DE102016220238B4

DE102016220238B4 - Antennenanordnung, Karosserieteil und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016220238B4
Application number: DE102016220238.3A
Authority: DE
Inventors: Adrian Posselt; Markus Rottelberger; Markus Kaindl; Mihai Steingruebner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2023-11-09
Anticipated expiration: 2036-10-18
Also published as: DE102016220238A1

Abstract

Eine Antennenanordnung (100) für einen länglichen Hohlraum (200) eines Fahrzeugs (300), umfassend
zumindest zwei Mobilfunkantennen (110) ausgelegt zur Kommunikation über ein Mobilfunksystem über Kommunikationssignale;
eine Navigationsantenne (120) ausgelegt zum Empfangen von Signalen zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs (100) von einem Satellitennavigationssystem; und
eine Schnittstellenstruktur (130) ausgelegt, um zumindest die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110) und die Navigationsantenne (120) in einem Übertragungsband der Kommunikationssignale und in einem Übertragungsband der Signale zur Positionsbestimmung mit zumindest einem Sende-Empfangsmodul (140) zu verbinden,
wobei das zumindest eine Sende-Empfangsmodul (140) ausgebildet ist, mittels Strahlformung über die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110) zu kommunizieren und Positionssignale über die Navigationsantenne (120) zu empfangen,
wobei die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110), die Navigationsantenne (120) und zumindest ein Teil der Schnittstellenstruktur (130) in dem länglichen Hohlraum (200) angeordnet sind.

Description

Technisches Gebiet
Ausführungsbeispiele befassen sich mit einer Antennenanordnung, einem Karosserieteil und einem Fahrzeug, genauer, aber nicht ausschließlich, mit einer Antennenanordnung für einen länglichen Hohlraum eines Fahrzeugs.
Hintergrund
Fahrzeuge sind häufig mit einer Vielzahl von Antennen für unterschiedliche Dienste ausgestattet. Dabei gibt es eine große Bandbreite von verschiedenen Anwendungen. Beispielsweise werden manche Antennen genutzt, um ein analoges oder digitales Audio-Radioprogramm und zusätzliche Informationen wie Stauwarnungen zu empfangen, andere sorgen für eine Verbindung des Fahrzeugs über ein Mobilfunksystem und wieder andere werden für eine direkte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation genutzt. Dabei wird die Integration von Antennensystemen in oder auf Fahrzeugen häufig durch ästhetische und entwurfsbezogene Einschränkungen sowie Leistungsanforderungen bestimmt.
Aus DE 10 2004 055 175 A1 ist eine Antennenanordnung im Dachbereich eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der zumindest eine Antenne an einem Dachquerspriegel angebracht ist. Dabei ist die zumindest eine Antenne vorzugsweise im durch den Querschnitt des Querspriegels und der Dachaußenhaut gebildeten Hohlraum angeordnet. Die darin angeordnete Antenne wird dabei durch einen FPC- Folienleiter gebildet, der Steckaufnahmen für Antennen für z.B. GPS-, GSM und SDARS zur Verbindung mit einem Kabelbaum aufweist.
DE 10 2007 056 327 A1 beschreibt ein Fahrzeug-Funkempfangssystem mit zwei Empfangsantennen und Funkempfängern für Funksignale verschiedener Übertragungsverfahren, bei dem zur Minimierung des Hardwareaufwands die Funkempfänger in einem Empfangsmodul angeordnet sind.
US 2014/ 0 292 593 A1 beschreibt eine Multiband MIMO Antennenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit ersten und zweiten Mobilfunkantennen sowie zusätzlichen Antennen für SDARS- und GPS-Signale.
Zusammenfassung
Zumindest manche Ausführungsbeispiele schaffen eine Antennenanordnung für einen länglichen Hohlraum eines Fahrzeugs, beispielsweise einen länglichen Hohlraum einer Dachstruktur eines Fahrzeugs. Die Antennenanordnung umfasst eine Schnittstellenstruktur sowie zumindest zwei Mobilfunkantennen und eine Navigationsantenne. Die Antennen sind in dem länglichen Hohlraum angeordnet und werden über die Schnittstellenstruktur mit einem Sende-Empfangsmodul verbunden, das beispielsweise außerhalb des Hohlraums angeordnet sein kann.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Antennenanordnung für einen länglichen Hohlraum eines Fahrzeugs. Die Antennenanordnung umfasst zumindest zwei Mobilfunkantennen ausgelegt zur Kommunikation über ein Mobilfunksystem über Kommunikationssignale. Die Antennenanordnung umfasst ferner eine Navigationsantenne ausgelegt zum Empfangen von Signalen zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs von einem Satellitennavigationssystem. Die Antennenanordnung umfasst ferner eine Schnittstellenstruktur, die ausgelegt ist, um zumindest die zumindest zwei Mobilfunkantennen und die Navigationsantenne in einem Übertragungsband der Kommunikationssignale und in einem Übertragungsband der Signale zur Positionsbestimmung mit zumindest einem Sende-Empfangsmodul zu verbinden. Das zumindest eine Sende-Empfangsmodul ist ausgebildet, um mittels Strahlformung über die zumindest zwei Mobilfunkantennen zu kommunizieren und Positionssignale über die Navigationsantenne zu empfangen. Die zumindest zwei Mobilfunkantennen, die Navigationsantenne und zumindest ein Teil der Schnittstellenstruktur sind in dem länglichen Hohlraum angeordnet. In zumindest manchen Ausführungsbeispielen umfasst die Antennenanordnung das Sende-Empfangsmodul.
Das Anordnen der Antennen im länglichen Hohlraum kann eine Integration von zusätzlichen Antennen, etwa zum Bilden von MIMO-Antennengruppen (engl. Multiple Input, Multiple Output, mehrere Eingänge, mehrere Ausgänge) ermöglichen. Dabei können die Antennen beispielsweise modular mit der Schnittstellenstruktur verbunden werden, etwa für unterschiedliche Zielmärkte oder zur Aktualisierung auf zukünftige Funkstandards. Die Schnittstellenstruktur kann zusätzlich ermöglichen, dass das Sende-Empfangsmodul außerhalb des länglichen Hohlraums, beispielsweise in einem anderen Bauraum des Fahrzeugs, angeordnet werden kann.
