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EP3192126A1 - Antennenmodul - Google Patents

Antennenmodul

Info

Publication number
EP3192126A1
EP3192126A1 EP15759483.9A EP15759483A EP3192126A1 EP 3192126 A1 EP3192126 A1 EP 3192126A1 EP 15759483 A EP15759483 A EP 15759483A EP 3192126 A1 EP3192126 A1 EP 3192126A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
housing
board
motherboard
antenna element
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.)
Granted
Application number
EP15759483.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3192126B1 (de
Inventor
Christian Gerneth
David Silva
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.)
Hirschmann Car Communication GmbH
Original Assignee
Hirschmann Car Communication 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 Hirschmann Car Communication GmbH filed Critical Hirschmann Car Communication GmbH
Publication of EP3192126A1 publication Critical patent/EP3192126A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3192126B1 publication Critical patent/EP3192126B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1207—Supports; Mounting means for fastening a rigid aerial element
    • H01Q1/1214—Supports; Mounting means for fastening a rigid aerial element through a wall
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3275—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted on a horizontal surface of the vehicle, e.g. on roof, hood, trunk
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/526—Electromagnetic shields

Definitions

  • the invention relates to an antenna system, which has a housing in which a circuit board is arranged, and at least one antenna element, wherein the at least one antenna element is arranged within a cover, according to the features of the preamble of claim 1.
  • a generic antenna system is known from DE 10 2012 208 303 A1.
  • This disclosed there antenna system (referred to as antenna module) has a housing in which a circuit board is arranged. This board is called an antenna board.
  • This board is called an antenna board.
  • On the top of the antenna board a plurality of identical or different antenna elements are arranged, which have their respective feed points on the antenna board. Shielding plates are arranged between the antenna elements so that the high-frequency signals radiated and / or received by the respective antenna elements do not interfere with one another.
  • antenna board On the underside of the antenna board, electronic circuits are arranged, which further process the high-frequency signals received by the antenna elements or process signals which are to be radiated via the antenna elements. Below the antenna board in turn further shielding plates are arranged to prevent high-frequency emissions from the antenna module or radiation into the antenna module.
  • the electronic circuits are in contact with the feed points of the antenna elements, so that the feed point (also referred to as foot point) of the respective antenna element is connected directly to the associated electronic circuit.
  • the antenna elements are arranged under an outer cover.
  • the antenna module is performed with its outer cover through an opening in a body panel of a vehicle, so that on the one hand protrude the antenna elements below the outer cover on the surface of the body panel so that the high-frequency signals to be received for the antenna elements can be reached.
  • the antenna elements can radiate high-frequency signals, without this being prevented by the body panel made of an electrically conductive material.
  • the housing of the antenna module is arranged below the body panel, so that it can be arranged and fixed in this space.
  • the electronic circuits which are arranged on the antenna board thus also operate in the high-frequency range, so that it is necessary to arrange shielding plates below the antenna board.
  • the electronic circuits on the antenna board not only in the high frequency, but also in the intermediate frequency or low frequency range is worked.
  • the invention has for its object to improve a generic antenna system in terms of its structure, thereby improving the performance properties are improved.
  • a main board with or without an antenna element is arranged within the housing and spaced from the main circuit board and outside the housing, the at least one antenna element is arranged.
  • the at least one antenna element which is located outside of the housing, contacted directly, for example via directly connected cable or connector, so that advantageously a carrier (for example, an antenna board) can be omitted for the at least one antenna element.
  • a mainboard without antenna elements is arranged within the housing and spaced from this mainboard and outside the housing an antenna board is provided, wherein the at least one antenna element is arranged on the antenna board.
  • the region in which high frequency is used can be separated from the region in which intermediate frequency and / or low frequency are used.
  • the motherboard with electronic circuits can be arranged in the housing and operates in the low frequency or intermediate frequency range and is shielded by the housing from high-frequency signals.
  • the antenna board is present, which carries the at least one antenna element, but also several antenna elements, and thus can be optimally tuned to the operation in the high frequency range.
  • an optimal arrangement of the antenna system in the available space is possible by this separation of the two boards.
  • the antenna board when using the antenna system in a vehicle, can be arranged at the same level or preferably slightly above the plane in which a body panel is located in order to achieve optimum transmission and / or reception characteristics.
  • the housing can be arranged and secured with the motherboard arranged therein below the body panel. This advantageously takes place independently of the arrangement of the antenna board, if the associated connection point of motherboard and antenna board (ie, base of an antenna element on the antenna board and associated feed point on the motherboard) are not rigidly connected, but a flexible connection, for example by connectors, Cable or the like takes place.
  • the distance between these two boards can be varied to make optimum use of the space to tolerances compensate and in case of application of the antenna system in a vehicle to use different thickness body panels can.
  • the housing has at least one opening for the passage of Mittein for connecting the motherboard to the antenna board.
  • the at least one antenna element is arranged, which has its base on the antenna board. This is a conductive contact area on the antenna board.
  • the motherboard has an associated contact point which is connected to a downstream electronic circuit.
  • means such as cables, plug-in connectors or the like are provided, which are performed through the opening of the housing.
