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DE102024203331B3 - Antenna unit of a vehicle - Google Patents

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DE102024203331B3
DE102024203331B3 DE102024203331.6A DE102024203331A DE102024203331B3 DE 102024203331 B3 DE102024203331 B3 DE 102024203331B3 DE 102024203331 A DE102024203331 A DE 102024203331A DE 102024203331 B3 DE102024203331 B3 DE 102024203331B3
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DE
Germany
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contacting
antenna unit
housing
frequency cable
electrically conductive
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DE102024203331.6A
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German (de)
Inventor
Dirk Heine
Christian Bronnert
Paul Müller
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Aumovio Germany De GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antenneneinheit (1) eines Fahrzeugs, aufweisend mindestens eine Antenne für hochfrequente Signale, einen Trägerkörper (4) für elektronische Bauteile und ein Hochfrequenzkabel (3) zur externen Verbindung der Antenneneinheit (1) mit weiteren Fahrzeugkomponenten. Die Erfindung sieht vor, dass die Antenneneinheit (1) ein Kontaktierungsmodul (10) aufweist mit mindestens zwei auf dem Trägerkörper (4) angeordneten elektrisch leitfähigen Kontaktierungselementen (12) und mit einem das Hochfrequenzkabel (3) aufnehmenden Kontaktierungsgehäuse (11). Zur elektrischen Kontaktierung des Hochfrequenzkabels (3) mit den elektrisch leitfähigen Kontaktierungselementen (12) ist das Kontaktierungsgehäuse (11) mit dem Trägerkörper (4) formschlüssig verbunden.

Figure DE102024203331B3_0000
The invention relates to an antenna unit (1) of a vehicle, comprising at least one antenna for high-frequency signals, a carrier body (4) for electronic components, and a high-frequency cable (3) for externally connecting the antenna unit (1) to other vehicle components. The invention provides that the antenna unit (1) has a contacting module (10) with at least two electrically conductive contacting elements (12) arranged on the carrier body (4) and with a contacting housing (11) accommodating the high-frequency cable (3). For electrically contacting the high-frequency cable (3) with the electrically conductive contacting elements (12), the contacting housing (11) is positively connected to the carrier body (4).
Figure DE102024203331B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Antenneneinheit eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an antenna unit of a vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Antenneneinheiten beziehungsweise Antenennmodule werden in vielfältigen Ausführungsformen und Anwendungsbereichen insbesondere zum Empfang und zur Abstrahlung von hochfrequenten Signalen eingesetzt. Im Automobilbereich kommen derartige Antenneneinheiten beziehungsweise Antenennmodule beispielsweise für die Telefonie, für die Kommunikation mit anderen Kommunikationspartnern, für den Empfang von Radiosendern und für den Empfang von Satellitensignalen zum Einsatz.Antenna units or antenna modules are used in a wide variety of designs and applications, particularly for receiving and transmitting high-frequency signals. In the automotive sector, such antenna units or antenna modules are used, for example, for telephony, communication with other communication partners, reception of radio stations, and reception of satellite signals.

In Fahrzeugen sind diese Antenneneinheiten an unterschiedlichen Einbauorten untergebracht, insbesondere auf dem Fahrzeugdach als Dachantennen ausgebildet oder in einen Außenspiegel des Fahrzeugs integriert oder auf dem Cockpit des Fahrzeugs angeordnet.In vehicles, these antenna units are located at different installation locations, in particular on the vehicle roof as roof antennas or integrated into an exterior mirror of the vehicle or arranged on the cockpit of the vehicle.

Die Verbindung der Antenneneinheit zu weiteren elektronischen Komponenten beziehungsweise Bauteilen oder Baugruppen des Fahrzeugs zur Signalübertragung erfolgt durch ein Hochfrequenzkabel, insbesondere über ein koaxiales Hochfrequenzkabel. Derartige koaxiale Hochfrequenzkabel bestehen aus einem als Kupferdraht oder als mehradrige Litze ausgebildeten Innenleiter zum Signaltransport, einem Dielektrikum, einer üblicherweise als Geflecht ausgebildeten Abschirmung als Masseanschluss und einem Außenmantel. Dieses Hochfrequenzkabel wird mit einem Ende auf einem insbesondere als Leiterplatte (Printed Circuit Board PCB) ausgebildeten Trägerkörper der Antenneneinheit elektrisch kontaktiert, wozu insbesondere Lötverbindungen des Innenleiters des Hochfrequenzkabels und des Massekontakts des Hochfrequenzkabels auf die Leiterplatte vorgesehen sind. Das andere Ende des Hochfrequenzkabels wird aus einem Gehäuse der Antenneneinheit herausgeführt.The antenna unit is connected to other electronic components, parts, or assemblies of the vehicle for signal transmission via a high-frequency cable, in particular via a coaxial high-frequency cable. Such coaxial high-frequency cables consist of an inner conductor designed as a copper wire or as a multi-core stranded wire for signal transmission, a dielectric, a shield usually designed as a braid as a ground connection, and an outer sheath. This high-frequency cable is electrically contacted at one end by a carrier body of the antenna unit, which is designed in particular as a printed circuit board (PCB). For this purpose, solder connections of the inner conductor of the high-frequency cable and the ground contact of the high-frequency cable to the circuit board are provided. The other end of the high-frequency cable is led out of a housing of the antenna unit.