Zumindest manche Ausführungsbeispiele können dabei eine Funktionalisierung eines neuen Bauraumes zur Antennenintegration ermöglichen. Das Anordnen der Antennen im länglichen Hohlraum und die Schnittstellenstruktur können ferner eine Vereinfachung der Montage durch Reduktion der Montageschritte und vereinfachte Montagereihenfolge (im Vergleich zu Dachfinnenkonzepten) ermöglichen. Ferner können Ausführungsbeispiele eine Verwendung und Umsetzung von Baukastenkomponenten ermöglichen (etwa durch die Verbindung durch die Schnittstellenstruktur) und Designdiffernzierungsmöglichkeiten schaffen. Ferner können zumindest manche Ausführungsbeispiele eine einfachere Integration bzw. Umsetzung im verschiedenen Derivaten mit unterschiedlichen Ausprägungen und Karosserieformen ermöglichen.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann die Antennenanordnung ferner eine Satellitenradioantenne umfassen, die ausgelegt ist zum Empfangen von Satellitenradiosignalen. Die Schnittstellenstruktur kann dazu ausgelegt sein, die Satellitenradioantenne in einem Übertragungsband der Satellitenradiosignale mit dem zumindest einen Sende-Empfangsmodul zu verbinden. Die Satellitenradioantenne kann in dem länglichen Hohlraum angeordnet sein. Das zumindest eine Sende-Empfangsmodul kann dazu ausgebildet sein, um die Satellitenradiosignale zu empfangen. Eine Integration einer Satellitenradioantenne in den Hohlraum kann einen Empfang von Satellitenradiosignalen ermöglichen und kann ferner eine dichtere Integration der Antennensysteme im Fahrzeug ermöglichen.
Beispielsweise kann das Sende-Empfangsmodul außerhalb des länglichen Hohlraums angeordnet sein. Dies kann beispielsweise eine Integration des Sende-Empfangskomponenten in einem anderen Bauraum ermöglichen (in denen beispielsweise weniger große Temperaturschwankungen herrschen können), und beispielsweise eine nötige Größe oder Tiefe des länglichen Hohlraums reduzieren.
Beispielsweise können die Antennen modular mit der Schnittstellenstruktur verbunden sein. Die Schnittstellenstruktur kann beispielsweise einen modularen Aufbau der Antennenanordnung ermöglichen. Dadurch können in zumindest einigen Ausführungsbeispielen die Antennen zu einem späten Zeitpunkt der Produktion auf eine Zielregion oder auf eine Zielausstattung hin integriert werden, beispielsweise im Hinblick auf in bestimmten Regionen oder Ausstattungsvarianten genutzten Frequenzbändern.
Beispielsweise kann zumindest ein Element der Gruppe von die zumindest zwei Mobilfunkantennen, die Navigationsantenne und die Satellitenradioantenne lösbar mit der Schnittstellenstruktur verbunden sein. Durch eine lösbare Verbindung (etwa durch eine Steckverbindung oder eine Schraubverbindung) kann die modulare Verbindung der Antennen mit der Schnittstellenstruktur ermöglicht werden.
Das zumindest eine Sende-Empfangsmodul ist ausgebildet, um mittels Strahlformung über die zumindest zwei Mobilfunkantennen zu kommunizieren. Dadurch können beispielsweise neue Mobilfunksysteme mit vier oder mehr Antennen auf Mobilgerät/Fahrzeug.-Seite ermöglicht werden. Dies kann wiederum eine Qualitätsmetrik (engl. Quality of Service) verbessern und gesteigerte Datenraten zur Folge haben.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Karosserieteil eines Fahrzeugs mit einem länglichen Hohlraum, das die Antennenanordnung umfasst. Das Karosserieteil kann beispielsweise in einem modularen Konzept mit der Antennenanordnung (oder zumindest der Schnittstellenstruktur) eingesetzt werden.
Beispielsweise kann das Karosserieteil ferner eine Abdeckung für den länglichen Hohlraum umfassen. Die Abdeckung kann beispielsweise einen (erhöhten) Schutz der Antennen und der Schnittstellenstruktur vor äußeren Einflüssen ermöglichen sowie beispielsweise als Träger von Antennen dienen.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen können die zumindest zwei Mobilfunkantennen, die Navigationsantenne und/oder die Satellitenradioantenne an der Abdeckung angebracht sein. So können beispielsweise zusätzliche Antennentypen, etwa Planare Invertierte F-förmige Antennen (PIFA), integriert werden.
Beispielsweise kann die Abdeckung einem Teil einer Heckscheibe oder einem Teil eines Glasdaches entsprechen. Dies kann beispielsweise eine schlüssige Abdeckung des Hohlraums ermöglichen.
In zumindest einigen Ausführungsbeispielen kann der längliche Hohlraum ein oder mehrere Vertiefungen mit strahlformenden Eigenschaften für zumindest ein Element der Gruppe von die zumindest zwei Mobilfunkantennen, die Navigationsantenne und eine Satellitenradioantenne umfasst. Die Vertiefungen können beispielsweise eine verbesserte Dekorrelation von den Mobilfunkantennen ermöglichen, sowie einen störenden Einfluss verschiedener Antennensysteme aufeinander reduzieren. Ferner kann eine Hauptstrahlrichtung von Sendesignalen über die Antennen beeinflusst werden
Beispielsweise kann das Karosserieteil einer Dachstruktur des Fahrzeugs entsprechen. Eine Integration der Antennen in die Dachstruktur kann in zumindest manchen Fällen eine Sichtlinie zu Kommunikationspartnern ohne Einschränkungen durch anderen Fahrzeugkomponenten ermöglichen. Beispielsweise kann die Schnittstellenstruktur direkt auf einem Rahmen der Dachstruktur des Fahrzeugs angebracht sein. Dies kann beispielsweise, verglichen mit einer Montage auf einer Zwischenstruktur, ein Gesamtgewicht reduzieren und Kosten der Zwischenstruktur vermeiden.
Beispielsweise können ferner zumindest ein Element der Gruppe von ein oder mehrere Verstärkermodule für die Antennen, ein oder mehrere Anpassungsnetzwerke für die Antennen und ein Basisband-Verarbeitungs-Teil des zumindest einen Sende-Empfangsmoduls für die zumindest zwei Mobilfunkantennen im länglichen Hohlraum angeordnet sein. Dies kann eine fußpunktnahe Verstärkung der Signale ermöglichen.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Fahrzeug umfassend das Karosserieteil mit dem Hohlraum und der Antennenanordnung gemäß einem der Beispiele.
Beispielsweise kann das Fahrzeug ferner ein Anzeigemodul umfassen, das ausgebildet ist, um Information über einen Zustand des Fahrzeugs visuell darzustellen. Das Anzeigemodul kann beispielsweise in dem länglichen Hohlraum angeordnet sein. Das Anzeigemodul kann beispielsweise genutzt werden, um einen Ladevorgang einer Fahrzeugbatterie von Außerhalb des Fahrzeugs sichtbar zu machen. Beispielsweise kann das Fahrzeug ferner zumindest eine Kamera umfassen, die in dem länglichen Hohlraum angeordnet ist.
Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Karosserieteil eines Fahrzeugs mit einem länglichen Hohlraum, umfassend eine Antennenanordnung. Die Antennenanordnung umfasst zumindest zwei Mobilfunkantennen ausgelegt zur Kommunikation über ein Mobilfunksystem über Kommunikationssignale. Die Antennenanordnung umfasst eine Navigationsantenne ausgelegt zum Empfangen von Signalen zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs von einem Satellitennavigationssystem. Die Antennenanordnung umfasst eine Schnittstellenstruktur ausgelegt, um zumindest die zumindest zwei Mobilfunkantennen und die Navigationsantenne in einem Übertragungsband der Kommunikationssignale und in einem Übertragungsband der Signale zur Positionsbestimmung mit zumindest einem Sende-Empfangsmodul zu verbinden. Das zumindest eine Sende-Empfangsmodul ist ausgebildet, über die zumindest zwei Mobilfunkantennen zu kommunizieren und Positionssignale über die Navigationsantenne zu empfangen. Die zumindest zwei Mobilfunkantennen, die Navigationsantenne und zumindest ein Teil der Schnittstellenstruktur sind in dem länglichen Hohlraum angeordnet. Der längliche Hohlraum umfasst ein oder mehrere Vertiefungen mit strahlformenden Eigenschaften für zumindest ein Element der Gruppe von die zumindest zwei Mobilfunkantennen, die Navigationsantenne und eine Satellitenradioantenne.
Figurenkurzbeschreibung
Ausführungsbeispiele werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 zeigt ein Blockdiagramm einer Antennenanordnung für einen länglichen Hohlraum eines Fahrzeugs;
2 zeigt ein Blockdiagramm eines Karosserieteils für ein Fahrzeug mit einem länglichen Hohlraum und mit einer Antennenanordnung;
3 zeigt ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einem Karosserieteil, einem länglichen Hohlraum und mit einer Antennenanordnung; und $5 \Rightarrow 5 a \Rightarrow 6$
4 zeigt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel einer Antennenanordnung.

Beschreibung
Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Dickenabmessungen von Linien, Schichten und/oder Regionen um der Deutlichkeit Willen übertrieben dargestellt sein.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die lediglich einige exemplarische Ausführungsbeispiele zeigen, können gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten bezeichnen. Ferner können zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet werden, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Zeichnung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
Obwohl Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert und abgeändert werden können, sind Ausführungsbeispiele in den Figuren als Beispiele dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Es sei jedoch klargestellt, dass nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die jeweils offenbarten Formen zu beschränken, sondern dass Ausführungsbeispiele vielmehr sämtliche funktionale und/oder strukturelle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die im Bereich der Erfindung liegen, abdecken sollen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Figurenbeschreibung gleiche oder ähnliche Elemente.
Man beachte, dass ein Element, das als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „verkoppelt“ bezeichnet wird, mit dem anderen Element direkt verbunden oder verkoppelt sein kann oder dass dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können.
Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll die Ausführungsbeispiele nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „einer," „eine", „eines " und „der, die, das“ auch die Pluralformen beinhalten, solange der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Ferner sei klargestellt, dass die Ausdrücke wie z.B. „beinhaltet“, „beinhaltend“, „aufweist" und/oder „aufweisend“, wie hierin verwendet, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen und/oder Komponenten angeben, aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem bzw. einer oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.
Solange nichts anderes definiert ist, haben sämtliche hierin verwendeten Begriffe (einschließlich von technischen und wissenschaftlichen Begriffen) die gleiche Bedeutung, die ihnen ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die Ausführungsbeispiele gehören, beimisst. Ferner sei klargestellt, dass Ausdrücke, z.B. diejenigen, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so zu interpretieren sind, als hätten sie die Bedeutung, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der einschlägigen Technik konsistent ist, solange dies hierin nicht ausdrücklich anders definiert ist.
Die Vision des vernetzten Automobils stellt ein Innovationsfeld innerhalb der Automobilbranche dar. Basierend auf der Kommunikation zwischen Fahrzeugen und ihrer Umwelt können beispielsweise neuartige Mobilitätskonzepte und Applikationen ermöglicht werden. Grundlage dieser Fahrzeugvernetzung sind häufig zellulare Mobilfunksysteme wie GSM (engl. Global System for Mobile Communications, Weltweites System für Mobilkommunikation), UMTS (engl. Universal Mobile Telecommunication System, Universelles mobiles Telekommunikationssystem) und LTE (engl. Long Term Evolution, Langzeitevolution) sowie ad-hoc Technologien wie WLAN (engl. Wireless Local Area Network, kabelloses lokales Netzwerk) sowie GNSS (engl. Global Navigation Satellite System, weltweites Navigationssatellitensystem, beispielsweise GPS (Globales Positionierungssystem), GLONASS (engl. GLObal NAvigation Satellite System), Galileo oder Beidou) zur Positionierung für Navigationsanwendungen.
Ein Bestandteil dieser Fahrzeugvernetzungsarchitekturen sind in vielen Fällen die entsprechenden externen Antennensysteme, die in anderen Systemen als abstehende Bauteile auf dem Fahrzeugdach ausgeführt sind; diese können in maximaler Ausprägung Antennensysteme für zellulare Systeme, WLAN, GNSS und zusätzlich SDARS (engl. Satellite Digital Audio Radio Service, US-Satellitenradio) umfassen. Zur Steigerung der Datenrate und Verlässlichkeit kommen häufig zudem Mehrantennensysteme (MIMO-Antennen) zum Einsatz, die ebenfalls innerhalb desselben Bauraumes untergebracht sein können.
Die Integration von Antennensystemen in das Automobil ist häufig von (Antennen-) Performance (Leistungsfähigkeits)- und Designvorgaben beschränkt. Zukünftige Mobilfunksysteme der 5. Generation (5G) können höherwertige Mehrantennensysteme erfordern, um den Anforderungen von Infotainment-Applikationen sowie Anwendungen zur Fahrerassistenz und des teil- über hoch- bis vollautomatisierten Fahrens in Bezug auf Datenrate und Verlässlichkeit gerecht zu werden. Hierbei können beispielsweise statt Mehrantennensystemen 2. Ordnung (2x2 MIMO) mindestens Systeme 4. Ordnung (4x4 MIMO) zum Einsatz kommen. Des Weiteren können ästhetische, aeroakustische und regulatorische (z.B. CO²-Gesetzgebung) Entwicklungen im Fahrzeugdesign die karosseriekonforme Integration von Antennensystemen ohne abstehende Bauteile erfordern.
Diese Anforderungen aus technologischer Sicht können durch das beschränkte Volumen mancher Dachantennensysteme teilweise nicht abgebildet werden: Bei Mehrantennensystemen können einzelnen Antennenelemente z.B. durch räumliche Separierung ausreichend voneinander entkoppelt werden, sodass die Interelementkorrelation sinkt. Eine geringe Korrelation zwischen den Antennenelementen kann beispielsweise hilfreich für eine ordnungsgemäße Funktion sein. Bestrebungen bzgl. Aeroakustik und Regulatorik können eine flächenbündige oder nahezu flächenbündige Integration der Dachantennensysteme in die Karosserie erforderlich machen. Zusätzlich können andere Konzepte durch Bauraumrestriktionen keine Möglichkeit zur Integration von mehr als zwei Antennen für Mobilfunk bieten.
