JP2000261229A - 衛星支援された車両ナビゲーション装置のためのアンテナシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 取付け面に通口を必要とせず、取付け面の材
料及び構造に無関係であり、後からの装備にも適してい
る、衛星支援された車両ナビゲーション装置のためのア
ンテナシステムを提供する。 【解決手段】 アンテナ２と後部ガラス１の間に、基準
アースとしてアース面３が挿入されアンテナ増幅器４
は、アンテナ２によって受信されたＧＰＳ信号増幅す
る。外側の連結面５ａ及び内側の連結面５ｂからなる容
量連結ユニットが後部窓ガラス１を通して内方に増幅さ
れたアンテナ信号を転送する。アンテナ増幅器４の必要
な電流供給は、交流電源から電流供給線７を介して、ゆ
るく連結された変成器の形の連結コイルユニットに供給
される。この変成器は、外側の連結コイル８ａ及び内側
の連結コイル８ｂからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車体の取付け面の
外側に配置すべきアンテナ構成部分を含むシステム部
分、内側に配置すべきシステム部分、及び外側及び内側
のシステム部分の信号連結を行なう連結手段を有する、
車両におけるデータ通信ユニットのための、とくに衛星
支援されたナビゲーション装置のためのアンテナシステ
ムに関する。このようなアンテナシステムは、例えばい
わゆるＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）の
形の、車両位置を判定するために衛星と車両側のナビゲ
ーションシステムの通信を行なうために使われる。

【０００２】

【従来の技術】このようなアンテナシステムは、米国特
許第５１０５２０１号明細書により公知である。ここに
おいて自動車ラジオのためのアンテナシステムが記載さ
れており、このアンテナシステムは、自動車の後部窓ガ
ラスに配置されたアンテナを含み、このアンテナに、後
部窓ガラスの外側にある共振振動回路が付属している。
この共振振動回路に対向して、後部窓ガラスの内側に別
の共振振動回路があり、この共振振動回路は、外側にあ
る共振振動回路に電磁的に連結されており、かつこれに
入力結合された信号をラジオ受信機に供給する。したが
ってラジオ受信機は、アンテナへの直接の線結合なしに
ラジオ信号を受信することができる。

【０００３】初めに挙げたような従来のアンテナシステ
ムにおいて、この利用目的に対してしばしばいわゆるパ
ッチアンテナとして構成されるアンテナ構成部分自体
は、所定の取付け面、例えば車両後部窓ガラスの外側に
取付けるために設けられている。地平線上にある衛星と
の最適な通信のために、取付け面としてできるだけ水平
に延びた車両の車体部分を選択することが有利である。
アンテナ構成部分のこの外側の取付けは、車体部分の内
側に取付けられたアンテナ構成部分を有するその代わり
に慣用のシステムに対して、アンテナのそれほど精密な
同調及びそのそれほど正確な取付けを必要としないとい
う利点を有する。これ故にこれは、後からの装備に良好
に適し、かつ大量用途において、種々の車両タイプに対
する取付け面のそれぞれの材料及び幾何学的な状況への
独自のアンテナ同調の必要性が省略される。

【０００４】ほとんどの場合、例えばＧＰＳのためのア
ンテナシステムは、線損失を補償しかつインピーダンス
整合を行なうためにアンテナ増幅器を含んでおり、この
アンテナ増幅器は、通常アンテナ構成部分とともに共通
の構成ユニットを形成し、かつ直流電源から給電され
る。さらにアンテナシステムは、例えば受信及び評価ユ
ニット、すなわち受信機の形の信号処理ユニットを有
し、この信号処理ユニットは、衛星からアンテナ構成部
分を介して受信されたＨＦ位置判定信号を復調し、デコ
ード化し、かつそれにより現在の車両位置を判定し、こ
の車両位置は、標準化された直列データプロトコルを有
する位置データ信号としてナビゲーション装置に転送さ
れる。

【０００５】衛星支援された車両位置判定の他に、例え
ば移動電話及び／又は自動車ラジオのためのなお別の無
線伝送機能を有することができる初めに挙げたような従
来のアンテナシステムは、論文、“Ｄｙｎａｍｉｓｃｈ
ｅ Ｖｅｒｋｅｈｒｓｌｅｉｔｓｙｓｔｅｍｅ”、Ｆｕ
ｎｋｓｃｈａｕ１３／１９９７、第２６頁、及び“Ｍｉ
ｃｒｏｓｔｒｉｐ−Ａｎｔｅｎｎｅｎ”、Ｆｕｎｋｓｃ
ｈａｕ６／１９９８、作業シート、アンテナ、第１０
部、及びＧ．Ｓｐｌｉｔｔ、Ｈ．Ｆｏｓｔｅｒ、“Ｍｅ
ｈｒｅｌｅｍｅｎｔｅ−Ｓａｔｅｌｌｉｔｅｎ−Ｍｏｂ
ｉｌｆｕｎｋ Ａｎｔｅｎｎｅｎ ｆｕｒ ＧＰＳ−ｕ
ｎｄ Ｋｏｍｍｕｎｉｋａｔｉｏｎｓａｎｗｅｎｄｕｎ
ｇ ｉｎ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｉｅ、専門委員会“Ａｎｔｅｎｎｅｎ”ｄｅｒ ＩＴ
Ｇ、討論会議、１９９２、４、１に記載されている。こ
れら及びその他のこのような市場に提供されるアンテナ
システムは、アンテナ増幅器のための直流給電線及び／
又は増幅器出力信号を内側の信号処理ユニットに導く信
号線を通すために、取付け面を通る通口を必要とする。
そのために１つの同軸ケーブルを利用し、かつこの信号
ケーブルを介していわゆる重信給電として電流供給を行
なうことは周知である。