Beim Betrieb der Antenneneinheit mit einem hohen Datenvolumen und damit in hierfür erforderlichen hohen Frequenzbereichen von beispielsweise über 3 GHz, bereiten derartige Lötverbindungen und deren Lötaugen Probleme aufgrund der unzuverlässigen Reproduzierbarkeit des Lotauftrags und des geringen für die Lötaugen zur Verfügung stehenden Platzes auf der möglichst kompakt ausgebildeten Antenneneinheit und damit auch auf der möglichst kompakt ausgebildeten Leiterplatte.When operating the antenna unit with a high data volume and thus in the high frequency ranges required for this, for example above 3 GHz, such solder connections and their solder pads cause problems due to the unreliable reproducibility of the solder application and the limited space available for the solder pads on the antenna unit, which is designed to be as compact as possible, and thus also on the printed circuit board, which is designed to be as compact as possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antenneneinheit eines Fahrzeugs anzugeben, bei der die elektrische Kontaktierung des Hochfrequenzkabels auf einem insbesondere als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper der Antenneneinheit auf einfache Weise und zuverlässig reproduzierbar realisiert ist.The invention is based on the object of specifying an antenna unit of a vehicle in which the electrical contacting of the high-frequency cable on a carrier body of the antenna unit, in particular designed as a printed circuit board, is realized in a simple and reliably reproducible manner.

Diese Aufgabe wird bei einer Antenneneinheit eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved in an antenna unit of a vehicle having the features of patent claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Bestandteil der weiteren Patentansprüche.Advantageous further developments of the invention are part of the further patent claims.

Erfindungsgemäß weist die Antenneneinheit eines Fahrzeugs zur Realisierung einer zuverlässig reproduzierbaren elektrischen Kontaktierung des zur externen Verbindung der Antenneneinheit mit weiteren Fahrzeugkomponenten vorgesehenen und insbesondere als Koaxialkabel ausgebildeten Hochfrequenzkabels auf dem insbesondere als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper für elektronische Bauteile der Antenneneinheit, eine mittels eines Kontaktierungsmoduls realisierte lötfreie elektrische Verbindung zwischen dem Hochfrequenzkabel und dem als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper auf. Diese lötfreie elektrische Verbindung des Hochfrequenzkabels mit dem als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper der Antenneneinheit ist insbesondere auch bei hohen Frequenzbereichen im Betrieb der Antenneneinheit von beispielsweise mehr als 3 GHz einsetzbar, so dass hierdurch auch eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Antenneneinheit und eine signifikante Erweiterung des Einsatzbereichs der Antenneneinheit erzielt werden kann.According to the invention, the antenna unit of a vehicle has a solderless electrical connection between the high-frequency cable and the carrier body designed as a printed circuit board, implemented by means of a contacting module, for implementing a reliably reproducible electrical contact between the high-frequency cable provided for the external connection of the antenna unit to other vehicle components and in particular designed as a coaxial cable, on the carrier body designed in particular as a printed circuit board for electronic components of the antenna unit. This solderless electrical connection of the high-frequency cable to the carrier body of the antenna unit designed as a printed circuit board can be used in particular even at high frequency ranges during operation of the antenna unit, for example, more than 3 GHz, so that an improvement in the performance of the antenna unit and a significant expansion of the application range of the antenna unit can be achieved.

Das erfindungsgemäße Kontaktierungsmodul der Antenneneinheit weist mindestens zwei auf dem als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper angeordnete elektrisch leitfähige Kontaktierungselemente auf und ein das Hochfrequenzkabel aufnehmendes Kontaktierungsgehäuse, das zur elektrischen Kontaktierung des Hochfrequenzkabels mit der Leiterplatte mechanisch und formschlüssig verbunden ist und hierdurch auch die auf dem als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper angeordneten elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente physisch kontaktiert. Insbesondere wird hierdurch auch das Kontaktierungsgehäuse mit dem entsprechend abisolierten Hochfrequenzkabel auf die sich auf dem als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper befindlichen elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente aufgedrückt und dadurch mit diesen elektrisch leitfähigen Kontaktierungselementen elektrisch leitend verbunden.The contacting module of the antenna unit according to the invention comprises at least two electrically conductive contacting elements arranged on the carrier body designed as a printed circuit board, and a contacting housing accommodating the high-frequency cable, which is mechanically and positively connected to the printed circuit board for electrically contacting the high-frequency cable and thereby also physically contacts the electrically conductive contacting elements arranged on the carrier body designed as a printed circuit board. In particular, the contacting housing with the appropriately stripped high-frequency cable is pressed onto the electrically conductive contacting elements located on the carrier body designed as a printed circuit board, thereby electrically connecting them to these electrically conductive contacting elements.

