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Die Erfindung betrifft eine bikonische Antennenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Eine andere Bezeichnung für eine solche Antennenvorrichtung ist Doppelkonus-Antenne. Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer solchen bikonischen Antennenvorrichtung.
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Für eine Kommunikation im Nahbereich zwischen einem Kraftfahrzeug einerseits und beispielsweise einem anderen Kraftfahrzeug oder einer Funkfernbedienung oder einem Mobiltelefon oder allgemein einem fahrzeugexternen Transceiver andererseits kann die Verwendung von Funksignalen mit einer Trägerfrequenz größer als 1 GHz, insbesondere größer als 6 GHz vorgesehen sein. Solche Funkanwendungen werden auch als UWB-Anwendungen (UWB - Ultra Wideband) bezeichnet. Es hat sich herausgestellt, dass es bei der Verwendung von derart hohen Frequenzen Probleme mit der räumlichen Sende- und Empfangsabdeckung der Umgebung des Kraftfahrzeugs gibt.
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In der Regel werden als Antennen sogenannte planare Antennen verwendet, die zum Beispiel als eine Schaltungsplatine ausgestaltet sein können, auf welcher sich gedruckte, elektrisch leitfähige Antennenstrukturen befinden. Diese Strukturen weisen meist zu den Platinenkanten hin, aber auch generell wegen ihrer Asymmetrie eine Antennencharakteristik auf, die in bestimmte Richtungen sogenannte Einzüge oder Notches aufweist, d.h. im Vergleich zu anderen Richtungen eine schwächere Abstrahlcharakteristik und/oder Empfangscharakteristik aufweist. Das macht eine Kommunikation zum Beispiel mit einer Fernbedienung schwierig, weil sich Abdeckungsminima ergeben. Befindet sich ein Benutzer in einem solchen Raumwinkel mit einem Abdeckungsminimum (Einzug), so kann die Kommunikation zwischen zum Beispiel dem Fahrzeugschlüssel und dem Kraftfahrzeug versagen. Damit lässt sie das Kraftfahrzeug nicht mittels der Fernbedienung bedienen.
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Aus der
DE 35 18 274 A1 ist eine konische Wendelantenne bekannt, die aus metallischen Leiterbahnen besteht, die auf einem konischen Trägerelement angeordnet sind. Das Trägerelement muss wegen des verwendeten Herstellungsverfahrens weich sein, weshalb sich die Wendelantenne verformen kann, was die Antennencharakterstik verfälschen würde.
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Aus der
WO 2005/094352 A2 ist eine flache Antenne bekannt, die eine kreisförmige Kontur aufweist, in welche radial verlaufende Schlitze eingeprägt sind. Hierdurch ergibt sich eine Multi-Beam-Antenne. Dies vergleichmäßigt die Abstrahlcharakteristik, die sich aus der Überlagerung mehrerer der besagten Beams ergibt. Die Ausgestaltung ist allerdings flächig und nutzt nicht die Vorzüge einer 3D-Antennenstruktur.
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Aus der
US 7,057,558 B2 ist eine konusförmige Antenne bekannt, die für den Betrieb mit einem Massepotential gekoppelt sein muss. Dies ergibt das Problem, dass ein stabiles Massepotential im Kraftfahrzeug bereitgestellt werden muss.
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Um die Notwendigkeit eines Massepotentials zu vermeiden, kann anstelle einer konusförmigen Antenne eine Doppelkonus-Antenne verwendet werden. Diese weist allerdings den Nachteil auf, dass im Einschürrbereich, wo sich die Spitzen der beiden Konusse berühren, ein mechanisch fragiler Abschnitt vorhanden ist, in welchem die bikonische Antenne leicht brechen kann.