  • each cable its own opening or more cables, depending on the number of antenna elements, summarize or summarize all cables to perform through an opening so that they can get into the housing and contacted there.
  • the at least one opening in the housing is chosen on the one hand so large that the means for connecting the motherboard to the antenna board can be carried out, but not substantially larger, in order to provide a housing made of an electrically conductive material (such as zinc die casting). to realize a good electrical shielding of the motherboard therein with its at least one electronic circuit.
  • the motherboard has a connector and the antenna board has a connector corresponding to the connector.
  • the antenna board can be provided with antenna elements and associated connectors and forms a first module of the antenna system.
  • the motherboard is provided with electronic circuits and disposed in the housing, wherein connectors on the motherboard protrude through the opening in the housing. As a result, another module is formed. If the two modules are mounted at their installation location, the electrical connection between antenna board and motherboard can be made quickly and easily by simply plugging together the two corresponding connectors.
  • the antenna board which is optionally arranged in a housing or below a cover, are arranged and fastened at their installation location. After this is done, the second module is plugged together with the already first module mounted on the connector and also arranged and fastened at its destination.
  • the reverse procedure is of course also conceivable.
  • a vehicle with an antenna system having a housing in which a circuit board is arranged, and at least one antenna element, wherein the at least one antenna element is disposed within a cover, wherein disposed within the on one side of a body panel of the vehicle housing a motherboard without antenna element is arranged and wherein spaced from the motherboard and outside of the housing arranged on the other side of the body panel of the vehicle antenna board is provided, wherein the at least one antenna element is arranged on the antenna board.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of an antenna system 1 which has a housing 2.
  • an antenna hood 3 is provided, which is visible from the outside when viewing the vehicle (for example, on the roof of the vehicle).
  • the antenna system 1 has an outer cover 4.
  • the reference numeral 5 denotes an upper side of the housing 2 and the reference numeral 6 denotes a lower side of the optional antenna hood 3.
  • Reference numeral 7 denotes an outer contour of the outer cover 4,
  • FIG. 2 shows the three-dimensional representation of the antenna system 1 from a different perspective, the elements already described for FIG. 1 being recognizable.
  • FIG. 3 shows a detail of a detailed representation of the antenna system 1, based on the illustrations shown in Figures 1 and 2.
  • an antenna element projects beyond the upper side 5.
  • Only one antenna element 8 is shown schematically in FIG. 3, several identical or different antenna elements may also be present.
  • an antenna board, not shown here, with the at least one antenna element 8 is arranged within the outer cover 4.
  • the outer cover 4 can also, in particular when no antenna hood 3 is present, protect the at least one antenna element 8 from external influences such as rain, snow, wind and the like during operation of the vehicle.
  • the outer cover 4 is formed over its entire surface (outwards) with an opening (downwards in the direction of the housing 2) for inserting the antenna board with the at least one antenna element 8.
  • the outer cover 4 forms an antenna hood, in which from below the at least one antenna element 8 or Also, a plurality of antenna elements can be used, and wherein the outer cover 4, when fully formed, that is closed, closes an opening in a body panel of the vehicle to the outside when it is performed through the opening in the body panel.
  • the outer cover 4 is formed by struts 9 with recesses 10 therebetween and has an opening for insertion of the antenna board with the at least one antenna element 8.
  • a strut-like outer cover 4 provides mechanical protection for the underlying elements, in particular the at least one antenna element 8 and the antenna board. Since such a strut-like outer cover 4 does not protect against water, moisture, snow, dirt particles and the like, it is necessary that the antenna cover shown in Figure 3 is slipped over the outer cover 4 after complete installation of the antenna system.
  • the outer cover 4 with the struts 9 can be manufactured as a one-piece component, for example by a plastic injection molding process.
  • the manner in which struts 9 and intermediate openings 10 are realized depends, in particular, on the mechanical forces acting externally on the outer cover 4.
  • the structure of the antenna system 1 can be seen very well in section.
  • the structure and the assembly of the antenna system 1 are explained using the example of a vehicle, not shown.
  • a motherboard 11 is arranged, which does not carry a single antenna element.
  • the main circuit board 8 comprises one or more electronic circuits with which it is possible to process signals which are supplied to such a circuit, so that they can be radiated high-frequency via the one antenna element 8.
  • an antenna board 12 Spaced to the motherboard 11 and outside the housing 2, an antenna board 12 is provided, wherein the at least one antenna element 8, preferably as shown in Figure 4, a plurality of antenna elements 8 is arranged on the antenna board 12.
  • the motherboard 11 may, although not shown, also have an antenna element or a plurality of antenna elements, for example Wifi, bluetooth or the like.
  • the body panel 15 of the vehicle may be, for example, a roof, a trunk lid or the like.
  • the means for connecting the motherboard 11 (more precisely, its electronic circuits) to the antenna board 12 (more precisely its antenna elements 8) can be performed through the body panel 15, it is necessary that at least this body panel 15 has an opening 16.
  • the housing 2 has an opening, so that the two corresponding connectors 13, 14 can be performed for mating through the opening of the body piercing 15 and opening in the housing 2.
