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DE102021202319A1 - Antenna arrangement for an electronic vehicle key - Google Patents

Antenna arrangement for an electronic vehicle key Download PDF

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Publication number
DE102021202319A1
DE102021202319A1 DE102021202319.3A DE102021202319A DE102021202319A1 DE 102021202319 A1 DE102021202319 A1 DE 102021202319A1 DE 102021202319 A DE102021202319 A DE 102021202319A DE 102021202319 A1 DE102021202319 A1 DE 102021202319A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
antenna
conductive line
antenna arrangement
trace
circuit board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021202319.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Razvan Bejinaru
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Priority to PCT/EP2022/055311 priority Critical patent/WO2022184788A1/en
Priority to US18/279,968 priority patent/US20240154297A1/en
Publication of DE102021202319A1 publication Critical patent/DE102021202319A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
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    • HELECTRICITY
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Eine Antennenanordnung für einen elektronischen Schlüssel weist eine Antenne (10) und eine zum Steuern der Antenne (10) ausgebildete Antennenschaltung (20) auf, wobei die Antenne (10) und die Antennenschaltung (20) auf einer Leiterplatte (30) angeordnet sind, die Antennenanordnung zum Übertragen und Empfangen von Ultrabreitbandsignalen oder Signalen gemäß einem Bluetooth-Standard ausgebildet ist und die Antennenschaltung (20) eine Filteranordnung (24) aufweist, ausgebildet zum Filtern von Signalen, die durch die Antenne (10) empfangen werden und zu senden sind, wobei die Filteranordnung (24) eine Kapazität aufweist, die durch mindestens zwei auf der Leiterplatte (30) gebildete Leiterbahnen gebildet wird.An antenna arrangement for an electronic key has an antenna (10) and an antenna circuit (20) designed to control the antenna (10), the antenna (10) and the antenna circuit (20) being arranged on a circuit board (30) which Antenna arrangement is designed for transmitting and receiving ultra-wideband signals or signals according to a Bluetooth standard and the antenna circuit (20) has a filter arrangement (24) designed for filtering signals which are received by the antenna (10) and are to be sent, wherein the filter arrangement (24) has a capacitance which is formed by at least two conductor tracks formed on the printed circuit board (30).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenanordnung, insbesondere eine Antennenanordnung für einen elektronischen Fahrzeugschlüssel.The present invention relates to an antenna arrangement, in particular an antenna arrangement for an electronic vehicle key.

Die meisten heutigen Fahrzeuge lassen sich unter Verwendung eines elektronischen Fahrzeugschlüssels entriegeln und fernstarten. Es sind einige „Start/Stopp“-Zugangssysteme bekannt, in denen der Benutzer eine Entriegelungstaste des elektronischen Fernschlüssels drücken muss, um beispielsweise das Fahrzeug zu entriegeln oder zu verriegeln, den Motor des Fahrzeugs zu starten oder einen Kofferraum des Fahrzeugs zu öffnen. Ein derartiger elektronischer Fahrzeugschlüssel muss in der Regel in eine sich in dem Fahrzeug befindende Wegfahrsperren-Station eingeführt werden, die den Fahrzeugschlüssel erkennt und dem Benutzer das Starten des Fahrzeugs gestattet. Derartige Systeme ersetzen die ursprünglich bekannten Zündschaltersysteme. Andere „Start/Stopp“-Zugangssysteme erfordern nicht, dass der Benutzer eine Taste drückt oder den Schlüssel in eine Wegfahrsperre einführt, um das Fahrzeug zu entriegeln oder zu verriegeln oder um den Motor zu starten. Ein derartiges „Start/Stopp“-Zugangssystem wird als passives Start- und Zugangssystem bzw. Funkschließsystem (RKE - Remote Keyless Entry) bezeichnet. Bei passiven Start- und Zugangssystemen kann das Fahrzeug automatisch entriegelt werden, wenn der Schlüssel innerhalb einer gewissen Entfernung zu dem Fahrzeug detektiert wird. Zum Starten des Fahrzeugs muss in der Regel ein Startknopf in dem Fahrzeug gedrückt werden.Most of today's vehicles can be unlocked and remotely started using an electronic vehicle key. Some "start/stop" entry systems are known in which the user has to press an unlock button of the electronic remote key in order to, for example, unlock or lock the vehicle, start the engine of the vehicle or open a trunk of the vehicle. Such an electronic vehicle key must usually be inserted into an immobilizer station located in the vehicle, which recognizes the vehicle key and allows the user to start the vehicle. Such systems replace the originally known ignition switch systems. Other "start/stop" entry systems do not require the user to press a button or insert the key into an immobilizer to unlock or lock the vehicle or start the engine. Such a "start/stop" access system is referred to as a passive start and access system or radio locking system (RKE - Remote Keyless Entry). With passive starting and entry systems, the vehicle can be automatically unlocked when the key is detected within a certain distance of the vehicle. To start the vehicle, a start button in the vehicle usually has to be pressed.

