least one secondary radiator is provided.
  • a holder for the secondary radiator can be provided by means of connecting elements such as spring clips and the like, which ensures easy exchangeability.
  • the antenna arrangement preferably comprises a network for antenna feeding, which is connected to the at least one strip line. This enables control of the secondary radiator or a plurality of secondary radiators for setting a directional characteristic.
  • the network for feeding the antenna is arranged on the circuit board. This achieves a compact design of the antenna arrangement.
  • the antenna feed network advantageously comprises at least one power divider and at least one phase shifter, which are provided for controlling a large number of secondary radiators via a large number of strip lines.
  • a phase shifter can be provided as a fixed or controllable variant.
  • the directional characteristic can be selected such that radiation above a horizontal plane is as low as possible.
  • side lobes of the antenna arrangement can be more than 12 dB weaker than a main lobe in the direction of the horizon, which makes it possible to use a maximum transmission power permitted by regulatory authorities.
  • the antenna arrangement preferably comprises a second circuit board on which the at least one secondary radiator is arranged. This allows the secondary radiator to be easily replaced.
  • the antenna arrangement comprises a second opening in the form of a slot, a second strip line arranged on the first side of the circuit board corresponding to the second opening, and a second secondary radiator arranged on the second side of the circuit board corresponding to the second opening, wherein the second secondary radiator is arranged at a distance from the circuit board.
  • suitable radiation in the direction of the horizon can be achieved with inclined windows, in particular if the two secondary radiators acting as antenna elements are fed by power dividers and phase shifters in such a way that the overall antenna characteristic is directed is achieved.
  • the second opening the same is understood here to be a recess in a metallization acting as a ground plane within or on one side of the circuit board.
  • the vehicle is advantageously a rail vehicle. Since the aforementioned antenna arrangement is intended to operate according to UWB technology, which is used in rail vehicles for distance measurements, such a design is advantageous.
  • the antenna arrangement is arranged substantially parallel to a main extension direction of the glass pane. This is particularly advantageous if the glass pane is arranged substantially orthogonal to the desired radiation direction of a secondary radiator.
  • the antenna arrangement is arranged at an angle inclined to a main extension direction of the glass pane. This is advantageous if the glass pane is not arranged substantially orthogonally to the desired radiation direction of a secondary radiator, but is instead inclined.
  • FIG. 1 A perspective view of a first embodiment of an antenna arrangement 1 for distance measurements in the traffic sector is shown, which has only one secondary radiator 7 as an antenna element.
  • the antenna arrangement 1 comprises a circuit board 2 which has an opening 3 in the form of a slot.
  • This opening 3 is in particular a recess in a metallization acting as a ground plane within or on one side of the circuit board 2.
  • a strip line 5 is arranged on a first side 4 of the circuit board 2 corresponding to the at least one opening 3. In the present case, this strip line 5 is arranged within a recess in the metallization provided in the circuit board 2. The recess in the metallization is provided in the first side 4 of the circuit board 2.
  • the strip line 5 is arranged substantially orthogonally to a main extension direction of the opening 3.
  • the antenna arrangement 1 according to Figure 1 a secondary radiator 7 arranged on a second side 6 of the circuit board 2 corresponding to the at least one opening 3.
  • This secondary radiator 7 is arranged at a distance from the circuit board 2, for example by suitable means for spacing.
  • the proposed arrangement of the secondary radiator 7 allows it to be replaced in a simple manner.
  • the secondary radiator 7 is located at or on a second circuit board 9, which is arranged on the second side 6 of the circuit board 2.
  • Figure 1 a shielding plate 8 arranged on the second side 6 corresponding to the circuit board 2, which is arranged at a distance from the circuit board 2 and can be provided optionally.
  • a slot-coupled patch antenna is thus used, which consists of a circuit board 2 on which appropriate high-frequency (HF) components are mounted for control purposes and which contains an opening 3 in the form of a slot excited by a strip line 5, the opening 3 representing a recess in a metallization acting as a ground plane.
  • the slot excites a secondary radiator 7 (ie the so-called patch), which in turn is located on a separate simple circuit board 9 (shown in Figure 3 ) can be located.
  • Figure 2 shows in a perspective view a second embodiment of an antenna arrangement 1, which has two secondary radiators 7 and 17. In other words, it can be said that two antenna elements are operated as a group.