  • the connector 14 on the Antenna board 12 is arranged, while out of the housing 2, a cable is led out, at the end of the connector 13 is arranged.
  • This increases the flexibility of mounting the housing 2 below the body panel 15.
  • the connector 13 protrudes from the housing 2 and the connector 14 is disposed at the end of a cable whose other end is connected to the antenna board 12 is.
  • emanates from both the motherboard 11 and the antenna board 12 from a cable in each case at the end of a cable, the connectors 13, 14 are arranged.
  • the variants with the cable have the advantage, in particular, if the housing 2 is not arranged, as shown in FIG. 4, in the direct vicinity of the antenna board 12, but remote therefrom.
  • the embodiment shown in FIG. 4 with the two connectors plugged directly together, which are respectively arranged on the main circuit board 11 and the antenna board 12, is particularly preferred as a result of the short signal paths associated therewith.
  • the antenna board 12 is arranged and secured by means of connecting means on the motherboard 11 and / or on the housing 2 and / or on the body panel 15.
  • Such connection means such as screws, snap-in connections or the like are required to realize the entire antenna system 1 as a complete system in the finished state, in order to simplify the assembly of such a one-piece antenna system 1.
  • the entire unit (the antenna module) is mounted from the inside (inside the vehicle) to the outside (outside the vehicle) with pre-locking by clips.
  • the outer cover 4 is not shown for simplicity, but in principle present. If the outer cover 4 is formed voilflächig and formed with an opening for inserting the Antennenpiatine 12 with the at least one antenna element 8, an additional outer hood 3 can be omitted. Nevertheless, it may be present in the full-surface design of the outer cover 4. In particular, the outer hood 3 is present when the outer cover 4 is formed by struts 9 with intervening recesses 10, as shown in Figure 3. In these cases, the Opening 16 in the body panel then be chosen to be larger and at least the outer contour 7 of the outer cover 4 correspond.
  • the outer cover 4 can be performed from below through the opening 16 in the body panel 5 to mount the housing 2, which carries the outer cover 4, below the body panel 15 can.
  • the antenna hood 3 can be arranged and fastened from above on the body panel 15. It is also conceivable that the antenna cover 3 is already slipped over the outer cover 4 and the opening 16 in the body panel 15 has the outer contour of the antenna hood 3. Then, the antenna system 1 with outer cover 4 and slipped antenna hood 3 can be carried out through the opening 16 in the body panel 15 down and the housing 2 are fixed below the body panel 15.
  • appropriate fasteners such as screws, snap-in connections, adhesive joints or the like are present, but not shown in the figures.

Landscapes

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Abstract

Antennensystem (1), das ein Gehäuse (2), in dem eine Platine angeordnet ist, und zumindest ein Antennenelement (8) aufweist, wobei das zumindest eine Antennenelement (8) innerhalb einer Abdeckung angeordnet ist, wobei bevorzugt innerhalb des Gehäuses (2) eine Hauptplatine (11) ohne Antennenelement (8) angeordnet ist und beabstandet zu der Hauptplatine (11) sowie außerhalb des Gehäuses (2) eine Antennenplatine (12) vorgesehen ist, wobei das zumindest eine Antennenelement (8) auf der Antennenplatine (12) angeordnet ist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Antennenmodul
Die Erfindung betrifft ein Antennensystem, das ein Gehäuse, in dem eine Platine angeordnet ist, und zumindest ein Antennenelement aufweist, wobei das zumindest eine Antennenelement innerhalb einer Abdeckung angeordnet ist, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Ein gattungsgemäßes Antennensystem ist aus der DE 10 2012 208 303 A1 bekannt. Dieses dort offenbarte Antennensystem (als Antennenmodul bezeichnet) weist ein Gehäuse auf, in dem eine Platine angeordnet ist. Diese Platine ist als Antennenplatine bezeichnet. Auf der Oberseite der Antennenplatine sind mehrere gleichartige oder voneinander unterschiedliche Antennenelemente angeordnet, die ihre jeweiligen Einspeisepunkte auf der Antennenplatine haben. Zwischen den Antennenelementen sind Abschirmbleche angeordnet, damit sich die von den jeweiligen Antennenelementen abgestrahlten und/oder empfangenen hochfrequenten Signale nicht gegenseitig stören.
