WO2024125683A1 - Antennenmodul für ein fahrzeug - Google Patents

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WO2024125683A1
WO2024125683A1 PCT/DE2023/100708 DE2023100708W WO2024125683A1 WO 2024125683 A1 WO2024125683 A1 WO 2024125683A1 DE 2023100708 W DE2023100708 W DE 2023100708W WO 2024125683 A1 WO2024125683 A1 WO 2024125683A1
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antennas
antenna module
vehicle
mobile device
frequency ranges
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PCT/DE2023/100708
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Adrian FLEIDL
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas

Definitions

  • the present invention relates to an antenna module for a vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • Antennas can be used in vehicles to couple a mobile device, such as a cell phone or smartphone, to the vehicle. Such a coupling then makes it possible for the vehicle to communicate with the mobile device. Such communication can be used, for example, to be able to use functions of the mobile device in the vehicle, such as being able to play music from the mobile device in an entertainment system in the vehicle.
  • Mobile devices usually have antennas to be able to transmit and receive signals in several frequency ranges. In order to be able to communicate with the mobile device in all these frequency ranges or to provide communication from the mobile device in all these frequency ranges, it was previously necessary to accommodate several individual antennas in the vehicle. Each of these individual antennas is used for communication with the mobile device in a specific frequency range. However, since interference can occur between these individual antennas, it is necessary to distribute and mount the individual antennas in the vehicle in such a way that disturbances and interference between them are avoided.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an antenna module for a vehicle which enables a minimization of the individual components required for communication with a mobile device in a vehicle.
  • the antenna module proposed here can be used in a vehicle, whereby the vehicle can be any type of vehicle, such as a motor vehicle (for example a car or truck), an aircraft, a train or a ship.
  • the antenna module is designed to communicate with a mobile device in the vehicle and/or within range of the vehicle.
  • the mobile device can be, for example, a smartphone or another mobile device, such as a tablet or similar.
  • the mobile device has its own antennas in order to be able to communicate with the antenna module for the vehicle.
  • antennas are used in particular that are able to communicate in three frequency ranges.
  • the mobile device can have several antennas.
  • the antenna module can be connected to the mobile device in advance via various coupling mechanisms, such as a coupling via Bluetooth, which can be initiated directly by the vehicle or which can be initiated on the mobile device.
  • various coupling mechanisms such as a coupling via Bluetooth, which can be initiated directly by the vehicle or which can be initiated on the mobile device.
  • Known coupling mechanisms can be used for this purpose.
  • the antenna module has a circuit board on which at least two antennas are arranged.
  • the at least two antennas are designed to send and/or receive signals via a MIMO transmission path.
  • the MIMO transmission path (multiple input, multiple output) represents a wireless transmission of signals, wherein the channels of the MIMO transmission path Form transmission channels between several transmitting and receiving antennas.
  • the MIMO transmission path can use various coding methods, such as space-time coding.
  • a MIMO transmission path with n transmitting antennas and n receiving antennas results in n x n individual channels. These n x n channels can be used at the same time with the same frequency, with the transmitting power being divided between the antennas.
  • the MIMO transmission path therefore serves to increase the data rate. If signals are transmitted in several frequency ranges at the same time, additional MIMO transmission paths exist accordingly, one for each frequency range.
  • the at least two antennas of the antenna module are each designed to send and/or receive signals in at least two frequency ranges.
  • the antenna module proposed here uses antennas that can operate in at least two, preferably three or more, frequency ranges.
  • Such so-called dual-band or triple-band antennas can send and receive in several frequency ranges as an individual component.
  • each of the antennas can send and receive in a frequency range of approximately 2.4 GHz, as well as in one or more other frequency ranges of approximately 5 GHz and approximately 6 GHz.
  • Other and/or additional frequency ranges or other combinations of frequency ranges are also possible.
  • An antenna is understood here to be a single component that is designed to receive and transmit electromagnetic waves.
  • the antennas used here are each capable, as individual components, of transmitting and/or receiving signals in at least two, preferably three or more, frequency ranges.
