DE102007038076A1

DE102007038076A1 - Dachantenne für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007038076A1
Application number: DE200710038076
Authority: DE
Inventors: Juergen Gaub; Norbert Dipl.-Ing. Lotterer; Matthias Dipl.-Ing. Reinhardt
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-08-11
Filing date: 2007-08-11
Publication date: 2008-03-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dachantenne (2) für ein Kraftfahrzeug, die auf einer metallischen Dachfläche (1) des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und an der zumindest Mobilfunk- und/oder Fahrberechtigungs-Signale sendbar und empfangbar sind, wobei die Dachantenne (2) einen nach außen wirksamen ersten Bereich (2.1) und einen in einem Fahrzeuginnenraum (3) wirksamen zweiten Bereich (2.2) zum Senden und/oder Empfangen umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dachantenne für ein Kraftfahrzeug, die auf einer metallischen Dachfläche des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und an der zumindest ein Mobiltelefon anschließbar ist.
Moderne Kraftfahrzeuge sind meist mit Dachantennen für den Betrieb mit einem Mobiltelefon ausgestattet. Häufig werden diese Dachantennen auch für andere Dienste, wie digitalen Radioempfang, satellitengestützte Navigation oder Fahrberechtigungssysteme wie Keyless-Go/Entry oder Funkzentralverriegelung benutzt.
Aus der EP 1 753 081 A1 ist eine Mobilfunkantenne für ein Fahrzeug zum Empfangen und/oder Senden hochfrequenter Signale bestimmter Dienste mit einem flächig gestalteten Masseelement und zumindest einem planparallel darüber angeordneten Antennenelement bekannt, bei dem das Antennenelement oval oder halbovalförmig ausgebildet ist, wobei in dem Antennenelement ein weiteres, ebenfalls ovales oder halbovalförmiges Antennenelement in der gleichen Ebene angeordnet ist, wobei zwischen den beiden Antennenelementen ein Schlitz vorhanden ist. Auf diese Weise ist der Empfang oder das Senden hochfrequenter Signale verschiedener Frequenzbereiche möglich. Eine solche, auf dem Dach des Fahrzeugs angeordnete Mobilfunkantenne ist zwar prinzipiell auch zum Betrieb eines Keyless-Go-Systems geeignet. Keyless-Go-Systeme kommunizieren jedoch nicht nur zum Öffnen des Fahrzeugs, sondern auch während der Fahrt. Der Empfang im Inneren des Fahrzeugs ist mit der beschriebenen Mobilfunkantenne jedoch unbefriedigend und kann nur durch entsprechend große Sendeleistungen ausgeglichen werden.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Dachantenne für ein Kraftfahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Dachantenne mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand des Unteranspruchs 2.
Eine erfindungsgemäße Dachantenne für ein Kraftfahrzeug ist auf einer metallischen Dachfläche des Kraftfahrzeugs angeordnet. Über die Dachantenne sind zumindest Mobilfunk-Signale und Fahrberechtigungs-Signale sendbar und/oder empfangbar.
Die Dachantenne umfasst einen nach außen wirksamen ersten Bereich und einen in einem Fahrzeuginnenraum wirksamen zweiten Bereich zum Senden und/oder Empfangen. Zu diesem Zweck ist die Dachantenne in einem Durchbruch der metallischen Dachfläche angeordnet, der erste Bereich der Antenne ragt nach außen, der zweite Bereich der Antenne hingegen in den Innenraum, so dass das Fahrberechtigungssystem, beispielsweise ein Keyless-Go-System auch während der Fahrt besser mittels der Dachantenne mit dem Fahrzeug kommunizieren kann.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine Dachfläche eines Kraftfahrzeugs und eine Dachantenne mit einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich, die miteinander verbunden sind,
