DE10101173A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose eines Antennensystems - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose eines AntennensystemsInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Diagnose eines Antennensystems (24) mit mindestens einer Antenne (10a bis 10d), umfassend eine Oszillatorvorrichtung (24), wobei die Oszillatorvorrichtung mindestens einen Anschluß aufweist, an den die mindestens eine Antenne (10a bis 10d) koppelbar ist, wobei durch Änderung der an dem Anschluß wirkenden Impedanz eine Änderung der Frequenz eines von der Oszillatorvorrichtung (24) bereitstellbaren Ausgangssignals bewirkbar ist, und eine Auswerteeinrichtung (26) zur Auswertung des Ausgangssignals der Oszillatorvorrichtung (24). Sie betrifft überdies ein Verfahren zur Diagnose eines Antennensystems mit mindestens einer Antenne, bei dem einem mit der Impedanz der mindestens einen Antenne korrelierte Größe ausgewertet wird.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur
Diagnose eines Antennensystems.
Bei der Verwendung von Antennen, beispielsweise im Automobilsektor,
kommen in der Regel Hochfrequenzantennen zum Einsatz. Diese können
dem Empfang von Audio- oder Videosignalen oder von anderen
Informationen, wie Navigationsdaten für ein GPS (Global Positioning
System) dienen. Zur Gewährleistung einer durchgehend ungestörten
Funktion der Antennen ist es erstrebenswert, eine Vorrichtung zur Diagnose
von Antennensystemen, insbesondere von Antennensystemen im Einsatz in
einem Kraftfahrzeug bereitzustellen, durch das die Funktionsfähigkeit der
Antennen und deren korrekter Anschluß überprüft werden kann.
Insbesondere bei Antennen-Diversity-Systemen, bei denen mehrere
Antennen in redundanter Weise eingesetzt werden und nur die Antenne, die
zum gegenwärtigen Zeitpunkt den besten Empfang liefert, ihr Signal an den
Empfänger überträgt, ist es erwünscht, jede einzelne Antenne auf ihre
Funktionsfähigkeit bzw. ihren korrekten Anschluß zu überprüfen.
Aus der DE 196 27 391 ist eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren
zum Prüfen von Kraftfahrzeugantennen, insbesondere
Mehrantennensystemen mit einem selektiv arbeitenden Antennen-Diversity-
System bekannt. Hierbei werden die einzelnen Antennen bei Anlegen eines
Hochfrequenz-Prüfsignals, das im Nutzfrequenzband liegt, durchgemessen.
Aus der DE 196 27 349 ist eine Einrichtung zum Prüfen des Vorhandenseins
und der Funktionsbereitschaft der Sende- und/oder Empfangsspulen von
Fahrzeugantennen bekannt, wobei die Antennen aus den Fahrzeuggeräten
über ihre Antennenanschlußleitungen in Prüfstromkreise einbezogen
werden. Bei dieser Einrichtung ist das Aufbringen eines Prüfstroms
notwendig, der nur bei schleifenartigen Antennenstrukturen möglich ist.
Weiterhin ist aus der JP 8-162829 ein Diagnosesystem für Antennensysteme
bekannt, bei der eine Überprüfung der Funktion der einzelnen Antennen
dadurch erzielt wird, daß statistisch erfaßt wird, wie oft jede einzelne
Antenne des Diversity-Systems ausgewählt wird. Wird eine Antenne nie
ausgewählt, so läßt dies den Rückschluß zu, daß diese Antenne defekt oder
nicht angeschlossen ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Diagnose zu schaffen, wodurch Antennen oder Antennen-
Strukturen unabhängig von ihrem Aufbau und unabhängig vom
Frequenzbereich ihrer Benutzung auf korrekten Anschluß und
Funktionsfähigkeit überprüft werden können. Das Verfahren und die
Vorrichtung sollen flexibel einsetzbar und mit geringem Aufwand betreibbar
sein.
Die Erfindung wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Diagnose eines
Antennensystems mit mindestens einer Antenne, welches eine
Oszillatorvorrichtung umfaßt, die mindestens einen Anschluß aufweist, an
den die mindestens eine Antenne koppelbar ist, wobei durch Änderung der
an dem Anschluß wirkenden Impedanz eine Änderung der Frequenz eines
von der Oszillatorvorrichtung bereitstellbaren Ausgangssignal bewirkbar ist.