  • the antenna module By using two antennas, each of which can send and/or receive signals in at least two frequency ranges, communication of the antenna module with a mobile device, which can also transmit and/or receive in two or more frequency ranges, without any additional antennas.
  • a mobile device which can also transmit and/or receive in two or more frequency ranges, without any additional antennas.
  • the antenna module proposed here which is provided as a single, compact module or component in which the two antennas are accommodated on a single circuit board. In this way, the installation space required for the antenna module in the vehicle is reduced, since only one component with all the required antennas needs to be installed in the vehicle.
  • the number of frequency ranges of the antennas corresponds to the number of frequency ranges of the mobile device. This has the advantage that the antenna module is able to support all frequency ranges of the mobile device. Additional antennas for other frequency ranges are therefore not required and the number of individual components is thus reduced compared to previous systems.
  • the at least two antennas are geometrically arranged at a maximum distance from one another. This maximum distance depends both on the antennas used and on the shape of the circuit board. For example, on a circuit board, the two antennas can be arranged in two opposite corners to enable a maximum distance. Such a maximum distance has the advantage that the at least two antennas are decoupled from one another and no interference occurs between the antennas. Other arrangements that enable a maximum distance are also possible.
  • the at least two antennas are decoupled and/or decorrelated.
  • This decoupling or decorrelation can be achieved by the arrangement of the antennas on the board, as described above.
  • decoupling and/or decorrelation can also be achieved by suitable wiring, in which the individual components of the antenna module, ie the two antennas, are arranged in such a way that maximum decoupling and/or decorrelation is achieved.
  • This can be achieved by appropriate design of the antennas, the circuit board, and other components used, such as cables, etc., taking into account the usual wiring considerations.
  • the antenna module has a housing, wherein the circuit board and the at least two antennas are arranged in the housing.
  • This arrangement of the components in a single housing provides a compact module that can be installed in the vehicle as a component.
  • the antenna module can therefore be fully optimized in terms of decoupling, decorrelation and transmission of the signals before installation in the vehicle and is then installed in the vehicle in its final state. It is therefore not necessary to take any wiring parameters or arrangement parameters into account during installation in the vehicle.
  • the antenna module is designed as a communication interface between a control unit of the vehicle and the mobile device.
  • the antenna module can be installed in the vehicle and connected to a control unit there, for example via the wiring harness installed in the vehicle.
  • a control unit which can be part of a central control system of the vehicle, for example, can then connect the antenna module to the mobile device.
  • the antenna module serves as an interface between the vehicle and the mobile device, for example to control functions of the mobile device via the vehicle.
  • the mobile device or the vehicle can also access components of the vehicle or the mobile device using the antenna module. These components can be, for example, a loudspeaker and/or a screen of the vehicle.
  • a user can then carry out functions of the mobile device using the vehicle's input means.
  • the antenna module is used to communicate with the mobile device, for example to make telephone calls. or to output or control music or similar via the vehicle's means.
  • the antenna module is used to provide an interface between the vehicle and the mobile device, with all frequency ranges of the mobile device being supported by the antenna module.
  • a single component namely the circuit board with at least two antennas, is required to enable fully comprehensive coupling and communication between the mobile device and the vehicle.
  • Fig. 1 a schematic view of an antenna module for a vehicle
  • Fig: 2 a vehicle with the antenna module of Fig. 1 .
  • Fig. 1 shows an antenna module 1 for a vehicle.
  • the antenna module 1 serves to communicate with a mobile device 12 located in the vehicle or within range of the vehicle and in particular to provide an interface between the mobile device 12 and the vehicle.
  • the antenna module 1 has a housing 2 in which at least one circuit board 4 is housed. Two antennas 6, 8 are arranged on this circuit board 4, which are designed to send and/or receive signals via a MIMO transmission path 10. The transmission takes place as a radio signal, which is shown by the dashed lines.
  • the MIMO transmission path 10 is not a physically existing unit, but is formed by the transmission of the signals between the antennas 6, 8 and the corresponding antennas in the mobile device 12.