Ein derartiger elektronischer Fahrzeugschlüssel kommuniziert unter Verwendung von drahtloser Technologie mit dem Fahrzeug. Daher weist ein elektronischer Fahrzeugschlüssel in der Regel zwei oder sogar mehr unterschiedliche Antennen auf. Beispielsweise kann ein elektronischer Fahrzeugschlüssel mindestens eine Langwellen(LF)-Antenne, eine Dezimeterwellen(UHF)-Antenne, eine Ultrabreitband(UWB)-Antenne und eine Antenne für Bluetooth-Kommunikation aufweisen. Bluetooth- oder Bluetooth-Low-Energy(BLE)-Kommunikation kann beispielsweise zum Übertragen verschiedenster Informationen (z. B. Reifendruck, Kraftstoffstatus usw.) von dem Fahrzeug an den Fahrzeugschlüssel oder an eine tragbare elektronische Vorrichtung (z. B. ein Smartphone) verwendet werden. Für jede Antenne muss eine Filterstufe bereitgestellt werden. Die Filterstufe ist in der Regel kostenaufwendig und erfordert eine gewisse Menge an Raum.Such an electronic vehicle key communicates with the vehicle using wireless technology. An electronic vehicle key therefore usually has two or even more different antennas. For example, an electronic vehicle key may have at least one of a long wave (LF) antenna, a decimeter wave (UHF) antenna, an ultra wide band (UWB) antenna, and an antenna for Bluetooth communication. For example, Bluetooth or Bluetooth Low Energy (BLE) communication can be used to transmit various information (e.g. tire pressure, fuel status, etc.) from the vehicle to the vehicle key or to a handheld electronic device (e.g. a smartphone). be used. A filter stage must be provided for each antenna. The filter stage is typically expensive and requires a certain amount of space.

Es bedarf der Bereitstellung einer Antennenanordnung für einen elektronischen Fahrzeugschlüssel, die vergleichsweise geringe Raumanforderungen aufweist und sich zu vergleichbar geringen Kosten implementieren lässt.There is a need to provide an antenna arrangement for an electronic vehicle key that has comparatively small space requirements and can be implemented at comparatively low costs.

Dieses Problem wird durch eine Antennenanordnung nach Anspruch 1 und einen elektronischen Fahrzeugschlüssel nach Anspruch 12 gelöst. Konfigurationen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved by an antenna arrangement according to claim 1 and an electronic vehicle key according to claim 12. Configurations and further developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine Antennenanordnung für einen elektronischen Schlüssel beinhaltet eine Antenne und eine zum Steuern der Antenne ausgebildete Antennenschaltung, wobei die Antenne und die Antennenschaltung auf einer Leiterplatte angeordnet sind, die Antennenanordnung zum Übertragen und Empfangen von Ultrabreitbandsignalen oder Signalen gemäß einem Bluetooth-Standard ausgebildet ist und die Antennenschaltung eine Filteranordnung aufweist, ausgebildet zum Filtern von Signalen, die durch die Antenne empfangen werden und zu senden sind, wobei die Filteranordnung eine Kapazität aufweist, die durch mindestens zwei auf der Leiterplatte gebildete Leiterbahnen gebildet wird.An antenna arrangement for an electronic key includes an antenna and an antenna circuit designed to control the antenna, the antenna and the antenna circuit being arranged on a printed circuit board, the antenna arrangement being designed to transmit and receive ultra-wideband signals or signals in accordance with a Bluetooth standard, and the antenna circuit a filter arrangement configured to filter signals received by the antenna and to be transmitted, the filter arrangement having a capacitance formed by at least two conductor tracks formed on the printed circuit board.

Eine derartige Antennenanordnung kann auf kosteneffektive Weise gebildet werden, da die Filteranordnung äußerst kosteneffektiv gebildet werden kann. Such an antenna arrangement can be formed in a cost-effective manner since the filter arrangement can be formed extremely cost-effectively.

Zum Bilden der Filteranordnung wird lediglich das Material zum Bilden der mindestens zwei Leiterbahnen auf der Leiterplatte benötigt.Only the material for forming the at least two conductor tracks on the printed circuit board is required to form the filter arrangement.

Die Kapazität kann eine Doppelspiralform aufweisen, die eine erste spiralförmige Leiterbahn und eine zweite spiralförmige Leiterbahn, die sich spiralförmig ineinander winden, aufweist.The capacitance may have a double helix shape having a first helical trace and a second helical trace spiraling into one another.

So kann eine Filteranordnung gebildet werden, die ein zufriedenstellendes Leistungsverhalten für zahlreiche Anwendungen aufweist.
Die erste spiralförmige Leiterbahn und die zweite spiralförmige Leiterbahn können jeweils eine Breite in einer horizontalen Richtung von zwischen 0,1 und 0,2 mm aufweisen, wobei die horizontale Richtung eine Richtung ist, die parallel zu einer Oberfläche der Leiterplatte verläuft, auf der die erste spiralförmige Leiterbahn und die zweite spiralförmige Leiterbahn gebildet sind.
A filter assembly can thus be formed which has satisfactory performance for many applications.
The first spiral conductive pattern and the second spiral conductive pattern may each have a width in a horizontal direction of between 0.1 and 0.2 mm, the horizontal direction being a direction parallel to a surface of the circuit board on which the first spiral conductor track and the second spiral conductor track are formed.