【０００６】ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３２９
６９７号明細書に、例えば自動車の中央ロック装置の形
のアクセス監視装置が記載されており、このアクセス監
視装置は、この場合、車両に固定の送信及び受信ユニッ
トを含む。この送信及び受信ユニットは、車両の外にお
いて中央ロック装置の遠隔操作を可能にするために、持
運び可能なトランスポンダユニットと情報信号を交換す
ることができる。通常動作モードにおいて、トランスポ
ンダユニットは、その電気エネルギーをボタン電池から
入手する。緊急動作モードにおいて、トランスポンダの
動作のために必要なエネルギーを車両に固定の送信及び
受信ユニットから放射されるこの時に重畳され又は繰返
される質問コード信号から入手することが考慮されてい
る。

【０００７】米国特許第５５５７２７０号明細書に、２
つの同軸ケーブルのための容量的な連結装置が開示され
ている。連結装置は、誘電体の板、例えばガラス板を含
み、この板の対向する側にそれぞれの電極が設けられて
いる。これらの電極は、それぞれインダクタンスを介し
て両方の同軸ケーブルの線コアに接続されている。誘電
体板の両方の側に、導通するハウジングが設けられてお
り、このハウジングは、同軸線の導通する外皮に接続さ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、技術的な問
題として、取付け面に通口を必要とせず、かつかなりの
程度まで取付け面の材料及び幾何学的構造に無関係であ
り、かつそれ故に後からの装備にも良好に適している、
初めに挙げたようなアンテナシステムの提供を基礎とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、この問題を特
許請求の範囲第１項の特徴を有するアンテナシステムを
提供することによって解決する。このシステムにおい
て、外側及び内側のシステム部分の間における連結手段
は、信号伝送手段からなり、これらの信号伝送手段が、
電流供給、及びなるべくデータ通信も、取付け面を通し
て無線でかつそれ故に取付け面に通口を必要とすること
なく行なう。電流供給の場合、このことは、なるべく誘
導的に行なわれる。アンテナシステムは、ガラス及びそ
の他すべての非導通取付け面に取付けるために適してい
る。アンテナ構成部分を外側に配置するため、例えばア
ンテナの減衰、遮断及び離調に関する例えば後部ガラス
取付けに固有の困難は生じない。アンテナシステムの構
成は、かなりの程度まで取付け面の材料及び幾何学的構
造に、したがってそれぞれの車両タイプに無関係になっ
ている。

【００１０】取付け面を通してアンテナシステムを介し
て受信され又は送信される以下においてアンテナ又は有
効信号と称するデータ信号の伝送は、特許請求の範囲第
２項による本発明の変形において、容量的に、すなわち
電界によって、又は誘導的又は光学的に、すなわち相応
する電磁波によって行なわれる。

【００１１】特許請求の範囲第３項により変形されたア
ンテナシステムにおいて、誘導的な電流供給は、１次及
び２次の誘導的な開いたフィールド又は閉じたフィール
ド渦巻きレーン構造によって行なわれ、これらの渦巻き
レーン構造は、扁平な形に実現することができ、かつ例
えばデータの送信のためにも十分なエネルギーの伝送を
可能にする。

【００１２】この処置の別の構成において特許請求の範
囲第４項によれば、これらの誘導渦巻きレーン構造は、
少なくとも１度循環方向を交代する経過を有する閉じた
フィールド構成において実現されており、かつ／又はそ
の１次及び／又は２次側に回りを囲む短絡マスクを備え
ている。このことは、妨害となる遠隔フィールド作用な
しに、比較的大きなエネルギーの伝送を可能にする。特
許請求の範囲第５項による本発明の変形において、短絡
マスクは、同時に加熱素子として形成されており、それ
により外側のシステム部分は、常に所定の最低温度に維
持することができる。

【００１３】別の構成において特許請求の範囲第６項に
よれば、１次及び／又は２次の誘導的な閉じたフィール
ド構造が、裏側において取付け面から離れた方のその側
において、カバーする磁気的に導通するフィールド案内
層を備え、このフィールド案内層内に１つ又は複数の伝
送する磁界を案内することができる。この処置の変形に
おいて特許請求の範囲第７項によれば、磁気的に導通す
るフィールド案内層は、構造の裏側のその表面におい
て、電気的に高導通するように被覆されているので、磁
気的な遮断面が形成され、それにより例えばデータ信号
のための外側の送信及び／又は受信部品は、電磁エネル
ギー伝送フィールドに対してデカップリングすることが
できる。

【００１４】特許請求の範囲第８項にしたがって変形さ
れたアンテナシステムにおいて、データ信号の光学的な
伝送は、受信された及び送信すべきデータ信号のために
分離した光信号伝送区間によって行なわれる。