Insbesondere ist hierbei mindestens ein elektrisch leitfähiges Kontaktierungselement zur elektrischen Kontaktierung des Innenleiters des Hochfrequenzkabels und mindestens ein elektrisch leitfähiges Kontaktierungselement zur elektrischen Kontaktierung des Masseanschlusses und damit zur elektrischen Kontaktierung der Abschirmung des Hochfrequenzkabels vorgesehen. Beispielsweise sind ein elektrisch leitfähiges Kontaktierungselement zur elektrischen Kontaktierung des Innenleiters des Hochfrequenzkabels und zwei elektrisch leitfähige Kontaktierungselemente zur Kontaktierung des Masseanschlusses und damit zur Kontaktierung der Abschirmung des Hochfrequenzkabels vorgesehen.In particular, at least one electrically conductive contacting element for electrically contacting the inner conductor of the high-frequency cable and at least one electrically conductive contacting element for electrically contacting the ground connection and thus for electrically contacting the shielding of the high-frequency cable. For example, one electrically conductive contacting element is provided for electrically contacting the inner conductor of the high-frequency cable, and two electrically conductive contacting elements are provided for contacting the ground connection and thus for contacting the shielding of the high-frequency cable.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente einen Grundkörper aus einem komprimierbaren Kunststoffmaterial auf, der mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen ist, beispielsweise mit einer auf dem komprimierbaren Kunststoffmaterial angeordneten Beschichtung auf Goldbasis. Die Kontaktierungselemente besitzen eine bestimmte vorgegebene Höhe des Grundkörpers und eine dünne hierauf aufgebrachte elektrisch leitfähige Beschichtung. Die Höhe des Grundkörpers der elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente wird dabei so gewählt, dass bei der durch Andrücken des Kontaktierungsgehäuses auf die elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente und der hieraus resultierenden Komprimierung der elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente, ein ausreichender physischer Kontakt und damit eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem im Kontaktierungsgehäuse angeordneten Hochfrequenzkabel und den elektrisch leitfähigen Kontaktierungselementen resultiert.In an advantageous development of the invention, the electrically conductive contacting elements have a base body made of a compressible plastic material, which is provided with an electrically conductive coating, for example, a gold-based coating arranged on the compressible plastic material. The contacting elements have a certain predetermined height of the base body and a thin electrically conductive coating applied thereto. The height of the base body of the electrically conductive contacting elements is selected such that, when the contacting housing is pressed onto the electrically conductive contacting elements and the resulting compression of the electrically conductive contacting elements, sufficient physical contact and thus a reliable electrical connection results between the high-frequency cable arranged in the contacting housing and the electrically conductive contacting elements.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht der Grundkörper der elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente aus einem komprimierbaren Schaummaterial als Schaumkern. Demzufolge ist dieser Schaumkern der elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente bei der mechanischen Verbindung des Kontaktierungsgehäuses mit den elektrisch leitfähigen Kontaktierungselementen und dem hieraus resultierenden Druck auf die elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente entsprechend komprimierbar.In an advantageous development of the invention, the base body of the electrically conductive contacting elements consists of a compressible foam material as a foam core. Accordingly, this foam core of the electrically conductive contacting elements is compressible during the mechanical connection of the contact housing to the electrically conductive contacting elements and the resulting pressure on the electrically conductive contacting elements.

Vorzugsweise ist hierbei der Grundkörper der elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente und damit der komprimierbare Schaumkern der elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente bei der mechanischen Verbindung des Kontaktierungsgehäuses mit den elektrisch leitfähigen Kontaktierungselementen durch entsprechende Wahl des Materials des Grundkörpers der elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente um bis zu 60% seiner Höhe komprimierbar.Preferably, the base body of the electrically conductive contacting elements and thus the compressible foam core of the electrically conductive contacting elements can be compressed by up to 60% of its height during the mechanical connection of the contacting housing to the electrically conductive contacting elements by appropriately selecting the material of the base body of the electrically conductive contacting elements.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente als SMD-Bauteile (Surface Mounted Devices) ausgebildet, die in SMT-Technologie (Surface Mounted Technology) beziehungsweise mittels eines SMT-Verfahrens auf den als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper aufgebracht sind. Mittels des SMT-Verfahrens ist eine automatisierte präzise Montage der als SMD-Bauteile ausgebildeten Kontaktierungselemente mit einem Bestückungsautomaten und damit auch eine effiziente Produktion der Antenneneinheit möglich. Die elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente werden hierdurch präzise auf dem als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper positioniert, das heißt Positionierung und Abmessung der elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente können sehr genau und mit hoher Reproduzierbarkeit festgelegt werden.In an advantageous development of the invention, the electrically conductive contacting elements are designed as SMD components (surface-mounted devices) that are applied to the carrier body, which is designed as a printed circuit board, using SMT technology (surface-mounted technology) or by means of an SMT process. The SMT process enables automated, precise assembly of the contacting elements designed as SMD components using a placement machine, thus enabling efficient production of the antenna unit. The electrically conductive contacting elements are thus precisely positioned on the carrier body, which is designed as a printed circuit board. This means that the positioning and dimensions of the electrically conductive contacting elements can be determined very precisely and with high reproducibility.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zur präzisen Steuerung des Andrückens des Kontaktierungsgehäuses mit dem entsprechend abisolierten Hochfrequenzkabel auf den als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper und damit auf die elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente, auf dem als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper mehrere Aufnahmeöffnungen vorgesehen, in die am Kontaktierungsgehäuse ausgebildete korrespondierende Befestigungselemente eingreifen. Hierdurch wird insbesondere auch die formschlüssige mechanische Verbindung des Kontaktierungsgehäuses mit dem als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper bewirkt. Beispielsweise sind die in entsprechend ausgeformte Aufnahmeöffnungen auf dem als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper eingreifende Befestigungselemente als Schnapphaken ausgebildet. Alternativ hierzu können die Befestigungselemente auch als Befestigungsclips ausgebildet sein, die beispielsweise eine Tannenbaumform zum möglichen Ausgleichen unterschiedlicher Dicken des als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörpers aufweisen.In a further advantageous development of the invention, for the precise control of the pressing of the contact housing with the appropriately stripped high-frequency cable onto the carrier body designed as a printed circuit board and thus onto the electrically conductive contacting elements, a plurality of receiving openings are provided on the carrier body designed as a printed circuit board, into which corresponding fastening elements formed on the contact housing engage. This also brings about, in particular, the positive mechanical connection of the contact housing to the carrier body designed as a printed circuit board. For example, the fastening elements engaging in correspondingly shaped receiving openings on the carrier body designed as a printed circuit board are designed as snap hooks. Alternatively, the fastening elements can also be designed as fastening clips, which, for example, have a fir tree shape to potentially compensate for different thicknesses of the carrier body designed as a printed circuit board.