Sie umfaßt weiterhin eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung des
Ausgangssignals der Oszillatorvorrichtung.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine korrekt
angeschlossene Antenne bzw. eine funktionstüchtige Antenne an ihrem
empfängerseitigen Anschluß eine Impedanz darstellt, die in einem
vorgegebenen Wertebereich liegt. Wird diese Impedanz an einen
Schwingkreis angelegt, so liefert der Schwingkreis ein Signal mit einer der
Impedanz entsprechenden Frequenz. Diese Frequenz kann in einfacher
Weise zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit einer Antenne ausgewertet
werden. Die Verwendung der komplexen Impedanz einer Antenne als
Bestimmungsgröße bietet die Möglichkeit der Überprüfung verschiedenster
Antennenstrukturen: So kann es zur Überprüfung einer einzelnen, offenen
Antennenstruktur als auch zur Überprüfung eines Mehrantennensystems
dienen. Insbesondere ist die Überprüfung von dem eigentlichen
Nutzfrequenzbereich der jeweiligen Antenne unabhängig. Durch die indirekte
Auswertung der Impedanz, d. h. durch die Umsetzung der Impedanz einer
Antenne in ein Signal mit einer korrespondierenden Frequenz, kann auf sehr
kostengünstige Weise - anders als bei einem Gerät, das die Impedanz einer
Antenne unmittelbar bestimmen würde - bestimmt werden, ob eine Antenne
korrekt angeschlossen bzw. funktionstüchtig ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform dient eine
Multiplexvorrichtung dazu, mindestens eine eingangsseitig daran
angeschlossene Antenne an die ausgangsseitig angeschlossene
Oszillatorvorrichtung zu koppeln. Durch diese Maßnahme können mehrere
Antennen in einfacher Weise durch ein- und dieselbe Oszillatorvorrichtung
und Auswerteeinrichtung überprüft werden.
Die Auswerteeinrichtung kann ausgelegt sein, das Ausgangssignal der
Oszillatorvorrichtung im Zeit- und/oder Frequenzbereich oder durch direkte
Bestimmung der Impedanz auszuwerten, wobei die letztgenannte Variante
weniger bevorzugt ist.
Die Auswerteeinrichtung kann in vorteilhafter Weise in einem
angeschlossenen Empfänger, dies insbesondere bei passiven Antennen,
oder im Antennenverstärker angeordnet sein. Bezogen auf eine Anwendung
des erfindungsgemäßen Diagnosesystems zur Überprüfung von
Antennensystemen eines Kraftfahrzeugs lassen sich die Komponenten eines
derartigen Diagnosesystems in einfacher Weise in einem Kraftfahrzeug
anordnen. Es kann vorgesehen sein, daß eine entsprechende Überprüfung
automatisch nach einer festgelegten Anzahl von Betriebsstunden
durchgeführt wird und bei Feststellung eines Mangels bei einer Antenne ein
entsprechendes Warnsignal an den Fahrzeugbenutzer ausgegeben wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Oszillatorvorrichtung
einen Quarzschwingkreis mit einem Kondensator, wobei die Frequenz des
Ausgangssignals der Oszillatorvorrichtung dadurch änderbar ist, daß die
mindestens eine Antenne dem Kondensator parallel geschaltet wird.
Die oben bezeichnete Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur
Diagnose eines Antennensystems mit mindestens einer Antenne, bei dem
eine mit der Impedanz der mindestens einen Antenne korrelierte Größe
ausgewertet wird. Bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zunächst mindestens eine Antenne und eine Oszillatorvorrichtung gekoppelt.
Anschließend wird in der Oszillatorvorrichtung ein mit der Impedanz der
mindestens einen Antenne korreliertes Ausgangssignal erzeugt, das
schließlich in einem weiteren Schritt ausgewertet wird.
Ein mit der Impedanz der mindestens einen Antenne korreliertes
Ausgangssignal kann dadurch erzeugt werden, daß eine die Frequenz des
Ausgangssignals der Oszillatorvorrichtung bestimmende Einheit in der
Oszillatorvorrichtung mit der Impedanz der mindestens einen Antenne
beaufschlagt wird. Die Kopplung der mindestens einen Antenne an eine
Oszillatorvorrichtung kann dadurch erfolgen, daß eine von mindestens zwei
Antennen durch eine Multiplexvorrichtung an die Oszillatorvorrichtung
angelegt wird.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen können den Unteransprüchen
entnommen werden.