So kann eine Filteranordnung gebildet werden, die ein zufriedenstellendes Leistungsverhalten für zahlreiche Anwendungen aufweist.A filter assembly can thus be formed which has satisfactory performance for many applications.

Die erste spiralförmige Leiterbahn und die zweite spiralförmige Leiterbahn können jeweils eine Breite in der horizontalen Richtung von 0,14 mm aufweisen.The first spiral wiring and the second spiral wiring may each have a width in the horizontal direction of 0.14 mm.

Die erste spiralförmige Leiterbahn kann mit einer ersten Leiterbahn gekoppelt sein und die zweite spiralförmige Leiterbahn kann mit einer zweiten Leiterbahn gekoppelt sein.The first spiral conductive trace may be coupled to a first conductive trace and the second spiral conductive trace may be coupled to a second conductive trace.

Die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn können jeweils eine Breite in der horizontalen Richtung von zwischen 0,5 und 1,5 mm aufweisen.The first conductive line and the second conductive line may each have a width in the horizontal direction of between 0.5 and 1.5 mm.

Die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn können jeweils eine Breite in der horizontalen Richtung von 0,9 mm aufweisen.The first conductive pattern and the second conductive pattern may each have a width in the horizontal direction of 0.9 mm.

Die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn können 50Ω-Mikrostreifenleitungen sein.The first conductive line and the second conductive line may be 50Ω microstrip lines.

So kann eine Filteranordnung gebildet werden, die ein zufriedenstellendes Leistungsverhalten für zahlreiche Anwendungen aufweist, insbesondere für Ultrabreitband- und Bluetooth-Antennen.A filter arrangement can thus be formed which has satisfactory performance for many applications, in particular for ultra-wideband and Bluetooth antennas.

Die mindestens zwei Leiterbahnen können Kupfer aufweisen.The at least two conductor tracks can have copper.

Dies gestattet das Bilden der Filteranordnung, und somit der Antennenanordnung, auf sehr kosteneffektive Weise.This allows the filter arrangement, and hence the antenna arrangement, to be formed in a very cost-effective manner.

Die mindestens zwei Leiterbahnen können eine Dicke in einer vertikalen Richtung von zwischen 0,4 und 0,6 mm aufweisen, wobei die vertikale Richtung eine Richtung ist, die senkrecht zu einer Oberfläche der Leiterplatte verläuft, auf der die Leiterbahnen gebildet sind.The at least two conductive lines may have a thickness in a vertical direction of between 0.4 and 0.6 mm, the vertical direction being a direction perpendicular to a surface of the circuit board on which the conductive lines are formed.

So kann eine Filteranordnung gebildet werden, die ein zufriedenstellendes Leistungsverhalten für zahlreiche Anwendungen aufweist.A filter assembly can thus be formed which has satisfactory performance for many applications.

Die Antenne kann eine Leiterbahn auf der Leiterplatte aufweisen.The antenna can have a conductor track on the printed circuit board.

Die Antenne kann eine Monopolantenne oder eine Inverted-F-Antenne sein.The antenna can be a monopole antenna or an inverted-F antenna.

Eine Monopolantenne kann beispielsweise zur UWB-Übertragung verwendet werden, und eine Inverted-F-Antenne kann zur Bluetooth- oder Bluetooth-Low-Energy-Übertragung verwendet werden.For example, a monopole antenna can be used for UWB transmission, and an inverted-F antenna can be used for Bluetooth or Bluetooth Low Energy transmission.

Ein elektronischer Fahrzeugschlüssel weist eine Antennenanordnung auf.An electronic vehicle key has an antenna arrangement.

Es werden nun Beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugszeichen gleiche Merkmale.

  • 1 veranschaulicht schematisch eine Antennenanordnung gemäß einem Beispiel.
  • 2 veranschaulicht schematisch eine Antennenanordnung, die auf einer Leiterplatte angeordnet ist, gemäß einem Beispiel.
  • 3 veranschaulicht schematisch eine Filteranordnung gemäß einem Beispiel.
  • 4 veranschaulicht schematisch in einem Diagramm verschiedene Graphen mit Bezug auf die Filteranordnung von 3.
  • 5 veranschaulicht schematisch eine Filteranordnung gemäß einem weiteren Beispiel.
  • 6 veranschaulicht schematisch in einem Diagramm verschiedene Graphen mit Bezug auf die Filteranordnung von 5.
Examples will now be explained with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numbers designate the same features.
  • 1 FIG. 12 schematically illustrates an antenna arrangement according to an example.
  • 2 FIG. 12 schematically illustrates an antenna arrangement arranged on a printed circuit board, according to an example.
  • 3 FIG. 12 schematically illustrates a filter arrangement according to an example.
  • 4 FIG. 12 schematically illustrates in a diagram various graphs related to the filter arrangement of FIG 3 .
  • 5 FIG. 12 schematically illustrates a filter arrangement according to a further example.
  • 6 FIG. 12 schematically illustrates in a diagram various graphs related to the filter arrangement of FIG 5 .

