WO2017194644A1 - Antennenanordnung für ein fahrzeug - Google Patents

Antennenanordnung für ein fahrzeug Download PDF

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David Silva
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Hirschmann Car Communication Gmbh
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    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems

Definitions

  • the invention relates to an antenna arrangement for a vehicle, having an antenna film with at least one electrically conductive antenna structure, according to the features of the preamble of claim 1.
  • An antenna arrangement is known from DE 10 2013 201 755 A1, in which at least one electrically conductive antenna structure for transmitting and / or receiving high-frequency signals is arranged on an antenna film.
  • This antenna arrangement is installed in a vehicle, wherein the at least one antenna structure, in particular its base, is connected to a cable and the cable, for example, forwards the received high-frequency signals to an electronic device for their further processing.
  • the antenna film is provided in the desired geometry, in particular punched, that after the at least one electrically conductive antenna structure is applied and then this flat structure is handled (stored) not only after its production, but also at his Installation site must be arranged and determined as intended.
  • the invention has for its object to further improve a generic antenna arrangement for a vehicle and to avoid the disadvantages described above.
  • the antenna foil in particular after its manufacture and the application of the at least one electrically conductive antenna structure, is arranged prestressed in a carrier frame, wherein the antenna foil is arranged and fixed at its installation location by means of the carrier frame.
  • the carrier frame is a separate component which is produced in addition to the antenna foil and in particular is adapted to the geometrical dimensions of the antenna foil.
  • the support frame is formed lattice-shaped.
  • One possible embodiment of the support frame is to be seen in that it forms a peripheral outer frame, within which the antenna foil is arranged and fixed prestressed.
  • this can be configured in the form of a lattice, so that transverse and longitudinal webs are provided within the support frame, against which the antenna foil can rest and / or be fastened.
  • this has a flat planar design, so that the prestressed antenna film is flat and level.
  • Such a three-dimensional support frame may preferably have such a geometric shape, which is adapted to the geometry at the intended installation location.
  • the support frame has at least one protruding web and the antenna film has at least one slot interacting with the web.
  • the protruding from the support frame at least one web cooperates with the slot in the antenna film, so that thereby the antenna film can be effectively and permanently fixed to the carrier.
  • two or more than two webs are present on the frame. These may be formed, for example, as a latching hook.
  • the number of webs on the Carrier frame has the antenna film slots, so that the antenna film can be very easily and simultaneously permanently fixed to the support frame by this web-slot combination.
  • the webs are designed so that it is realized by the bias on the antenna film.
  • a square or rectangular support frame its webs are located, for example, at the four corner regions, it also being possible for further webs to be present therebetween.
  • a support frame which is not flat and flat, but has a three-dimensional shape.
  • the webs but may also be present at any point in the course of the edge region of the support frame.
  • the support frame has at least one attachment point, by means of which the support frame is arranged and fixed at its installation location.
  • This attachment point is manufactured together with the support frame and makes it possible to fix the support frame via corresponding fastening means at the installation site.
  • corresponding fastening means may also be considered to set the support frame in other ways (for example, by a latching connection, an adhesive bond or equivalent connections) at its intended installation.
  • 1 denotes an antenna arrangement.
  • This antenna arrangement 1 comprises an antenna film 2, on or in which at least one electrically conductive antenna structure for transmitting and / or receiving high-frequency signals is applied or introduced.