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Aus der
US 7 221 326 B2 ist eine Doppelkonus-Antenne bekannt, die als Hohlform in einem Stützkörper ausgestaltet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Kraftfahrzeug eine mechanisch stabile Antenne mit gleichmäßiger Antennencharakteristik, insbesondere für UWB-Anwendungen bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Die Erfindung stellt eine bikonische Antennenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereit. Mittels der Doppelkonus-Struktur oder Sanduhr-Form kann in einer vorbestimmten Abstrahlebene eine gleichmäßige oder kreisförmige Abstrahlcharakteristik und Empfangscharakteristik bereitgestellt werden. Trotz der Doppelkonus-Struktur kann diese Antennenvorrichtung dennoch mechanisch stabil ausgestaltet werden. Die Antennenvorrichtung weist hierzu einen Stützkörper auf, welcher an einer ersten Seite eine konusförmige erste Aussparung und an einer gegenüberliegenden zweiten Seite eine konusförmige zweite Aussparung aufweist. Mit anderen Worten ist das Volumen jeder Aussparung geformt wie ein Konus, insbesondere wie ein Kegel oder ein Kegelstumpf. Jeweilige Konusspitzen der beiden konusförmigen Aussparungen zeigen aufeinander, was die Doppelkonus- oder Sanduhr-Form ergibt. Mit anderen Worten liegen die Konusachsen der beiden konusförmigen Aussparungen auf einer Linie und die Konusspitzen stehen aufeinander. Allerdings handelt es sich hierbei nicht um eine Positiv-Form, d.h. die Form einer Sanduhr mit einer Einschnürung in der Mitte, sondern um eine Negativ-Form, indem der Stützkörper die beiden Aussparungen umgibt. Hierdurch fehlt also die Einschnürung oder Verjüngung im Material des Stützkörpers im Bereich der Konusspitzen.
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Um eine Antenne bereitzustellen, weist die jeweilige Innenfläche der beiden Aussparungen eine elektrisch leitfähige Schicht auf. Durch eine elektrische Anschlusseinrichtung sind ein erster elektrischer Anschlusskontakt für die in der ersten Aussparung angeordnete leitfähige Schicht und ein zweiter elektrischer Anschlusskontakt für die in der zweiten Aussparung angeordnete leitfähige Schicht bereitgestellt. Über die beiden Anschlusskontakte kann somit eine elektrische Wechselspannung auf die beiden elektrisch leitfähigen Schichten übertragen werden (Senden) oder eine in die beiden elektrischen Schichten durch eine Funkwelle eingeprägte elektrische Wechselspannung abgegriffen werden (Empfangen).
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Vorteil der Antennenvorrichtung ist, dass sie trotz ihrer Doppelkonus-Struktur mechanisch stabil ist.
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Der Stützkörper ist gemäß einem Aspekt der Erfindung in ein Hüllmaterial eingegossen oder mit dem Hüllmaterial umspritzt. Hierdurch ist der Stützkörper und auch die jeweilige elektrisch leitfähige Schicht in der Aussparung von dem Hüllmaterial eingeschlossen. Es ergibt sich ein wasserdichtes Gehäuse für den Stützkörper und die Schichten. Zudem werden die Schichten in den Aussparungen an der Innenfläche der Aussparungen gehalten und bewahren so ihre konische Form. Auch die Anschlusseinrichtung kann zu einem Teil von dem Hüllmaterial umschlossen sein, sodass hierdurch eine elektrische Zuleitung mechanisch steif in Bezug auf den Stützkörper und die Schichten angeordnet bleibt. Dies stellt eine gleichbleibende Antennencharakteristik sicher.
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An das Hüllenmaterial kann zumindest ein Befestigungselement zum mechanischen Verbinden der Antennenvorrichtung mit einem Trägerteil des Kraftfahrzeugs angeformt sein. Hierbei kann es sich zum Beispiel um einen Flansch oder eine Öse oder einen Clips oder einen Schnapphaken für eine Schnappverbindung handeln.
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Gemäß einem zusätzlichen oder alternativen Aspekt ist der Stützkörper rotations-asymmetrisch bezüglich einer Konusachse der konusförmigen Aussparungen ausgestaltet. Hierdurch kann der Stützkörper als dielektrische Linse auf Funkwellen wirken. Es kann die Antennencharakteristik an eine Geometrie z.B. eines Kraftfahrzeugs angepasst werden, dessen Umgebung durch die Antennencharakteristik abgedeckt werden soll. So kann eine Abschattung vermieden werden.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Die jeweilige leitfähige Schicht in den beiden Aussparungen kann als eine metallische Beschichtung der jeweiligen Innenfläche der Aussparung oder als eine auf der Innenfläche angeordnete, elektrisch leitfähige Folie ausgestaltet sein. Als Material für die Schicht kann beispielsweise Kupfer oder Messing oder Gold oder Silber oder eine Legierung oder allgemein eine hochleitfähige Schicht (Leitfähigkeit größer als 106 S/m) vorgesehen sein. Eine metallische Beschichtung und eine Folie weisen jeweils den Vorteil auf, dass die Antennenvorrichtung mit geringem Gewicht und Materialaufwand bereitgestellt werden kann. Die metallische Beschichtung kann in an sich bekannter Weise auf der Grundlage eines galvano-technischen Verfahrens hergestellt werden. Eine Folie kann eingeklebt werden.