  • the two antennas 6, 8 are designed to both send and receive signals. Each of the two antennas 6, 8 is able to send and receive in at least two, preferably at least three, frequency ranges. These at least two frequency ranges preferably correspond to the frequency ranges of the mobile device 12.
  • the number of channels formed by the MIMO transmission path 10 can preferably correspond to the number of antennas present in the mobile device 12.
  • the MIMO transmission path 10 is a 2x2 MIMO transmission path if the mobile device 12 uses two antennas. However, a 3x3 or 4x4 MIMO transmission path, etc. can also be formed.
  • a separate MIMO transmission path 10 exists for each frequency range used synchronously.
  • the two antennas 6, 8 may be any type of antenna structure capable of transmitting and/or receiving signals on two, three or more frequency ranges.
  • the antennas 6, 8 may be dual- or triple-band capable antennas.
  • each of the antennas 6, 8 is a single component capable of transmitting and/or receiving in two, three or more frequency ranges.
  • the number of frequency ranges provided by the antennas 6, 8 corresponds to the number of frequency ranges of the mobile device 12.
  • the two antennas 6, 8 are arranged and connected on the circuit board 4 in such a way that they are decoupled and/or decorrelated.
  • the exact arrangement of the two antennas 6, 8 can be selected depending on the shape of the circuit board and the specific antenna structure of the antennas 6, 8.
  • One possibility, for example, is to arrange the two antennas 6, 8 geometrically in such a way that they are as far apart as possible from one another, as shown by way of example in Fig. 1.
  • Other arrangement options or other measures on the circuit board that contribute to decoupling the two antennas 6, 8 are also possible.
  • the antenna module 1 serves as a communication interface between the vehicle 16 and the mobile device 12.
  • the antenna module 1 can be installed in the vehicle 16 and connected there, for example, with a cable harness.
  • a control unit 14 of the vehicle 16 can then access various functions of the mobile device 12 via the antenna module 1 as a communication interface and execute them and/or output them in the vehicle 16.
  • speakers and/or screens as well as input devices such as buttons or the like of the vehicle 16 can be used to control the mobile device 12 via the antenna module 1.
  • Communication with the mobile device 12 takes place via the antenna module 1 or the antennas 6, 8, which functions as a passive communication interface.
  • the antenna module 1 proposed here provides a A single component is provided which can be installed in a vehicle as a single component in the form of the housing 2 or the circuit board 4 and can provide the function of many separate individual antennas by means of only two antennas 6, 8.

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Abstract

Es wird ein Antennenmodul für ein Fahrzeug vorgeschlagen, wobei das Antennenmodul dazu ausgebildet ist, mit einem mobilen Gerät in dem Fahrzeug und/oder in Reichweite des Fahrzeugs zu kommunizieren, wobei das Antennenmodul eine Platine aufweist, auf der zumindest zwei Antennen angeordnet sind, wobei dazu ausgebildet sind, Signale über eine MIMO-Übertragungsstrecke (10) zu senden und/oder zu empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Antennen jeweils dazu ausgebildet sind, Signale in zumindest zwei Frequenzbereichen zu senden und/oder zu empfangen.

Description

Antennenmodul für ein Fahrzeug
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antennenmodul für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 .
In Fahrzeugen können Antennen verwendet werden, um ein mobiles Gerät, wie beispielsweise ein Mobiltelefon oder Smartphone mit dem Fahrzeug zu koppeln. Durch eine solche Kopplung ist es dann möglich, dass das Fahrzeug mit dem mobilen Gerät kommuniziert. Eine solche Kommunikation kann beispielsweise verwendet werden, um Funktionen des mobilen Geräts in dem Fahrzeug nutzen zu können, wie beispielsweise Musik von dem mobilen Gerät in einem Entertainmentsystem des Fahrzeugs abspielen zu können.