In den folgenden Figuren sind nur solche Elemente veranschaulicht, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich sind. Die Filteranordnung, die Antennenanordnung und der elektronische Fahrzeugschlüssel, die im Folgenden beschrieben werden, können mehr als die in den Figuren veranschaulichen beispielhaften Elemente aufweisen. Jegliche zusätzlichen Elemente, die für die Implementierung der vorliegenden Erfindung nicht notwendig sind, wurden jedoch der Klarheit halber weggelassen.Only elements useful for understanding the present invention are illustrated in the following figures. The filter assembly, antenna assembly, and electronic vehicle key described below may include more than the exemplary elements illustrated in the figures. However, any additional elements not necessary for the implementation of the present invention have been omitted for the sake of clarity.

1 veranschaulicht eine Antennenanordnung, die in einem elektronischen Fahrzeugschlüssel implementiert werden kann. Es können Signale zwischen einem Fahrzeug und dem elektronischen Fahrzeugschlüssel gesendet werden (Fahrzeug und elektronischer Schlüssel in 1 nicht spezifisch veranschaulicht). Beispielsweise kann der elektronische Fahrzeugschlüssel Anfragesignale an das Fahrzeug senden, um den Wunsch eines Benutzers zum Entriegeln/Verriegeln des Fahrzeugs anzugeben. Des Weiteren können Authentifizierungssignale zwischen dem elektronischen Fahrzeugschlüssel und dem Fahrzeug gesendet werden, beispielsweise um zu verhindern, dass nicht-autorisierte Benutzer (nicht-autorisierte Schlüssel) das Fahrzeug entriegeln oder starten. Es können zahlreiche andere Signale zwischen dem elektronischen Fahrzeugschlüssel und dem Fahrzeug für viele verschiedene Anwendungen gesendet werden. 1 illustrates an antenna arrangement that may be implemented in a vehicle electronic key. Signals can be sent between a vehicle and the electronic vehicle key (vehicle and electronic key in 1 not specifically illustrated). For example, the electronic vehicle key can send request signals to the vehicle to indicate a user's desire to unlock/lock the vehicle. Furthermore, authentication signals can be sent between the electronic vehicle key and the vehicle, for example to prevent unauthorized users (unauthorized keys) from unlocking or starting the vehicle. Numerous other signals can be sent between the electronic vehicle key and the vehicle for many different applications.

Ein elektronischer Fahrzeugschlüssel kann daher verschiedene Antennen aufweisen. Eine Antenne 10 und eine entsprechende Antennenschaltung 20 sind in 1 schematisch veranschaulicht. Die Antenne 10 kann beispielsweise eine Ultrabreitband(UWB)-Antenne sein. Ultrabreitband ist eine Funktechnologie, die einen sehr niedrigen Energiepegel für Kurzstreckenkommunikation mit hoher Bandbreite über einen großen Teil des Funkspektrums verwenden kann. Die Antenne 10 kann jedoch auch eine Antenne sein, die beispielsweise zum Übertragen und Empfangen von Signalen gemäß einem Bluetooth-Standard mit einer Frequenz von 2,4 GHz ausgebildet ist.An electronic vehicle key can therefore have different antennas. An antenna 10 and a corresponding antenna circuit 20 are in 1 schematically illustrated. The antenna 10 may be an ultra wideband (UWB) antenna, for example. Ultra wideband is a radio technology that can use a very low level of energy for short-range, high-bandwidth communications over a large portion of the radio spectrum. However, the antenna 10 can also be an antenna, for example for transmitting and receiving signals according to FIG a Bluetooth standard with a frequency of 2.4 GHz.

Die in 1 veranschaulichte Antennenanordnung weist eine Antennenschaltung 20 auf, wobei die Antennenschaltung 20 eine Anpassungsschaltung 22, eine Filterstufe oder Filteranordnung 24 und eine Steuereinheit 26 aufweist. Die Anpassungsschaltung 22 kann zum Anpassen der Eingangsimpedanz der Antenne 10 an die Ausgangsimpedanz der Antennenschaltung 20 ausgebildet sein. Die Anpassungsschaltung 22 kann beispielsweise Kondensatoren und Induktivitäten aufweisen. Die Filteranordnung 24 ist zum Filtern der durch die Antenne 10 empfangenen Signale und zu sendenden Signale ausgebildet. Die Filteranordnung 24 kann ein Frontend-Bandpassfilter aufweisen, beispielsweise um Störemissionen während der Übertragung von Signalen zu reduzieren oder sogar zu vermeiden, und um bandinternes Rauschen, das sich negativ auf die Demodulation während des Empfangs von Signalen auswirkt, zu reduzieren oder sogar zu vermeiden. Die Steuereinheit 26 ist zum Steuern der Funktion der Antennenschaltung 20 und zum Verarbeiten der empfangenen Signale und/oder der über die Antenne 10 zu sendenden Signale ausgebildet.In the 1 The antenna arrangement illustrated has an antenna circuit 20, the antenna circuit 20 having a matching circuit 22, a filter stage or filter arrangement 24 and a control unit 26. The matching circuit 22 can be designed to match the input impedance of the antenna 10 to the output impedance of the antenna circuit 20 . The matching circuit 22 can have capacitors and inductances, for example. The filter arrangement 24 is designed to filter the signals received by the antenna 10 and the signals to be transmitted. The filter arrangement 24 may comprise a front-end bandpass filter, for example to reduce or even avoid spurious emissions during the transmission of signals and to reduce or even avoid in-band noise which has a negative effect on demodulation during the reception of signals. The control unit 26 is designed to control the function of the antenna circuit 20 and to process the received signals and/or the signals to be transmitted via the antenna 10 .