  • a support frame 3 is provided, on which the antenna foil is arranged biased.
  • the support frame 3 in this embodiment is grid-shaped and has parallel to its outer edge regions parallel webs with recesses therebetween.
  • the antenna film 2 can be supported on the support frame 3 in its outer region and, if present, the webs in the inner region, that is, it lies in these areas.
  • the support frame 3 is shown with the prestressed antenna sheet 2 once from above and once from below. It can be seen that extending from the support frame 3 at least one attachment point 4 extends to the outside. Overall, an attachment point 4 are present in the embodiment at each side edge of the support frame. By means of these four attachment points 4, the support frame 3 can be optimally determined as intended at its installation location. However, it is also conceivable to arrange more than one attachment point 4 on one side of the support frame 3 or to provide no attachment point 4 on one side of the support frame 3. For the purpose of making electrical contact with the electrically conductive antenna structure (not shown), a contact point 5 is likewise provided, projecting outwardly from the support frame 3.
  • a connector, a cable or the like may be provided, with which the antenna assembly 1 is connected to a downstream electronic device.
  • a contact point 5 can also come into contact with a further corresponding contact point, for example, to a contact point of the electronic device.
  • attachment points 4 and the contact points 5 are arranged approximately in the same plane in which the support frame 3 is located, can be thought of at least one attachment point 4 and / or a Contact point 5 to give a different orientation from this plane.
  • at least one contact point 5 can protrude approximately perpendicularly from the support frame 3 or at another angle.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the attachment point 4.
  • This attachment point 4 is formed as a protruding from the support frame 3 tab 6 with a recess 7 for receiving a Spreizzapfens 8.
  • the recess 7 of the tab 8 is brought into coincidence with a corresponding receiving opening at the installation and then the Spreizzapfen 8 inserted into this opening so that the support frame 3 can be determined by means of at least one Spreizzapfens 8 at the installation by simply pressing.
  • the configuration of the tab 6 with the recess 7 has the advantage that can be determined by pre-assembly of Spreekapfen 8 at the attachment point 4 and must be operated for the final assembly of the antenna assembly 1 only by simply pressing into the opening at the installation.
  • the respective Spreekapfen 8 is available as a fastening means for fixing the support frame 3 at the installation directly available, so that thereby the assembly of the antenna assembly 1 according to the invention is substantially simplified.
  • the antenna foil 2 is arranged prestressed on the carrier 3.
  • This bias voltage is realized, for example, as can be seen in detail D2, by a web 9 projecting from the carrier frame 3 and cooperating with a slot 10 in the antenna film 2.
  • the present in the required number webs 9 are provided with the production of the support frame 3, so that, for example, the support frame 3 together with the webs 9 form a one-piece component that can be produced for example in a plastic injection molding process.
  • the corresponding slots 10 in the antenna foil 2 can be punched out in a simple manner. Are the elements involved prepared accordingly, the antenna sheet 2 can be determined by slipping over with its slot 10 via the associated web 9 on the support frame 3 under bias V.
  • the distance between two adjacent webs 9 is slightly smaller than the distance of the associated slots 10, so that thereby the support frame 3 must be slightly bent so that the webs 9 can be inserted into the associated slots 10.
  • a projection, a slot or the like can be provided at the protruding end of each web 9, which prevents the antenna film 2 from coming off the web 9.
  • the geometry of the antenna assembly 1 shown in Figures 1 to 3 is merely exemplary and may have other shapes than the rectangular elongate shape. There are also rounded, arcuate, triangular, square and other geometric extensions of the support frame 3 into consideration. Also, the support frame 3 need not be formed two-dimensionally (flat and planar), but may also have a three-dimensional shape (such as a curved shape).

