WO2022223079A1

WO2022223079A1 - Antenneneinheit, antennenmodul und kraftfahrzeug

Info

Publication number: WO2022223079A1
Application number: PCT/DE2022/200024
Authority: WO
Inventors: Guy-Aymar Chakam; Benjamin Becker
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2021-04-19
Filing date: 2022-02-18
Publication date: 2022-10-27
Also published as: EP4327402A1; CN117321853A; DE102021203835A1; DE102021203835B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antenneneinheit (5) für ein Antennenmodul (1) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei die Antenneneinheit (5) eine AM-Antenne (7) und eine FM-Antenne (7) umfasst. Die Erfindung sieht vor, dass die Antenneneinheit (5) eine DAB-Antenne (6) aufweist, wobei die AM-Antenne (7) und die FM-Antenne (7) als eine kombinierte AM-FM-Antenne (7) mit einem gemeinsamen ersten Antennenfußpunkt (29) ausgebildet ist, wobei die DAB-Antenne (6) zumindest teilweise als Teil (6a) der AM-FM-Antenne (7) ausgebildet ist, der über eine Anzapfung (22) mit einem der DAB-Antenne (6) zugeordneten zweiten Antennenfußpunkt (30) verbunden ist.

Description

Beschreibung

Antenneneinheit, Antennenmodul und Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Antenneneinheit für ein Antennenmodul eines Kraftfahrzeugs, wobei die Antenneneinheit eine AM-Antenne, eine FM- und DAB-Antenne umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Antennenmodul mit einer solchen Antenneneinheit, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antennenmodul.

Die Vernetzung von Kraftfahrzeugen nimmt immer weiter zu. Während früher Antennen von Kraftfahrzeugen hauptsächlich zum Radioempfang vorgesehen waren, sind heute zusätzliche Antennen zu integrieren. Solche zusätzlichen Antennen sind zum Beispiel WLAN(Wireless Local Area Network)-Antennen, V-to-X-Antennen, Telefon-LTE(Long Term Evolution)-5G-Antennen zur Bereitstellung einer Mobil- und/oder Internetanbindung, und so weiter. Wünschenswert wäre es dabei, möglichst viele Antennen in einem möglichst kleinen Modul unterbringen zu können, so dass ein solches Modul beispielsweise auf einem Fahrzeugdach, zum Beispiel unter einer Haifischflosse des Fahrzeugdachs, integriert werden kann. Dort ist der zur Verfügung stehende Bauraum jedoch enorm begrenzt. Eine solche Haifischflosse darf in ihrer Höhe beispielsweise nicht größer sein als 7 cm. Dies stellt bereits die Integration von Antennen für den Radioempfang vor große Herausforderungen, die üblicherweise aufgrund ihrer Größe an anderer Stelle im Fahrzeug integriert werden, wie beispielsweise in der Heckscheibe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Antenneneinheit, ein Antennenmodul und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die es ermöglichen, in einer Antenneneinheit möglichst viele Antennen, umfassend zumindest eine AM-FM-Antenne und eine DAB-Antenne, auf möglichst kompakte Weise zu integrieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Antenneneinheit, ein Antennenmodul und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren. Eine erfindungsgemäße Antenneneinheit für ein Antennenmodul eines Kraftfahrzeugs umfasst dabei eine AM-Antenne und eine FM-Antenne. Weiterhin weist die Antenneneinheit eine DAB-Antenne auf, wobei die AM-Antenne und die FM-Antenne als eine kombinierte AM-FM-Antenne mit einem gemeinsamen ersten Antennenfußpunkt ausgebildet ist, und wobei die DAB-Antenne zumindest teilweise als Teil der AM-FM-Antenne ausgebildet ist, der über eine Anzapfung mit einem der DAB-Antenne zugeordneten Antennenfußpunkt verbunden ist.

Dies hat den großen Vorteil, dass so eine AM-Antenne, eine FM-Antenne und eine DAB-Antenne gemeinsame Antennenkomponenten nutzen können, wodurch sich eine kombinierte AM-FM-DAB-Antenne in Form der Antenneneinheit auf äußerst geringem Bauraum bereitstellen lässt. Die AM-Antenne und die FM-Antenne können dabei vorteilhafterweise als kombinierte FM-Antenne bereitgestellt werden, denen nur ein einzelner gemeinsamer Fußpunkt, nämlich der erste Antennenfußpunkt, zugeordnet ist. Die DAB-Antenne weist ihren eigenen zweiten Antennenfußpunkt auf, kann aber dennoch als Teil der AM-FM-Antenne bereitgestellt sein, was durch die genannte Anzapfung möglich ist. Dies erlaubt vorteilhafterweise die Ausbildung einer Antenneneinheit mit einer AM-Antenne, einer FM-Antenne und einer DAB-Antenne in einem äußerst kleinen Volumen. Insbesondere lässt sich damit eine Antenneneinheit mit einer Flöhe kleiner als 10 cm, insbesondere kleiner als 7 cm bereitstellen, so dass diese vorteilhafterweise zum Beispiel in eine Flaifischflossenhaube eines Kraftfahrzeugdachs integriert werden kann. Diese kompakte Ausbildung der Antenneneinheit ermöglicht es zudem, noch weitere Antennen in einem so geringen Volumen unterzubringen, zum Beispiel in Form eines multibandigen und multifunktionalen Antennenmoduls, wie dies später näher beschrieben wird.

Unter einer AM (Amplitudenmodulations)-Antenne ist dabei insbesondere eine Antenne zu verstehen, die zum Senden und Empfang von Signalen im Mittelwellenbereich, insbesondere bei ca. 0,5 MFIz bis ca. 2MFIz ausgelegt ist. Entsprechend ist eine FM (Frequenzmodulations)-Antenne dazu ausgelegt, Signale im Bereich von 87,5 MFIz und 108 MFIz zu empfangen und/oder zu senden, und eine DAB (Digital Audio Broadcasting)-Antenne Signale im Bereich zwischen 174 MFIz bis ca. 240 MFIz zu empfangen und/oder zu senden. Aufgrund der verschiedenen Frequenzbereiche von AM und FM besteht hierbei nicht die Gefahr einer negativen Beeinflussung der Empfangsqualität. Dies kann vorteilhafterweise zur Ausgestaltung der äußerst kompakten und gleichzeitig effizienten Antenneneinheit genutzt werden. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Antenneneinheit einen Windungsteil und eine in einer ersten Richtung über dem Windungsteil angeordnete Dachkapazität auf, wobei der Windungsteil durch Helix-Antennenwindungen bereitgestellt ist, die der AM-FM-Antenne zugeordnet sind und von denen nur ein Teil der DAB-Antenne zugeordnet ist, der die Dachkapazität die restlichen Helix-Antennenwindungen galvanisch miteinander verbindet. Die Ausbildung der AM-FM-Antenne sowie der DAB-Antenne mit Helix-Antennenwindungen ermöglicht eine besonders kompakte Bereitstellung des Windungsteils der Antenneneinheit, das heißt des von der Dachkapazität verschiedenen Teils der Antenneneinheit. Durch die Dachkapazität als Teil der AM-FM-Antenne sowie der DAB-Antenne kann die Bauform der Antenneneinheit zusätzlich verkleinert werden. Somit kann also die Antenneneinheit zweiteilig ausgeführt sein, wobei ein Teil durch die Dachkapazität und der andere Teil durch die entsprechenden Helix-Antennenwindungen bereitgestellt ist, wobei sowohl die Dachkapazität als auch diese Helix-Antennenwindungen wiederum vorteilhafterweise von der DAB-Antenne und der AM-FM-Antenne zumindest teilweise gemeinsam genutzt werden können.