  • the antenna arrangement 1 for distance measurements in the traffic area a circuit board 2 having two openings 3 and 13, each of which is designed in the form of a slot and represents recesses in a metallization acting as a ground plane. Furthermore, strip lines 5 and 15 are provided on a first side 4 of the circuit board 2, each arranged corresponding to the openings 3 and 13.
  • the shielding plate 8 provided extends over the entire length and width of the circuit board 2 and is thus arranged corresponding to it.
  • the antenna arrangement 1 comprises a network for antenna feeding, which is connected to the strip lines 5 and 15.
  • This network can be on the circuit board 2, for example on the first side 4 thereof.
  • the antenna feed network includes power dividers and phase shifters, which are intended to control the secondary radiators 7 and 17 via the strip lines 5 and 15. In this way, an overall antenna characteristic can be directed, which can, for example, achieve suitable radiation towards the horizon when mounted behind inclined windows.
  • the second embodiment of the antenna arrangement 1 for distance measurements in the traffic area is shown in a side view, wherein the antenna arrangement 1 is arranged parallel to a glass pane 10.
  • the antenna arrangement 1 comprises a second circuit board 9 on which the two secondary radiators 7 and 17 are arranged.
  • Figure 4 shows a schematic representation of a first embodiment for the positioning of an antenna arrangement 1 for distance measurements in the traffic sector.
  • a glass pane 10 of a vehicle wherein the antenna arrangement 1 is arranged in an interior of the vehicle behind the glass pane 10.
  • the vehicle can be a rail vehicle, for example.
  • the glass pane 10 is inclined by the angle ⁇ relative to a vertical, the angle ⁇ being, for example, 22°.
  • the antenna arrangement 1 is also inclined in the same way, so that it is arranged essentially parallel to a main extension direction of the glass pane 10.
  • the antenna arrangement 1 is spaced from the glass pane 10 according to the distance d.
  • Figure 5 shows a schematic representation of a second embodiment for the positioning of an antenna arrangement 1 for distance measurements in the traffic sector.
  • the glass pane 10 is inclined by the angle ⁇ with respect to a vertical.
  • the antenna arrangement 1 does not show an arrangement substantially parallel to a main extension direction of the glass pane 10, but rather an alignment of the antenna arrangement 1 at an angle inclined to a main extension direction of the glass pane 10.
  • the antenna arrangement 1 and the glass pane 10 are in Figure 5 at the point of smallest distance according to the distance d from each other.
  • FIG. 6 is a schematic representation of an embodiment of an antenna arrangement 1 for distance measurements in the traffic sector with a reduction in radiation.
  • This reduction 12 is also referred to as "downtilt".
  • the power dividers and phase shifters described above provide a feed in such a way that the overall antenna characteristic can be directed, whereby, for example, a suitable radiation in the direction of the horizon is achieved with tilted windows.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug umfassend eine Glasscheibe (10) und eine in einem Innenraum des Fahrzeugs hinter der Glasscheibe (10) angeordnete Antennenanordnung (1) für Abstandsmessungen im Verkehrsbereich, wobei die Antennenanordnung (1) eine Leiterplatte (2) aufweisend wenigstens eine Öffnung (3) in Form eines Schlitzes, wenigstens eine auf einer ersten Seite (4) der Leiterplatte (2) korrespondierend zu der wenigstens einen Öffnung (3) angeordnete Streifenleitung (5), welche innerhalb einer auf der ersten Seite (4) der Leiterplatte (2) vorgesehenen Aussparung zumindest teilweise angeordnet ist, und wenigstens einen auf einer zweiten Seite (6) der Leiterplatte (2) korrespondierend zu der wenigstens einen Öffnung (3) angeordneten Sekundärstrahler (7), wobei der Sekundärstrahler (7) von der Leiterplatte (2) beabstandet angeordnet ist, umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug umfassend eine Antennenanordnung für Abstandsmessungen im Verkehrsbereich.
  • Antennen für Impulsradar-Funksysteme, welche gemäß der Ultra-Breitband (UWB) - Technologie operieren, müssen eine sehr große relative Bandbreite (von beispielsweise 12,5 % oder mehr) des jeweiligen Funksystems aufweisen und dürfen innerhalb einer solchen Bandbreite keine nennenswerten Phasenverzerrungen erzeugen, so dass eine möglichst konstante Gruppenlaufzeit erreicht wird.