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Abstract

Antennenanordnung (1) für ein Fahrzeug, mit einer Antennenfolie (2) mit zumindest einer elektrisch leitfähigen Antennenstruktur, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenfolie (2) in einem Trägerrahmen (3) vorgespannt angeordnet ist, wobei die Antennenfolie (2) mittels des Trägerrahmens (3) an ihrem Einbauort angeordnet und befestigt ist.

Description

Antennenanordnung für ein Fahrzeug
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Antennenordnung für ein Fahrzeug, mit einer Antennenfolie mit zumindest einer elektrisch leitfähigen Antennenstruktur, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 .
Aus der DE 10 2013 201 755 A1 ist eine Antennenanordnung bekannt, bei der auf einer Antennenfolie zumindest eine elektrisch leitfähige Antennenstruktur zum Senden und / oder Empfangen hochfrequenter Signale angeordnet ist. Diese Antennenanordnung wird in einem Fahrzeug eingebaut, wobei die zumindest eine Antennenstruktur, insbesondere deren Fußpunkt, an einem Kabel angeschlossen ist und das Kabel beispielsweise die empfangenen hochfrequenten Signale an ein elektronisches Gerät zu deren Weiterverarbeitung weiterleitet. Bei dieser Antennenanordnung ist es erforderlich, dass die Antennenfolie in der gewünschten Geometrie bereitgestellt, insbesondere ausgestanzt wird, dass danach die zumindest eine elektrisch leitfähige Antennenstruktur aufgebracht wird und danach dieses flächige Gebilde nicht nur nach seiner Produktion gehandhabt (gelagert) wird, sondern auch an seinem Einbauort bestimmungsgemäß angeordnet und festgelegt werden muss. Bei diesem Handling der vorbereiteten Antennenanordnung kommt es in der Praxis immer wieder zu Problemen, insbesondere zu Beschädigungen der Antennenfolie und der darauf angeordneten Antennenstruktur, da es sich hierbei um ein dünnes und empfindliches Flächengebilde handelt. Im Regelfall wird die Antennenfolie an ihrem Einbauort festgeklebt, sodass ein Austausch gar nicht oder nur mit großem Aufwand möglich ist, wenn beispielsweise die Antennenstruktur beschädigt wurde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Antennenanordnung für ein Fahrzeug weiter zu verbessern und die eingangs geschilderten Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Antennenfolie, insbesondere nach deren Herstellung und dem Aufbringen der zumindest einen elektrisch leitfähigen Antennenstruktur, in einem Trägerrahmen vorgespannt angeordnet ist, wobei die Antennenfolie mittels des Trägerrahmens an ihrem Einbauort angeordnet und befestigt ist. Der Trägerrahmen ist ein separates Bauteil, welches zusätzlich zu der Antennenfolie hergestellt wird und insbesondere den geometrischen Abmessungen der Antennenfolie angepasst ist. Nach der Herstellung des Trägerrahmens, die beispielsweise in einem Kunststoffspritzgussverfahren erfolgen kann, und der Herstellung der Antennenfolie werden diese beiden Elemente miteinander verbunden, sodass zum einen die Antennenfolie mittels des Trägerrahmens an ihrem Einbauort angeordnet und befestigt werden kann. Dadurch werden Beschädigungen an der Antennenfolie und vor allen Dingen auch Beschädigungen an der oftmals empfindsamen Antennenstruktur bei der Montage und auch nach der Montage wirksam vermieden. Außerdem ist es durch die vorspannende Festlegung der Antenne in dem Trägerrahmen möglich, der Antennenfolie die gewünschte flächige Ausrichtung zu geben, um einerseits Kurzschlüsse bei Verwerfungen der Antennenfolie zu vermeiden und andererseits mit einer solchen Antennenanordnung ein optimales Sende- und / oder Empfangsverhalten zu realisieren.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Trägerrahmen gitterförmig ausgebildet. Eine Ausgestaltungsmöglichkeit des Trägerrahmens ist darin zu sehen, dass er einen umlaufenden äußeren Rahmen bildet, innerhalb dessen die Antennenfolie vorgespannt angeordnet und befestigt ist. Zur Unterstützung der Lage der Antennenfolie in dem Trägerrahmen kann dieser gitterförmig ausgestaltet sein, sodass Quer- und Längsstege innerhalb des Trägerrahmens vorgesehen sind, an denen die Antennenfolie anliegen und / oder befestigt werden kann. Je nach Ausgestaltung der Gitterform des Trägerrahmens weist dieser eine ebene flächige Gestaltung auf, sodass auch die vorgespannte Antennenfolie flächig und eben ausgerichtet ist. Alternativ dazu kann daran gedacht werden, dem gitterform igen Trägerrahmen auch eine dreidimensionale Ausgestaltung zu geben. Dies kann beispielsweise eine Abwinklung, eine Bogenform oder dergleichen sein. Ein solcher dreidimensionaler Trägerrahmen kann vorzugsweise eine solche geometrische Form aufweisen, die der Geometrie an dem bestimmungsgemäßen Einbauort angepasst ist.