Auf der Unterseite der Antennenplatine sind elektronische Schaltungen angeordnet, die die von den Antennenelementen empfangenen hochfrequenten Signale weiterverarbeiten oder Signale, die über die Antennenelemente abgestrahlt werden sollen, aufbereiten. Unterhalb der Antennenplatine sind wiederum weitere Abschirmbleche angeordnet, um hochfrequente Abstrahlungen von dem Antennenmodul oder Einstrahlungen in das Antennenmodul zu unterbinden. Die elektronischen Schaltungen stehen in Kontakt mit den Einspeisepunkten der Antennenelemente, sodass der Einspeisepunkt (auch Fußpunkt genannt) des jeweiligen Antennenelementes direkt mit der zugehörigen elektronischen Schaltung verbunden ist. Die Antennenelemente sind unter einer Außenabdeckung angeordnet. Das Antennenmodul wird mit seiner Außenabdeckung durch eine Öffnung in einem Karosserieblech eines Fahrzeuges durchgeführt, sodass einerseits die Antennenelemente unterhalb der Außenabdeckung über die Oberfläche des Karosseriebleches hinausragen, damit die zu empfangenden hochfrequenten Signale für die Antennenelemente erreichbar sind. Außerdem wird es dadurch ermöglicht, dass die Antennenelemente hochfrequente Signale abstrahlen können, ohne dass dies durch das Karosserieblech aus einem elektrisch leitfähigen Material verhindert würde. Andererseits ist das Gehäuse des Antennenmoduls unterhalb des Karosseriebleches angeordnet, damit es in diesem Bauraum angeordnet und befestigt werden kann.
Die elektronischen Schaltungen, die auf der Antennenplatine angeordnet sind, arbeiten somit ebenfalls im hochfrequenten Bereich, sodass es erforderlich ist, unterhalb der Antennenplatine Abschirmbleche anzuordnen. Außerdem wird somit in den elektronischen Schaltungen auf der Antennenplatine nicht nur im Hochfrequenz-, sondern auch im Zwischenfrequenz- bzw. Niederfrequenzbereich gearbeitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Antennensystem hinsichtlich seines Aufbaus zu verbessern, dass dadurch die Performanceeigenschaften verbessert werden.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist innerhalb des Gehäuses eine Hauptplatine mit oder ohne Antennenelement angeordnet ist und beabstandet zu der Hauptplatine sowie außerhalb des Gehäuses das zumindest eine Antennenelement angeordnet ist. In diesem Fall wird das zumindest eine Antennenelement welches sich außerhalb des Gehäuses befindet, direkt kontaktiert, zum Beispiel über direkt angeschlossene Kabel oder Steckverbinder, so dass in vorteilhafter Weise ein Träger (zum Beispiel eine Antennenplatine) für das zumindest eine Antennenelement entfallen kann. Alternativ oder ergänzend dazu ist erfindungsgemäß in bevorzugter Ausführung innerhalb des Gehäuses eine Hauptplatine ohne Antennenelemente angeordnet und beabstandet zu dieser Hauptplatine sowie außerhalb des Gehäuses eine Antennenplatine vorgesehen, wobei das zumindest eine Antennenelement auf der Antennenplatine angeordnet ist.
In vorteilhafter Weise kann für diese beiden Varianten dadurch der Bereich, in dem mit Hochfrequenz gearbeitet wird, von dem Bereich, in dem mit Zwischenfrequenz und/oder Niederfrequenz gearbeitet wird, getrennt werden. Das bedeutet, dass in vorteilhafter Weise die Hauptplatine mit elektronischen Schaltungen in dem Gehäuse angeordnet werden kann und im Niederfrequenz- bzw. Zwischenfrequenzbereich arbeitet und durch das Gehäuse von hochfrequenten Signalen abgeschirmt ist. Gleichzeitig ist die Antennenplatine vorhanden, die das zumindest eine Antennenelement, aber auch mehrere Antennenelemente, trägt und somit optimal auf den Betrieb im Hochfrequenzbereich abgestimmt werden kann. Außerdem ist durch diese Trennung der beiden Platinen eine optimale Anordnung des Antennensystems in dem zur Verfügung stehenden Bauraum möglich. So kann bei Anwendung des Antennensystems bei einem Fahrzeug die Antennenplatine auf gleicher Ebene oder vorzugsweise etwas über der Ebene, in der sich ein Karosserieblech befindet, angeordnet werden, um optimale Sende- und/oder Empfangseigenschaften zu erzielen. Gleichzeitig kann das Gehäuse mit der darin angeordneten Hauptplatine unterhalb des Karosseriebleches angeordnet und befestigt werden. Dies erfolgt in vorteilhafter Weise unabhängig von der Anordnung der Antennenplatine, wenn die zugehörigen Verbindungspunkt von Hauptplatine und Antennenplatine (also Fußpunkt eines Antennenelementes auf der Antennenplatine und zugehöriger Einspeisepunkt auf der Hauptplatine) nicht starr miteinander verbunden sind, sondern eine flexible Verbindung zum Beispiel durch Steckverbinder, Kabel oder dergleichen erfolgt. Durch die elektrische Verbindung zwischen den jeweiligen Einspeisepunkten der Hauptplatine und den zugehörigen Fußpunkten der Antennenplatine (im Falle der Aussendung hochfrequenter Signale, ansonsten umgekehrt) kann auch der Abstand zwischen diesen beiden Platinen variiert werden, um den Bauraum optimal auszunutzen, um Toleranzen auszugleichen und um im Falle der Anwendung des Antennensystems bei einem Fahrzeug unterschiedlich dicke Karosseriebleche einsetzen zu können.