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Der Stützkörper selbst kann als ein Spritzgussteil oder als ein ausgefrästes Bauteil ausgebildet sein. D.h. die Aussparungen können im zweiten Fall aus einem massiven Bauteil ausgefräst werden. Der Stützkörper kann in diesen beiden Varianten jeweils mittels eines Massenfertigungsverfahrens automatisiert hergestellt werden.
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Der Stützkörper selbst ist natürlich aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere einem Polymer oder Kunstharz, um die beiden Schichten in den Aussparungen elektrisch voneinander zu isolieren. Eine elektrische Leitfähigkeit des Materials des Stützkörpers ist insbesondere kleiner als 1 S/m. Um auch Funkwellen und/oder die Antennencharakteristik durch den Stützkörper nicht zu beeinträchtigen, weist das Material des Stützkörpers bevorzugt eine relative Dielektrizitätskonstante oder relative Permitivität εr mit einem Wert in einem Bereich von 0,5 bis 1,5 auf. Dies kann durch die Wahl eines entsprechenden Polymers oder Kunstharzes erreicht werden, beispielsweise Polyethylen. Der Stützkörper kann auch eine Umspritzung aufweisen, um den Stützkörper beispielsweise wasserdicht abzuschließen und/oder eine Befestigungsmöglichkeit oder Montagemöglichkeit bereitzustellen und/oder die leitfähigen Schichten vor Korrosion zu schützen. Auch diese Umspritzung kann dann das Material mit der relativen Dielektrizitätskonstante εr mit einem Wert in einem Bereich von 0,5 bis 1,5 aufweisen.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Material ein geschlossenporiges Polymer ist, also als ein Schaum. Es gibt also Lufteinschlüsse. Hierdurch kann erreicht werden, dass die relative Dielektrizitätskonstante εr an den Wert 1 angenähert wird, selbst wenn das Material selbst einen größeren Wert aufweist. Mit anderen Worten wird der Einfluss der relativen Dielektrizitätskonstante des Materials verringert.
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Eine Außenform des Stützkörpers ist bevorzugt zylindrisch. Hierdurch weist er eine Rotationssymmetrie auf, durch welche sich eine entsprechend gleichmäßige Antennencharakteristik ergibt. Eine zylindrische Form meint, dass der Außendurchmesser entlang der Konusachsen konstant ist. Dadurch ist der Stützkörper im Bereich der Konusspitzen nicht eingeschnürt. Damit ist er mechanisch besonders stabil. Der Durchmesser kann kleiner als 12 mm sein. Die Höhe kann kleiner als 20 mm sein. Somit lässt sich die Antennenvorrichtung beispielsweise in einem Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs anordnen.
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Die Anschlusseinrichtung selbst sieht bevorzugt ein Koaxialkabel vor, das in einer der beiden konusförmigen Aussparungen koaxial bezüglich einer Konusachse der Aussparung angeordnet sein kann. Hierdurch bleibt die Anordnung auch mit Koaxialkabel rotationssymmetrisch. Dies vergleichmäßigt die Antennencharakteristik. Bevorzugt sind die leitfähigen Schichten bis in die jeweilige Kegelspitze oder Kegelstumpfspitze geführt oder erstreckt. Dies garantiert die einwandfreie Funktion. Zudem ermöglicht dies eine einfache elektrische Kontaktierung mit einem Schirm eines Koaxialkabels, der dann in eine der Aussparungen bis zur Kegelspitze oder Kegelstumpfspitze eingeführt werden und dort z.B. durch Löten oder Leitkleber, der in dem Winkel zwischen Schirm und Spitze einfließt, kontaktiert werden kann.
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Insgesamt ist also bevorzugt vorgesehen, dass der Stützkörper, die Schichten in den beiden Aussparungen und die Anschlusseinrichtung zumindest im Bereich innerhalb des Stützkörpers insgesamt rotationssymmetrisch ausgestaltet sind. Somit ergibt sich in einer Ebene, die zwischen den Konusspitzen verläuft und senkrecht zu den Konusachsen ausgerichtet ist, eine rotationssymmetrische Antennencharakteristik (Sende- und Empfangscharakteristik).