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Trägerrahmen zumindest einen abstehenden Steg und die Antennenfolie zumindest einen mit dem Steg zusammenwirkenden Schlitz auf. Der von dem Trägerrahmen abstehende zumindest eine Steg wirkt mit dem Schlitz in der Antennenfolie zusammen, sodass dadurch die Antennenfolie wirksam und dauerhaft an dem Träger festgelegt werden kann. Besonders bevorzugt sind zwei oder mehr als zwei Stege an dem Rahmen vorhanden. Diese können beispielsweise als Rasthaken ausgebildet sein. Entsprechend der Anzahl der Stege an dem Trägerrahmen weist die Antennenfolie Schlitze auf, sodass durch diese Steg-Schlitz- Kombination die Antennenfolie sehr einfach und gleichzeitig dauerhaft an dem Trägerrahmen festgelegt werden kann. In besonders vorteilhafter Weise sind die Stege so gestaltet, dass durch sie die Vorspannung auf die Antennenfolie realisiert wird. Bei einem quadratischen oder rechteckigen Trägerrahmen befinden sich dessen Stege beispielsweise an den vier Eckbereichen, wobei ggf. auch dazwischen weitere Stege vorhanden sein können. Gleiches gilt auch für einen Trägerrahmen, der nicht flächig und eben ausgebildet ist, sondern eine dreidimensionale Formgebung hat. Ebenso können, müssen aber nicht die Stege in den Eckbereichen angeordnet sein, sondern können auch an beliebiger Stelle im Verlauf des Randbereiches des Trägerrahmens vorhanden sein.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Trägerrahmen zumindest einen Befestigungspunkt auf, mittels dessen der Trägerrahmen an seinem Einbauort angeordnet und befestigt ist. Dieser Befestigungspunkt wird zusammen mit dem Trägerrahmen hergestellt und ermöglicht es, den Trägerrahmen über korrespondierende Befestigungsmittel an dem Einbauort festzulegen. Alternativ zu einem solchen Befestigungspunkt und der Verwendung von korrespondierenden Befestigungsmitteln kann auch daran gedacht werden, den Trägerrahmen auf andere Art und Weise (zum Beispiel durch eine Rastverbindung, eine Klebeverbindung oder gleichwirkende Verbindungen), an seinem bestimmungsgemäßen Einbauort festzulegen.
Weitere Ausgestaltungen insbesondere des erfindungsgemäßen Trägerrahmens sind in den Unteransprüchen angegeben, aus denen sich entsprechende Vorteile ergeben. Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antennenanordnung ist im Folgenden beschrieben und in den Figuren 1 bis 3 gezeigt.
In den Figuren 1 bis 3 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Antennenordnung bezeichnet. Diese Antennenanordnung 1 umfasst eine Antennenfolie 2, auf der oder in der zumindest eine elektrisch leitfähige Antennenstruktur zum Senden und / oder Empfangen hochfrequenter Signale auf- bzw. eingebracht ist. Nach der Erfindung ist ein Trägerrahmen 3 vorgesehen, an dem die Antennenfolie vorgespannt angeordnet ist. Der Trägerrahmen 3 in diesem Ausführungsbeispiel ist gitterförmig und weist parallel zu seinen äußeren Randbereichen parallel verlaufende Stege mit Ausnehmungen dazwischen auf. Die Antennenfolie 2 kann sich auf dem Trägerrahmen 3 in seinem Außenbereich und, soweit vorhanden, den Stegen im Innenbereich abstützen, das heißt sie liegt in diesen Bereichen auf.
In den Figuren 1 und 2 ist der Trägerrahmen 3 mit der vorgespannten Antennenfolie 2 einmal von oben und einmal von unten dargestellt. Dabei ist erkennbar, dass sich von dem Trägerrahmen 3 abstehend zumindest ein Befestigungspunkt 4 nach außen erstreckt. Insgesamt sind bei dem Ausführungsbeispiel an jedem Seitenrand des Trägerrahmens jeweils ein Befestigungspunkt 4 vorhanden. Mittels dieser vier Befestigungspunkte 4 kann der Trägerrahmen 3 optimal bestimmungsgemäß an seinem Einbauort festgelegt werden. Es ist jedoch auch denkbar, an einer Seite des Trägerrahmens 3 mehr als einen Befestigungspunkt 4 anzuordnen oder auch an einer Seite des Trägerrahmens 3 keinen Befestigungspunkt 4 vorzusehen. Zwecks elektrischer Kontaktierung der nicht dargestellten elektrisch leitfähigen Antennenstruktur ist ebenfalls von dem Trägerrahmen 3 nach außen abstehend ein Kontaktpunkt 5 vorgesehen. An diesem Kontaktpunkt 5 kann ein Steckverbinder, ein Kabel oder dergleichen vorgesehen sein, mit dem die Antennenanordnung 1 mit einem nachgeschalteten elektronischen Gerät verbunden ist. Ein Kontaktpunkt 5 kann aber auch zur Anlage kommen an einen weiteren korrespondierenden Kontaktpunkt, beispielsweise zu einem Kontaktpunkt des elektronischen Gerätes.
Während in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, dass die Befestigungspunkte 4 und auch die Kontaktpunkte 5 in etwa in der gleichen Ebene angeordnet sind, in der auch der Trägerrahmen 3 sich befindet, kann daran gedacht werden, zumindest einen Befestigungspunkt 4 und / oder einen Kontaktpunkt 5 eine von dieser Ebene abweichende Ausrichtung zu geben. Beispielsweise kann zumindest ein Kontaktpunkt 5 etwa senkrecht von dem Trägerrahmen 3 oder auch in einem anderen Winkel abstehen.