Zur Ausbildung der Dachkapazität gibt es darüber hinaus wiederum vielzählige Möglichkeiten. Diese kann zum Beispiel montiertes, zum Beispiel gestanztes oder tiefgezogenes, Metallblech oder als geklebte Folie auf einem Träger realisiert sein. Sie kann auch auf einem Träger gedruckt sein. Dieser Träger kann zum Beispiel eine Schutzkappe darstellen, in der die Modulkomponenten eines die Antenneneinheit umfassenden Antennenmoduls angeordnet sind, wie dies später erläutert wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der der DAB-Antenne zugeordnete Teil der Helix-Antennenwindungen über ein elektrisch leitendes Verbindungselement mit der Dachkapazität gekoppelt, welches zur Bereitstellung eines Toleranzausgleichs in der ersten Richtung ausgebildet ist.

Dies erlaubt vorteilhafterweise die Anordnung der Dachkapazität, zum Beispiel wie oben bereits erwähnt, auf einem Träger, wobei bei der Anordnung dieses Trägers relativ zum Windungsteil der Auftragungseinrichtung durch das Verbindungselement vorteilhafterweise ein Toleranzausgleich ermöglicht wird, was die Montage deutlich vereinfacht. Kleine Fertigungs- und Zusammenbautoleranzen zwischen dem Windungsteil und dem Träger, auf welchem die Dachkapazität angeordnet ist, können so vorteilhafterweise durch das Verbindungselement, welches die elektrische Verbindung zwischen der Dachkapazität und dem Windungsteil der Antenneneinheit herstellt, bereitgestellt werden. Für die Ausbildung eines solchen Verbindungselements gibt es nun wiederum mehrere Möglichkeiten. Vorzugsweise erfolgt die Kopplung über eine Feder oder einen Kontaktschaum als solches Verbindungselement. Ein solcher Kontaktschaum kann dann zum Beispiel metallische Partikel umfassen, um elektrisch leitfähig zu sein. Die Kontaktierung der Dachkapazität der AM-FM-DAB-Antenne kann aber auch anders erfolgen, zum Beispiel durch Klemmung.

Wird die Antenneneinheit beispielsweise in ihrer bestimmungsgemäßen Einbaulage an einem Kraftfahrzeug angeordnet, so korrespondiert die erste Richtung vorzugsweise im Wesentlichen zu einer Fahrzeughochrichtung. Aber auch im Allgemeinen kann die erste Richtung als im Wesentlichen parallel zur Richtung der Schwerkraft und der Schwerkraft entgegengesetzt gerichtet definiert sein. Somit ist also vorteilhafterweise die Dachkapazität der höchste Bestandteil der Antenneneinheit, was die Empfangsqualität maximiert. Unterhalb sind dann entsprechend die von der DAB-Antenne und der AM-FM-Antenne gemeinsam genutzten Flelix-Antennenwindungen angeordnet, und darunter wiederum die ausschließlich der AM-FM-Antenne zugeordneten Flelix-Antennenwindungen. Unterhalb der Flelix-Antennenwindungen können dann entsprechend der erste und der zweite Fußpunkt für AM-FM-Antenne und die DAB-Antenne angeordnet sein. Über diesen Fußpunkt kann die betreffende Antenne mit einer Sende- und Empfangseinheit gekoppelt sein. Diese Anordnung erlaubt es vorteilhafterweise, dass die Dachkapazität von der DAB-Antenne und der AM-FM-Antenne gemeinsam genutzt werden kann.

Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Antenneneinheit eine Platine mit einer Flöhe in einer ersten Richtung und einer Breite in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung auf, wobei auf der Platine die Flelix-Antennenwindungen der zumindest zum Teil als planare Flelixantenne ausgebildeten AM-FM-Antenne und DAB-Antenne angeordnet sind und wobei die Flelix-Antennenwindungen zumindest zum Großteil in der zweiten Richtung verlaufen. Somit können also vorteilhafterweise die kombinierte AM-FM-Antenne als auch die DAB-Antenne als jeweilige planare Flelixantenne auf einer Platine ausgebildet sein, das heißt bis auf die Dachkapazität. Die AM-FM-Antenne und die DAB-Antenne, das heißt ihre jeweiligen Windungsteile, sind entsprechend vorteilhafterweise auf einer gemeinsamen Platine realisiert, was Bauraum und Material spart. Ein weiterer großer Vorteil der beschriebenen Ausgestaltung besteht darin, dass die Helix-Antennenwindungen zumindest zum Großteil in der zweiten Richtung verlaufen. Dies hat nämlich den großen Vorteil, dass es hierdurch möglich ist, eine weitere Antenne, zum Beispiel eine Telefon-LTE-5G-Antenne, wie später näher erläutert, sehr nahe an der Antenneneinheit anzuordnen, und gleichzeitig für eine möglichst gute Entkopplung von dieser zusätzlichen Antenne zu sorgen. Die Platine dieser zusätzlichen Antenne kann beispielsweise senkrecht zur Platine der Antenneneinheit ausgerichtet werden, so dass hierdurch die Entkopplung maximiert werden kann.

Daher stelle es eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn eine Steigung des Verlaufs der Helix-Antennenwindungen bezüglich einer Ebene senkrecht zur ersten Richtung geringer ist als ein vorbestimmter Grenzwert, der vorzugsweise maximal 5°, besonders vorteilhaft maximal 3°, zum Beispiel 2,2°, beträgt. Dadurch kann die Entkopplung von anderen Antennen maximiert werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die AM-FM-Antenne in einem bestimmten ersten Frequenzbereich eine höhere Effizienz auf als in einem bestimmten zweiten Frequenzbereich, wobei die DAB-Antenne im ersten Frequenzbereich eine niedrigere Effizienz aufweist als die AM-FM-Antenne und eine niedrigere Effizienz als in dem zweiten Effizienzbereich, in welchem die DAB-Antenne zudem eine höhere Effizienz als die AM-FM-Antenne aufweist. Dies lässt sich zum Beispiel durch eine geeignete geometrische Auslegung der AM-FM-Antenne und der DAB-Antenne bereitstellen. Durch diese unterschiedlichen Effizienzbereiche kann eine natürliche Entkopplung der DAB-Antenne zur AM-FM-Antenne bereitgestellt werden. Die DAB-Antenne ist dabei vorzugsweise so ausgelegt, dass diese eine Serien- und Parallelresonanz innerhalb des DAB-Frequenzbandes, das heißt des zweiten Frequenzbereichs, aufweist, während die AM-FM-Antenne so ausgelegt ist, dass diese ausschließlich eine Serienresonanz innerhalb des FM-Frequenzbandes, das heißt im Allgemeinen des ersten Frequenzbereichs, aufweist. Die FM-Antenne hat zusätzlich am Fußpunkt eine deutlich niedrigere Effizienz mindestens in einem Teilbereich des DAB-Bandes, wodurch eine natürliche Entkopplung zu der DAB-Antenne mindestens in einem Teilbereich des DAB-Bands bereitgestellt werden kann. Dies bedingt ihre Auslegung, indem die Parallelresonanz dieser AM-FM-Antenne nahe zu Beginn des DAB-Bands platziert wird. Die DAB-Antenne hat dagegen eine geringere Effizienz im FM-Band. Dies kann zum Beispiel durch ihre Größe und optionalen Entkopplungsmaßnahmen auf der gemeinsamen Platine, wie zum Beispiel mindestens einem Schlitz, vorzugsweise in der ersten Richtung, bereitgestellt werden.