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Durch die Erfindung ist auch ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, das zumindest eine Antennenvorrichtung aufweist, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung ist. Eine solche Antennenvorrichtung kann zum Beispiel in der beschriebenen Weise in einem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
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Die zumindest eine Antennenvorrichtung ist gemäß einer Weiterbildung mit einem Sender und/oder einem Empfänger gekoppelt, der jeweils ein Signal bei einer Trägerfrequenz von mehr als 1 GHz, insbesondere mehre als 6 GHz, vorsieht. Somit kann eine UWB-Anwendung mittels der zumindest einen erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung eine Umgebung des Kraftfahrzeugs funktechnisch gleichmäßig abdecken.
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Die zumindest eine Antennenvorrichtung kann mit einer Funkschlüsselanlage und/oder Fernbedienungsanlage des Kraftfahrzeugs und/oder mit einer Kommunikationseinrichtung für eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (Car-to-Car-Communication) gekoppelt sein. Hierdurch können dann Funkverbindungen aus unterschiedlichen Richtungen zum Kraftfahrzeug hin jeweils mit derselben Signalqualität bereitgestellt werden.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
- 2 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Stützkörpers einer Antennenvorrichtung des Kraftfahrzeugs von 1;
- 3 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts der Antennenvorrichtung mit dem Stützkörper von 2; und
- 4 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Stützkörpers.
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Bei jedem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei jedem 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 jeweils beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10, bei dem es sich um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, handeln kann.
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Dargestellt sind eine Motorhaube 11, eine Windschutzscheibe 12, ein Frontscheinwerfer 13 und ein Stoßfänger 14. Das Kraftfahrzeug 10 kann eine Sende- und Empfangseinrichtung 15 aufweisen, mittels welcher eine Funkverbindung 16 zu einem fahrzeugexternen Gerät 17 aufgebaut werden kann. Bei dem Gerät 17 kann es sich zum Beispiel um einen Funkschlüssel oder eine Funkfernbedienung oder auch ein anderes Kraftfahrzeug handeln. Damit die Funkverbindung 16 aufgebaut werden kann, ist eine Antennenvorrichtung 18 bereitgestellt, mit welcher die Sende- und Empfangseinrichtung 15 gekoppelt ist. Die Sende-und Empfangseinrichtung 15 kann Bestandteil einer Funkschlüsselanlage und/oder Fernbedienungsanlage und/oder Kommunikationseinrichtung für eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation sein. Die Funkverbindung 16 kann auf einem Funksignal basieren, dass eine Trägerfrequenz von größer als 1 GHz, insbesondere größer als 6 GHz, aufweist. In einer Umgebung 19 des Kraftfahrzeugs 10 ist dennoch eine Empfangsfeldstärke von mittels der Antenne 18 ausgesendeten Funksignalen gleichmäßig. In 1 ist dies veranschaulicht durch eine Linie 20 gleicher Empfangsfeldstärke, die aus Sicht der Antennenvorrichtung 18 in einem vom Kraftfahrzeug 10 abgewandten Bereich einen kreisförmigen oder kreissegment-förmigen Verlauf aufweisen kann. Insbesondere fehlen Einschnürungen oder Notches 21, die größer als z.B. 20% sind, also eine Radiusänderung der Linie 20 von mehr als 20 % bewirken. Die dargestellte Antennencharakteristik 22 mit der Linie 20 gilt entsprechend auch für den Empfang eines Funksignals des Geräts 17 durch die Antennenvorrichtung 18.
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Um eine derart gleichmäßige Linie 20 bei der Antennencharakteristik 22 zu erreichen, ist bei der Antennenvorrichtung 18 eine bikonische Antennenstruktur ausgebildet.
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Hierzu kann in der Antennenvorrichtung 18 ein Stützkörper 23 bereitgestellt sein, wie er in 2 dargestellt ist. Der Stützkörper 23 kann eine äußere Form eines Zylinders aufweisen. An einer ersten Seite 24, d.h. einer Stirnseite des Zylinders, kann eine erste konusförmige Aussparung 25 und an einer gegenüberliegenden zweiten Seite 26 eine zweite konusförmige Aussparung 27 vorgesehen sein. Die Konusform bezieht sich auf das Volumen der Aussparung. Bei dem Stützkörper 23 kann es sich um ein Spritzgussteil handeln oder um ein Bauteil, bei welchem die Aussparungen 25, 27 durch Ausfräsen gebildet sind.