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse zumindest eine Öffnung zur Durchführung von Mittein zur Verbindung der Hauptplatine mit der Antennenplatine auf. Auf der Antennenplatine ist das zumindest eine Antennenelement angeordnet, das seinen Fußpunkt auf der Antennenplatine hat. Dies ist ein leitfähiger Kontaktbereich auf der Antennenplatine. Ebenso weist die Hauptplatine einen zugehörigen Kontaktpunkt auf, der mit einer nachgeschalteten elektronischen Schaltung verbunden ist. Um diese beiden Kontaktpunkte miteinander verbinden zu können, um entweder Signale von den elektronischen Schaltungen über die Antennenelemente abstrahlen oder hochfrequente Signale, die von dem zumindest einen Antennenelement empfangen werden, zu der zugehörigen elektronischen Schaltung zuzuführen, sind Mittel wie Kabel, Steckverbinder oder dergleichen vorgesehen, die durch die Öffnung des Gehäuses durchgeführt werden. Hier kann daran gedacht werden, zum Beispiel für jedes Kabel eine eigene Öffnung vorzusehen oder mehrere Kabel, je nach Anzahl der Antennenelemente, zusammenzufassen oder alle Kabel zusammenzufassen, um diese durch eine Öffnung durchzuführen, damit sie in das Gehäuse gelangen und dort kontaktiert werden können. Gleiches gilt für Steckverbinder. Die zumindest eine Öffnung in dem Gehäuse wird dabei zum einen so groß gewählt, dass die Mittel zur Verbindung der Hauptplatine mit der Antennenplatine durchgeführt werden können, jedoch nicht wesentlich größer, um im Falle eines Gehäuses aus einem elektrisch leitfähigen Material (wie zum Beispiel Zinkdruckguss) eine gute elektrische Abschirmung der darin befindlichen Hauptplatine mit ihrer zumindest einen elektronischen Schaltung zu realisieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass als Mittel zur Verbindung mit der Antennenplatine die Hauptplatine einen Steckverbinder und die Antennenplatine einen mit dem Steckverbinder korrespondierenden Steckverbinder aufweist. Dadurch wird es in einfacher Form möglich, das Antennensystem moduiartig auszugestalten, damit es leichter montiert werden kann. So kann die Antennenplatine mit Antennenelementen und zugehörigen Steckverbinder versehen werden und bildet ein erstes Modul des Antennensystems. Ebenso wird die Hauptplatine mit elektronischen Schaltungen versehen und in dem Gehäuse angeordnet, wobei Steckverbinder auf der Hauptplatine durch die Öffnung in dem Gehäuse herausragen. Dadurch wird ein weiteres Modul gebildet. Werden die beiden Module an ihrem Einbauort montiert, kann durch einfaches Zusammenstecken der beiden miteinander korrespondierenden Steckverbinder die elektrische Verbindung zwischen Antennenplatine und Hauptplatine schnell und unkompliziert hergestellt werden. So kann beispielsweise die Antennenplatine, die gegebenenfalls in einem Gehäuse oder unterhalb einer Abdeckung angeordnet ist, an ihrem Einbauort angeordnet und befestigt werden. Nachdem dies erfolgt ist wird das zweite Modul mit dem schon ersten montierten Modul über die Steckverbinder zusammengesteckt und ebenfalls an seinem Bestimmungsort angeordnet und befestigt. Die umgekehrte Vorgehensweise ist selbstverständlich auch denkbar.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Diese Ausgestaltungen werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben und näher erläutert.
In den Figuren ist als bevorzugter Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Antennensystems sein Einbau in einem Fahrzeug dargestellt.
Bevorzugt ist also ein Fahrzeug mit einem Antennensystem, das ein Gehäuse, in dem eine Platine angeordnet ist, und zumindest ein Antennenelement aufweist, wobei das zumindest eine Antennenelement innerhalb einer Abdeckung angeordnet ist, wobei innerhalb des auf der einen Seite eines Karosseriebleches des Fahrzeuges angeordneten Gehäuses eine Hauptplatine ohne Antennenelement angeordnet ist und wobei beabstandet zu der Hauptplatine sowie außerhalb des Gehäuses eine auf der anderen Seite des Karosseriebleches des Fahrzeuges angeordnete Antennenplatine vorgesehen ist, wobei das zumindest eine Antennenelement auf der Antennenplatine angeordnet ist.
Obwohl diese Anwendung des erfindungsgemäßen Antennensystems bei einem Fahrzeug bevorzugt ist, gilt die folgende Beschreibung zwar spezieil für diesen Anwendungsfall, ist jedoch nicht auf diesen beschränkt. Figur 1 zeigt, soweit im Einzelnen dargestellt, eine dreidimensionale Ansicht eines Antennensystems 1 , das ein Gehäuse 2 aufweist. !m Falle der Anwendung des Antennensystems 1 ist eine Antennenhaube 3 vorgesehen, die bei Betrachtung des Fahrzeuges von außen sichtbar ist (zum Beispiel auf dem Dach des Fahrzeuges). Weiterhin weist das Antennensystem 1 eine Außenabdeckung 4 auf. Mit der Bezugsziffer 5 ist eine Oberseite des Gehäuses 2 und mit der Bezugsziffer 6 eine Unterseite der optionalen Antennenhaube 3 bezeichnet. Die Bezugsziffer 7 bezeichnet eine Außenkontur der Außenabdeckung 4,
Figur 2 zeigt aus anderer Perspektive die dreidimensionale Darstellung des Antennensystems 1 , wobei die schon zu Figur 1 beschriebenen Elemente erkennbar sind.