  • Um ein derartiges Funksystem kosteneffizient in bestehende Fahrzeuge (z.B. Schienenfahrzeuge) zu integrieren, wird eine Antennenanordnung entweder direkt hinter einer Front- oder Rückscheibe montiert oder weist einen größeren Abstand zu vorgenannten Scheiben auf.
  • In beiden dieser Fälle ist es jedoch problematisch, dass die Antennenanordnung durch die Scheibe (beispielsweise eine Glasscheibe) verstimmt beziehungsweise beeinflusst wird und damit die oben genannten Anforderungen hinsichtlich geringer Phasenverzerrungen nicht mehr erfüllt werden.
  • Bisher werden zur Minderung dieses Problems zum einen Antennen beziehungsweise Antennenanordnungen im Außenbereich (d.h. nicht hinter einer Scheibe im Innenraum eines Fahrzeugs) montiert, woraus ein höherer Aufwand und somit höhere Kosten resultierten. Solche Kosten werden insbesondere verursacht durch die notwendige Zulassung und/oder durch einen aus raueren Umgebungsbedingungen (wie Schnee, Eis, etc.) resultierenden Wartungsaufwand. Zum anderen werden für Innenraumanwendungen viele verschiedene Baugruppen mit unterschiedlichen Dimensionierungen für eine Montage direkt an der Glasscheibe als auch mit größerem Abstand zur Glasscheibe bereitgestellt. Die daraus resultierende hohe Produktvielfalt bedingt eine entsprechende Lagerhaltung, woraus ebenfalls hohe Aufwände beziehungsweise Kosten resultieren.
  • Die Aufgabe besteht somit darin, eine Antennenanordnung bereitzustellen, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet und dennoch die benötigten technischen Eigenschaften erfüllt.
  • Erfindungsgemäß wird ein Fahrzeug umfassend eine Glasscheibe und eine in einem Innenraum des Fahrzeugs hinter der Glasscheibe angeordnete Antennenanordnung für Abstandsmessungen im Verkehrsbereich zur Verfügung gestellt, wobei die Antennenanordnung eine Leiterplatte aufweisend wenigstens eine Öffnung in Form eines Schlitzes, wenigstens eine auf einer ersten Seite der Leiterplatte korrespondierend zu der wenigstens einen Öffnung angeordnete Streifenleitung, welche innerhalb einer auf der ersten Seite der Leiterplatte vorgesehenen Aussparung zumindest teilweise angeordnet ist, und wenigstens einen auf einer zweiten Seite der Leiterplatte korrespondierend zu der wenigstens einen Öffnung angeordneten Sekundärstrahler, wobei der Sekundärstrahler von der Leiterplatte beabstandet angeordnet ist, umfasst.
  • Erfindungsgemäß wird die Dimensionierung einer Anregestruktur (d.h. Schlitz und Speisenetzwerk sowie ein Abstand zum Sekundärstrahler) derart ausgelegt, dass ein anforderungsgemäßer Betrieb nahe einer Glasscheibe als auch ein Betrieb im freien Raum gewährleistet ist. Die vorgestellte Lösung hat demnach den Vorteil, dass nur der Sekundärstrahler ausgetauscht werden muss, um verschiedene Anforderungen erfüllen zu können. Ein solcher Austausch kann auf einfache Art und Weise erfolgen.
  • Dadurch wird eine benötigte Produktvielfalt reduziert, da für sämtliche Einbauvarianten hinter einer Glasscheibe nur eine einzige Antennenanordnung beziehungsweise ein einziges Antennensystem notwendig ist. Bei Bedarf muss lediglich der Sekundärstrahler im Rahmen einer Projektierung getauscht werden, was beispielsweise durch die Nutzung einer eigenen kostengünstigen Leiterplatte oder durch die Nutzung einfacher Blechteile erfolgen kann.
  • Vorzugsweise umfasst die Antennenanordnung ferner eine auf der zweiten Seite korrespondierend zu der Leiterplatte angeordnete Abschirmplatte, wobei die Abschirmplatte beabstandet von der Leiterplatte angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass ein Abschirmung in eine nicht gewünschte Strahlrichtung erzielt wird und zudem die mechanische Stabilität der Antennenanordnung erhöht wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die wenigstens eine Streifenleitung im Wesentlichen orthogonal zu einer Haupterstreckungsrichtung der wenigstens einen Öffnung angeordnet. Dadurch erfolgt eine Ausbreitung elektromagnetischer Wellen durch die Öffnung in Richtung des Sekundärstrahlers. Als Öffnung wird vorliegend eine Aussparung in einer als Massefläche fungierenden Metallisierung innerhalb bzw. auf einer Seite der Leiterplatte verstanden.