【００１５】特許請求の範囲第９項にしたがって変形さ
れたアンテナシステムにおいて、外側においてアンテナ
構成部分に、アンテナ増幅器が付属しており、このアン
テナ増幅器の電流供給のために、連結コイルユニットの
相応する交流電圧信号が、内側から無線で取付け面を通
して供給される。加えて容量的な連結ユニットが設けら
れており、この連結ユニットによって、増幅されたアン
テナ信号が伝送される。別の構成において特許請求の範
囲第１０項によれば、アンテナ構成部分、アンテナ増幅
器及び容量的な連結ユニットの外側の連結面は、連結コ
イルユニットの外側の連結コイルに並べて又はその中に
配置されている。外側の連結コイルの内部における外側
のシステム部品の同心的な配置の今挙げた変形は、アン
テナ構成の面積需要を最小にする。

【００１６】特許請求の範囲第１１項にしたがって変形
されたアンテナシステムにおいて、外側においてアンテ
ナ構成部分に、信号処理ユニットが付属しており、この
信号処理ユニットは、とくに適当な受信及び／又は送信
部分、及び場合によっては信号評価機能を有する所属の
信号処理部分を含む。その電圧供給のために相応する交
流電圧信号は、連結コイルユニットを介して取付け面を
通して内側から無線で供給される。同時に連結コイルユ
ニットは、信号処理ユニットによって処理されるアンテ
ナ信号を伝送するために使われる。別の構成において特
許請求の範囲第１２項によれば、アンテナ構成部分及び
信号処理ユニットは、取付け面外側において、連結コイ
ルユニットの外側の連結コイルに並べて又はその中に配
置されている。外側の連結コイルの内部における外側の
システム部品の同心的な配置による変形は、再びとくに
最小の面積需要を達成するために適している。

【００１７】特許請求の範囲第１３項にしたがって変形
されたアンテナシステムにおいて、アンテナ増幅器及び
／又は信号処理ユニットは、内側に配置するように、す
なわち車両の内部に設けられ、かつ車両外側に設けられ
ていない。アンテナ信号は、すなわちアンテナ構成部分
から供給され又はここに供給される信号は、容量的な連
結ユニットによって無線で取付け面を通して、アンテナ
構成部分と増幅器又は信号処理ユニットとの間において
伝送される。

【００１８】特許請求の範囲第１４項による本発明の変
形において、内側のシステム部分は、同軸線を含み、こ
の同軸線を介してアンテナ信号及び電流供給交流電圧信
号が導かれ、そのために両方の信号タイプは、なるべく
大幅に相違した周波数範囲にある。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の有利な構成は、図面に示
されており、かつ次に説明する。

【００２０】図１ないし５に、自動車におけるＧＰＳナ
ビゲーションシステムのためのアンテナシステムの種々
の実現が示されており、その際、それぞれ機能的に対応
する要素は、同じ参照符号によって示されている。アン
テナ構成は、それぞれ取付け面として機能する車両後部
窓ガラス１の上側範囲に取付けられている。外側のアン
テナシステム部分は、後部窓ガラス１の外側に配置され
ているが、一方内側のシステム部分の部品は、後部窓ガ
ラス内側にある。ここから線結合部は、ＧＰＳ受信機及
び／又はナビゲーション装置のように、さらに離れて車
両内部に配置されたアンテナ及び／又はナビゲーション
システム部品に通じている。外側及び内側のシステム部
分の間の信号伝送が、そのために後部窓ガラス１に通口
を持込む必要なく、後部窓ガラス１を通して無線で行な
われることは、図示した実現にとって共通である。種々
の実施例は、主として種々のシステム部品の配置におい
て相違しており、それについて以下に詳細に説明する。

【００２１】図１の実施例において、外側のシステム部
分は、別のすべての例におけるものと同様に、なるべく
パッチアンテナの従来のタイプのＧＰＳアンテナ２の形
の後部窓ガラス外側に取付けられたアンテナ構成部分を
含んでいる。アンテナ２と後部窓ガラス１の間に、基準
アースとしてアース面３が挿入されている。さらに図１
の例において外側のシステム部分は、アンテナ２に並べ
て配置されたアンテナ増幅器４を含み、このアンテナ増
幅器は、アンテナ２によって受信されたＧＰＳ衛星信号
を取出し、かつ増幅する。後部窓ガラス１を通して内方
に増幅されたアンテナ信号を転送するために、容量連結
ユニットが設けられており、この連結ユニットは、外側
の連結面５ａ及び内側の連結面５ｂからなる。外側の連
結面５ａは、後部窓ガラス外側においてアンテナ増幅器
４の構成の下に取付けられており、かつこれに線結合さ
れている。内側の連結面５ｂは、外側の連結面５ａに対
向して後部窓ガラス内側に配置されている。ここからア
ンテナ信号線６は、例えば従来のＧＰＳ受信機のような
図示しない後続の部品に通じており、このＧＰＳ受信機
は、供給された高周波ＧＰＳ信号を復調し、デコード化
し、かつそれにより現在の車両位置を判定することによ
って、受信及び評価ユニットとして機能する。これは、
この時、この位置情報を、標準化された直列データプロ
トコルを含む相応する位置データ信号として自動車の接
続されたナビゲーション装置に送出する。