Daher stelle es eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die Anzapfung als ein elektrisch leitendes Element auf der Platine ausgebildet ist, das entgegen der ersten Richtung von den der DAB-Antenne zugeordneten Windungen zum zweiten Antennenfußpunkt verläuft und in der zweiten Richtung neben den ausschließlich der AM-FM-Antenne zugeordneten Helix-Antennenwindungen angeordnet ist, wobei in der Platine zwischen dem elektrisch leitenden Element und den der ausschließlich der AM-FM-Antenne zugeordneten Helix-Antennenwindungen zumindest bereichsweise ein in der ersten Richtung verlaufender Schlitz angeordnet ist. Dadurch kann die Entkopplung zwischen der DAB-Antenne und der AM-FM-Antenne zusätzlich gesteigert werden. Die Schlitzbreite in der zweiten Richtung kann je nach zur Verfügung stehendem Bauraum bereitgestellt sein und zum Beispiel einen oder mehrere Millimeter betragen.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Antennenmodul mit einer erfindungsgemäßen Antenneneinheit oder einer ihrer Ausgestaltungen. Die für die erfindungsgemäße Antenneneinheit und ihre Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten damit in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Antennenmodul.

Hierbei soll noch angemerkt werden, dass die erfindungsgemäße Antenneneinheit und ihre Ausgestaltungen beziehungsweise das erfindungsgemäße Antennenmodul und seine Ausgestaltungen vorzugsweise an einem Kraftfahrzeug Anwendung finden, die Verwendung der Antenneneinheit beziehungsweise des Antennenmoduls jedoch nicht auf den Kraftfahrzeugbereich beschränkt sein soll. Ein solches Antennenmodul beziehungsweise die erfindungsgemäße Antenneneinheit oder eine ihrer Ausgestaltungen lässt sich grundsätzlich überall einsetzen und gerade dort von Vorteil, wo eine AM-FM-DAB-Antenne äußerst kompakt ausgebildet sein soll und zum Beispiel dort, wo viele Antennenfunktionen auf möglichst geringem Bauraum bereitgestellt werden sollen.

Das Antennenmodul kann weiterhin zum Beispiel eine Schutzhaube aufweisen, die in der ersten Richtung über der Platine angeordnet ist, wobei die Dachkapazität in der ersten Richtung oberhalb von der Schutzhaube angeordnet ist. Beispielsweise kann die Dachkapazität auf der Schutzhaube als Träger angeordnet sein. Die Dachkapazität kann aber auch in einer Außenhaube, die zum Beispiel durch eine Haifischflosse des Kraftfahrzeugs bereitgestellt sein kann, integriert sein, die wiederum oberhalb von der Schutzkappe angeordnet ist. Die Schutzhaube hat dabei vorteilhafterweise zum einen die Funktion, die Modulkomponenten des Antennenmoduls zu schützen und andererseits gleichzeitig als Träger für die Dachkapazität zu fungieren. Durch diese Doppelfunktion kann wiederum die möglichst kompakte Ausbildung des Antennenmoduls gefördert werden.

Weiterhin kann das Antennenmodul auch eine Hauptleiterplatte umfassen, mit welcher die DAB-Antenne und die AM-FM-Antenne, insbesondere mit ihren jeweiligen Fußpunkten, verbunden sind. Die Platine der AM-FM-DAB-Antenne kann beispielsweise direkt auf dieser Hauptleiterplatte angeordnet sein oder zumindest elektrisch leitend mit dieser verbunden sein. Diese Hauptleiterplatte kann zum Beispiel bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Antennenmoduls am Kraftfahrzeug im Wesentlichen parallel zum Fahrzeugdach ausgerichtet sein.

Darüber hinaus ist es sehr vorteilhaft, wenn das Antennenmodul beispielsweise mindestens eine weitere Antenne umfasst. Eine solche weitere Antenne kann zum Beispiel als Telefon-LTE-5G-Antenne und/oder als GNSS(globales Navigationssatellitensystem)-Antenne und/oder als V-to-X-Antenne und/oder WLAN-Antenne und/oder UWB-Antenne ausgebildet sein. Grundsätzlich besteht zudem die Möglichkeit, Antennen auf einer ersten Seite in Bezug auf die Hauptleiterplatte anzuordnen und auch auf einer zweiten Seite der Hauptleiterplatte, die der ersten Seite gegenüberliegend angeordnet ist. Die erste Seite kann zum Beispiel in Bezug auf die bestimmungsgemäße Einbaulage am Kraftfahrzeug nach außen gerichtet sein und die zweite Seite entsprechend in Richtung Fahrzeuginnenraum. Die Antenneneinheit ist dann entsprechend vorzugsweise auf der ersten Seite dieser Hauptleiterplatte angeordnet, ebenso wie vorzugsweise mindestens eine, vorzugsweise zwei, besonders bevorzugt vier Telefon-LTE-5G-Antennen. Durch eine außenseitige Anordnung kann der Empfang verbessert werden. Durch die Ausnutzung der Tatsache, dass aber auch Antennen an der Innenseite, das heißt auf der zweiten Seite der Hauptleiterplatte, angeordnet werden können, lassen sich noch deutlich mehr Antennen auf äußerst kompakte Weise im Antennenmodul unterbringen.