Bezüglich der Figur 1 wird auf das Detail D1 verwiesen. Aus dem Detail D1 geht eine beispielhafte Ausgestaltung des Befestigungspunktes 4 hervor. Dieser Befestigungspunkt 4 ist als eine von dem Trägerrahmen 3 abstehende Lasche 6 mit einer Ausnehmung 7 zur Aufnahme eines Spreizzapfens 8 ausgebildet. Die Ausnehmung 7 der Lasche 8 wird in Überdeckung gebracht mit einer korrespondierenden Aufnahmeöffnung am Einbauort und danach der Spreizzapfen 8 in diese Öffnung eingesetzt, sodass der Trägerrahmen 3 mittels des zumindest einen Spreizzapfens 8 an dem Einbauort durch einfaches Eindrücken festgelegt werden kann. Die Ausgestaltung der Lasche 6 mit der Ausnehmung 7 hat den Vorteil, dass durch Vormontage der Spreizzapfen 8 an dem Befestigungspunkt 4 festgelegt werden kann und für die Endmontage der Antennenanordnung 1 nur noch durch einfaches Eindrücken in die Öffnung am Einbauort betätigt werden muss. Somit steht der jeweilige Spreizzapfen 8 als Befestigungsmittel für die Fixierung des Trägerrahmens 3 am Einbauort direkt zur Verfügung, sodass dadurch die Montage der Antennenanordnung 1 nach der Erfindung wesentlich vereinfacht wird.
In der Figur 3 ist erkennbar, dass die Antennenfolie 2 vorgespannt an dem Träger 3 angeordnet ist. Diese Vorspannung wird beispielsweise, wie es in der Detaildarstellung D2 erkennbar ist, realisiert durch einen Steg 9, der von dem Trägerrahmen 3 absteht, und der mit einem Schlitz 10 in der Antennenfolie 2 zusammenwirkt. Die in erforderlicher Anzahl vorhandenen Stege 9 werden mit der Herstellung des Trägerrahmens 3 vorgesehen, sodass beispielsweise der Trägerrahmen 3 zusammen mit den Stegen 9 ein einstückiges Bauteil bilden, das zum Beispiel in einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt werden kann. Die korrespondierenden Schlitze 10 in der Antennenfolie 2 können auf einfache Art und Weise ausgestanzt werden. Sind die beteiligten Elemente entsprechend vorbereitet, kann die Antennenfolie 2 durch Überstülpen mit ihrem Schlitz 10 über den zugehörigen Steg 9 an dem Trägerrahmen 3 unter Vorspannung V festgelegt werden. Hierzu ist der Abstand zweier benachbarter Stege 9 geringfügig kleiner als der Abstand der zugehörigen Schlitze 10, sodass dadurch der Trägerrahmen 3 geringfügig gebogen werden muss, damit die Stege 9 in die zugehörigen Schlitze 10 eingeführt werden können. Um ein Verlieren der Antennenfolie 2 zu vermeiden kann an dem abstehenden Ende eines jeden Steges 9 auch ein Vorsprung, ein Schlitz oder dergleichen vorgesehen werden, welcher verhindert, dass sich die Antennenfolie 2 von dem Steg 9 löst. Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Geometrie der Antennenanordnung 1 ist lediglich beispielhaft und kann andere Formen als wie die rechteckige längliche Form aufweisen. Es kommen auch abgerundete, bogenförmige, dreieckförmige, quadratische und andere geometrische Erstreckungen des Trägerrahmens 3 in Betracht. Auch muss der Trägerrahmen 3 nicht zweidimensional (eben und flächig) gebildet sein, sondern kann auch eine dreidimensionale Form (wie zum Beispiel eine gewölbte Form) aufweisen.
Bezugszeichenliste
1 . Antennenanordnung
2. Antennenfolie
3. Trägerrahmen
4. Befestigungspunkt
5. Kontaktpunkt
6. Abstehende Lasche
7. Ausnehmung
8. Spreizzapfen
9. Steg
10. Schlitz
D1 Detaildarstellung der Figur 1
D2 Detaildarstellung der Figur 3
V Vorspannung

Claims

Patentansprüche
1 . Antennenanordnung (1 ) für ein Fahrzeug, mit einer Antennenfolie (2) mit zumindest einer elektrisch leitfähigen Antennenstruktur, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenfolie (2) in einem Trägerrahmen (3) vorgespannt angeordnet ist, wobei die Antennenfolie (2) mittels des Trägerrahmens (3) an ihrem Einbauort angeordnet und befestigt ist.
2. Antennenanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Trägerrahmen (3) gitterförmig ausgebildet ist.
3. Antennenanordnung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerrahmen (3) zumindest einen abstehenden Steg (9) und die Antennenfolie (2) zumindest einen mit dem Steg (9) zusammenwirkenden Schlitz (10) aufweist.
4. Antennenanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerrahmen (3) zumindest einen Befestigungspunkt (4) aufweist, mittels dessen der Trägerrahmen (3) an seinem Einbauort angeordnet und befestigt ist.
5. Antennenanordnung (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Befestigungspunkt (4) als eine von dem Trägerrahmen (3) abstehende Lasche (6) mit einer Ausnehmung (7) zur Aufnahme eines Spreizzapfens (8) ausgebildet ist.
6. Antennenanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerrahmen (3) zumindest einen Kontaktpunkt (5) aufweist.
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