Telematik-Antennen können in manchen Systemen über diskrete Aufbautechnik in Form von vertikal orientierten Leiterplattenantennen (insb. für die terrestrische Mobilfunk-Kommunikation) oder keramischen Patchantennen (insb. für Satellitendienste) in einem gemeinsamen Multistandard-Dachantennenmodul integriert werden. In der Regel bestehen diese Dachantennensysteme aus einer Dachantennenelektronik, die die konkrete Antennenordnung inkl. weiterer notwendiger Komponenten (z.B. Verstärker, Anpasselemente etc.) beinhaltet sowie einer Designhaube, um die Elektronikkomponenten geeignet in das Fahrzeugdesign zu integrieren.
Bei anderen Antennenanordnungen ergeben sich die Einschränkungen häufig durch Design-Anforderungen sowie ein zu kleines Integrationsvolumen, um mehr als 4 Antennen für Mobilfunkapplikationen zu berücksichtigen. Zumindest manche Ausführungsbeispiele schaffen ein dachlinienkonformes Antennensystem für Mobilfunk im Fahrzeug
Zumindest manche Ausführungsbeispiele basieren auf einer Funktionalisierung von Rohbau-Karosserieteilen zur Integration eines Antennensystems mit mindestens zwei (oder vier) Antennen für Mobilfunk, einer Antenne für GNSS und (optional) einer Antenne für SDARS inkl. der notwendigen Elektronik zum Betreiben der Antennen (z.B. Anpassnetzwerke sowie fußpunktnahe Verstärker für Satellitenapplikationen).
1 zeigt ein Blockdiagramm einer Antennenanordnung 100 für einen länglichen Hohlraum 200 eines Fahrzeugs 300. Die Antennenanordnung umfasst zumindest zwei Mobilfunkantennen 110 ausgelegt zur Kommunikation über ein Mobilfunksystem über Kommunikationssignale. Die Antennenanordnung umfasst ferner eine Navigationsantenne 120 ausgelegt zum Empfangen von Signalen zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs von einem Satellitennavigationssystem. Die Antennenanordnung umfasst ferner eine Schnittstellenstruktur 130, die ausgelegt ist, um zumindest die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110 und die Navigationsantenne 120 in einem Übertragungsband der Kommunikationssignale und in einem Übertragungsband der Signale zur Positionsbestimmung mit zumindest einem Sende-Empfangsmodul 140 zu verbinden. Das zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140 ist ausgebildet, über die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110 zu kommunizieren und Positionssignale über die Navigationsantenne 120 zu empfangen. Die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110, die Navigationsantenne 120 und zumindest ein Teil der Schnittstellenstruktur 130 sind in dem länglichen Hohlraum 200 angeordnet.
Die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110 können beispielsweise zumindest ein Element der Gruppe von Monopolantenne, Dipol-Antenne, (planare) invertierte F-förmige Antenne, Patchantenne und Schlitzantenne umfassen. Beispielsweise kann die Antennenanordnung eine gerade Anzahl von Mobilfunkantennen 110 umfassen, beispielsweise zwei Mobilfunkantennen, vier Mobilfunkantennen, sechs Mobilfunkantennen, acht Mobilfunkantennen, 10 Mobilfunkantennen oder 12 Mobilfunkantennen. In zumindest manchen Ausführungsbeispielen können die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110 zu einer Kommunikation mit mehreren Sende- und Empfangsantennen (MIMO) und/oder zu einer Strahlbündelung ausgebildet sein (Beam Forming).
Die Navigationsantenne 120 kann beispielsweise zumindest ein Element der Gruppe von Monopolantenne, Dipol-Antenne, (planare) invertierte F-förmige Antenne, (Keramik-) Patchantenne und Schlitzantenne umfassen.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann die Antennenanordnung ferner eine Satellitenradioantenne 150, die ausgelegt ist zum Empfangen von Satellitenradiosignalen, umfassen. Die Schnittstellenstruktur 130 kann ferner ausgelegt sein, um die Satellitenradioantenne 150 in einem Übertragungsband der Satellitenradiosignale mit dem zumindest einen Sende-Empfangsmodul 140 zu verbinden. Die Satellitenradioantenne 150 kann in dem länglichen Hohlraum 200 angeordnet sein. Das zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140 kann ausgebildet sein, um die Satellitenradiosignale zu empfangen. Die Satellitenradiosignale können beispielsweise Signalen eines Satellite Digital Audio Radio Service (SDARS, Digitaler Satelliten-Audio-Radiodienst) entsprechen. Die Satellitenradioantenne 150 kann beispielsweise zumindest ein Element der Gruppe von Monopolantenne, Dipol-Antenne, (planare) invertierte F-förmige Antenne, Patchantenne und Schlitzantenne umfassen.
Beispielsweise kann die Navigationsantenne 120 (und/oder eine Satellitenradioantenne 150) lateral zwischen zumindest zwei Mobilfunkantennen der zumindest vier Mobilfunkantennen angeordnet sein. Beispielsweise können die zumindest zwei Mobilfunkantennen lateral benachbart zu zwei Seiten der Navigationsantenne (und/oder der Satellitenradioantenne 150) angeordnet sein.
Die Schnittstellenstruktur 130 kann beispielsweise eine zusammenhängende Montagestruktur für die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110 und die Navigationsantenne 120 (und eine Satellitenradioantenne 150) umfassen. Beispielsweise kann die Schnittstellenstruktur zumindest eine Platine (auch engl. Printed Circuit Board) umfassen mit Schnittstellen für die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110 und die Navigationsantenne 120 (und eine Satellitenradioantenne 150). Alternativ kann die Schnittstellenstruktur einen Kabelstrang mit drei oder mehr Hochfrequenz-Leitungen (beispielsweise Koaxialkabeln) für die Antennen umfassen.
Beispielsweise können die Hochfrequenz-Leitungen zumindest ein Element der Gruppe von Koaxialkabel, Mikrostreifenleitung und Hohlleiter umfassen. Alternativ kann die Schnittstellenstruktur 130 über zumindest eine kabelgebundene Verbindung mit zumindest einem elektro-optischen Wandler mit dem zumindest einen Sende-Empfangsmodul 140 verbunden sein. Beispielsweise können die Hochfrequenz-Leitungen zumindest einen Lichtwellenleiter mit Opto-Elektrischen Wandlern umfassen. Beispielsweise kann das zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140 ausgebildet sein, Rohdaten über die Schnittstellenstruktur 130 zu empfangen und/oder zu senden, beispielsweise analog oder als digitale Daten, die ein digitales Abbild von In-Phase und Quadratur-Anteilen von Signalen umfassen, die über die Antennen empfangen oder gesendet werden. Beispielsweise können die digitalen Daten über ein mehradriges Kabel (etwa ein Ethernet-Kabel) oder über ein Fahrzeuginternes Netzwerk übertragen werden.