Figur 3 zeigt ausschnittsweise eine detaillierte Darstellung des Antennensystems 1, basierend auf den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Darstellungen. Hier ist insbesondere erkennbar, dass oberhalb der Oberseite 5 des Gehäuses 2 ein Antennenelement über die Oberseite 5 hinausragt. Obwohl in Figur 3 nur ein Antennenelement 8 schematisch dargestellt ist, können auch mehrere gleichartige oder voneinander unterschiedliche Antennenelemente vorhanden sein.
Der Figur 3 kann somit entnommen werden, dass eine hier noch nicht dargestellte Antennenplatine mit dem zumindest einen Antennenelement 8 innerhalb der Außenabdeckung 4 angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass das zumindest eine Antennenelement 8 vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Diese äußeren Einflüsse können mechanische Beeinträchtigungen während der Montage oder der Lagerung des Antennensystems 1 sein. Die Außenabdeckung 4 kann aber auch, insbesondere dann, wenn keine Antennenhaube 3 vorhanden ist, das zumindest eine Antennenelement 8 vor äußeren Einflüssen wie Regen, Schnee, Wind und dergleichen während des Betriebes des Fahrzeuges schützen. In diesem Fall ist die Außenabdeckung 4 vollflächig (nach außen hin) mit einer Öffnung (nach unten hin in Richtung des Gehäuses 2) zum Einsetzen der Antennenplatine mit dem zumindest einen Antennene!ement 8 ausgebildet. In diesem Fall bildet die Außenabdeckung 4 eine Antennenhaube, in die von unten das zumindest eine Antennenelement 8 oder auch mehrere Antennenelemenie eingesetzt werden können und wobei die Außenabdeckung 4, wenn sie vollfiächig, das heißt geschlossen, ausgebildet ist, eine Öffnung in einem Karosserieblech des Fahrzeuges nach außen verschließt, wenn sie durch die Öffnung in dem Karosserieblech durchgeführt ist.
In Figur 3 ist die Alternative gezeigt, dass die Außenabdeckung 4 von Streben 9 mit dazwischen liegenden Aussparungen 10 gebildet ist sowie eine Öffnung zum Einsetzen der Antennenplatine mit dem zumindest einen Antennenelement 8 aufweist. Eine solche strebenartig ausgebildete Außenabdeckung 4 bietet mechanischen Schutz für die darunterliegenden Elemente, insbesondere das zumindest eine Antennenelement 8 und auch die Antennenplatine. Da eine solche strebenartig ausgebildete Außenabdeckung 4 nicht vor Wasser, Feuchtigkeit, Schnee, Schmutzpartikeln und dergleichen schützt, ist es erforderlich, dass über die Außenabdeckung 4 nach vollständig erfolgter Montage des Antennensystems 1 noch die in Figur 3 gezeigte Antennenhaube übergestülpt wird. Hier ist es denkbar, sowohl die Außenabdeckung 4 als auch die Antennenhaube 3 an dem Gehäuse 2 zu befestigen und damit das gesamte Antennensystem als ein Modul zu montieren. Es ist aber auch denkbar, dass die Außenabdeckung 4 an dem Gehäuse 5 festgelegt wird und dieses Modul montiert wird, wobei anschließend die Antennenhaube 3 zum kompletten Schutz der darunterliegenden Elemente montiert wird.
Die Außenabdeckung 4 mit den Streben 9 kann als einstückiges Bauteil zum Beispiel durch ein Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt werden. Die Art und Weise, wie Streben 9 und dazwischen liegende Öffnungen 10 realisiert werden, hängt insbesondere von den mechanischen von außen auf die Außenabdeckung 4 einwirkenden Kräften ab.