Unter eine Telefon-LTE-5G-Antenne soll dabei im Allgemeinen eine Antenne zu verstehen sein, die zum Senden und Empfangen von Signalen gemäß einem Mobilfunkstandard, insbesondere gemäß dem LTE (Long Term Evolution)-Standard und 5G-Standard und optional auf dem 4G-Standard und/oder GSM-Standard, ausgebildet ist. Je mehr solche Telefon-LTE-5G-Antennen bereitgestellt sind, desto höhere Datenübertragungsraten können erreicht werden. Dies wird auch als MIMO (Multiple In Multiple Out) bezeichnet, da zu übertragene Informationen anteilig parallel durch mehrere Antennen ausgesandt beziehungsweise empfangen werden können. Dadurch kann durch mehr Antennen auch eine Kommunikation gemäß einem Funkstandard mit höherer Datenübertragungsrate, zum Beispiel 5G, bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann sich durch zwei solcher Antennen eine Kommunikation gemäß dem 4G-Standard bereitstellen lassen und durch vier solcher Antennen eine Kommunikation gemäß dem 5G-Standard. Die Bezeichnung Telefon-LTE-5G-Antenne soll also vorliegend so verstanden werden, dass diese Telefon-LTE-5G-Antenne zu einer Kommunikation gemäß dem 5G-Standard genutzt werden kann, nicht jedoch, dass eine einzelne solcher Antennen bereits hierfür ausreichend wäre. Eine Mobilfunkkommunikation mit geringeren Datenübertragungsraten als gemäß dem 5G-Standard lässt sich aber auch bereits mit einer einzelnen solchen Telefon-LTE-5G-Antenne bereitstellen.

Eine solche Telefon-LTE-5G-Antenne lässt sich dabei ebenfalls auf einer Platine realisieren. Diese ist dann entsprechend vorzugsweise senkrecht zur Platine der AM-FM-DAB-Antenne ausgerichtet, um eine maximale Entkopplung zu ermöglichen. Zudem ist es bevorzugt, dass zumindest eine erste Telefon-LTE-5G-Antenne zwei Antennenarme aufweist, die nicht galvanisch miteinander verbunden sind, sondern lediglich kapazitiv miteinander gekoppelt sind. Ein Arm für höhere Frequenzen größer als 1 GFIz kann so über diese kapazitive Kopplung den Arm für die niedrigeren Frequenzen kleiner als ein GFIz anregen. Durch diese kapazitive Kopplung kann zudem die Entkopplung von der AM-Antenne der Antenneneinheit maximiert werden. Dies ermöglicht eine besonders nahe Anordnung dieser ersten Telefon-LTE-5G-Antenne an der Antenneneinheit. Wie beschrieben ist es auch bevorzugt, dass zumindest eine zweite Telefon-LTE-5G-Antenne auf der ersten Seite der Hauptleiterplatte als Teil des Antennenmoduls vorgesehen ist. Diese kann zum Beispiel möglichst weit entfernt von der ersten Telefon-LTE-5G-Antenne, insbesondere in Bezug auf die zweite Richtung, angeordnet sein, um eine maximale Entkopplung von dieser bereitzustellen. Zusätzlich ist es bevorzugt, dass die Platinen dieser beiden Telefon-LTE-5G-Antennen senkrecht zueinander ausgerichtet sind, um diese Entkopplung weiter zu steigern und den Bauraum effizienter zu nutzen. Beispielsweise kann die Antenneneinheit zwischen der ersten und der zweiten Telefon-LTE-5G-Antenne angeordnet sein. Weiterhin können zwischen der zweiten Telefon-LTE-5G-Antenne und der Antenneneinheit eine GNSS-Antenne angeordnet sein, sowie auch optional zwei weitere Telefon-LTE-5G-Antennen. Zudem können auch ein oder zwei V-to-X-Antennen in die erste und die zweite Telefon-LTE-5G-Antenne integriert sein, das heißt auf derselben Platine angeordnet sein. Eine V-to-X-Antenne oder auch Car2X-Antenne genannt dient dabei der Kommunikation des Fahrzeugs mit einem anderen Fahrzeug oder einer anderen beliebigen anderen kommunikationsfähigen Einrichtung, zum Beispiel gemäß dem WLANp-Standard. Aufgrund ihrer typischen Bandbereite besteht kein großes Kopplungsrisiko zu anderen Antennen. Die auf der zweiten Seite der Hauptleiterplatte zusätzlich vorsehbaren Antennen können dabei zum Beispiel eine eCall-Antenne darstellen, eine WLAN (Wireless Local Area Network)-Antenne und/oder eine UVB (Ultrabreitband)-Antenne. Somit können vorteilhafterweise zahlreiche weitere Antennen sozusagen unterhalb der Hauptleiterplatte und damit in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs beziehungsweise dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandt angeordnet werden. Optional können in einem solchen Antennenmodul, insbesondere ebenfalls vorzugsweise auf der zweiten Hauptleiterplatte, zum Beispiel auch weitere elektrische und/oder elektronische Komponenten, wie zum Beispiel Tuner, Transceiver, Empfänger, Steuereinheiten oder Ähnliches bereitgestellt und integriert sein.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antennenmodul oder eine seiner Ausgestaltungen.

Dabei ist es bevorzugt, dass das Antennenmodul zumindest zum Teil auf einem Kraftfahrzeugdach des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, insbesondere unter einer Haifischflossenhaube des Kraftfahrzeugdachs. Gerade an dieser Stelle ist ein besonders guter Empfang möglich und durch die Erfindung zudem die Möglichkeit bereitgestellt, in einem derart begrenzten Bauraum auch vielzählige unterschiedliche Antennen und Antennenfunktionen bereitzustellen.

Das Antennenmodul kann weiterhin auf verschiedenste Arten und Weisen mit dem Fahrzeugdach gekoppelt werden. Dabei ist es bevorzugt, dass das Antennenmodul eine gute galvanische Verbindung zum Dach hat, die ohne Schrauben oder mit Hilfe von einer oder mehreren Schrauben erreicht werden kann. Durch diese galvanische Verbindung kann eine Masseverbindung zum Dach hergestellt werden. Das Dachantennenmodul, das heißt das auf dem Kraftfahrzeugdach angeordnete Antennenmodul, kann zudem einteilig ausgeführt sein oder auch zweiteilig, wie dies später näher anhand der Figuren erläutert wird. In allen Fällen weisen jedoch die Antennen mindestens einen elektrischen Kontakt mit der Hauptleiterplatte auf, um eine Verbindung zu den Empfängern und Transceivern zu ermöglichen. Diese können dabei ebenfalls in das Antennenmodul integriert sein oder aber auch entfernt angeordnet sein.