Zumindest manche Ausführungsbeispiele basieren auf einem modularen Konzept („mehr Baukasten“) ohne Trägermodul, wodurch eine Gewichtseinsparung möglich sein kann. Beispielsweise kann die Antennenanordnung auf Einzelmodulen statt auf einer gemeinsamen Modulbasis basieren. Beispielsweise kann die Schnittstellenstruktur 130 kraft- oder formschlüssige Halte-Strukturen und Hochfrequenzsignalschnittstellen für die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110 und die Navigationsantenne 120 (und eine Satellitenradioantenne 150) umfassen. Beispielsweise können die Antennen (etwa die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110, die Navigationsantenne 120 und/oder die Satellitenradioantenne 150) modular (etwa austauschbar oder lösbar) mit der Schnittstellenstruktur 130 verbunden sein. Beispielsweise kann zumindest ein Element der Gruppe von die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110, die Navigationsantenne 120 und die Satellitenradioantenne 150 lösbar (etwa durch eine Steckverbindung oder eine Schraubverbindung) mit der Schnittstellenstruktur 130 verbunden sein. In zumindest manchen Ausführungsbeispielen können die Einzelmodule (etwa die zumindest zwei Mobilfunkantennen, die Navigationsantenne, die Satellitenradioantenne, die Schnittstellenstruktur und/oder das Sende-Empfangsmodul) (geschickt / geeignet) montiert werden und als gesamtheitliches Modul gesehen werden. Beispielsweise kann ein Schnittstellen-Teil der Schnittstellenstruktur 130 in dem länglichen Hohlraum 200 angeordnet sein, und ein Hochfrequenz-Leitungs-Teil der Schnittstellenstruktur 130 von dem Schnittstellen-Teil der Schnittstellenstruktur zu dem Sende-Empfangsmodul 140 (etwa außerhalb des länglichen Hohlraums) führen.
Das zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140 kann beispielsweise ausgebildet sein, über die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110 über zumindest ein Mobilkommunikationsnetzwerk der Gruppe von Global System for Mobile telecommunications (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE), Universal Mobile Telecommunication System (UMTS), Long Term Evolution, und ein Mobilfunksystem der 5. Generation (5G) zu kommunizieren. Beispielsweise kann das zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140 ausgebildet sein, um mittels Strahlformung (auch engl. Beam Forming) über die zumindest zwei Mobilfunkantennen zu kommunizieren. Zusätzlich oder alternativ kann das Sende-Empfangsmodul 140 ausgebildet sein, um über Übertragungen mit mehreren Empfangs-und Sende-Antennen über die zumindest zwei Mobilfunkantennen zu kommunizieren (auch engl. MIMO, Multiple Input, Multiple Output), beispielsweise über 2x2 MIMO oder 4x4 MIMO. Das zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140 kann beispielsweise ausgebildet sein, basierend auf den Signalen zur Positionsbestimmung eine Position des Fahrzeugs zu bestimmen, beispielsweise basierend auf zumindest einem Globalen Navigations Satelliten-System (GNSS) der Gruppe von Globales Positionierungs-Systems (GPS), Galileo, GloNaSS und Beidou. Das zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140 kann ausgebildet sein, um die Satellitenradiosignale zu dekodieren zum Erhalten eines Audio-Signals eines Satellitenradiodienstes. In Ausführungsbeispielen kann das zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140 einem beliebigen Controller oder Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente entsprechen. Beispielsweise kann das zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140 auch als Software realisiert sein, die für eine entsprechende Hardwarekomponente programmiert ist. Insofern kann das zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140 als programmierbare Hardware mit entsprechend angepasster Software implementiert sein. Dabei können beliebige Prozessoren, wie Digitale Signalprozessoren (DSPs) zum Einsatz kommen. Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf einen bestimmten Typ von Prozessor eingeschränkt. Es sind beliebige Prozessoren oder auch mehrere Prozessoren zur Implementierung des zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140. In Ausführungsbeispielen kann das zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140 typische Sender- bzw. Empfängerkomponenten enthalten. Darunter können beispielsweise ein oder mehrere Antennen, ein oder mehrere Filter, ein oder mehrere Mischer, ein oder mehrere Verstärker, ein oder mehrere Diplexer, ein oder mehrere Duplexer, usw. fallen.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann das zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140 außerhalb des länglichen Hohlraums 200 angeordnet sein. Beispielsweise kann das zumindest eine Sende-Empfangsmodul 140 in einem weiteren, von dem länglichen Hohlraum verschiedenen, Hohlraum angeordnet sein. Beispielsweise kann das Sende-Empfangsmodul 140 in einem Hohlraum eines Heckfensterrahmens oder in einem Innenraum des Fahrzeugs angeordnet sein. In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann eine Sender- und/oder Empfängereinheit (etwa das Sende-Empfangsmodul 140) teilweise oder vollständig außerhalb des Moduls (etwa des länglichen Hohlraums), z.B. im Fahrzeuginneren, im Heckfensterrahmen unter dem Modul oder in pos. x-Richtung vor dem Heckfensterrahmen, angeordnet sein.
Der längliche Hohlraum 200 kann beispielsweise in einer ersten lateralen Richtung zumindest dreimal (oder zumindest viermal, zumindest fünfmal, zumindest achtmal, zumindest 10-mal) so groß sein wie in einer zweiten lateralen Richtung. Beispielsweise kann der längliche Hohlraum in der ersten lateralen Richtung eine Größe von zumindest 100 cm (oder zumindest 120 cm, zumindest 150 cm) aufweisen. Beispielsweise kann der längliche Hohlraum in der ersten lateralen Richtung eine Größe von weniger als 250 cm (oder weniger als 200cm, weniger als 180 cm) aufweisen. Beispielsweise kann der längliche Hohlraum in der zweiten lateralen Richtung eine Größe von zumindest 15 cm (oder zumindest 20 cm, zumindest 30 cm, zumindest 40 cm) aufweisen. Beispielsweise kann der längliche Hohlraum in der zweiten lateralen Richtung eine Größe von weniger als 100 cm (oder weniger als 75 cm, weniger als 50 cm) aufweisen. Der längliche Hohlraum kann eine Tiefe von mehr als 5 cm (oder mehr als 8 cm, mehr als 10 cm) und/oder weniger als 25 cm (oder weniger als 20 cm, weniger als 15 cm, weniger als 10 cm) aufweisen. Die erste laterale Richtung kann sich Orthogonal zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstrecken, die zweite laterale Richtung kann sich parallel zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstrecken, oder umgekehrt.