Das Kontaktierungsgehäuse weist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zur Zentrierung des in das Kontaktierungsgehäuse eingebrachten Hochfrequenzkabels an seiner Innenwandung angeformte Ausformungen als Zentrierelemente zur Zentrierung des Hochfrequenzkabels im Kontaktierungsgehäuse auf. Vorzugsweise sind weiterhin im Kontaktierungsgehäuse im Bereich der Eintrittsöffnung für das Hochfrequenzkabel mehrere beispielsweise als Rippen ausgebildete Ausformungen zur Zugentlastung des Hochfrequenzkabels vorgesehen. Weiterhin kann das Kontaktierungsgehäuse zur Begrenzung einer Bewegung des Hochfrequenzkabels in Längsrichtung des Kontaktierungsgehäuses und damit zur Fixierung beziehungsweise zur Sicherung des Hochfrequenzkabels, einen Anschlag an seiner Innenwandung aufweisen, der beispielsweise halbkreisförmig ausgebildet ist.In a preferred embodiment of the invention, the contact housing has molded-on recesses on its inner wall as centering elements for centering the high-frequency cable inserted into the contact housing. Preferably, the contact housing also includes a plurality of recesses, e.g., formed as ribs, in the region of the inlet opening for the high-frequency cable, for strain relief of the high-frequency cable. Furthermore, the contact housing can have a stop on its inner wall, e.g., semicircular, to limit movement of the high-frequency cable in the longitudinal direction of the contact housing and thus to fix or secure the high-frequency cable.

Vorteilhafterweise wird bei der erfindungsgemäßen Antenneneinheit eines Fahrzeugs somit eine gleichbleibende automatisiert und reproduzierbar mit hoher Qualität herstellbare elektrische Verbindung des Hochfrequenzkabels mit der Leiterplatte auch bei geringen Abmessungen der Leiterplatte und damit bei einer geringen zur Verfügung stehenden Fläche für die elektrische Kontaktierung bereitgestellt.Advantageously, the antenna unit of a vehicle according to the invention thus has a A consistent, automated and reproducible electrical connection of the high-frequency cable to the circuit board with high quality is provided, even with small circuit board dimensions and thus with a small available area for electrical contact.

Im Übrigen umfasst die Erfindung auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.Furthermore, the invention also includes combinations of the features of the described embodiments.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Hierzu zeigen:

  • 1 eine schematische Außenansicht der Antenneneinheit;
  • 2 eine Detailansicht eines Hochfrequenzkabels;
  • 3 eine Ansicht des Kontaktierungsgehäuses mit eingelegtem Hochfrequenzkabel;
  • 4 eine schematische Ansicht des als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörpers der Antenneneinheit;
  • 5 eine Ansicht des Kontaktierungsmoduls beim Andrücken des Kontaktierungsgehäuses auf den als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper der Antenneneinheit;
  • 6 eine Schnittdarstellung des Kontaktierungsmoduls nach dem Andrücken des Kontaktierungsgehäuses auf den als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper der Antenneneinheit.
An embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawings.
  • 1 a schematic external view of the antenna unit;
  • 2 a detailed view of a high-frequency cable;
  • 3 a view of the contact housing with inserted high-frequency cable;
  • 4 a schematic view of the carrier body of the antenna unit designed as a printed circuit board;
  • 5 a view of the contacting module when the contacting housing is pressed onto the carrier body of the antenna unit, which is designed as a printed circuit board;
  • 6 a sectional view of the contacting module after the contacting housing has been pressed onto the carrier body of the antenna unit, which is designed as a printed circuit board.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, the described components of the embodiment each represent individual, independently considered features of the invention, which also further develop the invention independently of one another and are thus also to be considered as components of the invention, either individually or in a combination other than that shown. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

