DE19614362C1 - Antenne für ein Diebstahlschutzsystem eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antenne für ein Diebstahlschutzsystem eines Kraftfahrzeugs, gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine bekannte Antenne (DE 37 21 822 C1) weist einen Halblei­ terkörper als Leiterplatte auf, auf der eine Leiterbahn kon­ zentrisch und spiralförmig auf der Leiterplatte ausgebildet ist. Die Leiterbahn ist dabei nur auf einer Seite der Leiter­ platte angeordnet.

Weitere bekannte Antennen (DE 42 05 084 A1, DE 91 15 582 U1) weisen Leiterbahnen sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite einer Leiterplatte auf. Die Enden der Leiterbahnen sind dabei derart über Durchkontaktierungen miteinander ver­ bunden, daß eine in Reihe geschaltete "längere" Antenne ent­ steht. Durch die Ausgestaltung dieser Antennen werden Störsi­ gnale stärker unterdrückt.

Aus der Offenlegungsschrift DE 43 02 387 A1 ist eine Antenne bekannt, die Leiterbahnen sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite einer Leiterplatte aufweist. Die Leiter­ bahnen sind allerdings über einen äußeren Verstärkungsrahmen elektrisch miteinander verbunden.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Antenne zu schaffen, die kompakt ausgebildet ist und mit der eine mög­ lichst große Leistung abgestrahlt werden kann.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Pa­ tentanspruch 1 gelöst. Dabei ist zumindest je eine Leiterbahn sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite einer Leiterplatte angeordnet, die jeweils über Durchkontaktierung miteinander elektrisch verbunden sind. Dadurch wird eine grö­ ßere Strahlungsdichte in der Antenne erzeugt, so daß eine hö­ here Strahlungsleistung von der als Leiterbahn ausgebildeten Antenne ausgestrahlt oder empfangen werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Leiterplatte mit einer er­ findungsgemäßen Antenne,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Leiterplatte nach Fig. 1
und

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine weiteres Ausführungsbei­ spiel einer erfindungsgemäßen Antenne.

Antennen strahlen elektromagnetische Energie infolge von hochfrequenten Schwingungen in der Antenne ab und nehmen elektromagnetische Energie auf. Antennen für Diebstahlschutz­ systeme für Kraftfahrzeuge sind üblicherweise zum einen in tragbaren Sendern, zum Beispiel auf einem Schlüssel oder auf einer Karte, und zum anderen in Empfängern im Kraftfahrzeug angeordnet. Dabei sind die Antennen als sogenannte "On-Board- Antennen" in Form von Leiterbahnen 1, 2 (Fig. 1) auf Leiter­ platten 3 ausgebildet.

Die Antennen sind mit nicht dargestellten Sende- oder Emp­ fangseinheiten verbunden, die eine zu sendende hochfrequente Schwingung erzeugen bzw. denen eine empfangene hochfrequente Schwingung zugeführt wird. Die Leiterbahnen 1, 2 wirken dabei als Schwingkreise oder Resonatoren, durch die die elektrische Schwingung in eine elektromagnetische Strahlung und umgekehrt umgesetzt wird.

Die Leiterbahnen 1, 2 auf der Leiterplatte 3 sind dabei als Metallschichten sowohl auf der Oberseite als auch auf der Un­ terseite eines Leiterplattensubstrats 4 aufkaschiert. Vor­ zugsweise wird Kupfer, Aluminium, Gold oder Silber als Mate­ rial für die Leiterbahnen verwendet.

Die Leiterbahn 1 auf der Oberseite des Substrats 4 wird er­ findungsgemäß mit der Leiterbahn 2 auf der Unterseite über Durchkontaktierungen 5 auf kürzestem Wege elektrisch verbun­ den. Der von einer Sendeeinheit kommende hochfrequente Strom der Schwingung durchfließt dann sowohl die Leiterbahnen 1 auf der Oberseite als auch über die Durchkontaktierungen 5 die Leiterbahnen 2 auf der Unterseite. Dadurch wird die wirksame elektrische Länge oder die wirksame elektrische Oberfläche der Antenne vergrößert. Infolgedessen wird ein größeres elek­ tromagnetisches Feld abgestrahlt oder empfangen, dessen Lei­ stung wesentlich vergrößert ist gegenüber einer nur einfachen Leiterbahn auf einer Seite der Leiterplatte 3.

Mit der in der Fig. 1 dargestellten Struktur der Antenne wird die Strahlungsleistung gegenüber einer einzigen Leiter­ bahn in etwa verdoppelt. Wenn keine größere Sendeleistung be­ nötigt wird, so kann vorteilhafterweise die Versorgungsspan­ nung der Sendeeinheit reduziert werden, um noch die gleiche Strahlungsleistung zu erhalten, wie bei einer Antenne mit ei­ ner einzigen Leiterbahn auf nur einer Seite des Substrats 4.

Wenn die Antenne in einem tragbaren Sender eines Diebstahl­ schutzsystems verwendet wird, so sollten ihre Abmessungen möglichst gering sein. Geringe Abmessungen der Leiterplatte 3 lassen sich mit einer Dicke des Substrats 4 im Bereich von etwa 1 mm erreichen. Die Dicke der Leiterbahnen 1, 2 beträgt etwa 35 µm. In Abständen von etwa 3 mm sind die Durchkontak­ tierungen entlang der Leiterbahn 1, 2 angeordnet. Die Länge der Leiterbahnen 1, 2 ist dabei auf die Wellenlänge λ (oder ganzzahlige Teile λ/n oder ganzzahlige Vielfache n_*λ) abge­ stimmt. Die hochfrequente Strahlung weist eine Frequenz von etwa 433 MHz auf, was zu einer Strahlung mit Wellenlängen λ im Dezimeter-Wellenbereich führt. Wenn der Sender beispiels­ weise mit 3 V versorgt wird, so kann mit einer solchen Anten­ ne eine Strahlungsleistung von etwa 10 µW erzielt werden.