Das Übertragungsband der Kommunikationssignale kann beispielsweise einem Frequenzband entsprechen, in dem eine Trägerfrequenz der Kommunikationssignale umfasst ist, beispielsweise eine Trägerfrequenz der Kommunikationssignale einer Kommunikation zwischen den zumindest zwei Mobilfunkantennen 110 und einer Basisstation eines mobilen Kommunikationssystems. Das Übertragungsband der Signale zur Positionsbestimmung kann beispielsweise einem Frequenzband entsprechen, in dem eine Trägerfrequenz der Signale zur Positionsbestimmung umfasst ist, beispielsweise einer Trägerfrequenz der Signale zur Positionsbestimmung einer Mehrzahl von Navigationssatelliten eines Globalen Navigations-Satelliten-Systems (GNSS), beispielsweise einer Mehrzahl von Navigationssatelliten eines Globalen Positionierungs-Systems (GPS), Galileo, GloNaSS oder Beidou. Das Übertragungsband der Satellitenradiosignale kann beispielsweise einem Frequenzband entsprechen, in dem eine Trägerfrequenz der Satellitenradiosignale umfasst ist, beispielsweise eine Trägerfrequenz der Satellitenradiosignale, die von einem Satelliten gesendet (und von der Satellitenradioantenne empfangen) werden.
2 zeigt ein Blockdiagramm eines Karosserieteil 210 eines Fahrzeugs 300 mit einem länglichen Hohlraum 200 mit einer Antennenanordnung 100. Die Antennenanordnung 100 und / oder der längliche Hohlraum können ähnlich implementiert sein wie eine Antennenanordnung und ein länglicher Hohlraum, wie sie in Zusammenhang mit 1 beschrieben werden. Das Karosserieteil kann beispielsweise einer Dachstruktur, einer Heckstruktur oder eine Fronstruktur des Fahrzeugs 300 entsprechen. Beispielsweise kann der längliche Hohlraum an einem nach oben offenen Teil des Karosserieteils angeordnet sein. Beispielsweise kann das Karosserieteil zwischen dem länglichem Hohlraum und einem Außenraum des Fahrzeugs (elektrisch) nicht-leitendes Material umfassen.
Das Karosserieteil 210 kann beispielsweise eine Abdeckung 220 für den länglichen Hohlraum 200 umfassen. Die Abdeckung 210 kann beispielsweise Glas, Kunststoff oder ein weiteres nicht-leitendes Material umfassen oder aus diesem bestehen. Beispielsweise kann die Abdeckung 220 einem Teil einer Heckscheibe oder einem Teil eines Glasdaches (des Fahrzeugs 300) entsprechen. Beispielsweise kann die Abdeckung 220 einen Schwarzdruckbereich umfassen, etwa um die Antennen zu verbergen.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen können die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110, die Navigationsantenne 120 und/oder die Satellitenradioantenne 150 an der Abdeckung 220 angebracht sein, beispielsweise über eine Steck- eine Schraub- oder eine Klebverbindung.
Beispielsweise können die Antennenkomponenten (etwa die zumindest zwei Mobilfunkantennen, die Navigationsantenne und/oder die Satellitenradioantenne) an einer ein- oder mehrteiligen Abdeckung (Heckspoiler oder Blende) selbst angeordnet / angebracht sein. Diese Abdeckung kann zusätzlich eine der mehrere Abdichtungen aufweisen. Neben unter Umständen lackierten Kunststoffblenden können des Weiteren auch Abdeckungen aus Glas genutzt werden, z.B. durch Verlängerung der Heckscheibe oder eines Panorama-Glasdaches. Beispielsweise können die Blenden, Karosseriebauteile ohne leitenden Eigenschaften oder Glas-Scheiben derartig ausgeführt werden, dass sich es sich gezielt um Service-Teile oder Nicht-Service-Teile handelt. (d.h. die unterliegenden Komponenten können zerstörungsfrei oder nicht zerstörungsfrei zugänglich sein).
Beispielsweise kann das Modul (etwa der längliche Hohlraum und/oder die Schnittstellenstruktur in mehrere Abschnitte unterteilt sein. Beispielsweise können sich bei 4 Mobilfunk- und 2 Satellitenantennen (Satellitenradioantenne, Navigationsantenne) können sich beispielsweise 5 Abschnitte ergeben. Alternativ kann das Modul in die Abschnitte „Mobilfunk links“, „Mobilfunk rechts“, „GNSS“ und „SDARS“ aufgeteilt sein.
Die Veränderung eines Montagekonzeptes von Ausführungsbeispielen kann dadurch gekennzeichnet sein, dass der Antennenträger von der Karosserie unabhängig z.B. im Rahmen einer Vormontage, je nach Antennenausstattungsvarianten, bestückt bzw. ausgerüstet wird. Beispielsweise kann ein Bereitstellen komplett vorbestückter Antennenträger vom Lieferanten möglich sein (etwa bei einer nicht zergliederten Antennenverortung).
Alternativ zu einer nicht zergliederten Antennenverortung kann eine zergliederte Anordnung der Antennen denkbar und sinnvoll sein, wobei ein Teilumfang (etwa der Antennen der Antennenanordnung) im bzw. am Antennenträger befestigt sein kann und die übrigen Antennen an weiteren Bauteilen, wie Kunststoffblenden, Glas-Scheiben (ESG (Einscheiben-Sicherheitsglas), VSG (Verbundsicherheitsglas), feststehend, drehbar, beweglich,....), oder Karosserie(bau)teilen ohne leitenden Eigenschaften (ausgenommen Metalliclacke).
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann der längliche Hohlraum 200 ein oder mehrere Vertiefungen mit strahlformenden Eigenschaften für zumindest ein Element der Gruppe von die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110, die Navigationsantenne 120 und die Satellitenradioantenne 150 umfassen. Beispielsweise können die ein oder mehreren Vertiefungen ausgebildet sein, um eine Hauptstrahlrichtung für zumindest ein Element der Gruppe von die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110, die Navigationsantenne 120 und die Satellitenradioantenne 150 in eine gewünschte Zielrichtung zu beeinflussen. Beispielsweise können die ein oder mehreren Vertiefungen ausgebildet sein, um eine Dekorrelation zwischen den zumindest zwei Mobilfunkantennen zu verbessern oder ermöglichen. Beispielsweise kann der Antennenträger (etwa der längliche Hohlraum) / Massefläche geeignet ausgeformt sein, sodass es zu einer (positiven) strahlformenden Beeinflussung der Antennenperformance (Strahlungscharakteristik von versenkten Monopol-Antennen) kommt. Beispielsweise kann das Modul (beispielsweise der längliche Hohlraum 200 eine konkave oder komplexere Formung durch mehrere Vertiefungen mit unterschiedlichen, mehrdimensionalen Verformungen aufweisen. Diese Vertiefungen können gleichzeitig so ausgeführt sein, dass sie strahlformende Eigenschaften aufweisen und damit die Performance (Leistung) der Mobilfunkantennen verbessern.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann die Schnittstellenstruktur 130 direkt auf einem Rahmen der Dachstruktur des Fahrzeugs 300 angebracht sein, beispielsweise ohne Trägerelement. Beispielsweise kann die Schnittstellenstruktur 130 als Trägerelement für die Antennen dienen. In zumindest manchen Ausführungsbeispielen ist das Modul (etwa die Antennenanordnung, der längliche Hohlraum mit der Antennenanordnung und/oder das Karosserieteil mit dem länglichen Hohlraum und der Antennenanordnung) kein gesamtheitliches Modul (auf dem alle Komponenten umfasst sind), sondern um einzelne Teilmodule (eine Antenne = ein Modul), die durch ein geeignetes Verfahren im Bauraum montiert werden. Durch Verzicht auf ein (Träger-) Modul können Gewichtseinsparungen möglich sein. Beispielsweise können die Komponenten vor dem Heckfensterrahmen oben angeordnet sein (etwa die Antennen 110, 120, 150).