2 eine Dachfläche eines Kraftfahrzeugs und eine Dachantenne mit einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich, die separat ausgebildet sind, und
3 eine Dachfläche eines Kraftfahrzeugs und eine Dachantenne mit einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich, der über eine Verbindungsleitung mit dem ersten Bereich verbunden ist.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine Dachfläche 1 eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Auf der metallischen Dachfläche 1 ist eine Dachantenne 2 angeordnet. Sie umfasst einen ersten Bereich 2.1, der nach außen hin wirksam ist und einen zweiten Bereich 2.2, der zu einem Innenraum 3 des Kraftfahrzeugs hin wirksam ist und zu diesem Zweck durch einen Durchbruch in der Dachfläche 1 in den Innenraum 3 ragt. Der erste Bereich 2.1 ist zum Schutz gegen Witterungseinflüsse mit einer Schutzummantelung 2.3 versehen.
Der erste Bereich 2.1 und der zweite Bereich 2.2 sind elektrisch miteinander verbunden und an eine elektronische Baugruppe 4 angeschlossen, die beispielsweise eine Frequenzweiche und Anpassschaltungen zum Anschluss eines Mobiltelefons über ein erstes Zuleitungskabel 5 und eines Fahrberechtigungssystems über ein zweites Zuleitungskabel 6 umfasst.
Die Dachfläche 1 wird als Massefläche für die Dachantenne 2 genutzt und ist ebenfalls an die elektronische Baugruppe 4 angeschlossen. Das Fahrberechtigungssystem kann beispielsweise ein Keyless-Go-System, und/oder ein Keyless-Entry-System und/oder eine Funkschließung sein.
In 2 ist die metallische Dachfläche 1 mit einer alternativen Ausführungsform der Dachantenne 2 gezeigt, bei der der erste Bereich 2.1 und der zweite Bereich 2.2 elektrisch nicht direkt miteinander verbunden sind. Stattdessen sind beide Bereiche 2.1, 2.2 an eine logische Schaltungseinheit 7 angeschlossen, die wiederum mit der elektronischen Baugruppe 4 verbunden ist.
Diese Schaltungseinheit 7 kann als ein Koppler, bei dem beide Antennensignale als Summensignal an die elektronische Baugruppe 4 abgegeben werden, insbesondere als ein Hybridkoppler oder ein Z-Koppler ausgebildet sein. Ebenso kann sie als ein Combiner, Leistungsteiler, Splitter oder Anpasstopf ausgebildet sein. Eine Auswahl des entsprechenden Bereichs 2.1, 2.2 muss bei einem Koppler, Leistungsteiler, Splitter oder Combiner nicht durchgeführt werden. Bei diesen Typen werden die beiden Antennensignale addiert und der elektronischen Baugruppe 4 als Summensignal zur Verfügung gestellt.
Schließlich kann die Schaltungseinheit 7 als Antennenumschalter ausgebildet sein, bei dem beispielsweise nach Feldstärke oder einer Vermutung über den derzeitigen Aufenthaltsort eines Schlüssels mit einem Keyless-Go-Transponder (nicht gezeigt) im Innenraum 3 oder außerhalb des Kraftfahrzeugs der entsprechende Bereich 2.1, 2.2 zugeschaltet wird. Im Fall eines Antennenumschalters muss der gewünschte Bereich 2.1, 2.2 von außen ausgewählt werden. Kriterien für die Auswahl können beispielsweise sein: die empfangene Feldstärke, eine Signalqualität der empfangenen Signale. Alternativ kann der Bereich 2.1, 2.2 ausgewählt werden, der in dem vermuteten Aufenthaltsort des Schlüssels die beste Empfangseigenschaft bietet.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform der Dachantenne 2 gezeigt, bei der der zweite Bereich 2.2 als ein separates Antennenelement ausgebildet und über eine Verbindungsleitung 8 mit dem ersten Bereich 2.1 elektrisch verbunden. Auf diese Weise kann der zweite Bereich 2.2 an einem besonders geeigneten Ort im Innenraum 3 angeordnet werden. Der zweite Bereich 2.2 kann insbesondere eine der folgenden Formen aufweisen:

– Leitung mit Schaumteil. Das Schaumteil sorgt für einen definierten Abstand zur Dachfläche 1. Auf das Schaumteil oder in das Schaumteil ist, beispielsweise durch Einritzen eines Schlitzes, ein Kabel definierter Länge gelegt. Zusammen bildet diese Einheit den zweiten Bereich 2.2. Die Verbindung zum ersten Bereich 2.1 erfolgt durch bekannte Verbindungstechniken wie eine Koaxialleitung oder einen einfachen Leiter mit geringer Länge;
– Folie auf dem Dachhimmel;
– Antennenstruktur auf einer Leiterplatte in einem Steuergerät, das sich im Innenraum 3 befindet;
– Leiterplattenantenne;
- Karosseriekante, beispielsweise eine Blechkante zwischen einer Glasscheibe und der Dachfläche 1, die als Antenne genutzt wird.

Auch bei Verwendung einer Verbindungsleitung 8 kann ein Anschluss des ersten Bereichs 2.1 und des zweiten Bereichs 2.2 an eine Schaltungseinheit 7, wie in 2 beschrieben, statt einer direkten elektrischen Verbindung der Bereiche 2.1, 2.2 vorgesehen sein.
Die elektronische Baugruppe 4 und die Schaltungseinheit 7 können miteinander und/oder mit der Dachantenne 2 integriert ausgebildet sein.
Der zweite Bereich 2.2 kann insbesondere als eine Wurfantenne in der Art eines Leitungsstücks oder als eine Leiterbahnstruktur auf einer Leiterplatte oder als ein separates Antennenelement, beispielsweise eine keramische Antenne oder als eine Antennenstruktur in der Art einer auf einen Dachhimmel aufgebrachten Folie ausgebildet sein.
Die Frequenzweiche, als Teil der elektronischen Baugruppe 4, welche die Signale von Mobilfunk und Fahrberechtigungssystem voneinander trennt, kann in der Dachantenne 2 integriert sein.
Alternativ kann die Trennung der beiden Signale auch zu einem späteren Zeitpunkt in einem Steuergerät des Fahrzeugs erfolgen. Hierbei wird das Signal zum Steuergerät übertragen, beispielsweise über eine Koaxialleitung, um dort in die jeweiligen Dienste Mobilfunk und Fahrberechtigungssystem separiert zu werden.
Zur Optimierung von Kosten und Bauraum kann eine Auswerteschaltung für die Auswertung der Signale für das Fahrberechtigungssystem in die Dachantenne 2 integriert sein.
Der zweite Bereich 2.2 kann so gestaltet sein, dass er unabhängig vom Typ des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann, indem beispielsweise ein Abstand des zweiten Bereichs 2.2 zur Dachfläche 1 bei allen Typen gleich ist.

1: Dachfläche
2: Dachantenne
2.1: erster Bereich
2.2: zweiter Bereich
2.3: Schutzummantelung
3: Innenraum
4: elektronische Baugruppe
5: erstes Zuleitungskabel
6: zweites Zuleitungskabel
7: Schaltungseinheit
8: Verbindungsleitung

Claims

Dachantenne (2) für ein Kraftfahrzeug zum Senden oder Empfangen Signale verschiedener Art, wobei die Dachantenne (2) auf einer Dachfläche (1) des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachantenne (2) einen nach außen wirksamen ersten Bereich (2.1) und einen in einem Fahrzeuginnenraum (3) wirksamen zweiten Bereich (2.2) zum Senden und/oder Empfangen umfasst.
Dachantenne (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich und der zweite Bereich (2.2) elektrisch miteinander verbunden sind und eine elektronische Baugruppe (4) als Frequenzweiche zur Unterscheidung der Signale nachgeschaltet ist.
Dachantenne (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung eine logische Schaltungseinheit (4) aufweist, welche zwischen dem ersten (2.1) und dem zweiten Bereich (2.1) je nach Sende und/oder Empfangsanforderungen hin- und herschaltet.
Dachantenne (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (2.1) und der zweite Bereich (2.2) als getrennte Antennen ausgeführt sind, welche über eine elektrische Verbindungsleitung verbunden sind.
Dachantenne (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachantenne (2) zum Senden und/oder Empfang von Mobilfunk- und Fahrberechtigungs-Signalen ausgebildet ist.
Fahrzeug mit einer Dachantenne (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachantenne (2) derart in einem Durchbruch der Dachfläche (1) angeordnet ist, dass der erste Bereich (2.1) nach außen und der zweite Bereich (2.2) in den Fahrzeuginnenraum (3) ragen.