Die gemäß der 1 dargestellte Antenneneinheit 1 eines Fahrzeugs ist mit einem beispielsweise als Kunststoffgehäuse ausgebildeten Gehäuse 2 versehen und ist mittels der Befestigung 5 an einem Bauteil des Fahrzeugs befestigt. Beispielsweise weist die Antenneneinheit 1 eine zirkular polarisierte Keramikantenenne für hochfrequente Signale auf, die auf Basis eines Keramiksubstrats mit einer hohen relativen Dielektrizitätskonstante ∈r ausgebildet ist. Das Keramiksubstrat ist auf einem als Leiterplatte ausgebildeten Trägerkörper 4 für Elektronikbauteile der Antenneneinheit 1 angeordnet, insbesondere für einen auf der Unterseite der Leiterplatte 4 aufgebrachten Signalverstärker. Zum externen Anschluss der Antenneneinheit 1 und damit zur elektrischen Verbindung der Antenneneinheit 1 mit weiteren Komponenten beziehungsweise Bauteilen des Fahrzeugs und zur Signalübertragung von hochfrequenten Signalen, ist das beispielsweise als Koaxialkabel ausgebildete Hochfrequenzkabel 3 aus dem Gehäuse 2 herausgeführt. Innerhalb der Antenneneinheit 1 ist das Hochfrequenzkabel 3 mit der Leiterplatte 4 elektrisch leitend kontaktiert und damit auch mit den auf der Leiterplatte 7 aufgebrachten Elektronikbauteilen der Antenneneinheit 1 elektrisch leitend verbunden.The according to the 1 The antenna unit 1 of a vehicle shown is provided with a housing 2, designed, for example, as a plastic housing, and is attached to a component of the vehicle by means of the fastening 5. For example, the antenna unit 1 has a circularly polarized ceramic antenna for high-frequency signals, which is formed on the basis of a ceramic substrate with a high relative dielectric constant ∈r. The ceramic substrate is arranged on a carrier body 4, designed as a printed circuit board, for electronic components of the antenna unit 1, in particular for a signal amplifier applied to the underside of the printed circuit board 4. For the external connection of the antenna unit 1 and thus for the electrical connection of the antenna unit 1 to other components or parts of the vehicle and for the signal transmission of high-frequency signals, the high-frequency cable 3, designed, for example, as a coaxial cable, is led out of the housing 2. Within the antenna unit 1, the high-frequency cable 3 is electrically conductively connected to the printed circuit board 4 and is thus also electrically conductively connected to the electronic components of the antenna unit 1 mounted on the printed circuit board 7.

In der Detailansicht des als Koaxialkabel ausgebildeten Hochfrequenzkabels 3 gemäß der 2 ist zu sehen, dass der als blanke Litze beispielsweise aus Kupfer bestehende Innenleiter 6 von einem Dielektrikum 7 mit hoher Dielektrizitätskonstante umgeben ist. Das Dielektrikum 7 ist wiederum von einer den Masseanschluss des Hochfrequenzkabels 3 bildenden Abschirmung 8 eingefasst, die beispielsweise zweilagig aus einer kaschierten Aluminiumfolie und einem Geflecht aus verzinnten Kupferdrähten besteht. Als Außenschicht des Hochfrequenzkabels 3 ist ein beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial wie PVC bestehender Außenmantel 9 vorgesehen.In the detailed view of the high-frequency cable 3 designed as a coaxial cable according to the 2 It can be seen that the inner conductor 6, consisting of a bare stranded wire made of copper, for example, is surrounded by a dielectric 7 with a high dielectric constant. The dielectric 7 is in turn enclosed by a shield 8 forming the ground connection of the high-frequency cable 3, which, for example, consists of two layers of laminated aluminum foil and a braid of tinned copper wires. An outer sheath 9, made of a plastic material such as PVC, for example, is provided as the outer layer of the high-frequency cable 3.

In der Detailansicht des Kontaktierungsgehäuses 11 des Kontaktierungsmoduls 10 ist gemäß der 3 zu sehen, dass das abisolierte Hochfrequenzkabel 3 in den Innenbereich 17 des Kontaktierungsgehäuses 11 des Kontaktierungsmoduls 10 eingelegt ist, das heißt sowohl der Innenleiter 6 des Hochfrequenzkabels 3 als auch die Abschirmung 8 des Hochfrequenzkabels 3 liegen in einem bestimmten zu kontaktierenden Abschnitt frei. An der Innenwandung 22 des Kontaktierungsgehäuses 11 ist ein Anschlag 20 ausgebildet, der eine genaue Positionierung des Hochfrequenzkabels 3 in Längsrichtung des Kontaktierungsgehäuses 11 ermöglicht. Ebenso ist an der Innenwandung 22 des Kontaktierungsgehäuses 11 eine beispielsweise halbkreisförmige Ausformung 19 als Zentrierhilfe für das Hochfrequenzkabel 3 ausgebildet. An der Eintrittsöffnung 18 des Hochfrequenzkabels 3 in den Innenbereich 17 des Kontaktierungsgehäuses 11 sind an der Innenwandung 22 des Kontaktierungsgehäuses 11 mehrere Rippen 21 angeformt, über die eine Zugentlastung des Hochfrequenzkabels 3 realisiert ist. Weiterhin ist an den vier Ecken des Kontaktierungsgehäuses 11 jeweils ein beispielsweise als Schnapphaken ausgebildetes Befestigungselement 15 vorgesehen, das heißt das Kontaktierungsgehäuse 11 weist somit insgesamt vier Befestigungselemente 15 auf.In the detailed view of the contacting housing 11 of the contacting module 10, according to the 3 It can be seen that the stripped high-frequency cable 3 is inserted into the interior region 17 of the contacting housing 11 of the contacting module 10, i.e., both the inner conductor 6 of the high-frequency cable 3 and the shielding 8 of the high-frequency cable 3 are exposed in a specific section to be contacted. A stop 20 is formed on the inner wall 22 of the contacting housing 11, which allows precise positioning of the high-frequency cable 3 in the longitudinal direction of the contacting housing 11. Likewise, a semicircular recess 19, for example, is formed on the inner wall 22 of the contacting housing 11 as a centering aid for the high-frequency cable 3. At the inlet opening 18 of the high-frequency cable 3 into the inner area 17 of the contact housing 11, several ribs 21 are formed on the inner wall 22 of the contact housing 11, by means of which a strain relief of the high-frequency cable 3 is realized. Furthermore, at the four corners of the contact housing 11, a snap hook made of formed fastening element 15 is provided, that is to say the contacting housing 11 thus has a total of four fastening elements 15.