Die erfindungsgemäßen Antennen wirken wie Haarnadelresonato­ ren, bei denen die Abstrahlung der elektromagnetischen Ener­ gie entlang der Oberfläche der Leiterbahnen 1, 2 erfolgt. Bei den dargestellten Beispielen werden die elektromagnetischen Feldlinien hauptsächlich entlang der Leiterbahnen 1, 2 in Richtung des Empfängers (Senders) emittiert (empfangen). Durch die Durchkontaktierungen 5 und die Leiterbahn 2 auf der anderen Seite der Leiterplatte 3 wird die wirksame Antennen­ fläche der Antenne in Wirkrichtung vergrößert, so daß eine größere Strahlungsdichte erzielt wird. Die Strahlungsleistung nimmt demzufolge zu.

Die Leiterbahnen 1, 2 sind dabei parallel zueinander angeord­ net. Bei einer senkrechten Projektion oder Draufsicht, wie es in den Fig. 2 und 3 der Fall ist, liegt die Leiterbahn 1 auf der Oberseite parallel zu der Leiterbahn 2 auf der Unter­ seite. Die eine Leiterbahn 1 wird also von der anderen Lei­ terbahn 2 quasi überdeckt. Die beiden Leiterbahnen 1, 2 haben somit etwa eine identische geometrische Form. Beide Leiter­ bahnen 1, 2 sind über die Durchkontaktierungen 5 auf dem kür­ zesten Wege elektrisch miteinander verbunden.

Die Leiterbahnen 1, 2 können dabei verschiedene geometrische Formen einnehmen. Die Form ist dabei abhängig von der Wir­ krichtung, d. h. derjenigen Richtung, in die elektromagneti­ sche Energie abgestrahlt werden soll. So können die Leiter­ bahnen 1, 2 linienförmig (streifenförmig), u-förmig (wie in Fig. 2 dargestellt) oder spiralförmig (wie in Fig. 3 darge­ stellt) auf der Leiterplatte 3 ausgebildet sein. Die geome­ trischen Formen der Leiterbahnen 1, 2 bestimmt dabei die Richtcharakteristik (Empfangs- und Abstrahlcharakteristik) der Antenne.

Für die Erfindung ist jedoch die Form der Leiterbahnen 1, 2 nicht wesentlich, sondern nur die Tatsache, daß die Leiter­ bahnen 1, 2 auf der Ober- und Unterseite des Substrats 4 an­ geordnet sind und elektrisch miteinander über Durchkontaktie­ rungen 5 verbunden sind. Dadurch kann eine kompakte Antenne auf kleinstem Raum mit großer Abstrahlleistung geschaffen werden.

In der Fig. 1 ist eine zweilagige Leiterplatte 3 darge­ stellt. Es können aber auch mehrlagige Leiterplatten verwen­ det werden, bei denen im Substrat 4 ebenfalls Leiterbahnen parallel zu den Leiterbahnen 1, 2 auf der Ober- und Untersei­ te angeordnet sind. Dadurch wird die elektrische Oberfläche der Antenne weiter vergrößert.

Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Antenne als Sendean­ tenne bei einem Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug verwendet. Dabei befindet sich die Antenne auf einer kleinen Leiterplatte 3, die in einem Griff eines Schlüssels angeord­ net ist. Die Antenne ist dabei mit einer Sendeeinheit verbun­ den, über die nach Betätigung einer Taste des Schlüssels ein Codesignal zu dem Empfänger im Kraftfahrzeug ausgesendet wird. Die Antenne kann ebenso als Empfangsantenne verwendet werden, wobei sie Signale von einem Sender im Kraftfahrzeug empfängt und an eine Empfangseinheit im Schlüssel weiterlei­ tet.

Unter dem Begriff "Durchkontaktierungen" einer Leiterplatte sind Metallisierungen von Löchern 6 (vgl. Fig. 1) in der Leiterplatte zu verstehen, die die Leiterbahnen 1 auf der Oberseite mit den Leiterbahnen 2 auf der Unterseite auf dem kürzesten Wege elektrisch verbinden. Dabei können die Löcher 6 vollständig mit elektrisch leitendem Material gefüllt sein oder nur die Wandung der Löcher als Metallschicht ausgebildet sein.

Claims (6)

1. Antenne für ein Diebstahlschutzsystem eines Kraftfahr­ zeugs, mit einer Leiterplatte (3), auf der die Antenne in Form von Leiterbahnen (1, 2) sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite der Leiterplatte (3) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (3) entlang der Leiterbahnen (1, 2) in jeweils kurzen Abständen Durchkontak­ tierungen (5) aufweist, durch die die Leiterbahnen (1, 2) elektrisch miteinander verbunden sind.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (1, 2) als dünne elektrisch leitende Schicht auf ein Substrat (4) der Leiterplatte (3) kaschiert sind.

3. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (1, 2) linienförmig, u-förmig oder spiralförmig auf der Leiterplatte (3) ausgebildet sind.

4. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (1) auf der Oberseite der Leiterplatte (3) in einer senkrechten Projektion die Leiterbahnen (2) auf der Un­ terseite der Leiterplatte (3) überdecken.

5. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (3) als Mehrlagenleiterplatte ausgebildet ist.

6. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Sendeeinheit und/oder einer Empfangseinheit eines Diebstahlschutzsystems verbunden ist, die auf einem tragbaren Schlüssel angeordnet sind.