Ein Ausführungsbeispiel wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügte
Zeichnung näher beschrieben, die in schematischer Darstellung den Aufbau
einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Diagnosesystems zeigt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Diagnosesystems handelt es sich um ein System zur Überprüfung eines
Antennen-Diversity-Systems mit vier Antennen 10a, 10b, 10c, 10d, die in
einem Kraftfahrzeug angeordnet sind. Die Antennen 10a bis 10d sind über
einen jeweils antennenspezifischen Umschalter 12a bis 12d einerseits mit
einem Diversity-Umschalter 14 verbunden, der einen Steuereingang 16 für
die Diversity-Einheit aufweist und sein Ausgangssignal einem Verstärker 18
bereitstellt. Der Ausgang 20 des Verstärkers 18 stellt ein HF-Signal an den
den Antennen zugeordneten Empfänger bereit. In der anderen Schaltstellung
der Schalter 12a bis 12d werden die Antennen über einen Multiplexer 22
jeweils zur Diagnose einzeln nacheinander an eine Oszillatorvorrichtung 24
angelegt. Die Schalter 12a bis 12d können so ausgelegt sein, dass das
Anlegen der Antennen an den Multiplexer 22 unabhängig davon erfolgen
kann, welche Antenne 10a bis 10d ihr Signal gerade an den Verstärker 18
liefert, d. h. wenn beispielsweise die Antenne 10a augenblicklich ihr Signal an
den Verstärker 18 liefert, können dennoch alle Antennen 10a bis 10d
nacheinander zur Diagnose mit dem Multiplexer 22 verbunden werden.
Die Schaltung erfolgt so, daß die Antennen 10a bis 10d einem
frequenzbestimmenden Element eines Schwingkreises, beispielsweise dem
Fußpunkt-Kondensator eines Quarzschwingkreises, parallel geschaltet
werden. Durch das von der jeweiligen Antenne 10a bis 10d eingebrachte
Signal, d. h. die Wirkung der Impedanz der jeweiligen Antenne, wird der
genannte Schwingkreis der Oszillatorvorrichtung 24 verstimmt. Die so
erzielte Verstimmung kann dann in einer Auswerteeinrichtung 26
ausgewertet werden. Der Multiplexer 22, die Oszillatorvorrichtung 24 sowie
die Auswerteeinrichtung 26 bilden eine Diagnoseeinheit 28. Das
Ausgangssignal der Auswerteeinrichtung 26 und damit der Diagnoseeinheit
28 wird an einem Ausgang 30 zur weiteren Bearbeitung bereitgestellt,
beispielsweise bei Feststellen eines Mangels einer Antenne zur Abgabe
eines Warnsignals oder einer entsprechenden Mitteilung auf einer nicht
dargestellten Anzeigeeinheit. Hierzu kann das Ausgangssignal 30 entweder
als diskretes Signal oder auf einem Bus, wie beispielsweise einem in einem
Kraftfahrzeug untergebrachten CAN-Bus, ausgegeben werden.
Ist die jeweilige an die Oszillatoreinrichtung 24 angeschlossene Antenne 10a
bis 10d in ihrer Struktur nicht beschädigt und richtig mit dem (nicht
dargestellten) zugehörigen Antennenverstärker verbunden, wird ein Signal in
den Schwingkreis gebracht, das zu einer Verstimmung führt, die zu einem
Ausgangssignal 30 mit einer Frequenz in einem Sollbereich führt. Im
Fehlerfall, d. h. wenn beispielsweise die Antenne beschädigt ist oder nicht
kontaktiert ist, liegt die Frequenz des Ausgangssignals 30 außerhalb des
Sollbereichs. Ändert sich beispielsweise die Frequenz des Ausgangssignals
30 nach dem vermeintlichen Anschließen einer Antenne 10a bis 10b
gegenüber dem nicht angeschlossenen Zustand nicht, so ist dies ein Indiz
dafür, daß die Antenne nicht korrekt angeschlossen ist. Bei einem
Kurzschluß in einer Antenne 10a bis 10d hat das Ausgangssignal 30 die
Frequenz 0 Hz. Ist eine Metallfolie in der Nähe einer Antenne angeordnet,
beispielsweise eine Metallfolie zur Lichtabdeckung von Scheiben im
Sommer, oder ist die Länge der Antenne falsch, beispielsweise indem eine
als Folie angebrachte Antenne quer zu ihrer Längserstreckung durchtrennt
ist, ergibt sich eine Verstimmung, die außerhalb des Sollbereichs liegt.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Diagnosesystems liegt darin, daß sich
die verschiedenen Antennen durch EOL-(End of Line)-Programmierung
auswerten lassen. Am Beispiel von Kraftfahrzeugen bedeutet dies, daß ein
entsprechender Test der Antennensysteme eines Fahrzeugs bei der
Endabnahme durchgeführt werden kann. Durch den geringen Aufwand an
Zusatzkomponenten kann ein erfindungsgemäßes Diagnosesystem in einem
Kraftfahrzeug untergebracht werden, so daß bei Fehlfunktionen einer
Antenne eine entsprechende Mitteilung ausgegeben wird oder Werkstätten,
beispielsweise im Rahmen eines Kundendienstbesuchs, einen
entsprechenden Test durchführen können.