In der Detailansicht der Leiterplatte als Trägerkörper 4 gemäß der 4 ist zu sehen, dass auf der Leiterplatte 4 mehrere Kontaktierungselemente 12 des Kontaktierungsmoduls 10 als SMD-Bauteile aufgebracht sind, die insbesondere mittels der SMT-Technologie mit Hilfe eines Bestückungsautomaten aufgebracht wurden. Beispielsweise sind hierzu drei linear hintereinander angeordnete Kontaktierungselemente 12 des Kontaktierungsmoduls 10 auf die Leiterplatte 4 aufgebracht. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei derartige Kontaktierungselemente 12 des Kontaktierungsmoduls 10 zur Kontaktierung der Abschirmung 8 des Hochfrequenzkabels 3 vorgesehen, während zur Kontaktierung des Innenleiters 6 des Hochfrequenzkabels 3 ein derartiges Kontaktierungselement 12 des Kontaktierungsmoduls 10 vorgesehen ist. Die Kontaktierungselemente 12 des Kontaktierungsmoduls 10 bestehen jeweils aus einem komprimierbaren Grundkörper 13 aus einem komprimierbaren Kunststoffmaterial als Schaumkern mit einer Breite von beispielsweise ca. 2 cm und einer Höhe von beispielsweise ca. 2 cm. Auf diesem komprimierbaren Grundkörper 13 ist eine insbesondere auf Goldbasis ausgebildete dünne leitfähige Beschichtung 14 aufgebracht. Beispielsweise kann das Kunststoffmaterial des Schaumkerns der Kontaktierungselemente 12 bei einem entsprechenden Druck auf die Oberfläche der Kontaktierungselemente 12 um bis zu 60% komprimiert werden, das heißt in seiner Höhe entsprechend reduziert werden. Weiterhin sind in der Leiterplatte 4 zu den Befestigungselementen 15 des Kontaktierungsgehäuses 11 korrespondierende Aufnahmeöffnungen 16 ausgebildet, in die die beispielsweise als Schnapphaken ausgebildeten Befestigungselemente 15 des Kontaktierungsgehäuses 11 eingreifen können. Gemäß den vier Befestigungselementen 15 am Kontaktierungsgehäuse 11 sind in der Leiterplatte 4 demnach auch vier korrespondierende Aufnahmeöffnungen 16 vorgesehen.In the detailed view of the printed circuit board as carrier body 4 according to the 4 It can be seen that several contacting elements 12 of the contacting module 10 are applied to the circuit board 4 as SMD components, which were applied in particular using SMT technology with the aid of an automatic assembly machine. For example, three contacting elements 12 of the contacting module 10 arranged linearly one behind the other are applied to the circuit board 4. According to the exemplary embodiment shown, two such contacting elements 12 of the contacting module 10 are provided for contacting the shielding 8 of the high-frequency cable 3, while one such contacting element 12 of the contacting module 10 is provided for contacting the inner conductor 6 of the high-frequency cable 3. The contacting elements 12 of the contacting module 10 each consist of a compressible base body 13 made of a compressible plastic material as a foam core with a width of, for example, approximately 2 cm and a height of, for example, approximately 2 cm. A thin, conductive coating 14, particularly a gold-based coating, is applied to this compressible base body 13. For example, the plastic material of the foam core of the contacting elements 12 can be compressed by up to 60% when appropriate pressure is applied to the surface of the contacting elements 12, i.e., its height can be reduced accordingly. Furthermore, receiving openings 16 corresponding to the fastening elements 15 of the contacting housing 11 are formed in the circuit board 4, into which the fastening elements 15, designed, for example, as snap-in hooks, of the contacting housing 11 can engage. Accordingly, four corresponding receiving openings 16 are also provided in the circuit board 4, corresponding to the four fastening elements 15 on the contacting housing 11.