Mobile Geräte verfügen üblicherweise über Antennen, um in mehreren Frequenzbereichen Signale übertragen und empfangen zu können. Um mit dem mobilen Gerät in allen diesen Frequenzbereichen kommunizieren zu können bzw. eine Kommunikation des mobilen Geräts in allen diesen Frequenzbereichen zur Verfügung zu stellen, war es bislang erforderlich, mehrere Einzelantennen in dem Fahrzeug unterzubringen. Jede dieser Einzelantennen dient für die Kommunikation mit dem mobilen Gerät in einem bestimmten Frequenzbereich. Da jedoch zwischen diesen Einzelantennen Interferenzen auftreten können, ist es erforderlich, die Einzelantennen derart in dem Fahrzeug zu verteilen und zu montieren, dass Störungen und Interferenzen zwischen diesen vermieden werden.
Da mobile Geräte zukünftig in drei oder mehr Frequenzbereichen kommunizieren können, zum Beispiel bei 2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz ist es in einem Fahrzeug erforderlich, diese Frequenzbereiche ebenfalls abzudecken. Bisher in Fahrzeugen verwendete Antennensysteme benötigen hierzu beispielsweise - mindestens vier Einzelantennen und erzeugen damit einen hohen Aufwand hinsichtlich Bauraumintegration, Kabelbaumrouting etc.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Antennenmodul für ein Fahrzeug bereitzustellen, das eine Minimierung der benötigten Einzelkomponenten zur Kommunikation mit einem mobilen Gerät in einem Fahrzeug ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Antennenmodul für ein Fahrzeug gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Das hier vorgeschlagene Antennenmodul kann in einem Fahrzeug verwendet werden, wobei das Fahrzeug jede beliebige Art von Fahrzeug, wie beispielsweise ein Kraftfahrzeug (zum Beispiel PKW oder LKW), ein Luftfahrzeug, ein Zug oder ein Schiff, sein kann. Das Antennenmodul ist dazu ausgebildet, mit einem mobilen Gerät in dem Fahrzeug und/oder in Reichweite des Fahrzeugs zu kommunizieren. Das mobile Gerät kann beispielsweise ein Smartphone oder ein sonstiges mobiles Gerät, wie ein Tablet o. ä. sein. Das mobile Gerät verfügt über eigene Antennen, um mit dem Antennenmodul für das Fahrzeug kommunizieren zu können. In heutigen Mobilgeräten werden insbesondere Antennen verwendet, die in der Lage sind, in drei Frequenzbereichen zu kommunizieren. Hierzu kann das mobile Gerät mehrere Antennen aufweisen.
Das Antennenmodul kann mit dem mobilen Gerät vorab über verschiedene Kopplungsmechanismen verbunden werden, wie beispielsweise eine Kopplung über Bluetooth, die direkt durch das Fahrzeug initiiert werden kann oder die an dem mobilen Gerät initiiert werden kann. Hierzu können bekannte Kopplungsmechanismen verwendet werden.
Das Antennenmodul weist eine Platine auf, auf der zumindest zwei Antennen angeordnet sind. Die zumindest zwei Antennen sind dazu ausgebildet, Signale über eine MIMO-Übertragungsstrecke zu senden und/oder zu empfangen. Die MIMO- Übertragungsstrecke (multiple input, multiple output) stellt eine drahtlose Übertragung von Signalen dar, wobei die Kanäle der MIMO-Übertragungsstrecke die Übertragungskanäle zwischen mehreren Sende- und Empfangsantennen bilden. Die MIMO-Übertragungsstrecke kann verschiedene Kodierungsverfahren verwenden, wie zum Beispiel Space-Time Coding.
Bei einer MIMO-Übertragungsstrecke mit n Sendeantennen und n Empfangsantennen ergeben sich n x n einzelne Kanäle. Diese n x n-Kanäle können zur selben Zeit mit derselben Frequenz genutzt werden, wobei sich die Sendeleistung auf die Antennen aufteilt. Die MIMO-Übertragungsstrecke dient also dazu, die Datenrate zu steigern. Werden in mehreren Frequenzbereichen gleichzeitig Signale übertragen, existieren entsprechend weitere MIMO-Übertragungsstrecken, für jeden Frequenzbereich eine.