  • Vorteilhafterweise ist eine lösbare Befestigung des wenigstens einen Sekundärstrahlers vorgesehen. Hierzu kann beispielsweise eine Halterung des Sekundärstrahlers mittels Verbindungselementen wie Federklemmen und dergleichen vorgesehen sein, wodurch eine einfache Austauschbarkeit gewährleistet wird.
  • Vorzugsweise umfasst die Antennenanordnung ein Netzwerk zur Antennenspeisung, welches mit der wenigstens einen Streifenleitung verbunden ist. Dies ermöglicht eine Steuerung des Sekundärstrahlers beziehungsweise einer Vielzahl von Sekundärstrahlern zur Einstellung einer Richtcharakteristik.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Netzwerk zur Antennenspeisung auf der Leiterplatte angeordnet ist. So wird eine kompakte Bauweise der Antennenanordnung erreicht.
  • Vorteilhafterweise umfasst das Netzwerk zur Antennenspeisung wenigstens einen Leistungsteiler und wenigstens einen Phasenschieber, welche zur Steuerung einer Vielzahl von Sekundärstrahlern über eine Vielzahl von Streifenleitungen vorgesehen sind. Ein Phasenschieber kann dabei als feste oder als steuerbare Variante vorgesehen sein. Auf diese Weise kann bei einer Gruppenantenne, welche zwei oder mehr Sekundärstrahler umfasst, die Richtcharakteristik derart ausgewählt werden, dass eine Abstrahlung oberhalb einer horizontalen Ebene möglichst gering ist. Beispielsweise können Nebenkeulen der Antennenanordnung mehr als 12 dB schwächer sein als eine Hauptkeule in Richtung Horizont, wodurch die Nutzung einer maximalen von Regulierungsbehörden erlaubten Sendeleistung möglich ist.
  • Vorzugsweise umfasst die Antennenanordnung eine zweite Leiterplatte, auf welcher der wenigstens eine Sekundärstrahler angeordnet ist. Dies erlaubt eine einfache Austauschbarkeit des Sekundärstrahlers.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Antennenanordnung eine zweite Öffnung in Form eines Schlitzes, eine zweite auf der ersten Seite der Leiterplatte korrespondierend zu der zweiten Öffnung angeordnete zweite Streifenleitung, und einen zweiten auf der zweiten Seite der Leiterplatte korrespondierend zu der zweiten Öffnung angeordneten zweiten Sekundärstrahler, wobei der zweite Sekundärstrahler von der Leiterplatte beabstandet angeordnet ist. Mittels einer solchen Anordnung kann beispielsweise eine geeignete Abstrahlung in Richtung Horizont bei schräggestellten Scheiben erzielt werden, insbesondere wenn die beiden als Antennenelemente fungierenden Sekundärstrahler durch Leistungsteiler und Phasenschieber so angespeist werden, dass eine Lenkung der Gesamt-Antennencharakteristik erzielt wird. Auch in Bezug auf die zweite Öffnung wird mit selbiger vorliegend eine Aussparung in einer als Massefläche fungierenden Metallisierung innerhalb bzw. auf einer Seite der Leiterplatte verstanden.
  • Vorteilhafterweise ist das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug. Da die vorgenannte Antennenanordnung zur Operation gemäß UWB-Technologie vorgesehen ist, welche bei Schienenfahrzeugen im Rahmen von Abstandsmessungen Anwendung findet, ist eine solche Ausgestaltung vorteilhaft.