Filteranordnungen für Antennenschaltungen beinhalten oftmals Keramikfilter oder sogenannte SAW-Filter. Derartige Filter weisen im Allgemeinen ein äußerst zufriedenstellendes Leistungsverhalten auf, sind jedoch recht kostenaufwendig.Filter arrangements for antenna circuits often contain ceramic filters or so-called SAW filters. Such filters generally have extremely satisfactory performance, but are quite expensive.

Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 2 ist eine Leiterplatte 30 schematisch veranschaulicht. Die Antenne 10 ist auf der Leiterplatte 30 angeordnet. Beispielsweise kann die Antenne 10 durch eine auf der Leiterplatte 30 angeordnete Leiterbahn gebildet werden. Die Antenne 10 kann beispielsweise eine Monopolantenne oder eine Inverted-F-Antenne sein. In 2 ist eine Monopolantenne schematisch veranschaulicht. Die Antennenschaltung 20 kann ebenfalls auf der Leiterplatte 30 angeordnet sein. Die Filteranordnung 24 kann eine Kapazität aufweisen, die durch mindestens zwei Leiterbahnen auf der Leiterplatte 30 gebildet wird. Dies ist in 3 schematisch veranschaulicht. Die in 3 veranschaulichte Filteranordnung 24 kann beispielsweise für eine Bluetooth-Antenne 10 verwendet werden. Die Filter Anordnung 24 weist eine Doppelspiralform auf. Die Doppelspiralform weist eine erste spiralförmige Leiterbahn 2412 und eine zweite spiralförmige Leiterbahn 2422 auf. Die erste spiralförmige Leiterbahn 2412 kann mit einer ersten Leiterbahn 2410 gekoppelt sein und die zweite spiralförmige Leiterbahn 2422 kann mit einer zweiten Leiterbahn 2420 gekoppelt sein. Die zweite spiralförmige Leiterbahn 2422 ist in 3 lediglich zur Veranschaulichung und insbesondere zur deutlichen Unterscheidung der zweiten spiralförmigen Leiterbahn 2422 von der ersten spiralförmigen Leiterbahn 2412 durch eine Strichlinie veranschaulicht. Die zweite spiralförmige Leiterbahn 2422 wird jedoch durch eine kontinuierliche Leiterbahn auf der Leiterplatte 30 gebildet. Die erste spiralförmige Leiterbahn 2412 und die zweite spiralförmige Leiterbahn 2422 bilden jeweils eine Spirale und winden sich spiralförmig ineinander, wodurch ein Kondensator gebildet wird. Die erste spiralförmige Leiterbahn 2412 und die zweite spiralförmige Leiterbahn 2422 können jeweils beispielsweise mindestens drei vollständige Windungen bilden. Gemäß einem Beispiel bilden die erste spiralförmige Leiterbahn 2412 und die zweite spiralförmige Leiterbahn 2422 jeweils zwischen drei und zehn vollständige Windungen.Referring now to FIG 2 a circuit board 30 is illustrated schematically. The antenna 10 is arranged on the circuit board 30 . For example, the antenna 10 can be formed by a conductor track arranged on the printed circuit board 30 . The antenna 10 can be, for example, a monopole antenna or an inverted-F antenna. In 2 a monopole antenna is illustrated schematically. The antenna circuit 20 can also be arranged on the printed circuit board 30 . The filter arrangement 24 can have a capacitance which is formed by at least two conductor tracks on the circuit board 30 . this is in 3 schematically illustrated. In the 3 The filter arrangement 24 illustrated can be used for a Bluetooth antenna 10, for example. The filter assembly 24 has a double helix shape. The dual helix form includes a first spiral trace 2412 and a second spiral trace 2422 . The first helical conductive trace 2412 may be coupled to a first conductive trace 2410 and the second helical conductive trace 2422 may be coupled to a second conductive trace 2420 . The second spiral trace 2422 is in 3 illustrated by a dashed line for purposes of illustration only, and particularly to clearly distinguish the second helical trace 2422 from the first helical trace 2412 . However, the second spiral conductive line 2422 is formed by a continuous conductive line on the circuit board 30 . The first spiral conductive line 2412 and the second spiral conductive line 2422 each form a spiral and spiral into one another, thereby forming a capacitor. The first helical trace 2412 and the second helical trace 2422 may each form at least three complete turns, for example. According to one example, the first spiral trace 2412 and the second spiral trace 2422 each form between three and ten complete turns.