Da es durch die Erfindung und ihre Ausführungsformen vorteilhafterweise möglich ist, ein Antennenmodul auf äußerst geringem Bauraum mit vielzähligen Antennen bereitzustellen, ist es besonders vorteilhaft, dieses Antennenmodul in einem Dachbereich des Kraftfahrzeugs unter der Außenhaube, das heißt der Haifischflosse, des Kraftfahrzeugs unterzubringen. Die besagte Schutzkappe befindet sich dann entsprechend unterhalb dieser Außenhaube. Die Dachkapazität kann dann zum Beispiel auf der Schutzkappe angeordnet sein oder auch in die Außenhaube integriert sein.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antennenmoduls mit einer Antenneneinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Bindungsteils einer Antenneneinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Verläufe der Effizienz in Abhängigkeit von der Frequenz für die DAB-Antenne und die AM-FM-Antenne gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Antennenmoduls mit einer Antenneneinheit gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei einem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Antennenmoduls 1 für ein Kraftfahrzeug 2, von welchem lediglich exemplarisch das Fahrzeugdach 3 und die auf dem Fahrzeugdach 3 montierte Außenhaube 4, die auch als Flaifischflosse bezeichnet wird, dargestellt sind. Das Antennenmodul 1 ist hierbei exemplarisch als multifunktionales und multibandiges Antennenmodul 1 auf kleinstem Bauraum ausgeführt. Das Antennenmodul 1 umfasst dabei eine Antenneneinheit 5 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese Antenneneinheit 5 wird auch als AM-FM-DAB-Antenne 5 bezeichnet, da sie sowohl eine DAB-Antenne 6 als auch eine kombinierte AM-FM-Antenne 7 umfasst (vergleiche Fig. 2). Neben dieser später näher erläuterten Antenneneinheit 5 weist das Antennenmodul 1 in diesem Beispiel zudem eine erste Telefon-LTE-5G-Antenne 8 auf, welche an einer anderen Antenneneinheit 5 angeordnet ist. Zudem sind in diesem Beispiel vom Antennenmodul 1 noch eine zweite Telefon-LTE-5G-Antenne 9 umfasst, eine dritte und vierte Telefon-LTE-5G-Antenne 10, 11 , eine GNSS-Antenne 12 sowie zwei V-to-X-Antennen 13, 14. Diese Antennenmodulkomponenten sind dabei auf einer Hauptleiterplatte 15 angeordnet, die wiederum auf einem Träger 16, der auch als Chassis bezeichnet werden kann, angeordnet ist. Weiterhin ist zumindest über den meisten dieser Antennenmodulkomponenten eine Schutzhaube 17 angeordnet. Bis auf eine der Antenneneinheit 5 zugeordnete Dachkapazität 18 sind alle übrigen Antennen unter dieser Schutzhaube 17 angeordnet. Weiterhin kann dieses Antennenmodul 1 über eine Schraubverbindung 20 am Dach des Kraftfahrzeugs montiert sein. In diesem Beispiel ist in das Antennenmodul 1 kein Tuner oder Transceiver, Empfänger und so weiter integriert. Weitere Beispiele mit integrierten Receivern, Tunern, Empfängern, und so weiter, werden später anhand von Fig. 4 näher erläutert. Die Erfindung und ihre Ausführungsformen ermöglichen vorteilhafterweise eine Bereitstellung eines äußerst kompakten Antennenmoduls 1 , bei welchem die höchste Antenne, die durch die Antenneneinheit 5 bereitgestellt ist, in der ersten Richtung, die zur hier dargestellten z-Richtung korrespondiert, kleiner ist als 10 cm, insbesondere lediglich circa 7 cm in der ersten Richtung misst. Bezogen auf die bestimmungsgemäße Einbaulage dieses Antennenmoduls 1 in Bezug auf das Kraftfahrzeug 2 korrespondiert dabei im Übrigen die z-Richtung zur Fahrzeughochrichtung, die hier dargestellte x-Richtung zur Fahrzeuglängsrichtung, wobei die x-Richtung insbesondere in Richtung Fahrzeugfront weist und die y-Richtung zur Fahrzeugquerrichtung. Die z-Richtung wird unter anderem auch als erste Richtung bezeichnet, die y-Richtung als dritte Richtung und die x-Richtung als zweite Richtung. Zusätzlich ist die AM-FM-DAB-Antenne 5 im höchsten Bereich des Dachmoduls 1 platziert, und zudem ist die AM-FM-DAB-Antenne zweiteilig realisiert. Ein erster Teil 5a befindet sich dabei unterhalb der Schutzkappe 17, und der zweite Teil 5b stellt die bereits erwähnte Dachkapazität 18 dar. Die Dachkapazität 18 der AM-FM-DAB-Antenne 5 kann dabei, wie dargestellt, auf der Schutzkappe 17 angeordnet oder auch in der Außenhaube 4, das heißt der Flaifischflosse, integriert sein. Die Dachkapazität 18 kontaktiert mittels eines Kontaktelements 21 , welches vorzugsweise eine Feder oder ein elektrisch leitendes Schaummaterial dargestellt, den ersten Teil 5a der AM-FM-DAB-Antenne 5. Die Kontaktierung, das heißt das Kontaktelement 21 , des ersten Teils 5a der AM-FM-DAB-Antenne 5, kann auch anders erfolgen, zum Beispiel durch Klemmung. Weiterhin kann diese Dachkapazität 18 als montiertes, zum Beispiel gestanztes oder tiefgezogenes, Metallblech oder geklebte Folie realisiert sein. Sie kann auch auf der Schutzkappe 14 gedruckt sein. Für den Fall, dass die Dachkapazität 18 eine Folie ist, kann diese eine Leiterbahnstruktur aufweisen beziehungsweise als resonante Leiterbahnstruktur ausgeführt sein.

Der erste Teil 5a der Antenneneinheit 5 ist als vertikal stehende PCB (Printed Circuit Board)-Antenne realisiert. Dieser erste Teil 5a der AM-FM-DAB-Antenne 5 ist im Detail noch einmal in Fig. 2 dargestellt.

Fig. 2 zeigt dabei eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine erste Seite des Windungsteils 5a der Antenneneinheit 5 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Sowohl die DAB-Antenne 6 als auch die AM-FM-Antenne 7 sind dabei mit Helix-Antennenwindungen 6a, 7a ausgeführt, die auf einer Platine 24 angeordnet sind. Die Dicke dieser Platine in y-Richtung kann zum Beispiel zwischen 0,5 mm und 2 mm betragen und beträgt im vorliegenden Beispiel 1 mm. Die einzelnen Helix-Antennenwindungen 6a, 7a können dabei als Leiterbahnen auf dieser Platine 24 aufgebracht sein, wobei die einzelnen vorder- und rückseitigen Leiterbahnabschnitte durch entsprechende Durchkontaktierungen 25 miteinander verbunden sind, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 2 lediglich eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Diese planare Helixantenne 6, 7 ist also gewissermaßen in Form einer flach gedrückten Spule mit mehreren in z-Richtung übereinander angeordneten Windungen bereitgestellt. Weiterhin sind in diesem Beispiel die auf der ersten Seite im Wesentlichen horizontal bzw. parallel zurx-y-Ebene verlaufenden Helix-Antennenwindungen 6a, 7a mit durchgezogenen Linien dargestellt und die rückseitig auf der Platine 24 verlaufenden Helix-Antennenwindungen 6a, 7a, die vorliegend eine möglichst geringe Steigung gegenüber der x-y-Ebene aufweisen, sind gestrichelt gezeichnet. Die Steigung beträgt vorzugsweise maximal 3 Grad.