  • Vorzugsweise ist die Antennenanordnung im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der Glasscheibe angeordnet. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Glasscheibe im Wesentlichen orthogonal zur gewünschten Strahlungsrichtung eines Sekundärstrahlers angeordnet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Antennenanordnung in einem zu einer Haupterstreckungsrichtung der Glasscheibe geneigten Winkel angeordnet. Dies ist vorteilhaft, wenn die Glasscheibe nicht im Wesentlichen orthogonal zur gewünschten Strahlungsrichtung eines Sekundärstrahlers angeordnet ist, sondern stattdessen geneigt ist.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Figur 1
    in einer perspektivischen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer Antennenanordnung für ein Fahrzeug;
    Figur 2
    in einer perspektivischen Ansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer Antennenanordnung für ein Fahrzeug;
    Figur 3
    das zweite Ausführungsbeispiel der Antennenanordnung in einer Seitenansicht;
    Figur 4
    in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel für die Positionierung einer Antennenanordnung in einem Fahrzeug;
    Figur 5
    in einer schematischen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel für die Positionierung einer Antennenanordnung in einem Fahrzeug; und
    Figur 6
    in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Antennenanordnung mit einer Absenkung der Abstrahlung.
  • In der Figur 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer Antennenanordnung 1 für Abstandsmessungen im Verkehrsbereich gezeigt, welche lediglich einen Sekundärstrahler 7 als Antennenelement aufweist.
  • Die Antennenanordnung 1 umfasst eine Leiterplatte 2, die eine Öffnung 3 in Form eines Schlitzes aufweist. Diese Öffnung 3 ist insbesondere eine Aussparung in einer als Massefläche fungierenden Metallisierung innerhalb bzw. auf einer Seite der Leiterplatte 2. Auf einer ersten Seite 4 der Leiterplatte 2 ist korrespondierend zu der wenigstens einen Öffnung 3 eine Streifenleitung 5 angeordnet. Diese Streifenleitung 5 ist vorliegend innerhalb einer in der Leiterplatte 2 vorgesehenen Aussparung in der Metallisierung angeordnet. Die Aussparung in der Metallisierung ist dabei in der ersten Seite 4 der Leiterplatte 2 vorgesehen.
  • Die Streifenleitung 5 ist vorliegend im Wesentlichen orthogonal zu einer Haupterstreckungsrichtung der Öffnung 3 angeordnet.
  • Des Weiteren umfasst die Antennenanordnung 1 gemäß Figur 1 einen auf einer zweiten Seite 6 der Leiterplatte 2 korrespondierend zu der wenigstens einen Öffnung 3 angeordneten Sekundärstrahler 7. Dieser Sekundärstrahler 7 ist von der Leiterplatte 2 beabstandet angeordnet, beispielsweise durch geeignete Mittel zur Beabstandung. Die vorgeschlagene Anordnung des Sekundärstrahlers 7 erlaubt einen Austausch desselben auf einfache Art und Weise.
  • Obschon dies in Figur 1 nicht dargestellt ist, kann vorgesehen sein, dass sich der Sekundärstrahler 7 an beziehungsweise auf einer zweiten Leiterplatte 9 befindet, welche auf der zweiten Seite 6 der Leiterplatte 2 angeordnet ist.
  • Ferner zeigt Figur 1 eine auf der zweiten Seite 6 korrespondierend zu der Leiterplatte 2 angeordnete Abschirmplatte 8, welche beabstandet von der Leiterplatte 2 angeordnet ist und optional vorgesehen sein kann.
  • Es kommt somit eine schlitzgekoppelte Patch-Antenne zur Anwendung, welche aus einer Leiterplatte 2 besteht, auf welcher zwecks Steuerung entsprechende Hochfrequenz (HF) - Baugruppen angebracht sind und welche eine mit einer Streifenleitung 5 angeregte Öffnung 3 in Form eines Schlitzes enthält, wobei die Öffnung 3 eine Aussparung in einer als Massefläche fungierenden Metallisierung darstellt. Der Schlitz regt einen Sekundärstrahler 7 (d.h. den so genannten Patch) an, welcher sich wiederum auf einer separaten einfachen Leiterplatte 9 (dargestellt in Figur 3) befinden kann.
  • Figur 2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer Antennenanordnung 1, welche zwei Sekundärstrahler 7 und 17 umfasst. Mit anderen Worten kann gesagt werden, dass zwei Antennenelemente als Gruppe betrieben werden.
  • Demnach umfasst die Antennenanordnung 1 für Abstandsmessungen im Verkehrsbereich gemäß der Figur 2 eine Leiterplatte 2 aufweisend zwei Öffnungen 3 und 13, welche jeweils in Form eines Schlitzes ausgebildet sind und Aussparungen in einer als Massefläche fungierenden Metallisierung darstellen. Ferner sind auf einer ersten Seite 4 der Leiterplatte 2 jeweils korrespondierend zu den Öffnungen 3 und 13 angeordnete Streifenleitungen 5 und 15 vorgesehen.