In Figur 4 schließlich ist im Schnitt sehr gut der Aufbau des Antennensystems 1 zu erkennen. In dieser Figur werden der Aufbau und die Montage des Antennensystems 1 am Beispiel eines nicht näher dargestellten Fahrzeuges erläutert. Es ist aber auch denkbar, den grundsätzlichen Aufbau des in Figur 4 gezeigten Antennensystems 1 auch anderweitig, das heißt außerhalb des Fahrzeuges, einzubauen. in dem Gehäuse 2 ist eine Hauptplatine 11 angeordnet, die kein einziges Antennenelement trägt. Dafür umfasst die Hauptplatine 8 eine oder mehrere elektronische Schaltungen, mit denen es möglich ist, Signale, die einer solchen Schaltung zugeführt werden, aufzubereiten, damit sie über das eine Antennenelement 8 hochfrequent abgestrahlt werden können. Alternativ oder ergänzend dazu können hochfrequente Signale, die über das zumindest eine Antennenelement 8 empfangen werden, einer zugehörigen elektronischen Schaltung zugeführt, dort aufbereitet bzw. verarbeitet und nachfolgenden verbundenen elektronischen Geräten zugeführt werden. Beabstandet zu der Hauptplatine 11 sowie außerhalb des Gehäuses 2 ist eine Antennenplatine 12 vorgesehen, wobei das zumindest eine Antennenelement 8, vorzugsweise wie in Figur 4 dargestellt mehrere Antennenelemente 8 auf der Antennenplatine 12 angeordnet ist. Prinzipiell ist dargestellt, dass zumindest ein Kontaktpunkt einer elektronischen Schaltung auf der Hauptplatine 11 einem Steckverbinder 13 zugeführt ist und analog dazu ein Kontaktpunkt (vorzugsweise der Fußpunkt) eines Antennenelementes 8 einem Steckverbinder 14 der Antennenplatine 12 zugeführt ist. Über die beiden Steckverbinder 13, 14 erfolgt die elektrische Kontaktierung zwischen elektronischer Schaltung auf der Hauptplatine 11 und zugehörigem Antennenelement 8 auf der Antennenplatine 12. Die Hauptplatine 11 kann jedoch auch, wenn zwar nicht dargestellt, auch ein Antennenelement oder mehrere Antennenelemente aufweisen, zum Beispiel für Wifi, bluetooth oder dergleichen.
Im Falle der Montage des Antennensystems 1 an einem Fahrzeug ist dargestellt, dass dieses im Bereich eines Karosseriebleches 15 erfolgt. Das Karosserieblech 15 des Fahrzeuges kann zum Beispiel ein Dach, ein Kofferraumdeckel oder vergleichbares sein. Damit die Mittel zur Verbindung der Hauptplatine 11 (genauer deren elektronischen Schaltungen) mit der Antennenplatine 12 (genauer deren Antennenelemente 8) durch das Karosserieblech 15 durchgeführt werden können, ist es erforderlich, dass zumindest dieses Karosserieblech 15 eine Öffnung 16 aufweist. Ergänzend dazu weist auch das Gehäuse 2 eine Öffnung auf, sodass die beiden korrespondierenden Steckverbinder 13, 14 zum Zusammenstecken durch die Öffnung des Karosseriebieches 15 und Öffnung in dem Gehäuse 2 durchgeführt werden können. Es ist auch denkbar, dass der Steckverbinder 14 auf der Antennenplatine 12 angeordnet ist, während aus dem Gehäuse 2 ein Kabel herausgeführt ist, an dessen Ende der Steckverbinder 13 angeordnet ist. Dadurch erhöht sich die Flexibilität der Montage des Gehäuses 2 unterhalb des Karosseriebleches 15. Es kann auch daran gedacht werden, dass der Steckverbinder 13 aus dem Gehäuse 2 herausragt und der Steckverbinder 14 am Ende eines Kabels angeordnet ist, dessen anderes Ende mit der Antennenplatine 12 verbunden ist. Ebenfalls ist es denkbar, dass sowohl von der Hauptplatine 11 als auch von der Antennenplatine 12 aus ein Kabel ausgeht, wobei jeweils am Ende eines Kabels die Steckverbinder 13, 14 angeordnet sind. Die Varianten mit dem Kabel haben insbesondere dann den Vorteil, wenn das Gehäuse 2 nicht, wie in Figur 4 dargestellt, in direkter Nachbarschaft zu der Antennenplatine 12, sondern entfernt davon angeordnet wird. Die in Figur 4 gezeigte Ausgestaltung mit den beiden direkt zusammengesteckten Steckverbindern 13, 14, die jeweils auf der Hauptplatine 11 bzw. der Antennenplatine 12 angeordnet sind, ist infolge der damit verbundenen kurzen Signalwege besonders bevorzugt.
Nicht dargestellt, aber vorhanden ist die Antennenplatine 12 über Verbindungsmittel an der Hauptplatine 11 und/oder an dem Gehäuse 2 und/oder an dem Karosserieblech 15 angeordnet und befestigt. Solche Verbindungsmittel wie Schrauben, Rastverbindungen oder dergleichen sind erforderlich, um das gesamte Antennensystem 1 als im fertigen Zustand einteiliges System zu realisieren, um damit die Montage eines solchen einteiligen Antennensystems 1 zu vereinfachen. Für die Montage wird die gesamte Einheit (das Antennenmodul) von Innen (innerhalb des Fahrzeuges) nach Außen (außerhalb des Fahrzeuges) montiert, wobei eine Vorverrastung durch Clipse vorgesehen ist.