Besonders vorteilhaft ist es nun, dass ein Teil 6a dieser Helix-Antennenwindungen 7a, die der AM-FM-Antenne 7 zugeordnet sind, gleichzeitig für die DAB-Antenne 6 genutzt werden kann. Mit anderen Worten ist die Gesamtheit der dargestellten Helix-Antennenwindungen mit 7a bezeichnet, und diese stellen die von der AM-FM-Antenne genutzten Helix-Antennenwindungen 7a dar, während mit 6a die Helix-Antennenwindungen bezeichnet sind, die zusätzlich auch von der DAB-Antenne 6 genutzt werden bzw. einen Teil dieser bereitstellen. Die Helix-Antennenwindungen, die ausschließlich von der AM-FM-Antenne 7 genutzt werden, sind vorliegend mit 7b bezeichnet.

Weiterhin sind die Helix-Antennenwindungen 6a, 7a der AM-FM-DAB-Antenne 5 galvanisch über das Kopplungselement 21 mit der Dachkapazität 18 verbunden, wobei diese galvanische Verbindung vorliegend mit 26 bezeichnet ist.

Die AM-Antenne und die FM-Antenne, die vorliegend als kombinierte AM-FM-Antenne 7 bereitgestellt sind, weisen entsprechend einen gemeinsamen ersten Antennenfußpunkt 29 auf. Die DAB-Antenne 6 weist ihren eigenen zweiten Antennenfußpunkt 30 auf. Diese Fußpunkte 29, 30 sind elektrisch mit der Hauptleiterplatte 15 (vergleiche Fig. 1) verbunden.

Die DAB-Antenne 6 ist also dadurch bereitgestellt, indem die der DAB-Antenne 6 zugeordneten Helix-Antennenwindungen 6a über eine Anzapfung 22 mit dem zweiten Fußpunkt 30 elektrisch leitend verbunden sind. Diese Anzapfung 22 kann bei einer auf der Platine 24 angeordneten im Wesentlichen in z-Richtung verlaufenden elektrisch leitenden Verbindung ausgeführt sein. Um die Entkopplung der DAB-Antenne 6 von der AM-FM-Antenne 7 zu verbessern, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn zwischen dieser Anzapfung beziehungsweise dieser elektrisch leitenden Verbindung 22 und den ausschließlich der AM-FM-Antenne 7 zugeordneten Helix-Antennenwindungen 7b ein Schlitz beziehungsweise eine in diesem Beispiel ebenfalls in z-Richtung verlaufende Durchgangsöffnung 28 angeordnet ist. Durch die Ausbildung der Antennenteile 6a, 7a als planare Helix-Antennenwindungen 6a, 7a weisen diese Windungen 6a, 7a auch zudem kaum eine Ausdehnung in y-Richtung auf. Dadurch, dass die einzelnen Helix-Antennenwindungen 6a, 7a möglichst flach in Bezug auf die x-y-Ebene verlaufen, können die in z-Richtung verlaufenden elektrisch leitenden Komponenten der Antenneneinheit 5 auf ein Minimum reduziert werden. Dies ermöglicht eine maximale Entkopplung zu benachbart angeordneten Antennen, vor allem zur ersten Telefon-LTE-5G-Antenne 8 (vergleiche Fig. 1 ).

Um weiterhin eine möglichst gute Entkopplung zwischen der DAB-Antenne 6 und der FM-Antenne 7 bereitzustellen, ist es zudem vorteilhaft, wenn diese für unterschiedliche Frequenzbereiche hinsichtlich ihrer Effizienz, auch Antennengewinn genannt, optimiert ausgebildet sind, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist. Hierbei sind in Fig. 3 exemplarisch drei Verläufe 7c der Effizienz E für die AM-FM-Antenne 7 dargestellt, und exemplarisch zwei mögliche Verläufe 6b der Effizienz E für die DAB-Antenne 6, jeweils in Abhängigkeit von der Frequenz f. Wie zu sehen ist, weist die FM-Antenne 7 vorzugsweise in einem ersten Frequenzbereich F1 eine deutlich höhere Effizienz E auf als einerseits die DAB-Antenne 6 und andererseits als die FM-Antenne 7 in einem zweiten Frequenzbereich F2, in welchem ihre Effizienz E vorzugsweise deutlich geringer ist als die der DAB-Antenne 6. Der erste Frequenzbereich F1 korrespondiert dabei zum FM-Frequenzbereich und ist zum Beispiel durch die untere Grenzfrequenz f1 und die obere Grenzfrequenz f2 begrenzt. f1 kann zum Beispiel 87,5 MHz betragen und f2 zum Beispiel 108 MHz. Der zweite Frequenzbereich F2 stellt den DAB-Frequenzbereich dar und erstreckt sich von einer dritten Frequenz f3 bis zu einer vierten Frequenz f4. Die dritte Frequenz f3 kann zum Beispiel 174 MHz betragen und die vierte Frequenz f4 zum Beispiel 240 MHz. Um dies zu bewerkstelligen, können die entsprechenden Antennen 6, 7 hinsichtlich ihrer Geometrie geeignet gestaltet sein. Durch die geometrischen Eigenschaften einer Antenne lassen sich insbesondere Serien- und Parallelresonanz der entsprechenden Antennen beeinflussen. Die DAB-Antenne 6 ist dabei vorzugsweise so ausgestaltet, dass diese eine Serien- und Parallelresonanz innerhalb des DAB-Frequenzbandes F2 aufweist. Die Parallelresonanz der AM-FM-Antenne ist vorzugsweise nahe zu Beginn des DAB-Bandes F2 platziert. Dadurch kann eine natürliche Entkopplung bereitgestellt werden. Dass die DAB-Antenne 6 eine geringere Effizienz im FM-Band F1 aufweist, wird durch geometrische Eigenschaften einerseits, wie ihre Länge, bereitgestellt sowie andererseits zusätzlich durch das Vorsehen von Schlitzen, wie zum Beispiel des bereits zu Fig. 2 beschriebenen Schlitzes 28. Diese Ausgestaltungen ermöglichen es vorteilhafterweise, die Antenneneinheit 5 mit integrierter AM-FM-Antenne 7 und integrierter DAB-Antenne 6 auf äußerst kompaktem, kleinem Bauraum bereitzustellen und dennoch eine sehr gute Empfangsqualität dieser Antennen zu ermöglichen.