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3 veranschaulicht, wie auf Grundlage des Stützkörpers 23 die bikonische Antennenvorrichtung 18 gebildet sein kann. In den Aussparungen 25, 27 ist jeweils an einer Innenfläche 28 eine elektrisch leitfähige Schicht 29 angeordnet. Die Außenseiten der Schichten 28 in den beiden Aussparungen 25, 27 sind jeweils rotationssymmetrisch bezüglich der gemeinsamen Konusachse 30 der beiden konusförmigen Aussparungen 25, 27 geformt. Als eine Anschlusseinrichtung 31 kann ein Koaxialkabel 32 vorgesehen sein, dessen Innenleiter einen ersten Anschlusskontakt 33 und dessen Außenleiter einen zweiten Anschlusskontakt 34 bereitstellt. Der erste Anschlusskontakt 33 kann mit der Schicht 29 der Aussparung 25, der zweite Anschlusskontakt 34 mit der Schicht 29 der Aussparung 27 elektrisch verbunden sein, beispielsweise durch eine Lötverbindung. Bevorzugt sind die leitfähigen Schichten 29 bis in die jeweilige Kegelspitze oder Kegelstumpfspitze geführt oder erstreckt. Dies eine einfache elektrische Kontaktierung mit dem Schirm / Außenleiter des Koaxialkabels 32, der dann in die Aussparung 27 bis zur Kegelspitze oder Kegelstumpfspitze eingeführt werden und dort z.B. durch Löten oder Leitkleber, der in dem Winkel 40 zwischen Schirm und Spitze einfließt, kontaktiert werden kann.
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Die Schichten 29 können beispielsweise durch Metallisieren der Innenfläche 28 gebildet sein oder durch Einkleben einer elektrisch leitfähigen Folie in die Aussparungen 25, 27 auf die Innenflächen 28. Das Material der Schichten 29 kann beispielsweise Kupfer oder Messing oder eines der anderen bereits genannten hochleitfähigen Materialien sein. Die beiden Schichten 29 sind elektrisch voneinander isoliert. Beispielsweise kann zwischen den beiden Aussparungen 25, 27 an den Konusspitzen 35 entlang der Konusachse 30 eine Bohrung 36 vorgesehen sein, durch welche hindurch der Innenleiter des Koaxialkabels 32 geführt oder gelegt sein kann. Ein Dielektrikum 41 des Koaxialkabels 32 ist bevorzugt ebenfalls durch die Bohrung 36 geführt.
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Die Antennenvorrichtung 18 kann in einer Ebene 37 senkrecht zur Konusachse 30 eine rotationssymmetrische Antennencharakteristik aufweisen, d.h. eine Sendecharakteristik und Empfangscharakteristik mit jeweiliger Rotationssymmetrie. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass auch das Koaxialkabel 32 im Bereich der Aussparung 27 entlang der Konusachse 30 geführt ist, also koaxial zur Konusachse 30 angeordnet ist.
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Bei dem Stützkörper 23 ist insbesondere im Bereich der Konusspritzen 35 keine Einschnürung oder Verjüngung der Außenfläche vorhanden. Somit gibt es keinen mechanisch labilen Bereich an dieser Stelle.
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Um den Stützkörper 23, die Schichten 29 und das Koaxialkabel 32 vor zum Beispiel Wasser und Korrosion zu schützen und/oder zur Fixierung von deren relativer Anordnung zueinander kann ein Hüllmaterial 38 vorgesehen sein, in welches der Stützkörper 23 und das Koaxialkabel 32 eingeschlossen sein können. Es kann sich bei dem Hüllmaterial 38 um eine Umspritzung handeln, die mittels eines Spritzgussverfahrens erzeugt sein kann. An dem Hüllmaterial 38 kann auch zumindest ein Befestigungselement 39 bereitgestellt oder angeformt sein, um die Antennenvorrichtung 18 an dem Kraftfahrzeug 10, beispielsweise an dem Stoßfänger 14, zu befestigen, beispielsweise mittels einer Schnappverbindung oder einer Schraubverbindung.