【００２２】後部窓ガラス通口なしに外側に配置された
アンテナ増幅器４の必要な電流供給も行なうために、相
応する交流電圧信号の形の電気エネルギーは、図示しな
い交流電源から電流供給線７を介して、ゆるく連結され
た変成器の形の連結コイルユニットに供給され、この変
成器は、外側の連結コイル８ａ及び内側の連結コイル８
ｂからなる。外側の連結コイル８ａは、後部窓ガラス外
側においてアンテナ２に対向する側に増幅器４に並べて
取付けられており、かつこれに線結合されている。内側
の連結コイル８ｂは、後部窓ガラス内側において外側に
ある連結コイルに対向して配置されている。変成器の両
方の連結コイル８ａ、８ｂは、プリントコイルとして構
成することができ、かつ増幅器４の給電のために、内側
に供給された電気エネルギーを無線で後部窓ガラス１を
通して伝送する。

【００２３】電流供給交流電圧信号のために、その周波
数が典型的に１．５７５ＧＨｚにある高周波ＧＰＳ信号
から十分に異なった周波数、例えば１００ｋＨｚが選択
されるので、一方において外側から内方に行なわれる信
号伝送の、かつ他方において逆方向に行なわれる電流供
給信号伝送の相互の妨害は生じない。加えてはっきりし
た周波数の相違のため、必要な場合、アンテナ信号線６
及び電流供給線７は、切離された線とする代わりに、共
通に同軸ケーブル内に統合することができる。アンテナ
２は、相応する遮へい処置によって容量連結ユニット５
ａ、５ｂから十分にデカップリングされるように構成さ
れている。

【００２４】図１から明らかなように、後部窓ガラス内
側に配置されたシステム部品、すなわち内側の連結面５
ｂ及び内側の連結コイル８ｂは、その線結合部ととも
に、内側ライニング９の背後に見えないように配置され
ており、その際、アンテナ信号線６及び電流供給線７
は、内側ライニング９と後部窓ガラス１を囲む車体フラ
ンジ１０との間に引続き通されている。

【００２５】図２に示された実施例は、機能的に図１の
ものに相当し、かつこれとは図１の互いに並んだ部品配
置の代わりに、同心的なものだけによって相違してい
る。とくに図２の例において、増幅器４は、ＧＰＳアン
テナ２の構成の下に配置されており、その際、外側連結
面５ａは、後部窓ガラス１上において増幅器４内にあ
り、しかもその点においてリング形に変形された外側ア
ース面３ａの内部にあり、このアース面に相応する内側
アース面３ｂが対向しており、このアース面の内部に、
内側の連結面５ｂがある。これらすべての前記の部品
は、外側又は内側の連結コイル８ａ、８ｂによって同心
的に囲まれる。容易に明らかなように、この同心的な配
置によって、面積需要が最小にでき、その際、すべての
構成は、内側ライニング９によっていずれにせよ覆われ
る後部窓ガラス範囲に収納することができる。基準アー
スのために内側のアース面３ｂは、アース線１１に接続
されている。

【００２６】図３の実施例において、すでに述べたＧＰ
Ｓ受信機１２は、車両内部ではなく、ＧＰＳアンテナ２
に並べて後部窓ガラス１の外側に配置されている。さも
なければ線損失を補償しかつインピーダンス整合のため
に使われる図１及び２のアンテナ増幅器４は、その際に
省略することができ、又はＧＰＳ受信機１２に統合する
ことができる。この場合、連結コイルユニット８ａ、８
ｂは、ＧＰＳ受信機１２の電流供給のために使われ、そ
のためにこれは、外側連結コイル８ａに線結合されてい
る。同時に連結コイルユニット８ａ、８ｂは、この例に
おいて、アンテナ信号伝送のために、さらに正確に言え
ば受信及び評価ユニットとして機能するＧＰＳ受信機１
２から送出される直列データプロトコルを含む位置信号
を伝送するために使われる。そのために所定の時間割合
内だけにおいて、例えば１秒のうち５００ｍｓの期間だ
けにわたって、電流供給交流電圧信号は、内側の連結コ
イル８ｂに加えられるが、一方電流供給休止期間内にお
いて、位置判定情報を含む直列プロトコルは、外側の連
結コイル８ａに加えられることによって、同じ信号レー
ンを介してではあるが、反対方向に伝送される。

【００２７】両方の信号の転送のために、特別な遮へい
処置を行なう必要なく、共通の同軸ケーブル７ａを利用
することができる。容量連結ユニットは、この例におい
て省略することができる。その点において変形された外
側アース面３ｃは、アンテナ２の下だけでなく、追加的
に受信機１２の下に延びている。アンテナ２、受信機１
２及び外側の連結コイル８ａは、互いに並べて後部窓ガ
ラス外側にあり、かつ残りの内側のシステム部品は、す
なわち内側の連結コイル８ｂは、見えないように内側ラ
イニング９によって覆われている。ここから同軸ケーブ
ル７ａは、内側ライニング９と車体フランジ１０との間
において図示しないナビゲーション装置に通じている。

【００２８】図４に示された実施例は、機能的に図３の
ものに相当するが、それに対して互いに並べる代わり
に、図２と同様に同心的な部品配置を含んでいる。とく
に図４の例において、ＧＰＳ受信機１２は、その点にお
いて変形された外側アース面３ｄ上においてＧＰＳアン
テナ２の構成の下に配置されている。前記の部品は、外
側の連結コイル８ａ内に同心的にあり、この連結コイル
に、内側の連結コイル８ｂが、内側ライニング９によっ
て見えないようにして対向している。この同心的な配置
が、再び後部窓ガラス取付け面積における需要を最小に
することは明らかであり、かつアンテナシステムは、全
体に内側ライニング９によって囲まれた後部窓ガラス範
囲に収納することができる。