Fig. 4 zeigt dabei ein Antennenmodul 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Übrigen kann dieses Antennenmodul 1 bis auf die nachfolgend erläuterten Unterschiede wie zuvor beschrieben ausgebildet sein. Insbesondere kann dieses Antennenmodul 1 ebenfalls die zu Fig. 1 erläuterten Antennen aufweisen, wenn gleich hier exemplarisch die dritte und vierte Telefon-LTE-5G-Antenne 10, 11 nicht dargestellt ist. Ebenso wenig sind hierbei die beiden V-to-X-Antennen 13, 14 dargestellt, die jedoch dennoch Teil dieses Antennenmoduls 1 sein können. Die zu Fig. 1 bereits genannten Antennen sind hierbei auf einer ersten Seite 15a der Hauptleiterplatte 15 angeordnet, wobei auf der gegenüberliegenden Seite 15b dieser Hauptleiterplatte 15 ebenfalls später noch näher erläuterte Komponenten angeordnet sein können. Das Antennenmodul 1 ist in diesem Beispiel gemäß einem einteiligen Montagekonzept ausgebildet, gemäß welchem dieses zusammengebaute Antennenmodul 1 als Ganzes von unten durch ein Loch beziehungsweise eine Durchgangsöffnung 42 im Fahrzeugdach 3 durchgesteckt und montiert werden kann. Mit anderen Worten ist in diesem Beispiel das Dachantennenmodul 1 nur vom Fahrzeuginneren montierbar realisiert. Durch die Aussparung 42 wird dabei nur der externe Teil des Moduls 1 durchgesteckt, das heißt diejenigen Komponenten, die sich oberhalb des Chassis bzw. Trägerelements 16a befinden. Die einzelnen durchgesteckten Antennen und Komponenten des Antennenmoduls 1 können dabei nochmal über das separate Trägerelement 16a montiert sein, ein Chassis, welches mit dem inneren Teil des Antennenmoduls 1 fest verbunden ist. Dieses Trägerelement 16a besitzt für jede Antenne eine entsprechende Öffnung 43, durch welche die Fußpunkte 29, 30, der AM-FM-Antenne 7 und der DAB-Antenne 6, sowie die Fußpunkte 39, 40, 44, 45 der übrigen Antennen gehen, um den elektrischen Kontakt jeder Antenne mit der Hauptleiterplatte 15 zu gewährleisten. Dabei bezeichnet 39 einen Massekontakt der ersten Telefon-LTE-5G-Antenne 8 zur Antennendetektion, 40 den Fußpunkt der ersten Telefon-LTE-5G-Antenne 8, 44 den Fußpunkt der GNSS-Antenne 12 und 45 den Fußpunkt der zweiten Telefon-LTE-5G-Antenne 9. Die Anbindung dieses Antennenmoduls 1 an das Dach 3 des Fahrzeugs 2 kann dabei über einen metallisierten Schaum 46 erfolgen. Dieser kann wiederum gleichzeitig einen Toleranzausgleich in z-Richtung bereitstellen. Zumindest die auf der ersten Seite 15a der Hauptleiterplatte 15 befindlichen Antennen sind dabei alle, insbesondere wie in diesem Beispiel die GNSS-Antennen 12, senkrecht zur Hauptleiterplatte 15 ausgerichtet und als jeweilige PCB-Antennen ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist es dabei zudem, dass die Platine 24 der Antenneneinheit 5 senkrecht zu einer Platine der ersten Telefon-LTE-5G-Antenne ausgebildet ist.

Die Befestigung der Hauptleiterplatte 15 am Trägerelement 16a kann wiederum über entsprechende Verschraubungen 20 erfolgen.

Die zweite Telefon-LTE-5G-Antenne 9 ist weiterhin vorzugsweise senkrecht zur ersten Telefon-LTE-5G-Antenne 8 ausgerichtet, um eine maximale Entkopplung für diese bereitzustellen. Sind weitere Telefon-LTE-5G-Antennen 10, 11 vorgesehen, wie zum Beispiel in Fig. 1 dargestellt, so sind diese vorzugsweise wiederum parallel zur ersten Telefon-LTE-5G-Antenne 8 ausgerichtet.

Die GNSS-Antenne 12 ist in diesem Beispiel als Patchantenne ausgebildet. Damit ist diese in Bezug auf die z-Richtung sehr flach und weist eine zirkulare Abstrahlcharakteristik auf, die zum Großteil senkrecht nach oben, das heißt in z-Richtung, gerichtet ist. Um eine mögliche Abschirmung durch die Dachkapazität 18 zu reduzieren, kann es aber auch vorgesehen sein, diese GNSS-Antenne 12 stattdessen ebenfalls als PCB-Antenne auszubilden, das heißt mit einer Platine, die wiederum vorzugsweise senkrecht zur Hauptleiterplatte 15 ausgerichtet ist. Auf einer solchen Platine kann die GNSS-Antenne 12 als dipolartige Antenne, zum Beispiel in Form eines nach unten geöffneten Bogens oder einer nach unten geöffneten Parabel, mit kapazitiver Einspeisung ausgebildet sein. Dabei kann die maximal in z-Richtung zur Verfügung stehende Höhe unterhalb der Schutzkappe 17 zur Realisierung dieser GNSS-Antenne 12 ausgenutzt werden. Durch eine solche dipolartige Antennenlösung lässt sich vorteilhafterweise ebenfalls eine Hauptabstrahlrichtung in z-Richtung bereitstellen, beziehungsweise eine entsprechende Empfangscharakteristik. Im Gegensatz zur hier dargestellten Patchantenne 12 ist eine solche dipolartige Antennenlösung lediglich zur Aussendung linear polarisierter Signale ausgelegt. Durch eine solche dipolartige Antennenlösung mit kapazitiver Einspeisung kann eine Entkopplung dieser Antenne im GNSS-Band und eine Funktion von AM erreicht werden.

In diesem Beispiel weist das Antennenmodul 1 zusätzlich auch Empfänger beziehungsweise Transceiver 47 sowie einen Tuner 48 auf. Weiterhin kann das Antennenmodul auch eine Steuereinheit 49 und eine Stromversorgung 50 umfassen. Diese Komponenten können direkt auf der Hauptleiterplatte 15, insbesondere auf deren zweiter Seite 15b, aber zum Teil auch auf der ersten Seite 15a, angeordnet sein. Weiterhin sind auf der zweiten Seite 15b der Hauptleiterplatte 15 noch weitere Antennen vorgesehen, wie zum Beispiel eine WLAN-Antenne 51 und eine Backup-E-Call-Antenne 52. Wenngleich hier nur ein Empfänger 47 exemplarisch dargestellt ist, so können hiervon jedoch mehrere auf der Hauptleiterplatte 15 angeordnet sein. Vorteilhaft sind vor allem die folgenden Komponenten: Ein Telefon-LTE-5G-Transceiver, ein Radiotuner, ein GNSS-Empfänger, ein WLAN-Transceiver und ein V-to-X-Empfänger, insbesondere pro V-to-X-Antenne 13, 14, falls vorhanden. Alle diese Empfänger und Transceiver sind vorzugsweise in der unteren Box 53 auf der Hauptleiterplatte 15 integriert. Auch weisen alle Antennen mindestens einen elektrischen Kontakt mit der Hauptleiterplatte 15 auf, um eine Verbindung zu den Empfängern und Transceivern sicherzustellen. Auch kann das Antennenmodul über mindestens eine oder mehrere digitale Schnittstellen beziehungsweise mindestens einen Konnektor 54 verfügen, über welche das Antennenmodul 1 mit einem Fahrzeugbus, zum Beispiel einem CAN-Bus, Ethernet, einen Flexbus und so weiter, gekoppelt werden kann.