Um nun im Vergleich zu bisherigen Antennenmodulen die Anzahl der Einzelkomponenten zu reduzieren, sind die zumindest zwei Antennen des Antennenmoduls jeweils dazu ausgebildet, Signale in zumindest zwei Frequenzbereichen zu senden und/oder zu empfangen. Statt nun mehrere Einzelantennen zu verwenden, die jeweils in einem Frequenzbereich arbeiten, werden bei dem hier vorgeschlagenen Antennenmodul also Antennen verwendet, die in zumindest zwei, vorzugsweise in drei oder mehr, Frequenzbereichen arbeiten können. Solche sogenannten Dual-Band- oder Triple-Band-Antennen können als Einzelkomponente in mehreren Frequenzbereichen senden und empfangen. Beispielsweise kann jede der Antennen in einem Frequenzbereich von ca. 2,4 GHz, sowie in einem oder mehreren weiteren Frequenzbereichen von ca. 5 GHz und ca. 6 GHz, senden und empfangen. Andere und/oder zusätzliche Frequenzbereiche oder andere Kombinationen von Frequenzbereichen sind ebenfalls möglich.
Unter einer Antenne wird hier eine einzelne Komponente verstanden, die zum Empfangen und zum Senden elektromagnetischer Wellen ausgebildet ist. Die hier verwendeten Antennen sind jeweils als Einzelkomponente dazu in der Lage, Signale in zumindest zwei, vorzugsweise drei oder mehr, Frequenzbereichen zu senden und/oder zu empfangen.
Durch die Verwendung von zwei Antennen, die jeweils Signale in zumindest zwei Frequenzbereichen senden und/oder empfangen können, ist die Kommunikation des Antennenmoduls mit einem mobilen Gerät, welches ebenfalls in zwei oder mehr Frequenzbereichen senden und/oder empfangen kann, ohne weitere zusätzliche Antennen möglich. In bisherigen Systemen war es erforderlich, diverse Einzelantennen, insbesondere mehr als vier, an verschiedenen Stellen im Fahrzeug unterzubringen, um alle Frequenzbereiche abdecken zu können und gleichzeitig Interferenzen zwischen den Antennen zu verhindern. Dies wird durch das hier vorgeschlagene Antennenmodul vermieden, das als ein einziges, kompaktes Modul oder Bauteil, bei dem die beiden Antennen auf einer einzigen Platine untergebracht sind, bereitgestellt wird. Auf diese Weise wird also der für das Antennenmodul benötigte Bauraum in dem Fahrzeug verringert, da nur noch ein Bauteil mit allen benötigten Antennen in das Fahrzeug eingebaut werden muss.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform entspricht die Anzahl der Frequenzbereiche der Antennen der Anzahl der Frequenzbereiche des mobilen Geräts. Dies hat den Vorteil, dass das Antennenmodul in der Lage ist, alle Frequenzbereiche des mobilen Geräts zu unterstützen. Zusätzliche weitere Antennen für weitere Frequenzbereiche sind also nicht erforderlich und die Anzahl der Einzelkomponenten ist somit im Vergleich zu bisherigen System reduziert.