  • Die ebenfalls optional in Figur 2 vorgesehene Abschirmplatte 8 erstreckt sich vorliegend über die gesamte Länge und Breite der Leiterplatte 2 und ist somit korrespondieren zu dieser angeordnet.
  • Obschon dies in Figur 2 nicht dargestellt ist, umfasst die Antennenanordnung 1 ein Netzwerk zur Antennenspeisung, welches mit den Streifenleitungen 5 und 15 verbunden ist. Dieses Netzwerk kann auf der Leiterplatte 2, beispielsweise auf der ersten Seite 4 derselben.
  • Das Netzwerk zur Antennenspeisung umfasst Leistungsteiler und Phasenschieber, welche zur Steuerung der Sekundärstrahler 7 und 17 über die Streifenleitungen 5 und 15 vorgesehen sind. Auf diese Weise kann eine Gesamt-Antennencharakteristik gelenkt werden, womit beispielsweise eine geeignete Abstrahlung in Richtung Horizont bei einer Montage hinter schräggestellten Scheiben erzielt werden kann.
  • In der Figur 3 ist das zweite Ausführungsbeispiel der Antennenanordnung 1 für Abstandsmessungen im Verkehrsbereich in einer Seitenansicht dargestellt, wobei die Antennenanordnung 1 parallel zu einer Glasscheibe 10 angeordnet ist.
  • In Figur 3 ist explizit dargestellt, dass die Antennenanordnung 1 eine zweite Leiterplatte 9 umfasst, auf welcher die beiden Sekundärstrahler 7 und 17 angeordnet sind.
  • Im Übrigen finden die vorgenannten Erläuterungen zu Figur 2 auch bei Figur 3 Anwendung.
  • Figur 4 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel für die Positionierung einer Antennenanordnung 1 für Abstandsmessungen im Verkehrsbereich.
  • Vorliegend ist eine Glasscheibe 10 eines Fahrzeugs dargestellt, wobei die Antennenanordnung 1 in einem Innenraum des Fahrzeugs hinter der Glasscheibe 10 angeordnet ist. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Schienenfahrzeug sein.
  • Die Glasscheibe 10 ist um den Winkel α gegenüber einer Senkrechten geneigt, wobei der Winkel α beispielsweise 22° beträgt. In gleicher Weise ist auch die Antennenanordnung 1 geneigt, so dass selbige im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der Glasscheibe 10 angeordnet ist. Die Antennenanordnung 1 ist von der Glasscheibe 10 gemäß der Distanz d beabstandet.
  • Figur 5 zeigt in einer schematischen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel für die Positionierung einer Antennenanordnung 1 für Abstandsmessungen im Verkehrsbereich.
  • Ebenso wie in Figur 4 ist vorliegend die Glasscheibe 10 um den Winkel α gegenüber einer Senkrechten geneigt. Abweichen von Figur 4 ist für die Antennenanordnung 1 jedoch keine im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der Glasscheibe 10 vorgesehen Anordnung dargestellt, sondern eine Ausrichtung der Antennenanordnung 1 in einem zu einer Haupterstreckungsrichtung der Glasscheibe 10 geneigten Winkel.
  • Dies ist anhand des zwischen einer Haupterstreckungsrichtung der Antennenanordnung 1 und einer Senkrechten dargestellten Winkels β erkennbar, welcher vom Winkel α abweicht und beispielsweise 13° beträgt.
  • Die Antennenanordnung 1 und die Glasscheibe 10 sind in Figur 5 an der Stelle mit dem geringsten Abstand gemäß der Distanz d voneinander beabstandet.
  • In der Figur 6 ist in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Antennenanordnung 1 für Abstandsmessungen im Verkehrsbereich mit einer Absenkung der Abstrahlung gezeigt.
  • Auf Basis eines Rotationsmittelpunktes 11 wird demnach die Abstrahlung um den Winkel u abgesenkt, wodurch eine entsprechende Abweichung der Strahlungsrichtung von einer Waagerechten (Winkel ϕ=0°) erreicht wird. Diese Absenkung 12 wird auch als "Downtilt" bezeichnet. Die anhand des abgesenkten Pfeils indizierte Hauptstrahlungsrichtung ändert sich vorliegend beispielsweise um einen Winkel von u=22°.