Alternativ kann das Antennenmodul 1 auch gemäß einem zweiteiligen Konzept ausgebildet sein, wie dies vorliegend jedoch nicht explizit dargestellt ist. Dies erfordert jedoch nur eine geringfügige Modifikation. Beispielsweise könnte die Hauptleiterplatte 15 zweiteilig ausgeführt sein, so dass den auf der ersten Seite 15a angeordneten Komponenten ein Teil dieser Hauptleiterplatte 15 oder eine erste Hauptleiterplatte 15 zugeordnet ist und den auf der zweiten Seite 15b angeordneten Komponenten der zweite Teil der Hauptleiterplatte 15 oder eine zweite Hauptleiterplatte 15 zugeordnet ist. Der obere Teil des Antennenmoduls 1 könnte dann entsprechend von oben auf dem Dach 3 montiert werden und das untere Teil des Antennenmoduls 1 von unten. Ein zusätzlich vorgesehener Konnektor könnte diese beiden Teile der Hauptleiterplatte 15 bzw. die beiden Hauptleiterplatten 15 durch das Dach 3 hindurch elektrisch leitend verbinden. Ein solcher Konnektor kann entsprechend die einzelnen Verbindungsleitungen für die oberhalb des Fahrzeugdachs 3 angeordneten Komponenten umfassen.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine integrierte elektrisch sehr kleine AM-FM-DAB-Antenne kleiner 100 mm mit Anzapfung für DAB bereitgestellt werden kann, die eine kompakte technische Lösung für eine integrierte AM-FM-DAB-Antenne vor allem für Dachantennensysteme für Kraftfahrzeuge ermöglicht. Diese können sowohl als klassisches Antennenmodul ohne Tuner und Transceiver-Integration ausgebildet sein sowie auch als intelligentes, multifunktionales Dachantennenmodul mit integrierter AM-FM-DAB-Antenne zur Bereitstellung eines „Remote-Radios“. Zusätzlich können auch Telefon- und Datendienste integriert sein.

Claims

Patentansprüche

1. Antenneneinheit (5) für ein Antennenmodul (1 ) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei die Antenneneinheit (5) eine AM-Antenne (7) und eine FM-Antenne (7) umfasst, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Antenneneinheit (5) eine DAB-Antenne (6) aufweist, wobei die AM-Antenne (7) und die FM-Antenne (7) als eine kombinierte AM-FM-Antenne (7) mit einem gemeinsamen ersten Antennenfußpunkt (29) ausgebildet ist, wobei die DAB-Antenne (6) zumindest teilweise als Teil (6a) der AM-FM-Antenne (7) ausgebildet ist, der über eine Anzapfung (22) mit einem der DAB-Antenne (6) zugeordneten zweiten Antennenfußpunkt (30) verbunden ist.

2. Antenneneinheit (5) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit (5) einen Windungsteil (5a) und eine in einer ersten Richtung über dem Windungsteil angeordnete Dachkapazität (18) aufweist, wobei der Windungsteil (5a) durch Flelix-Antennenwindungen (7a; 6a, 7b) bereitgestellt ist, die der AM-FM-Antenne (7) zugeordnet sind und von denen nur ein Teil (6a) der DAB-Antenne (6) zugeordnet ist, der die Dachkapazität (18) und die nur der AM-FM-Antenne (7) zugeordneten Flelix-Antennenwindungen (7c) galvanisch miteinander verbindet.

3. Antenneneinheit (5) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der der DAB-Antenne (6) zugeordnete Teil (6a) der Flelix-Antennenwindungen (7a) über ein elektrisch leitendes Verbindungselement (21 ) mit der Dachkapazität (18) gekoppelt ist, welches zur Bereitstellung eines Toleranzausgleichs in der ersten Richtung (z) ausgebildet ist.

4. Antenneneinheit (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit (5) eine Platine (24) mit einer Flöhe in einer ersten Richtung (z) und einer Breite in einer zur ersten Richtung (z) senkrechten zweiten Richtung (x) aufweist, wobei auf der Platine (24) die Flelix-Antennenwindungen (7a; 6a, 7b) der zumindest zum Teil als planare Flelixantenne ausgebildeten AM-FM-Antenne (7) und DAB-Antenne (6) angeordnet sind, wobei die Flelix-Antennenwindungen (7a; 6a, 7b) zumindest zum Großteil in der zweiten Richtung (x) verlaufen.

5. Antenneneinheit (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steigung des Verlaufs der Helix-Antennenwindungen (7a; 6a, 7b) bezüglich einer Ebene senkrecht zur ersten Richtung (z) geringer ist als ein vorbestimmter Grenzwert, der maximal 5° beträgt.

6. Antenneneinheit (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die AM-FM-Antenne (7) in einem bestimmten ersten Frequenzbereich (F1 ) eine höhere Effizienz (E) aufweist als in einem bestimmten zweiten Frequenzbereich (F2) und wobei die DAB-Antenne (6) im ersten Frequenzbereich (F1 ) eine niedrigere Effizienz (E) aufweist als die AM-FM-Antenne (7) und eine niedrigere Effizienz (E) als in dem zweiten Effizienzbereich (F2), in welchem die DAB-Antenne (6) zudem eine höhere Effizienz (E) als die AM-FM-Antenne (7) aufweist.

7. Antenneneinheit (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzapfung (22) als ein elektrisch leitendes Element (22) auf der Platine (24) ausgebildet ist, das entgegen der ersten Richtung (z) von den der DAB-Antenne (6) zugeordneten Helix-Antennenwindungen (6a) zum zweiten Antennenfußpunkt (30) verläuft und in der zweiten Richtung (x) neben den ausschließlich der AM-FM-Antenne (7) zugeordneten Helix-Antennenwindungen (7b) angeordnet ist, wobei in der Platine (24) zwischen dem elektrisch leitenden Element (22) und den der ausschließlich der AM-FM-Antenne (7) zugeordneten

Helix-Antennenwindungen (7b) zumindest bereichsweise ein in der ersten Richtung (z) verlaufender Schlitz (28) angeordnet ist.

8. Antennenmodul (1 ) mit einer Antenneneinheit (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

9. Antennenmodul (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenmodul (1) eine Schutzhaube (17) aufweist, die in der ersten Richtung (z) über der Platine (24) angeordnet ist, wobei die Dachkapazität (18) in der ersten Richtung (z) oberhalb von der Schutzhaube (17) angeordnet ist.

10. Antennenmodul (1 ) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenmodul (1) mindestens eine weitere Antenne aus der folgenden Gruppe umfasst: eine Telefon-LTE-5G-Antenne, eine GNSS(globales Navigationssatellitensystem)-Antenne, eine V-to-X-Antenne, eine WLAN-Antenne und eine UWB-Antenne.

11. Kraftfahrzeug (2) mit einem Antennenmodul (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis

10, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenmodul (1) zumindest zum Teil auf einem Kraftfahrzeugdach (3) des Kraftfahrzeugs (2) angeordnet ist, insbesondere unter einer Haifischflossenhaube (4) des Kraftfahrzeugdachs (3).