Um eine korrekte Funktionsweise der beiden Antennen sicherzustellen, sind gemäß einer weiteren Ausführungsform die zumindest zwei Antennen geometrisch mit einer maximalen Entfernung zueinander angeordnet. Diese maximale Entfernung hängt sowohl von den verwendeten Antennen als auch von der Form der Platine ab. Beispielsweise können auf einer Platine die zwei Antennen in zwei gegenüberliegenden Ecken angeordnet sein, um eine maximale Entfernung zu ermöglichen. Eine solche maximale Entfernung hat den Vorteil, dass die zumindest zwei Antennen voneinander entkoppelt sind und keine Interferenzen zwischen den Antennen auftreten. Andere Anordnungen, die eine maximale Entfernung ermöglichen, sind ebenfalls möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die zumindest zwei Antennen entkoppelt und/oder dekorreliert. Diese Entkoppelung bzw. Dekorrelation kann zum einen durch die Anordnung der Antennen auf der Platine, wie oben beschrieben, erreicht werden. Zum anderen kann eine solche Entkopplung und/oder Dekorrelation auch durch geeignete Verschaltung erreicht werden, bei der die einzelnen Komponenten des Antennenmoduls, d. h. die beiden Antennen, so angeordnet sind, dass eine maximale Entkopplung und/oder Dekorrelation erreicht wird. Dies kann durch entsprechende Auslegung der Antennen, der Platine, sowie sonstiger verwendeter Bauteile, wie Kabel etc., erreicht werden, wobei übliche Verschaltungsüberlegungen berücksichtigt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Antennenmodul ein Gehäuse auf, wobei die Platine und die zumindest zwei Antennen in dem Gehäuse angeordnet sind. Diese Anordnung der Komponenten in einem einzigen Gehäuse stellt ein kompaktes Modul bereit, das als eine Komponente in das Fahrzeug eingebaut werden kann. Das Antennenmodul kann also bereits vor dem Einbau in das Fahrzeug vollständig in Bezug auf Entkopplung, Dekorrelation und Übertragung der Signale optimiert werden und wird anschließend in seinem finalen Zustand in das Fahrzeug eingebaut. Eine Berücksichtigung irgendwelcher Verschaltungsparameter oder Anordnungsparameter während des Einbaus in das Fahrzeug ist somit nicht erforderlich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Antennenmodul als Kommunikationsschnittstelle zwischen einer Steuereinheit des Fahrzeugs und dem mobilen Gerät ausgebildet. Das Antennenmodul kann in das Fahrzeug eingebaut und dort beispielsweise über den im Fahrzeug verbauten Kabelbaum mit einer Steuereinheit verbunden werden. Eine solche Steuereinheit, die beispielweise Teil eines zentralen Steuersystems des Fahrzeugs sein kann, kann das Antennenmodul anschließend mit dem mobilen Gerät verbinden. Insbesondere dient dabei das Antennenmodul als Schnittstelle zwischen dem Fahrzeug und dem mobilen Gerät, um beispielsweise über das Fahrzeug Funktionen des mobilen Geräts zu steuern. Auch kann das mobile Gerät oder das Fahrzeug jeweils auf Komponenten des Fahrzeugs oder des mobilen Geräts mittels des Antennenmoduls zugreifen. Diese Komponenten können zum Beispiel ein Lautsprecher und/oder ein Bildschirm des Fahrzeugs sein. Ein Benutzer kann dann über Eingabemittels des Fahrzeugs Funktionen des mobilen Geräts ausführen. Dabei wird das Antennenmodul zur Kommunikation mit dem mobilen Gerät verwendet, um zum Beispiel Telefonanrufe oder Musik o. ä. über Mittel des Fahrzeugs auszugeben bzw. zu steuern.
Das Antennenmodul dient also dazu, eine Schnittstelle zwischen dem Fahrzeug und dem mobilen Gerät bereitzustellen, wobei alle Frequenzbereiche des mobilen Geräts durch das Antennenmodul unterstützt werden. Im Gegensatz zu bisherigen Systemen ist also nur eine einzige Komponente, nämlich die Platine mit den zumindest zwei Antennen erforderlich, um eine voll umfassende Kopplung und Kommunikation zwischen dem mobilen Gerät und dem Fahrzeug zu ermöglichen.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Ansicht eines Antennenmoduls für ein Fahrzeug; und
Fig: 2: ein Fahrzeug mit dem Antennenmodul von Fig. 1 .
Fig. 1 zeigt ein Antennenmodul 1 für ein Fahrzeug. Das Antennenmodul 1 dient dazu, mit einem mobilen Gerät 12, das sich in dem Fahrzeug oder in Reichweite des Fahrzeugs befindet, zu kommunizieren und insbesondere eine Schnittstelle zwischen dem mobilen Gerät 12 und dem Fahrzeug zur Verfügung zu stellen.