【００２９】図５は、アンテナシステムの受動的な部分
だけが、すなわちＧＰＳアンテナ構成部分２が後部窓ガ
ラス１の外側に取付けられた実施例を示している。アン
テナ２に対向して、アンテナ増幅器４、選択的に追加的
又はその代わりにＧＰＳ受信機は、後部窓ガラス内側に
配置されている。アンテナ２から取出された信号は、こ
の場合、直接無線で後部窓ガラス１を通って増幅器４又
は受信機に伝送され、そのために相応する容量連結ユニ
ット５ａ、５ｂが使われ、この連結ユニットの外側の連
結面５ａは、その際にアンテナ２の構成の下にあるが、
一方その内側の連結面５ｂは、増幅器４又は受信機の構
成の下にある。外側のシステム部品の電流供給は必要な
いので、ここでは連結コイルユニットは省略することが
できる。内側ライニング９と車体フランジ１０との間に
引続き通される線１３は、増幅されたアンテナ信号を後
続のＧＰＳ受信機に又は後部窓ガラス内側に受信機を配
置した際には後続のナビゲーション装置に増幅されたア
ンテナ信号を転送するために使われる。基準アースのた
めに、再び適当な内側及び外側のアース面３ｅ、３ｆが
設けられている。

【００３０】図５から明らかなように、この例において
も、共通のアンテナシステム構成は、きわめてわずかな
面積需要により、後部窓ガラス１において内側ライニン
グ９によって囲まれた窓ガラス範囲内に配置することが
できる。その他の点においてこの実施例は、前に図１の
例について示したものと同様な特性及び機能を有し、こ
のことは、図２ないし４の例についても当てはまる。

【００３１】図６ないし１０は、それぞれ車両窓ガラス
面のような取付け面を通して内側から外側へのエネルギ
ー伝送及び単又は双方向のデータ信号伝送を含む内側及
び外側のシステム部分の間の連結のために、有利な無線
伝送構造の本発明による例を示している。その際、とく
に電気的及び／又は電磁的なフィールド及び／又は波を
利用する、いわゆる閉じたフィールド構成における連結
構造の利用が説明され、この構成において相応する構成
によって、電気力線及び／又は磁力線は、限定された範
囲内に維持され、かつそれにより著しく遠距離フィール
ド範囲に延びるわけではない。このことは、このような
連結構造が、遠距離フィールド入力結合及び出力結合に
対して敏感ではなく、かつそれ故に例えば車両における
放射及びその他の放射に感応する又は放射を行なう部品
に対して、相応するＥＭＶ（電磁的適合性）安全度を提
供するという利点を有する。このような誘導的な閉じた
フィールド構造は、逆方向の、互いに重ねて又は互いに
並べて配置された電流流通電気導体巻線によってかつ／
又は誘導巻線構造を囲む短絡巻線、いわゆる短絡マスク
によって達成することができる。これらの構造は、１次
側において、すなわち送信側において及び／又は２次側
において、すなわち受信側において設けることができ、
その際、用途に応じて送信部分が、内側又は外側のアン
テナシステム部分に、かつ受信部分が、それぞれ別のア
ンテナシステム部分に配置されている。車両窓ガラスを
通した連結のための可能な誘導巻線構造は、例えば１つ
又は複数の８の字型の巻線を有する構造、１つ又は複数
の曲がりくねった巻線を有する曲がりくねった巻線構
造、及び渦巻き状の巻線構造である。

【００３２】図６は、内側のシステム部分１４と外側の
システム部分１５との間におけるこのような誘導的な閉
じたフィールド構造を示しており、この構造は、ガラス
窓１６を通した内側システム部分１４から外側システム
部分１５への電流供給信号の無線伝送のために利用する
ことができる。その際、外側のシステム部分１５は、そ
の他の点において図示しないアンテナの脚を形成するこ
とができる。両方のアンテナシステム部分１４、１５
は、その窓ガラスの方に向いた側に、それぞれ１つの誘
導的な閉じたフィールド構造１７、１８を有し、この構
造は、互いに合わせて配置されており、かつ例えばそれ
ぞれ組合わせた渦巻き−曲がりくねった巻線構造からな
る。誘導連結構造１７、１８の窓ガラスから離れた方の
側に、フェライトフィルム１９、２０の形のそれぞれ１
つの磁気的に導通するフィールド案内層が配置されてお
り、このフィールド案内層は、再び連結構造から離れた
方のその側に、電気的に高伝導の層２１、２２を備えて
いる。このように構成された連結構造は、両方のシステ
ム部分１４、１５の間の電磁的なエネルギー伝送を可能
にし、このエネルギー伝送の際に、磁力線２３は、その
上さらに磁界範囲に延びることなく、電気的に高伝導の
層２１、２２の間の範囲に実質的に完全に限定されいて
いる。選択的にそれぞれのシステム部分のために、所属
の誘導的な連結構造１７、１８を囲む短絡マスクを設け
ることができる。