  • Erfindungsgemäß erfolgt durch die vorstehend beschriebenen Leistungsteiler und Phasenschieber eine Anspeisung derart, dass eine Lenkung der Gesamt-Antennencharakteristik erzielt werden kann, wodurch beispielsweise eine geeignete Abstrahlung in Richtung Horizont bei schräggestellten Scheiben erreicht wird.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begriffes sind Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antennenanordnung
    2
    Leiterplatte
    3, 13
    Öffnung
    4
    erste Seite der Leiterplatte
    5, 15
    Streifenleitung
    6
    zweite Seite der Leiterplatte
    7, 17
    Sekundärstrahler
    8
    Abschirmplatte
    9
    zweite Leiterplatte
    10
    Glasscheibe
    11
    Rotationsmittelpunkt
    12
    Absenkung (Downtilt)
    d
    Distanz
    α, β, u, ϕ
    Winkel

Claims (12)

  1. Fahrzeug umfassend eine Glasscheibe (10) und eine in einem Innenraum des Fahrzeugs hinter der Glasscheibe (10) angeordnete Antennenanordnung (1) für Abstandsmessungen im Verkehrsbereich, wobei die Antennenanordnung (1)
    - eine Leiterplatte (2) aufweisend wenigstens eine Öffnung (3) in Form eines Schlitzes,
    - wenigstens eine auf einer ersten Seite (4) der Leiterplatte (2) korrespondierend zu der wenigstens einen Öffnung (3) angeordnete Streifenleitung (5), welche innerhalb einer auf der ersten Seite (4) der Leiterplatte (2) vorgesehenen Aussparung zumindest teilweise angeordnet ist, und
    - wenigstens einen auf einer zweiten Seite (6) der Leiterplatte (2) korrespondierend zu der wenigstens einen Öffnung (3) angeordneten Sekundärstrahler (7), wobei der Sekundärstrahler (7) von der Leiterplatte (2) beabstandet angeordnet ist
    umfasst.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Antennenanordnung (1) ferner eine auf der zweiten Seite (6) korrespondierend zu der Leiterplatte (2) angeordnete Abschirmplatte (8) umfasst, wobei die Abschirmplatte (8) beabstandet von der Leiterplatte (2) angeordnet ist.
  3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die wenigstens eine Streifenleitung (5) im Wesentlichen orthogonal zu einer Haupterstreckungsrichtung der wenigstens einen Öffnung (3) angeordnet ist.
  4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine lösbare Befestigung des wenigstens einen Sekundärstrahlers (7) vorgesehen ist.
  5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Antennenanordnung (1) ferner ein Netzwerk zur Antennenspeisung umfasst, welches mit der wenigstens einen Streifenleitung (5) verbunden ist.
  6. Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei das Netzwerk zur Antennenspeisung auf der Leiterplatte (2) angeordnet ist.
  7. Fahrzeug nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei das Netzwerk zur Antennenspeisung wenigstens einen Leistungsteiler und wenigstens einen Phasenschieber umfasst, welche zur Steuerung einer Vielzahl von Sekundärstrahlern (7, 17) über eine Vielzahl von Streifenleitungen (5, 15) vorgesehen sind.
  8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Antennenanordnung (1) ferner eine zweite Leiterplatte (9) umfasst, auf welcher der wenigstens eine Sekundärstrahler (7) angeordnet ist.
  9. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Antennenanordnung (1) ferner
    - eine zweite Öffnung (13) in Form eines Schlitzes,
    - eine zweite auf der ersten Seite (4) der Leiterplatte korrespondierend zu der zweiten Öffnung (13) angeordnete zweite Streifenleitung (15), und
    - einen zweiten auf der zweiten Seite (6) der Leiterplatte korrespondierend zu der zweiten Öffnung (13) angeordneten zweiten Sekundärstrahler (17), wobei der zweite Sekundärstrahler (17) von der Leiterplatte beabstandet angeordnet ist
    umfasst.
  10. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug ist.
  11. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Antennenanordnung (1) im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der Glasscheibe (10) angeordnet ist.
  12. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Antennenanordnung (1) in einem zu einer Haupterstreckungsrichtung der Glasscheibe (10) geneigten Winkel angeordnet ist.
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