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen kann zumindest ein Element der Gruppe von ein oder mehrere Verstärkermodule für die Antennen, ein oder mehrere Anpassungsnetzwerke für die Antennen und ein Basisband-Verarbeitungs-Teil des zumindest einen Sende-Empfangsmoduls 140 für die zumindest zwei Mobilfunkantennen 110 im länglichen Hohlraum 200 angeordnet sein. Manche Ausführungsbeispiele können ferner eine Integration einer Basisbandverarbeitung, also des Steuergerätes zum Senden- und Empfangen der jeweiligen Funksystems, bereitstellen.
Mehr Details und Aspekte des Karosserieteils 210 werden in Verbindung mit dem Konzept oder Beispielen genannt, die vorher (z.B. 1) beschrieben wurden. Das Karosserieteil 210 kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die ein oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder der beschriebenen Beispiele entsprechen, wie sie vorher oder nachher beschrieben wurden.
3 zeigt ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 300 mit einem Karosserieteil 210 mit einem Hohlraum 200 und einer Antennenanordnung 100. Die Antennenanordnung 100, der längliche Hohlraum 200 und/oder das Karosserieteil 210 können ähnlich implementiert sein wie eine Antennenanordnung, ein länglicher Hohlraum und ein Karosserieteil, wie sie in Zusammenhang mit zumindest einer der 1-2 beschrieben werden.
Beispielsweise kann das Fahrzeug 300 ferner ein Anzeigemodul, das ausgebildet ist, um Information über einen Zustand des Fahrzeugs visuell darzustellen, umfassen. Das Anzeigemodul 310 kann beispielsweise in dem länglichen Hohlraum 200 angeordnet sein. Das Anzeigemodul 310 kann beispielsweise zumindest ein Element der Gruppe von ein oder mehrere Leuchtdioden, ein Bildschirm, ein Punkt-Matrix-Bildschirm, ein Strich-Matrix-Bildschirm, ein Flüssigkristallbildschirm, eine organische Leuchtdiode und einen Projektor umfassen. In manchen Ausführungsbeispielen können mehrere Leuchtmittel in dem länglichen Hohlraum umfasst sein, die ausgebildet sind zur Inszenierung einer Konnektivität (etwa des Sende-Empfangsmoduls). Die Information über den Zustand des Fahrzeugs kann beispielsweise eine Konnektivität, eine Reichweite oder einen Ladezustand des Fahrzeugs 300 visuell darstellen.
Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrzeug 300 beispielsweise zumindest eine Kamera umfassen. Die zumindest eine Kamera kann beispielsweise in dem länglichen Hohlraum 200 angeordnet sein. Die zumindest eine Kamera kann beispielsweise ein Element der Gruppe von Videokamera, Digitalkamera, Infrarotkamera, Laufzeitkamera, Überwachungskamera und Panoramakamera umfassen.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen können in dem länglichen Hohlraum Illumination zur Anzeige / Inszenierung des Connectivity-Zustandes oder weiteren Betriebsmodi des Fahrzeugs (z.B. Diebstahlwarnanlage, Ladezustand des Fahrzeugs etc.) umfasst sein. Des Weiteren können ein oder mehrerer Kameras in auf oder an der Abdeckung angeordnet / angebracht sein.
In zumindest manchen Ausführungsbeispielen könnte das Fahrzeug 300 beispielsweise einem Landfahrzeug, einem Wasserfahrzeug, einem Luftfahrzeug, einem Schienenfahrzeug, einem Straßenfahrzeug, einem Auto, einem Geländefahrzeug, einem Kraftfahrzeug, oder einem Lastkraftfahrzeug entsprechen.
Mehr Details und Aspekte des Fahrzeugs werden in Verbindung mit dem Konzept oder Beispielen genannt, die vorher (z.B. 1-2) beschrieben wurden. Das Fahrzeug 300 kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die ein oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder der beschriebenen Beispiele entsprechen, wie sie vorher oder nachher beschrieben wurden.
4 zeigt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel einer Antennenanordnung für einen länglichen Hohlraum 200 eines Fahrzeugs 300, mit vier Mobilfunk (LTE)-Antennen 110, einer GNSS-Antenne 120, einer SDARDS-Antenne 150 und einem Sende-Empfangsmodul 140. 4 400 zeigt eine schematische Draufsicht der Antennenanordnung, 410 zeigt eine perspektivische Ansicht von oben und 420 zeigt eine perspektivische Ansicht von unten. 4 410 zeigt beispielhaft eine modulare Integration von 4+2 Antennen für Mobilfunk, GNSS und SDARS in einem Heckfensterrahmen des Fahrzeugs 300 oben (HFO). Der längliche Hohlraum 200 kann durch eine Abdeckung aus nicht leitfähigem Material überdeckt sein, beispielsweise von einer PMMA-Blende (Polymethylmethacrylat, etwa Acrylglas) oder von einer hochgezogenen Heckscheibe (derivatsspezifisch, i.d.R. kein Serviceteil). Die PMMA-Blende kann beispielsweise unterschiedliche Quer- und Längsbombierungen pro Derivat umfassen. Das Sende-Empfangsmodul 140 kann beispielsweise im Fahrzeuginnenraum angeordnet sein (4 420). Dabei kann ein Wartungszugang zum Sende-Empfangsmodul 140 möglich sein.
Mehr Details und Aspekte der Antennenanordnung werden in Verbindung mit dem Konzept oder Beispielen genannt, die vorher (z.B. 1-3) beschrieben wurden. Die Antennenanordnung kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die ein oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder der beschriebenen Beispiele entsprechen, wie sie vorher oder nachher beschrieben wurden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird.
Eine programmierbare Hardwarekomponente kann durch einen Prozessor, einen Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessor (GPU = Graphics Processing Unit), einen Computer, ein Computersystem, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) gebildet sein.
Das digitale Speichermedium kann daher maschinen- oder computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem oder einer programmierbare Hardwarekomponente derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Programm, Firmware, Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode oder als Daten implementiert sein, wobei der Programmcode oder die Daten dahin gehend wirksam ist bzw. sind, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Der Programmcode oder die Daten kann bzw. können beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger oder Datenträger gespeichert sein. Der Programmcode oder die Daten können unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ferner ein Datenstrom, eine Signalfolge oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom, die Signalfolge oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, um über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet oder ein anderes Netzwerk, transferiert zu werden. Ausführungsbeispiele sind so auch Daten repräsentierende Signalfolgen, die für eine Übersendung über ein Netzwerk oder eine Datenkommunikationsverbindung geeignet sind, wobei die Daten das Programm darstellen.