In bisherigen Systemen war es erforderlich, eine Vielzahl von einzelnen Antennen in dem Fahrzeug unterzubringen, um eine Kommunikation mit dem mobilen Gerät 12 in allen seinen Frequenzbereichen zu ermöglichen. Insbesondere war es dabei erforderlich, die Einzelantennen über das Fahrzeug verteilt zu montieren, um eine Entkopplung zwischen den Antennen zu erreichen.
Um nun im Vergleich zu bisherigen Systemen Bauraum zu sparen und ein kompaktes Modul bereitzustellen, weist das Antennenmodul 1 ein Gehäuse 2 auf, in dem zumindest eine Platine 4 untergebracht ist. Auf dieser Platine 4 sind zwei Antennen 6, 8 angeordnet, die dazu ausgebildet sind, Signale über eine MIMO-Über- tragungsstrecke 10 zu senden und/zu empfangen. Die Übertragung erfolgt dabei als Funksignal, was durch die gestrichelten Linien dargestellt ist. Bei der MIMO- Übertragungsstrecke 10 handelt es sich um keine physikalisch vorhandene Einheit, sondern diese wird durch die Übertragung der Signale zwischen den Antennen 6, 8 und den korrespondierenden Antennen im mobilen Gerät 12 gebildet.
Die beiden Antennen 6, 8 sind dazu ausgebildet, Signale sowohl zu senden als auch zu empfangen. Hierbei ist jede der beiden Antennen 6, 8 in der Lage, in zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, Frequenzbereichen zu senden und zu empfangen. Diese zumindest zwei Frequenzbereiche entsprechen dabei vorzugsweise den Frequenzbereichen des mobilen Geräts 12.
Die Anzahl der Kanäle, die durch die der MIMO-Übertragungsstrecke 10 gebildet wird, kann vorzugsweise der in dem mobilen Gerät 12 vorhandenen Antennen entsprechen. Beispielsweise ist die MIMO-Übertragungsstrecke 10 eine 2x2-MIMO- Übertragungsstrecke, wenn das mobile Gerät 12 zwei Antennen verwendet. Es kann jedoch auch eine 3x3- oder 4x4-MIMO-Übertragungsstrecke, etc. gebildet werden. Für jeden synchron verwendeten Frequenzbereich existiert eine eigene MIMO-Übertragungsstrecke 10. Bei den beiden Antennen 6, 8 kann es sich um jede beliebige Art von Antennenstruktur handeln, die in der Lage ist, Signale auf zwei, drei oder mehr Frequenzbereichen zu senden und/oder zu empfangen. Beispielsweise können die Antennen 6, 8 Dual- oder Triple-Band-fähige Antennen sein. In jedem Fall ist jede der Antennen 6, 8 eine einzige Komponente, die fähig ist, in zwei, drei oder mehr Frequenzbereichen zu senden und/oder zu empfangen. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Frequenzbereiche, die durch die Antennen 6, 8 bereitgestellt werden, der Anzahl der Frequenzbereiche des mobilen Geräts 12.
Um eine Störung zwischen den Antennen 6, 8 zu verhindern bzw. Interferenzen zwischen den beiden Antennen 6, 8 zu verhindern, sind die beiden Antennen 6, 8 auf der Platine 4 so angeordnet und verschaltet, dass sie entkoppelt und/oder de- korreliert sind. Die genaue Anordnung der beiden Antennen 6, 8 kann in Abhängigkeit von der Form der Platine sowie in Abhängigkeit der spezifischen Antennenstruktur der Antennen 6, 8 gewählt werden. Eine Möglichkeit besteht beispielweise darin, die beiden Antennen 6, 8 geometrisch so anzuordnen, dass sie voneinander maximal entfernt sind, wie in Fig. 1 beispielhaft dargestellt ist. Andere Anordnungsmöglichkeiten oder sonstige Maßnahmen an der Platine, die zu einer Entkopplung der beiden Antennen 6, 8 beitragen, sind ebenfalls.