Die erste spiralförmige Leiterbahn 2412 und die zweite spiralförmige Leiterbahn 2422 weisen im Vergleich zu der Breite d1 der ersten Leiterbahn 2410 und der zweiten Leiterbahn 2420 in einer horizontalen Richtung eine kleine Breite d2 in einer horizontalen Richtung auf. Die horizontale Richtung ist eine Richtung, die parallel zu einer Oberfläche der Leiterplatte 30 verläuft, auf der die erste spiralförmige Leiterbahn 2412 und die zweite spiralförmige Leiterbahn 2422 gebildet sind. Die Breite d1 der ersten Leiterbahn 2410 und der zweiten Leiterbahn 2420 kann beispielsweise zwischen 0,5 und 1,5 mm (Millimeter) betragen. Gemäß einem Beispiel beträgt die Breite d1 der ersten Leiterbahn 2410 und der zweiten Leiterbahn 2420 0,9 mm. Die Breite d2 der ersten spiralförmigen Leiterbahn 2412 und der zweiten spiralförmigen Leiterbahn 2422 kann beispielsweise zwischen 0,1 und 0,2 mm betragen. Gemäß einem Beispiel beträgt die Breite d2 der ersten spiralförmigen Leiterbahn 2412 und der zweiten spiralförmigen Leiterbahn 2422 0,14 mm. Eine Dicke der ersten Leiterbahn 2410, der zweiten Leiterbahn 2420, der ersten spiralförmigen Leiterbahn 2412 und der zweiten spiralförmigen Leiterbahn 2422 in einer vertikalen Richtung z kann beispielsweise zwischen 0,4 und 0,6 mm betragen. Gemäß einem Beispiel beträgt die Dicke 0,5 mm. Die vertikale Richtung z ist eine Richtung, die senkrecht zu einer Oberfläche der Leiterplatte 30 verläuft, auf der die erste spiralförmige Leiterbahn 2412 und die zweite spiralförmige Leiterbahn 2422 gebildet sind.The first spiral conductive pattern 2412 and the second spiral conductive pattern 2422 have a small width d2 in a horizontal direction compared to the width d1 of the first conductive pattern 2410 and the second conductive pattern 2420 in a horizontal direction. The horizontal direction is a direction parallel to a surface of the circuit board 30 on which the first spiral wiring 2412 and the second spiral wiring 2422 are formed. The width d1 of the first conductive line 2410 and the second conductive line 2420 can be between 0.5 and 1.5 mm (millimeters), for example. According to an example, the width d1 of the first conductive line 2410 and the second conductive line 2420 is 0.9 mm. The width d2 of the first spiral conductor track 2412 and the second spiral conductor track 2422 can be between 0.1 and 0.2 mm, for example. According to one example, the width d2 of the first spiral conductive line 2412 and the second spiral conductive line 2422 is 0.14 mm. A thickness of the first conductive line 2410, the second conductive line 2420, the first helical conductive line 2412 and the second helical conductive line 2422 in a vertical direction z can be between 0.4 and 0.6 mm, for example. According to an example, the thickness is 0.5 mm. The vertical direction z is a direction perpendicular to a surface of the circuit board 30 on which the first spiral conductive pattern 2412 and the second spiral conductive pattern 2422 are formed.

Die erste Leiterbahn 2410 und die zweite Leiterbahn 2420 können dazu ausgebildet sein, als eine Eingangsleitung bzw. eine Ausgangsleitung zu arbeiten, und können beispielsweise als 500-Mikrostreifenleitungen implementiert sein.The first conductive line 2410 and the second conductive line 2420 may be configured to operate as an input line and an output line, respectively, and may be implemented as 500 microstrip lines, for example.

Die erste Leiterbahn 2410, die zweite Leiterbahn 2420, die erste spiralförmige Leiterbahn 2412 und die zweite spiralförmige Leiterbahn 2422 können beispielsweise Kupfer aufweisen.The first conductive line 2410, the second conductive line 2420, the first helical conductive line 2412 and the second helical conductive line 2422 may comprise copper, for example.

Die Filteranordnung 24 kann daher auf sehr kosteneffektive Weise implementiert werden. Das Material, das zum Bilden der Filteranordnung 24 auf der Leiterplatte 30 benötigt wird, ist im Allgemeinen sehr günstig. Die Filteranordnung 24 benötigt nur eine gewisse Menge an Raum auf der Leiterplatte 30. Das Leistungsverhalten der beschriebenen Filteranordnung 24 ist im Vergleich zu SAW-Filtern oder Keramikfiltern etwas untergeordnet, kann jedoch zugunsten der reduzierten Kosten für viele Anwendungen akzeptabel sein.The filter arrangement 24 can therefore be implemented in a very cost effective manner. The material required to form the filter assembly 24 on the circuit board 30 is generally very inexpensive. The filter assembly 24 occupies only a certain amount of space on the circuit board 30. The performance of the filter assembly 24 described is somewhat inferior compared to SAW filters or ceramic filters, but may be acceptable for many applications in favor of reduced cost.