Claims (11)
1. Vorrichtung zur Diagnose eines Antennensystems (24) mit mindestens
einer Antenne (10a bis 10d), umfassend
eine Oszillatorvorrichtung (24), wobei die Oszillatorvorrichtung mindestens einen Anschluß aufweist, an den die mindestens eine Antenne (10a bis 10d) koppelbar ist, wobei durch Änderung der an dem Anschluß wirkenden Impedanz eine Änderung der Frequenz eines von der Oszillatorvorrichtung (24) bereitstellbaren Ausgangssignals bewirk bar ist; und
eine Auswerteeinrichtung (26) zur Auswertung des Ausgangssignals der Oszillatorvorrichtung (24).
eine Oszillatorvorrichtung (24), wobei die Oszillatorvorrichtung mindestens einen Anschluß aufweist, an den die mindestens eine Antenne (10a bis 10d) koppelbar ist, wobei durch Änderung der an dem Anschluß wirkenden Impedanz eine Änderung der Frequenz eines von der Oszillatorvorrichtung (24) bereitstellbaren Ausgangssignals bewirk bar ist; und
eine Auswerteeinrichtung (26) zur Auswertung des Ausgangssignals der Oszillatorvorrichtung (24).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung eine Multiplexervorrichtung (22) umfaßt, an die
eingangsseitig die mindestens eine Antenne (10a bis 10d) koppelbar ist
und die ausgangsseitig mit der Oszillatorvorrichtung (24) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswerteeinrichtung (26) ausgelegt ist, das Ausgangssignal der
Oszillatorvorrichtung (24) im Zeit- und/oder Frequenzbereich oder durch
direkte Bestimmung der Impedanz auszuwerten.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug anordenbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Oszillatorvorrichtung (24) einen Quarzschwingkreis mit einem
Kondensator umfaßt, und die Frequenz des Ausgangssignals der
Oszillatorvorrichtung (24) dadurch änderbar ist, daß die mindestens eine
Antenne (10a bis 10d) dem Kondensator parallel geschaltet wird.
6. Verfahren zur Diagnose eines Antennensystems mit mindestens einer
Antenne,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine mit der Impedanz der mindestens einen Antenne (10a bis 10d)
korrelierte Größe ausgewertet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
folgende Schritte umfassend:
- a) Koppeln der mindestens einen Antenne (10a bis 10d) an eine Oszillatorvorrichtung (24);
- b) in der Oszillatorvorrichtung (24) Erzeugen eines mit der Impedanz der mindestens einen Antenne (10a bis 10d) korrelierten Ausgangssignals;
- c) Auswerten des Ausgangssignals der Oszillatorvorrichtung (24).
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Schritt b) das mit der Impedanz der mindestens einen Antenne
(10a bis 10d) korrelierte Ausgangssignal dadurch erzeugt wird, daß eine
die Frequenz des Ausgangssignals der Oszillatorvorrichtung (24) be
stimmende Einheit in der Oszillatorvorrichtung (24) mit der Impedanz
der mindestens einen Antenne (10a bis 10d) beaufschlagt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Schritt a) das Koppeln dadurch erfolgt, daß eine von mindestens
zwei Antennen (10a bis 10d) durch eine Multiplexervorrichtung (22) an
die Oszillatorvorrichtung (24) angelegt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswertung der Impedanz im Zeit- und/oder Frequenzbereich
und/oder durch direkte Bestimmung der Impedanz erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswertung der Impedanz durch Messung der Verstümmung
erfolgt.
Priority Applications (1)
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DE2001101173 DE10101173B4 (de) | 2001-01-12 | 2001-01-12 | Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose eines Antennensystems |
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Publication Number | Publication Date |
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DE10101173A1 true DE10101173A1 (de) | 2002-07-25 |
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