In Figur 4 ist der Einfachheit halber die Außenabdeckung 4 nicht dargestellt, aber prinzipiell vorhanden. Ist die Außenabdeckung 4 voilflächig ausgebildet und mit einer Öffnung zum Einsetzen der Antennenpiatine 12 mit dem zumindest einen Antennenelement 8 ausgebildet, kann eine zusätzliche Außenhaube 3 entfallen. Trotzdem kann sie bei der vollflächigen Ausgestaltung der Außenabdeckung 4 vorhanden sein. Insbesondere ist die Außenhaube 3 dann vorhanden, wenn die Außenabdeckung 4 von Streben 9 mit dazwischen liegenden Aussparungen 10 gebildet ist, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. In diesen genannten Fällen kann die Öffnung 16 in dem Karosserieblech dann auch größer gewählt werden und zumindest der Außenkontur 7 der Außenabdeckung 4 entsprechen. Dies hat den Vorteil, dass die Außenabdeckung 4 von unten durch die Öffnung 16 in dem Karosserieblech 5 durchgeführt werden kann, um das Gehäuse 2, welches die Außenabdeckung 4 trägt, unterhalb des Karosseriebleches 15 montieren zu können. Ist dies erfolgt, kann die Antennenhaube 3 von oben auf dem Karosseriebiech 15 angeordnet und befestigt werden. Es ist auch denkbar, dass über der Außenabdeckung 4 schon die Antennenhaube 3 übergestülpt ist und die Öffnung 16 in dem Karosserieblech 15 die Außenkontur der Antennenhaube 3 aufweist. Dann kann das Antennensystem 1 mit Außenabdeckung 4 und übergestülpter Antennenhaube 3 vor unten durch die Öffnung 16 in dem Karosserieblech 15 durchgeführt und das Gehäuse 2 unterhalb des Karosseriebleches 15 festgelegt werden. Hierfür sind entsprechende Befestigungsmittel wie Schrauben, Rastverbindungen, Klebeverbindungen oder dergleichen vorhanden, in Figuren jedoch nicht dargestellt.
Bezugszeichenliste
1. Antennensystem
2. Gehäuse
3. Antennenhaube
4. Außenabdeckung
5. Oberseite (des Gehäuses 2)
6. Unterseite (der Antennenhaube 3)
7. Außenkontur (der Außenabdeckung 4)
8. Antennenelement
9. Streben
10. Aussparungen
11. Hauptplatine
12. Antennenplatine
13. Steckverbinder
14. Steckverbinder
15. Karosserieblech
16. Öffnung

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E Antennenmodul
1. Antennensystem (1), das ein Gehäuse (2), in dem eine Platine angeordnet ist, und zumindest ein Antennenelement (8) aufweist, wobei das zumindest eine Antennenelement (8) innerhalb einer Abdeckung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (2) eine Hauptplatine (11) mit oder ohne Antennenelement (8) angeordnet ist und beabstandet zu der Hauptplatine (11) sowie außerhalb des Gehäuses (2) das zumindest eine Antennenelement (8) angeordnet ist.
2. Antennensystem (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (2) die Hauptplatine (11) ohne Antenneneiement (8) angeordnet ist und beabstandet zu der Hauptplatine (11) sowie außerhalb des Gehäuses (2) eine Antennenplatine (12) vorgesehen ist, wobei das zumindest eine Antennenelement (8) auf der Antennenplatine (12) angeordnet ist.
3. Antennensystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) zumindest eine Öffnung zur Durchführung von Mittein zur Verbindung der Hauptplatine (11) mit der Antennenplatine (12) aufweist.
4. Antennensystem (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Verbindung der Hauptplatine (11) mit der Antennenplatine (12) die Hauptplatine (11) einen Steckverbinder (13) und die Antennenplatine (12) einen mit dem Steckverbinder (13) korrespondierenden Steckverbinder (14) aufweist.
5. Antennensystem (1) nach Anspruch 1 , 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenplatine (12) mit dem zumindest einen Antennenelement (8) innerhalb einer Außenabdeckung (4) angeordnet ist.
6. Antennensystem (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenabdeckung (4) vollflächig mit einer Öffnung zum Einsetzen der Antennenplatine (12) mit dem zumindest einen Antennenelement (8) ausgebildet ist.
7. Antennensystem (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenabdeckung (4) von Streben (9) mit dazwischenliegenden Aussparungen (10) gebildet ist sowie eine Öffnung zum Einsetzen der Antennenplatine (12) mit dem zumindest einen Antennenelement (8) aufweist.
8. Antennensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenplatine (12) über Verbindungsmittel an der Hauptplatine (11) und/oder dem Gehäuse (2) angeordnet und befestigt ist.
9. Antennensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Außenabdeckung (4) eine Außenhaube (3) vorgesehen ist.
10. Fahrzeug mit einem Antennensystem (1), das ein Gehäuse (2), in dem eine Platine angeordnet ist, und zumindest ein Antennenelement (8) aufweist, wobei das zumindest eine Antennenelement (8) innerhalb einer Abdeckung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des auf der einen Seite eines Karosseriebleches (15) des Fahrzeuges angeordneten Gehäuses (2) eine Hauptplatine (11) ohne Antennenelement (8) angeordnet ist und dass beabstandet zu der Hauptplatine (11) sowie außerhalb des Gehäuses (2) eine auf der anderen Seite des Karosseriebleches (15) des Fahrzeuges angeordnete Antennenplatine (12) vorgesehen ist, wobei das zumindest eine Antennenelement (8) auf der Antennenplatine (12) angeordnet ist.
11. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Karosserieblech (15) eine Öffnung (16) zur Durchführung von Mitteln zur Verbindung der Hauptplatine (11) mit der Antennenplatine (12) aufweist.
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