Eine ähnliche Filteranordnung 24 ist in 5 für eine Ultrabreitbandantenne schematisch veranschaulicht.A similar filter arrangement 24 is in 5 illustrated schematically for an ultra wideband antenna.

Die oben beschriebenen Filteranordnungen 24 stellen eine zufriedenstellende Übertragung und geringe Einfügedämpfungen für jene Frequenzen, die zur Ultrabreitband- und Bluetooth-Übertragung üblich sind, bereit. Außerhalb der betroffenen Frequenzbänder werden Einfügedämpfungen erhöht, sodass jegliche ungewollten Signale außerhalb der gewünschten Frequenzbänder blockiert werden. Dies ist in 4 (für Bluetooth) und 6 (für Ultrabreitband) veranschaulicht.The filter assemblies 24 described above provide satisfactory transmission and low insertion loss for those frequencies common to ultra wideband and Bluetooth transmission. Outside of the affected frequency bands, insertion losses are increased, blocking any unwanted signals outside of the desired frequency bands. this is in 4 (for Bluetooth) and 6 (for ultra wideband) illustrated.

Wie in 4 zu sehen ist, betragen Einfügedämpfungen für bandinternen Empfang (zwischen etwa 2,4 und 2,5 GHz) etwa 1,79 dB (mit Dreieck markierte Kurve). Einfügedämpfungen steigen auf 10 dB oder mehr für Frequenzen über 2,7 GHz. Auch die Frequenzantwort für Eingabe (mit Kreuz markierte Kurve) und Ausgabe (mit Punkt markierte Kurve) ist in 4 veranschaulicht.As in 4 As can be seen, insertion losses for in-band reception (between about 2.4 and 2.5 GHz) are about 1.79 dB (curve marked with triangle). Insertion losses increase to 10 dB or more for frequencies above 2.7 GHz. Also the frequency response for input (curve marked with cross) and output (curve marked with dot) is in 4 illustrated.

Wie in 6 zu sehen ist, betragen Einfügedämpfungen für bandinternen Empfang (zwischen etwa 6,5 und 7,2 GHz) etwa 2 dB (mit Dreieck markierte Kurve). Die Bandbreite beträgt ungefähr 500 MHz, was für einen Ultrabreitbandkanal ausreichend ist. Einfügedämpfungen steigen auf 8 dB oder mehr für Frequenzen über 7,3 GHz oder unter 6,2 GHz. Auch die Frequenzantwort für Eingabe (mit Kreuz markierte Kurve) und Ausgabe (mit Punkt markierte Kurve) ist in 6 veranschaulicht.As in 6 As can be seen, insertion losses for in-band reception (between about 6.5 and 7.2 GHz) are about 2 dB (curve marked with triangle). The bandwidth is around 500 MHz, which is sufficient for an ultra-wideband channel. Insertion losses increase to 8 dB or more for frequencies above 7.3 GHz or below 6.2 GHz. Also the frequency response for input (curve marked with cross) and output (curve marked with dot) is in 6 illustrated.

Die Filteranordnung 24 wurde im Obigen in Bezug auf Bluetooth- und Ultrabreitband-Übertragung beschrieben. Die Filteranordnung lässt sich jedoch für andere Frequenzbänder anpassen. Die Qualität der Filteranordnung 24 kann von der Qualität der Leiterplatte 30 abhängen.The filter assembly 24 has been described above in relation to Bluetooth and ultra wideband transmission. However, the filter arrangement can be adapted for other frequency bands. The quality of the filter assembly 24 may depend on the quality of the circuit board 30 .

BezugszeichenlisteReference List

1010
Antenneantenna
2020
Antennenschaltungantenna circuit
2222
Anpassungsschaltungmatching circuit
2424
Filteranordnungfilter arrangement
24102410
erste Leiterbahnfirst track
24122412
erste spiralförmige Leiterbahnfirst spiral track
24202420
zweite Leiterbahnsecond track
24222422
zweite spiralförmige Leiterbahnsecond spiral conductor track
2626
Steuereinheitcontrol unit
3030
Leiterplattecircuit board

Claims (13)