Wie in Fig. 2 beispielhaft dargestellt und bereits oben erläutert ist, dient das Antennenmodul 1 als Kommunikationsschnittstelle zwischen dem Fahrzeug 16 und dem mobilen Gerät 12. Das Antennenmodul 1 kann in das Fahrzeug 16 eingebaut und dort beispielsweise mit einem Kabelbaum verbunden werden. Eine Steuereinheit 14 des Fahrzeugs 16 kann dann auf verschiedene Funktionen des mobilen Geräts 12 über das Antennenmodul 1 als Kommunikationsschnittstelle zugreifen und diese ausführen und/oder in dem Fahrzeug 16 ausgeben. Hierzu können beispielsweise Lautsprecher und/oder Bildschirme sowie Eingabemittel wie Knöpfe o. ä. des Fahrzeugs 16 verwendet werden, um das mobile Gerät 12 via das Antennenmodul 1 zu steuern. Die Kommunikation mit dem mobilen Gerät 12 erfolgt dabei über das Antennenmodul 1 bzw. die Antennen 6, 8, das dabei als passive Kommunikationsschnittstelle fungiert.
Zusammenfassend wird durch das hier vorgeschlagene Antennenmodul 1 eine einzelne Komponente bereitgestellt, die als ein Bauteil in Form des Gehäuses 2 bzw. der Platine 4 in ein Fahrzeug eingebaut werden kann, und durch lediglich zwei Antennen 6, 8 die Funktion vieler getrennter Einzelantennen bereitstellen kann.
Bezuqszeichen
1 Antennenmodul
2 Gehäuse
4 Platine
6 Antenne
8 Antenne
10 MIMO-Übertragungsstrecke
12 mobiles Gerät
14 Steuereinheit
16 Fahrzeug

Claims

Antennenmodul für ein Fahrzeug Ansprüche:
1 . Antennenmodul (1 ) für ein Fahrzeug, wobei das Antennenmodul (1 ) dazu ausgebildet ist, mit einem mobilen Gerät (12) in dem Fahrzeug und/oder in Reichweite des Fahrzeugs zu kommunizieren, wobei das Antennenmodul (1 ) eine Platine (4) aufweist, auf der zumindest zwei Antennen (6, 8) angeordnet sind, wobei die zumindest zwei Antennen (6, 8) dazu ausgebildet sind, Signale über eine MIMO-Übertragungsstrecke (10) zu senden und/oder zu empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Antennen (6, 8) jeweils dazu ausgebildet sind, Signale in zumindest zwei Frequenzbereichen zu senden und/oder zu empfangen.
2. Antennenmodul gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Antennen (6, 8) jeweils dazu ausgebildet sind, Signale in zumindest drei Frequenzbereichen zu senden und/oder zu empfangen.
3. Antennenmodul gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Frequenzbereiche der Antennen (6, 8) der Anzahl der Frequenzbereiche des mobilen Geräts (12) entspricht.
4. Antennenmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Antennen (6, 8) geometrisch mit einer maximalen Entfernung zueinander angeordnet sind.
5. Antennenmodul gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Antennen (6, 8) geometrisch in Abhängigkeit von der Form der Platine (4) angeordnet sind.
6. Antennenmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Antennen (6, 8) entkoppelt und/oder de- korreliert sind.
7. Antennenmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenmodul (1) ein Gehäuse (2) aufweist, wobei die Platine (4) und die zumindest zwei Antennen (6, 8) in dem Gehäuse (2) angeordnet sind.
8. Antennenmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenmodul (1) als Kommunikationsschnittstelle zwischen einer Steuereinheit des Fahrzeug und dem mobilen Gerät (12) ausgebildet ist.
9. Antennenmodul gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenmodul (1 ) mit der Steuereinheit des Fahrzeugs über einen Kabelbaum des Fahrzeugs koppelbar ist.
PCT/DE2023/100708 2022-12-16 2023-09-25 Antennenmodul für ein fahrzeug WO2024125683A1 (de)

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