【００３３】図７は、内側のシステム部分２４における
斜視図において、図６の例にも適するような２つの渦巻
き２５ａ、２５ｂの形のその連結側に設けられた誘導連
結構造を示している。内側のシステム部分２４のその他
の部品は、図示しない方法で同じハウジング内に収納さ
れている。連結構造２５ａ、２５ｂは、接触面２６によ
って支持される。保持層２７によって内側のシステム部
分２４は、例えば車両窓ガラスに取付けることができ
る。必要な場合、構造を支持する接触面２６は、所属の
取付け面が湾曲しているとき、補償層を備えることがで
き、この補償層は、アンテナシステム部分を取付けた後
に、取付け面湾曲を補償する形のままである。選択的に
連結構造２５ａ、２５ｂは、破線で部分的に暗示しただ
けの短絡巻線２８によって囲まれている。

【００３４】図示しない外側システム部分のものと内側
システム部分の連結構造２５ａ、２５ｂの正確な調節を
簡単に可能にするために、１つの位置の縁側に、内側シ
ステム部分２４のハウジングにおける調節マーク２９が
形成されており、この調節マークに対して、外側システ
ム部分における相応する調節マークが一直線上に整列さ
れるので、この時、共同動作する連結構造は、正確に調
節されている。接続ケーブル３０は、電流供給及びデー
タ信号の供給及び転送のために使われる。

【００３５】図８は、光学的なデータ信号伝送によるア
ンテナシステムの内側システム部分の下側、すなわち接
触側の平面図を示している。ここにおいて電流供給及び
データ信号の無線伝送のために設けられた連結構造は、
内側システム部分３２から図示しない相応する外側シス
テム部分にエネルギーを伝送する誘導的な閉じたフィー
ルド構造３１、受信ＬＥＤ３３、送信ＬＥＤ３４及び状
態ＬＥＤ３５を含む。連結構造は、アースマスク３６に
よって囲まれている。連結構造の支持体は、図６の例と
同様に、外側金属被覆を有するフェライトフィルムを含
むことができ、その際、フィルムは、ＰＣＢ積層体上に
取付けることができる。接着剤接触フィルムによって内
側のシステム部分３２は、例えば車両窓ガラスに取付け
ることができ、その際、接着剤接触フィルムは、窓ガラ
スと誘導構造３１との間においてギャップを満たすよう
に作用する。フェライトフィルムは、ＬＥＤの位置に光
転送のために相応する開口を備えている。外側システム
部分におけるその相応する受信及び送信ＬＥＤが対向す
る内側システム部分３２の送信及び受信ＬＥＤ３３、３
４を介して、データ信号は、内側及び外側のシステム部
分の間において双方向に無線で光学的に伝送することが
できる。状態ＬＥＤを介して、状態情報は、システム部
分の間において光学的に伝送することができる。

【００３６】図６ないし８に示された誘導連結構造は、
所属のアンテナ構成部分が送信アンテナとして機能し、
かつそのために例えば５Ｗの送信エネルギーが必要な場
合にも、外側のシステム部分の動作のために必要なすべ
てのエネルギーの伝送を可能にする。

【００３７】図９は、外側の、例えば車両窓ガラス３７
の外側に取付け可能なアンテナシステムのシステム部分
のためのものの別の有利な構成を概略的に示している。
ここでは外側システム部分は、外側アンテナ支持体層３
８、その下にあるデータ受信及び／又はデータ送信層３
９、その下にあるエネルギー変換及び周波数処理層４０
及び窓ガラス側の連結層４１を含む層積層体として構成
されている。個々の層３８ないし４１は、例えば窓ガラ
スから外方に向かって減少する直径を有する円形の形を
有し、かつストライプ状の折畳み領域４２ａ、４２ｂ、
４２ｃを介して互いに結合されている。それぞれ２つの
層の間に絶縁層４３ａ、４３ｂ、４３ｃが挿入されてい
る。連結層４１に隣接する中間層４３ｃは、フェライト
フィルムパッケージとして形成することができ、このフ
ェライトフィルムパッケージは、その連結層から離れた
方の側に金属層４４を備えている。折畳み領域４２ａ、
４２ｂ、４２ｃを介したこの外側システム部部ン構造の
一片の形成は、多層実現を可能にし、この多層実現は、
個々の層３８ないし４１の間の分離した接触を必要とせ
ず、それどころかこれらの層は、折畳み領域４２ａ、４
２ｂ、４２ｃを介して通じることができる。このこと
は、外側取付けを容易にし、かつ機能信頼性を高める。

【００３８】図１０は、例えば自動車における通信シス
テムの部品として双方向のデータ伝送に適したアンテナ
システムを概略的に示している。

【００３９】このアンテナシステムは、内側のシステム
部分４５及び外側のシステム部分４６を含み、これらの
システム部分は、車両窓ガラス４７の内側又は外側に取
付けられており、かつ連結部分を含み、この連結部分
は、内側から外側へのエネルギー伝送、及び双方向のデ
ータ伝送を可能にする。そのために内側のシステム部分
は、電流供給信号発生器４８、データ送信部分４９及び
データ受信部分５０を含み、かつこれら３つの部品は、
適当なデータインターフェースによって送信／受信制御
ユニット５１に接続されており、かつこの制御ユニット
５１は、供給電圧＋ＵＢによって給電され、かつ双方向
データ線５２に接続されている。外側システム部分４６
は、内側システム部分４５の伝送部品に整合して、電流
供給信号受信機５３、データ送信部分５４及びデータ受
信部分５５を有する。これら３つの部品は、送信／受信
二重スイッチ５６に接続されており、これにアンテナ構
成部分５７が接続されている。それぞれの送信及び受信
部分４９、５４又は５０、５５の間のデータ信号連結５
８、５９は、必要に応じて、容量的、誘導的又は光学的
に実現することができる。その際、窓ガラス４７は、そ
れぞれ送信及び受信部分から形成されるデータ伝送部分
６０、６１の信号処理レーンにおける任意の位置におい
て、分離位置として作用し、その際、一方の伝送部分６
１は送信伝送部分として、すなわちアンテナシステムか
ら送信すべきデータの伝送のために、かつ他方の伝送部
分６０は相応して受信伝送部分として、アンテナシステ
ムによって受信される伝送のために機能する。このこと
は、それぞれの伝送部分６０、６１において部品が、用
途に応じて望ましい任意の様式で内側及び外側のシステ
ム部分４５、４６に分割できることを意味する。