Antennenanordnung für einen elektronischen Fahrzeugschlüssel, die Folgendes aufweist eine Antenne (10); und eine Antennenschaltung (20), ausgebildet zum Steuern der Antenne (10); wobei die Antenne (10) und die Antennenschaltung (20) auf einer Leiterplatte (30) angeordnet sind, die Antennenanordnung zum Übertragen und Empfangen von Ultrabreitbandsignalen oder Signalen gemäß einem Bluetooth-Standard ausgebildet ist und die Antennenschaltung (20) eine Filteranordnung (24) aufweist, ausgebildet zum Filtern von Signalen, die durch die Antenne (10) empfangen werden und zu senden sind, wobei die Filteranordnung (24) eine Kapazität aufweist, die durch mindestens zwei auf der Leiterplatte (30) gebildete Leiterbahnen gebildet wird.An antenna assembly for an electronic vehicle key, comprising: an antenna (10); and an antenna circuit (20) configured to control the antenna (10); whereby the antenna (10) and the antenna circuit (20) are arranged on a circuit board (30), the antenna arrangement is designed to transmit and receive ultra-wideband signals or signals in accordance with a Bluetooth standard, and the antenna circuit (20) has a filter arrangement (24) designed to filter signals which are received by the antenna (10) and are to be transmitted, the filter arrangement (24) having a capacitance which is determined by at least two on the printed circuit board ( 30) formed conductor tracks is formed. Antennenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Kapazität eine Doppelspiralform aufweist, die eine erste spiralförmige Leiterbahn (2412) und eine zweite spiralförmige Leiterbahn (2422), die sich spiralförmig ineinander winden, aufweist.antenna arrangement claim 1 , wherein the capacitance has a double helix shape comprising a first helical trace (2412) and a second helical trace (2422) spiraling into one another. Antennenanordnung nach Anspruch 2, wobei die erste spiralförmige Leiterbahn (2412) und die zweite spiralförmige Leiterbahn (2422) jeweils eine Breite (d2) in einer horizontalen Richtung von zwischen 0,1 und 0,2 mm aufweisen, wobei die horizontale Richtung eine Richtung ist, die parallel zu einer Oberfläche der Leiterplatte (30) verläuft, auf der die erste spiralförmige Leiterbahn (2412) und die zweite spiralförmige Leiterbahn (2422) gebildet sind.antenna arrangement claim 2 , wherein the first spiral conductive line (2412) and the second spiral conductive line (2422) each have a width (d2) in a horizontal direction of between 0.1 and 0.2 mm, the horizontal direction being a direction parallel to a surface of the circuit board (30) on which the first helical trace (2412) and the second helical trace (2422) are formed. Antennenanordnung nach Anspruch 3, wobei die erste spiralförmige Leiterbahn (2412) und die zweite spiralförmige Leiterbahn (2422) jeweils eine Breite (d2) in der horizontalen Richtung von 0,14 mm aufweisen.antenna arrangement claim 3 , wherein the first spiral conductive line (2412) and the second spiral conductive line (2422) each have a width (d2) in the horizontal direction of 0.14 mm. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die erste spiralförmige Leiterbahn (2412) mit einer ersten Leiterbahn (2410) gekoppelt ist und die zweite spiralförmige Leiterbahn (2422) mit einer zweiten Leiterbahn (2420) gekoppelt ist.Antenna arrangement according to one of claims 2 until 4 wherein the first helical conductive trace (2412) is coupled to a first conductive trace (2410) and the second helical conductive trace (2422) is coupled to a second conductive trace (2420). Antennenanordnung nach Anspruch 5, wobei die erste Leiterbahn (2410) und die zweite Leiterbahn (2412) jeweils eine Breite (d1) in der horizontalen Richtung von zwischen 0,5 und 1,5 mm aufweisen.antenna arrangement claim 5 , wherein the first conductive line (2410) and the second conductive line (2412) each have a width (d1) in the horizontal direction of between 0.5 and 1.5 mm. Antennenanordnung nach Anspruch 6, wobei die erste Leiterbahn (2410) und die zweite Leiterbahn (2420) jeweils eine Breite (d1) in der horizontalen Richtung von 0,9 mm aufweisen.antenna arrangement claim 6 , wherein the first conductive line (2410) and the second conductive line (2420) each have a width (d1) in the horizontal direction of 0.9 mm. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die erste Leiterbahn (2410) und die zweite Leiterbahn (2420) 50Ω-Mikrostreifenleitungen sind.Antenna arrangement according to one of Claims 5 until 7 , wherein the first conductive line (2410) and the second conductive line (2420) are 50Ω microstrip lines. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens zwei Leiterbahnen Kupfer aufweisen.Antenna arrangement according to one of the preceding claims, wherein the at least two conductor tracks comprise copper. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens zwei Leiterbahnen eine Dicke in einer vertikalen Richtung (z) von zwischen 0,4 und 0,6 mm aufweisen, wobei die vertikale Richtung (z) eine Richtung ist, die senkrecht zu der Oberfläche der Leiterplatte (30) verläuft, auf der die Leiterbahnen gebildet sind.Antenna arrangement according to one of the preceding claims, wherein the at least two conductor tracks have a thickness in a vertical direction (z) of between 0.4 and 0.6 mm, the vertical direction (z) being a direction perpendicular to the surface of the Circuit board (30) runs on which the conductor tracks are formed. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenne (10) eine Leiterbahn auf der Leiterplatte (30) aufweist.Antenna arrangement according to one of the preceding claims, wherein the antenna (10) has a conductor track on the circuit board (30). Antennenanordnung nach Anspruch 11, wobei die Antenne (10) eine Monopolantenne oder eine Inverted-F-Antenne ist.antenna arrangement claim 11 , wherein the antenna (10) is a monopole antenna or an inverted-F antenna. Elektronischer Fahrzeugschlüssel, der eine Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist.Electronic vehicle key, which has an antenna arrangement according to one of Claims 1 until 12 having.
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