Ein Programm gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eines der Verfahren während seiner Durchführung beispielsweise dadurch umsetzen, dass dieses Speicherstellen ausliest oder in diese ein Datum oder mehrere Daten hinein schreibt, wodurch gegebenenfalls Schaltvorgänge oder andere Vorgänge in Transistorstrukturen, in Verstärkerstrukturen oder in anderen elektrischen, optischen, magnetischen oder nach einem anderen Funktionsprinzip arbeitenden Bauteile hervorgerufen werden. Entsprechend können durch ein Auslesen einer Speicherstelle Daten, Werte, Sensorwerte oder andere Informationen von einem Programm erfasst, bestimmt oder gemessen werden. Ein Programm kann daher durch ein Auslesen von einer oder mehreren Speicherstellen Größen, Werte, Messgrößen und andere Informationen erfassen, bestimmen oder messen, sowie durch ein Schreiben in eine oder mehrere Speicherstellen eine Aktion bewirken, veranlassen oder durchführen sowie andere Geräte, Maschinen und Komponenten ansteuern.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.

Claims

Eine Antennenanordnung (100) für einen länglichen Hohlraum (200) eines Fahrzeugs (300), umfassend zumindest zwei Mobilfunkantennen (110) ausgelegt zur Kommunikation über ein Mobilfunksystem über Kommunikationssignale; eine Navigationsantenne (120) ausgelegt zum Empfangen von Signalen zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs (100) von einem Satellitennavigationssystem; und eine Schnittstellenstruktur (130) ausgelegt, um zumindest die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110) und die Navigationsantenne (120) in einem Übertragungsband der Kommunikationssignale und in einem Übertragungsband der Signale zur Positionsbestimmung mit zumindest einem Sende-Empfangsmodul (140) zu verbinden, wobei das zumindest eine Sende-Empfangsmodul (140) ausgebildet ist, mittels Strahlformung über die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110) zu kommunizieren und Positionssignale über die Navigationsantenne (120) zu empfangen, wobei die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110), die Navigationsantenne (120) und zumindest ein Teil der Schnittstellenstruktur (130) in dem länglichen Hohlraum (200) angeordnet sind.
Die Antennenanordnung (100) gemäß Anspruch 1, ferner umfassend eine Satellitenradioantenne (150), ausgelegt zum Empfangen von Satellitenradiosignalen, wobei die Schnittstellenstruktur ausgelegt ist, die Satellitenradioantenne (150) in einem Übertragungsband der Satellitenradiosignale mit dem zumindest einen Sende-Empfangsmodul (140) zu verbinden, wobei die Satellitenradioantenne (150) in dem länglichen Hohlraum (200) angeordnet ist, und wobei das zumindest eine Sende-Empfangsmodul (140) ausgebildet ist, um die Satellitenradiosignale zu empfangen.
Die Antennenanordnung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Sende-Empfangsmodul (140) außerhalb des länglichen Hohlraums (200) angeordnet ist.
Die Antennenanordnung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antennen lösbar und damit modular mit der Schnittstellenstruktur (130) verbunden sind.
Die Antennenanordnung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Element der Gruppe von die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110), die Navigationsantenne (120) und eine Satellitenradioantenne (150) lösbar mit der Schnittstellenstruktur (130) verbunden ist.
Ein Karosserieteil (210) eines Fahrzeugs (300) mit einem länglichen Hohlraum (200), umfassend eine Antennenanordnung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Das Karosserieteil (210) gemäß Anspruch 6 ferner umfassend eine Abdeckung (220) für den länglichen Hohlraum (200), wobei die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110), die Navigationsantenne (120) und/oder eine Satellitenradioantenne (150) an der Abdeckung (220) angebracht sind.
Das Karosserieteil gemäß Anspruch 7, wobei die Abdeckung (220) einem Teil einer Heckscheibe oder einem Teil eines Glasdaches entspricht.
Das Karosserieteil gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der längliche Hohlraum (200) ein oder mehrere Vertiefungen mit strahlformenden Eigenschaften für zumindest ein Element der Gruppe von die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110), die Navigationsantenne (120) und eine Satellitenradioantenne (150) umfasst.
Das Karosserieteil (210) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Karosserieteil einer Dachstruktur des Fahrzeugs (300) entspricht.
Das Karosserieteil (210) gemäß Anspruch 10, wobei die Schnittstellenstruktur (130) direkt auf einem Rahmen der Dachstruktur des Fahrzeugs (300) angebracht ist.
Das Karosserieteil (210) gemäß einem Ansprüche 6 bis 11, wobei ferner zumindest ein Element der Gruppe von ein oder mehrere Verstärkermodule für die Antennen, ein oder mehrere Anpassungsnetzwerke für die Antennen und ein Basisband-Verarbeitungs-Teil des zumindest einen Sende-Empfangsmoduls (140) für die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110) im länglichen Hohlraum (200) angeordnet ist.
Ein Fahrzeug (300) umfassend ein Karosserieteil (210) mit einem Hohlraum (200) und einer Antennenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 12.
Das Fahrzeug (300) gemäß Anspruch 13, ferner umfassend ein Anzeigemodul, das ausgebildet ist, um Information über einen Zustand des Fahrzeugs visuell darzustellen, wobei das Anzeigemodul in dem länglichen Hohlraum (200) angeordnet ist, und/oder ferner umfassend zumindest eine Kamera, wobei die zumindest eine Kamera in dem länglichen Hohlraum (200) angeordnet ist.
Ein Karosserieteil (210) eines Fahrzeugs (300) mit einem länglichen Hohlraum (200), umfassend eine Antennenanordnung (100), die Antennenanordnung umfassend: zumindest zwei Mobilfunkantennen (110) ausgelegt zur Kommunikation über ein Mobilfunksystem über Kommunikationssignale; eine Navigationsantenne (120) ausgelegt zum Empfangen von Signalen zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs (100) von einem Satellitennavigationssystem; und eine Schnittstellenstruktur (130) ausgelegt, um zumindest die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110) und die Navigationsantenne (120) in einem Übertragungsband der Kommunikationssignale und in einem Übertragungsband der Signale zur Positionsbestimmung mit zumindest einem Sende-Empfangsmodul (140) zu verbinden, wobei das zumindest eine Sende-Empfangsmodul (140) ausgebildet ist, über die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110) zu kommunizieren und Positionssignale über die Navigationsantenne (120) zu empfangen, wobei die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110), die Navigationsantenne (120) und zumindest ein Teil der Schnittstellenstruktur (130) in dem länglichen Hohlraum (200) angeordnet sind, wobei der längliche Hohlraum (200) ein oder mehrere Vertiefungen mit strahlformenden Eigenschaften für zumindest ein Element der Gruppe von die zumindest zwei Mobilfunkantennen (110), die Navigationsantenne (120) und eine Satellitenradioantenne (150) umfasst.