In der 5 ist zu sehen, dass das Kontaktierungsgehäuse 11 des Kontaktierungsmoduls 10 mit dem eingelegten und positionierten sowie abisolierten Hochfrequenzkabel 3 auf die Leiterplatte 4 aufgebracht wird. Hierdurch werden die beispielsweise als Schnapphaken ausgebildeten Befestigungselemente 15 des Kontaktierungsgehäuses 11 in die korrespondierenden Aufnahmeöffnungen 16 auf der Leiterplatte 4 eingedrückt. Gleichzeitig werden durch den Druck des Kontaktierungsgehäuses 11 des Kontaktierungsmoduls 10 auf die Leiterplatte 4 auch die komprimierbaren Kontaktierungselemente 12 des Kontaktierungsmoduls 10 bei dem hieraus resultierenden Druck auf ihre Oberfläche zusammengedrückt, wodurch auch die abisolierten Bereiche des Hochfrequenzkabels 3, das heißt die abisolierten Bereiche des Innenleiters 6 und die abisolierten Bereiche der Abschirmung 8 des Hochfrequenzkabels 3, auf der leitfähigen Beschichtung 14 der Kontaktierungselemente 12 zur Anlage kommen und infolge dieses physischen Kontakts auch eine elektrisch leitende Verbindung zu den Kontaktierungselementen 12 bewirken. Die Höhe der Kontaktierungselemente 12 und auch die Komprimierbarkeit der Kontaktierungselemente 12 wird dabei so gewählt, dass hierdurch eine definierte Anlage der abisolierten Bereiche des Innenleiters 6 und der Abschirmung 8 des Hochfrequenzkabels 3 auf der leitfähigen Beschichtung 14 der Kontaktierungselemente 12 zustande kommt und damit auch eine definierte elektrisch leitende Verbindung der abisolierten Bereiche des Innenleiters 6 und der Abschirmung 8 des Hochfrequenzkabels 3 zu den Kontaktierungselementen 12 erreicht wird.In the 5 It can be seen that the contacting housing 11 of the contacting module 10 with the inserted, positioned, and stripped high-frequency cable 3 is applied to the printed circuit board 4. As a result, the fastening elements 15 of the contacting housing 11, designed, for example, as snap hooks, are pressed into the corresponding receiving openings 16 on the printed circuit board 4. At the same time, the pressure of the contacting housing 11 of the contacting module 10 on the circuit board 4 also compresses the compressible contacting elements 12 of the contacting module 10 due to the resulting pressure on their surface, whereby the stripped areas of the high-frequency cable 3, i.e. the stripped areas of the inner conductor 6 and the stripped areas of the shielding 8 of the high-frequency cable 3, also come into contact with the conductive coating 14 of the contacting elements 12 and, as a result of this physical contact, also bring about an electrically conductive connection to the contacting elements 12. The height of the contacting elements 12 and also the compressibility of the contacting elements 12 are selected such that a defined contact of the stripped areas of the inner conductor 6 and the shielding 8 of the high-frequency cable 3 on the conductive coating 14 of the contacting elements 12 is achieved and thus a defined electrically conductive connection of the stripped areas of the inner conductor 6 and the shielding 8 of the high-frequency cable 3 to the contacting elements 12 is achieved.

In der Schnittdarstellung des Kontaktierungsmoduls 10 gemäß der 6 ist zu sehen, dass das Kontaktierungsgehäuse 11 des Kontaktierungsmoduls 10 mit dem eingelegten und im Innenbereich 15 des Kontaktierungsgehäuses 11 des Kontaktierungsmoduls 10 positionierten sowie abisolierten Hochfrequenzkabel 3 auf die Leiterplatte 4 aufgebracht ist und damit mit der Leiterplatte 4 über die in die Aufnahmeöffnungen 16 der Leiterplatte 4 eingedrückten Schnapphaken als Befestigungselemente 15 formschlüssig verbunden ist. In der 6 ist insbesondere auch zu sehen, dass zwei Kontaktierungselemente 12 des Kontaktierungsmoduls 10 die Abschirmung 8 des Hochfrequenzkabels 3 elektrisch kontaktieren und ein Kontaktierungselement 12 den Innenleiter 6 des Hochfrequenzkabels 3 elektrisch kontaktiert.In the sectional view of the contacting module 10 according to the 6 It can be seen that the contacting housing 11 of the contacting module 10 with the inserted and stripped high-frequency cable 3 positioned in the interior 15 of the contacting housing 11 of the contacting module 10 is mounted on the printed circuit board 4 and is thus positively connected to the printed circuit board 4 via the snap hooks pressed into the receiving openings 16 of the printed circuit board 4 as fastening elements 15. In the 6 In particular, it can also be seen that two contacting elements 12 of the contacting module 10 electrically contact the shielding 8 of the high-frequency cable 3 and one contacting element 12 electrically contacts the inner conductor 6 of the high-frequency cable 3.

Insgesamt zeigt das Beispiel, wie eine erfindungsgemäße Antenneneinheit eines Fahrzeugs zum Empfang und/oder zum Abstrahlen hochfrequenter Signale bereitgestellt werden kann.Overall, the example shows how an antenna unit according to the invention can be provided in a vehicle for receiving and/or transmitting high-frequency signals.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
AntenneneinheitAntenna unit
22
GehäuseHousing
33
HochfrequenzkabelHigh-frequency cables
44
Trägerkörper / LeiterplatteCarrier body / circuit board
55
BefestigungFastening
66
Innenleiter HochfrequenzkabelInner conductor high-frequency cable
77
Dielektrikum HochfrequenzkabelDielectric high-frequency cable
88
Abschirmung HochfrequenzkabelShielding high-frequency cables
99
Außenmantel HochfrequenzkabelOuter sheath high-frequency cable
1010
KontaktierungsmodulContacting module
1111
KontaktierungsgehäuseContact housing
1212
KontaktierungselementeContacting elements
1313
Grundkörper / Schaumkern KontaktierungselementeBase body / foam core contact elements
1414
leitfähige Beschichtung Kontaktierungselementeconductive coating contacting elements
1515
Befestigungselemente KontaktierungsgehäuseFastening elements contact housing
1616
Aufnahmeöffnungen Trägerkörper / LeiterplatteReceiving openings carrier body / circuit board
1717
Innenbereich KontaktierungsgehäuseIndoor contact housing
1818
Eintrittsöffnung im KontaktierungsgehäuseInlet opening in the contact housing
1919
Ausformung im Kontaktierungsgehäuse als ZentrierhilfeFormation in the contact housing as a centering aid
2020
Anschlag im KontaktierungsgehäuseStop in the contact housing
2121
Rippen im KontaktierungsgehäuseRibs in the contact housing
2222
Innenwandung KontaktierungsgehäuseInner wall of contact housing

Claims (10)