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4 veranschaulicht eine alternative Ausgestaltung des Stützkörpers 23 mit einer quaderförmigen Außenform. Der Stützkörper von 2 ist rotationssymmetrisch bezüglich der Konusachse 30. Dies stellt eine rotationssymmetrische Antennencharakteristik 22 in der Ebene 37 sicher. Der in 4 dargestellte Stützkörper 23 ist rotations-asymmetrisch oder nicht-rotationssymmetrisch bezüglich der Konusachse 30. Durch die dielektrische Wirkung seines Materials und die asymmetrische Form kann der Stützkörper 23 von 4 als eine Linse oder als ein Brechungsmedium für Funkwellen fungieren. Hierdurch kann ein Abschattungsbereich A (siehe 1) von der Antennencharakteristik 22 mit erfasst werden. Der Stützkörper 23 stellt somit eine dielektrische Linse dar.
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Bei der Antennenvorrichtung 18 ist somit eine dreidimensionale Struktur oder 3D-Struktur in Form einer Doppelkonus-Antenne bereitgestellt, die rotationssymmetrisch ausgestaltet sein kann und somit Einzüge 21 im Antennendiagramm oder der Antennencharakteristik vermeidet. Eine Doppelkonus-Antenne ist zudem Masse unabhängig.
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Das Fertigen einer 3D-Struktur ist normalerweise kostspielig. Beispielsweise kann dies der Fall sein, wenn ein Doppelkonus aus Kupfer aus dem Vollen gefräst wird. An den Spitzen der beiden Konusse ergibt sich dabei auch das Problem, dass hier der Doppelkonus mechanisch instabil ist und auch keine koaxiale Speisung möglich ist, da die beiden Konusse massiv sind.
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Die Lösung ist ein inverser dielektrischer Körper, dessen Konusflächen oder Innenflächen 28 metallisiert sind, wodurch sich die Schichten 29 ergeben. Die Speisung mit dem elektrischen Signal erfolgt ebenfalls koaxial entlang der Rotationsachse oder Konusachse 30, wobei die Schicht 29 einer Konushälfte an den Innenleiter und die andere Schicht 29 der anderen Konushälfte an den Außenleiter des Koaxialkabels 32 angeschlossen werden kann. Danach kann der Doppelkonus und die Koaxialleitung rotationssymmetrisch mittels des Hüllmaterials 38 eingespritzt werden . Der Stützkörper 23 und/oder das Hüllmaterial 38 können ein geschlossenporiges Dielektrikum mit εr nahe 1 sein, d.h. in einem Bereich 0,5 bis 1,5, bevorzug 0,9 bis 1,1. Halterungen in Form der Befestigungselemente 39 können durch Verlängerung der Umspritzung oder am Koaxialkabel 32 angespritzt werden.
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Da die Antennenvorrichtung 18 masseunabhängig ist, kann die Außenhülle aus dem Hüllmaterial 38 zum Beispiel in einen Stoßfänger 14 eingeklipst werden. Sie kann in der Ebene 37 eine bessere Rotationssymmetrie erbringen, wie dies durch die Linie 20 veranschaulicht ist.
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Der Durchmesser D des Stützkörpers 23 kann beispielsweise 9 mm betragen. Eine Höhe H kann beispielsweise 14 mm betragen.
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Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine 3D-Doppelkonusantenne zur Kommunikation im Nahbereich um ein Kraftfahrzeug herum erstellt und eingesetzt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftfahrzeug
- 11
- Motorhaube
- 12
- Frontscheibe
- 13
- Frontscheinwerfer
- 14
- Stoßfänger
- 15
- Sende-und Empfangseinrichtung
- 16
- Funkverbindung
- 17
- Gerät
- 18
- Antennenvorrichtung
- 19
- Umgebung
- 20
- Linie
- 21
- Notch
- 22
- Antennencharakteristik
- 23
- Stützkörper
- 24
- Erste Seite
- 25
- Erste Aussparung
- 26
- Zweite Seite
- 27
- Zweite Aussparung
- 28
- Innenfläche
- 29
- Schicht
- 30
- Konusachse
- 31
- Anschlusseinrichtung
- 32
- Koaxialkabel
- 33
- Erster Anschlusskontakt
- 34
- Zweiter Anschlusskontakt
- 35
- Konusspitze
- 36
- Bohrung
- 37
- Ebene
- 38
- Hüllmaterial
- 39
- Befestigungselement
- 40
- Winkel
- 41
- Dielektrikum