【００４０】とくに扁平なパッチアンテナ構成部分の利
用の際にも、凍結現象を避けることは望ましく、すなわ
ち場合によっては急速な氷除去を引起こすことができる
ことは望ましい。そのために選択的に加熱素子の形の外
側システム部分の加熱を考慮することができ、この加熱
素子は、もっぱら内側のシステム構成部分から伝送され
るエネルギーによって給電されるので、加熱の目的で外
部エネルギーを外部から供給する必要はない。そのため
に外側システム部分に、なるべくオーム性の加熱抵抗素
子が形成されており、この加熱抵抗素子は、ＥＭＶ保証
のために、なるべく直流電流で動作し、この直流電流
は、伝送される電流供給信号の必要な割合を整流するこ
とによって準備される。加熱素子として、とくに存在す
る短絡マスクを使うことができ、この短絡マスクは、誘
導的な閉じたフィールド構造を、例えば渦巻き状に囲ん
でいる。直流電流により加熱可能な短絡マスクを実現す
る際、これは細かい加熱巻線に分解することができ、こ
れらの加熱巻線は、高周波的に容量的に短絡されてい
る。図９の実施例において、加熱のために例えばそれぞ
れの層３８ないし４１のそれぞれの縁が、オーム性加熱
領域として形成できる。それにより大きな熱放出面が達
成でき、この面は、適当に曲がりくねった加熱レーンに
よって覆うことができる。熱放出面が大きいほど、必要
な温度上昇は、したがって必要な加熱エネルギーは少な
くなる。このような加熱素子は、問題となる分離した接
触位置なしに、したがって大きな機能信頼性を有するよ
うに、ＰＣＢ積層体と集積化して簡単に実現することが
できる。

【００４１】いくつかの例の前記の説明が示すように、
本発明によるアンテナシステムは、車両後部窓ガラス又
は十分に小さな導電性の別の任意の取付け面にこれを取
付けるために、外側に取付けられた部品の電流供給が必
要な場合でさえ、取付け面における通口が必要ないとい
う利点を有する。アンテナ構成部分の外側の取付けは、
取付け面に基づくアンテナの減衰、シェージング及び離
調に関する問題を回避する。それどころか取付け面は、
その導電性が十分に小さいかぎり、その幾何学的及び材
料の特性について広い限界内で変更することができる。
その結果、本発明によるアンテナシステムは、後からの
装備に良好に適し、かつ加えて同じ構成様式で種々の車
両タイプに使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】外側にある増幅器を含む互いに並べた配置にお
ける第１の取付けられたＧＰＳアンテナシステムの構成
の概略的な長手断面図である。

【図２】同心的な配置における機能的に第１のものに相
当する第２のアンテナシステムの構成の概略的な長手断
面図である。

【図３】外側にある受信機を含む互いに並べた配置にお
ける第３の取付けられたＧＰＳアンテナシステムの構成
の概略的な長手断面図である。

【図４】同心的な配置における機能的に第３のものに相
当する第４のアンテナシステムの構成の概略的な長手断
面図である。

【図５】内側にある増幅器を含む第５の取付けられたＧ
ＰＳアンテナシステムの構成の概略的な長手断面図であ
る。

【図６】閉じたフィールド構造を有するアンテナシステ
ムの構成の概略的な長手断面図である。

【図７】誘導的な閉じたフィールド渦巻き構造を有する
アンテナシステムの内側のシステム部分の概略的な斜視
図である。

【図８】誘導的な閉じたフィールド電流供給連結及び光
電的なデータ信号連結を有するアンテナシステムの内側
のシステム部分の概略的な平面図である。

【図９】別のアンテナシステムの外側の多層システム部
分の概略的な断面図である。

【図１０】例えば通信システムに適したアンテナシステ
ムの構成の概略的なブロック図的な断面図である。

【符号の説明】

１ 取付け面 ２ アンテナ構成部分 ４ アンテナ増幅器 ５ 連結ユニット ８ 連結コイルユニット １２ 信号処理ユニット １４ 外側システム部分 １５ 外側システム部分 １７ 渦巻きレーン構造 １８ 渦巻きレーン構造 １９ フィールド案内層 ２０ フィールド案内層 ２１ 高導電層 ２２ 高導電層 ３３ 光信号伝送区間 ３４ 光信号伝送区間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｑ 1/22 Ｈ０１Ｑ 1/22 Ａ 7/00 7/00 (72)発明者 ロナルド・ホイテ ドイツ連邦共和国ネツカルヴエストハイ ム・パノラムシユトラーセ１ (72)発明者 フオルケル・ペトリ ドイツ連邦共和国アイドリンゲン・カルヴ エル・シユトラーセ16 (72)発明者 マツクス・リーブ ドイツ連邦共和国ゲツピンゲン・ミユーグ リツツエル・ヴエーク９ (72)発明者 ハンネス・ヴアーグネル ドイツ連邦共和国エスリンゲン・イム・ゾ ネンヴインケル38