Antenneneinheit (1) eines Fahrzeugs, aufweisend mindestens eine Antenne für hochfrequente Signale, einen Trägerkörper (4) für elektronische Bauteile und ein Hochfrequenzkabel (3) zur externen Verbindung der Antenneneinheit (1) mit weiteren Fahrzeugkomponenten, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit (1) ein Kontaktierungsmodul (10) aufweist mit mindestens zwei auf dem Trägerkörper (4) angeordneten elektrisch leitfähigen Kontaktierungselementen (12) und mit einem das Hochfrequenzkabel (3) aufnehmenden Kontaktierungsgehäuse (11), und dass zur elektrischen Kontaktierung des Hochfrequenzkabels (3) mit den elektrisch leitfähigen Kontaktierungselementen (12) das Kontaktierungsgehäuse (11) mit dem Trägerkörper (4) formschlüssig verbunden ist.Antenna unit (1) of a vehicle, comprising at least one antenna for high-frequency signals, a carrier body (4) for electronic components and a high-frequency cable (3) for externally connecting the antenna unit (1) to further vehicle components, characterized in that the antenna unit (1) has a contacting module (10) with at least two electrically conductive contacting elements (12) arranged on the carrier body (4) and with a contacting housing (11) receiving the high-frequency cable (3), and in that the contacting housing (11) is positively connected to the carrier body (4) for electrically contacting the high-frequency cable (3) with the electrically conductive contacting elements (12). Antenneneinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrisch leitfähiges Kontaktierungselement (12) zur elektrischen Kontaktierung eines Innenleiters (6) des Hochfrequenzkabels (3) und mindestens ein elektrisch leitfähiges Kontaktierungselement (12) zur elektrischen Kontaktierung einer Abschirmung (8) des Hochfrequenzkabels (3) vorgesehen ist.Antenna unit (1) to Claim 1 , characterized in that at least one electrically conductive contacting element (12) is provided for electrically contacting an inner conductor (6) of the high-frequency cable (3) and at least one electrically conductive contacting element (12) is provided for electrically contacting a shield (8) of the high-frequency cable (3). Antenneneinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente (12) aus einem komprimierbaren Grundkörper (13) und einer auf dem komprimierbaren Grundkörper (13) aufgebrachten elektrisch leitfähigen Beschichtung (14) bestehen.Antenna unit (1) to Claim 1 or 2 , characterized in that the electrically conductive contacting elements (12) consist of a compressible base body (13) and an electrically conductive coating (14) applied to the compressible base body (13). Antenneneinheit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente (12) als Grundkörper (13) einen komprimierbaren Schaumkern aus Kunststoff aufweisen, der bei der formschlüssigen Verbindung des Kontaktierungsgehäuses (11) mit dem Trägerkörper (4) komprimierbar ist.Antenna unit (1) to Claim 3 , characterized in that the electrically conductive contacting elements (12) have as a base body (13) a compressible foam core made of plastic, which is compressible during the positive connection of the contacting housing (11) to the carrier body (4). Antenneneinheit (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der komprimierbare Schaumkern als Grundkörper (13) der elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente (12) bei der formschlüssigen Verbindung des Kontaktierungsgehäuses (11) mit dem Trägerkörper (4) um bis zu 60% seiner Höhe komprimierbar ist.Antenna unit (1) to Claim 4 , characterized in that the compressible foam core as the base body (13) of the electrically conductive contacting elements (12) is compressible by up to 60% of its height during the positive connection of the contacting housing (11) to the carrier body (4). Antenneneinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Kontaktierungselemente (12) als SMD-Bauteile in SMT-Technologie auf den Trägerkörper (4) aufgebracht sind.Antenna unit (1) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the electrically conductive contacting elements (12) are applied to the carrier body (4) as SMD components using SMT technology. Antenneneinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Trägerkörper (4) Aufnahmeöffnungen (16) vorgesehen sind, in die am Kontaktierungsgehäuse (11) ausgebildete Befestigungselemente (15) zur formschlüssigen Verbindung des Kontaktierungsgehäuses (11) mit dem Trägerkörper (4) eingreifen.Antenna unit (1) according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that receiving openings (16) are provided on the carrier body (4), into which fastening elements (15) formed on the contact housing (11) engage for the positive connection of the contact housing (11) to the carrier body (4). Antenneneinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsgehäuse (11) an der Innenwandung (22) Ausformungen (19) zur Zentrierung des Hochfrequenzkabels (3) im Kontaktierungsgehäuse (11) aufweist.Antenna unit (1) according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the contacting housing (11) has formations (19) on the inner wall (22) for centering the high-frequency cable (3) in the contacting housing (11). Antenneneinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsgehäuse (11) an der Innenwandung (22) einen Anschlag (20) zur Begrenzung einer Bewegung des Hochfrequenzkabels (3) in Längsrichtung des Kontaktierungsgehäuses (11) aufweist.Antenna unit (1) according to one of the Claims 1 until 8 , characterized in that the contacting housing (11) has a stop (20) on the inner wall (22) for limiting a movement of the high-frequency cable (3) in the longitudinal direction of the contacting housing (11). Antenneneinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsgehäuse (11) im Bereich der Eintrittsöffnung (18) des Hochfrequenzkabels (3) in das Kontaktierungsgehäuse (11) an der Innenwandung (22) rippenförmige Ausformungen (21) zur Zugentlastung des Hochfrequenzkabels (3) aufweist.Antenna unit (1) according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the contacting housing (11) has rib-shaped formations (21) on the inner wall (22) in the region of the inlet opening (18) of the high-frequency cable (3) into the contacting housing (11) for strain relief of the high-frequency cable (3).
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