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 −車体の取付け面（１）の外側に配置す
   べきアンテナ構成部分（２）を含むシステム部分、 −内側に配置すべきシステム部分、及び −外側及び内側のシステム部分の信号連結を行なう連結
   手段を有する、車両におけるデータ通信ユニットのため
   の、とくに衛星支援されたナビゲーション装置のための
   アンテナシステムにおいて、 −取付け面（１）の外側に配置すべきシステム部分が、
   少なくとも１つのエネルギー消費するシステム部品を有
   し、かつ −連結手段が、信号伝送手段（５ａ，５ｂ，８ａ，８
   ｂ）からなり、これらの信号伝送手段が、内側システム
   部分から外側のものへ取付け面（１）を通して無線で電
   流供給信号を伝送することを特徴とする、車両における
   データ通信ユニットのための、とくに衛星支援されたナ
   ビゲーション装置のためのアンテナシステム。
2. 【請求項２】 信号伝送手段が、電流供給信号を誘導的
   に、かつデータ信号を容量的、誘導的又は光学的に、取
   付け面（１）を通して電気的及び／又は電磁的なフィー
   ルド及び／又は波によって伝送することを特徴とする、
   請求項１に記載のアンテナシステム。
3. 【請求項３】 信号伝送手段が、内側及び外側のシステ
   ム部分（１４，１５）に、誘導的な開いたフィールド又
   は閉じたフィールド渦巻きレーン構造（１７，１８）を
   有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のアン
   テナシステム。
4. 【請求項４】 誘導的な閉じたフィールド構造が、逆向
   きの電流レーン巻線及び／又は構造的に囲む短絡マスク
   を含むことを特徴とする、請求項３に記載のアンテナシ
   ステム。
5. 【請求項５】 短絡マスクが、同時にオーム性の加熱素
   子として機能し、この加熱素子が、内側のシステム部分
   から外側のものへ伝送される電流供給信号のエネルギー
   を供給されることを特徴とする、請求項４に記載のアン
   テナシステム。
6. 【請求項６】 誘導的な閉じたフィールド構造が、取付
   け面から離れた方のその側において、磁気的に導通する
   フィールド案内層（１９，２０）によって覆われている
   ことを特徴とする、請求項３ないし５の１つに記載のア
   ンテナシステム。
7. 【請求項７】 フィールド案内層（１９，２０）が、誘
   導的な閉じたフィールド構造から離れた方のその側にお
   いて、電気的に高導通する層（２１，２２）を備えてい
   ることを特徴とする、請求項６に記載のアンテナシステ
   ム。
8. 【請求項８】 信号伝送手段が、受信された及び送信す
   べきデータのために分離した光信号伝送区間（３３，３
   ４）を有することを特徴とする、請求項２ないし７の１
   つに記載のアンテナシステム。
9. 【請求項９】 −外側のシステム部分が、アンテナ増幅
   器（４）を含み、かつ −信号伝送手段が、アンテナ構成部分からデータ信号を
   伝送する容量的な連結ユニット（５ａ，５ｂ）、内側に
   供給される電流供給交流電圧信号を伝送する連結コイル
   ユニット（８ａ，８ｂ）を有することを特徴とする、請
   求項１ないし８の１つに記載のアンテナシステム。
10. 【請求項１０】 アンテナ構成部分（２）、アンテナ増
    幅器（４）及び容量的な連結ユニットの外側の連結面
    （５ａ）が、連結コイルユニットの外側の連結コイル
    （８ａ）に並べて又はその中に配置されていることを特
    徴とする、請求項９に記載のアンテナシステム。
11. 【請求項１１】 −外側のシステム部分が、信号処理ユ
    ニット（１２）を含み、かつ −信号伝送手段が、信号処理ユニットと内側のシステム
    部分との間においてデータ信号及び電流供給交流電圧信
    号を伝送する連結コイルユニット（８ａ，８ｂ）を有す
    ることを特徴とする、請求項１ないし８の１つに記載の
    アンテナシステム。
12. 【請求項１２】 アンテナ構成部分（２）及び信号処理
    ユニット（１２）が、連結コイルユニットの外側の連結
    コイル（８ａ）に並べて又はその中に配置されているこ
    とを特徴とする、請求項１１に記載のアンテナシステ
    ム。
13. 【請求項１３】 −内側のシステム部分が、アンテナ増
    幅器（４）及び／又は信号処理ユニット（１２）を含
    み、かつ −信号伝送手段が、一方においてアンテナ構成部分
    （２）と他方においてアンテナ増幅器（４）又は信号処
    理ユニットとの間においてアンテナ信号を伝送する容量
    的な連結ユニット（５ａ，５ｂ）を有することを特徴と
    する、請求項１ないし８の１つに記載のアンテナシステ
    ム。
14. 【請求項１４】 内側のシステム部分が、同軸線を含
    み、この同軸線を介してアンテナ信号及び電流供給交流
    電圧信号が導かれることを特徴とする、請求項１ないし
    １３の１つに記載のアンテナシステム。