DE112008001263B4

DE112008001263B4 - Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe

Info

Publication number: DE112008001263B4
Application number: DE112008001263.6T
Authority: DE
Inventors: Edouard Jean Louis Rozan
Original assignee: Advanced Automotive Antennas SL
Current assignee: Advanced Automotive Antennas SL
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2028-05-10
Also published as: CN101682107B; CN101682107A; WO2008138902A1; US8866681B2; JP2010530654A; JP5033237B2; US20110102278A1; DE112008001263T5

Abstract

Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe, die einen Spiegel (5) umfasst, der an einem Gehäuse (11) angebracht ist, das einen äußeren Umfang (4) beschreibt, wobei die Baugruppe weiter einen Antennenaufbau umfasst, der ein Strahlerelement (1) aufweist, wobei das Strahlerelement (1) innerhalb des Raums untergebracht ist, der durch den Spiegel und das Gehäuse umschrieben wird, und wobei zumindest ein Teil des Strahlerelements im Wesentlichen entlang zumindest einem Teil des äußeren Umfangs (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlerelement (1) ein länglicher Arm ist, wobei die Form des Strahlerelements eine Boxcounting-Dimension größer als 1 aufweist und wobei das Strahlerelement (1) so ausgelegt ist, dass es in mindestens zwei Frequenzbändern arbeitet und wobei ein Abschnitt des Strahlerelements die Form einer Schleife (12) aufweist und wobei die Schleife (12) auf einer Ebene liegt und wobei die Ebene einen Winkel in Bezug auf die durch das Spiegelglas beschriebene Ebene bildet.

Description

Aufgabe der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Antennenbaugruppe und insbesondere eine Rückspiegel-Antennenbaugruppe für Kraftfahrzeuge.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antennenbaugruppe zu schaffen, vorzugsweise für AM/FM-Empfang, die effizient in eine Fahrzeug-Spiegelbaugruppe integriert werden kann und dabei eine befriedigende Antennenleistung beibehält.
Stand der Technik
Typischerweise ist ein Rückspiegel im Inneren mit einer großen Anzahl von Kunststoff- und Metallbauteilen und selbst einigen elektrischen Bauteilen, wie etwa elektrochromen Spiegelsystemen, Spiegelheizungen, Spiegelaktuatoren, Powerfold-Aktuatoren, Begrenzungsleuchten, Puddle Lights, Blinkern, Kabelbäumen, Stromkreisen usw. ausgestattet. Daher und aufgrund der Tatsache, dass AM/FM-Antennen eine große Wellenlänge haben und die Antennen daher große Abmessungen haben, waren Techniken nach dem Stand der Technik für AM/FM-Antennen beim Ausführen einer AM/FM-Antenne nicht erfolgreich, die in den Rückspiegel eines Fahrzeugs passen konnte und dabei eine gute Antennenleistung bezüglich Bandbreite, Gewinn und Wirkungsgrad beibehielt. Beispiele für Antennen, die in einem Rückspiegel angebracht sind, sind in WO 2006/002849 A1 und WO 2006/061218 A1 beschrieben.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß der Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
Das Strahlerelement ist ein länglicher Arm, der vorzugsweise mindestens einen Teil aufweist, der die Form einer fraktalen Bauform annimmt, wobei der Arm vorzugsweise aus einem leitenden, supraleitenden oder halbleitenden Material besteht oder davon begrenzt wird.
Die Form des Strahlerelements wird vorzugsweise durch die skalierte Wiederholung eines erzeugenden Motivs in einer bekannten Weise erhalten, und es werden mindestens zwei Skalierungsniveaus des erzeugenden Motivs zum Gestalten des Strahlerelements benutzt.
Die Form des Strahlerelements hat eine Boxcounting-Dimension größer als 1. Die Boxcounting-Dimension ist eine bekannte Technik, die auf diesem technischen Gebiet benutzt wird, um verschlungene Kurven zu kennzeichnen, und sie ist zum Beispiel in der PTC-Anmeldung WO04/075342 beschrieben. Daher wird in der vorliegenden Erfindung die Boxcounting-Dimension einer Kurve gemäß dem in der PCT-Anmeldung beschriebenen Verfahren berechnet.
Aufgrund der vorzugsweisen fraktalen Formgebung des Strahlerelements bildet der Antennenaufbau eine kleine Antenne mit Breitbandverhalten, Mehrbandverhalten oder einer Kombination beider Effekte. Vorzugsweise ist das Strahlerelement des Antennenaufbaus zum Empfang von AM/FM-Signalen geeignet.
Bei der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, dass ein flexibles Strahlerelement zweckmäßigerweise senkrecht oder fast senkrecht zum Spiegelglas der Rückspiegelbaugruppe platziert werden kann, wobei es alle inneren mechanischen und elektrischen Bauteile des Rückspiegelsystems umgibt. Gemäß der vorliegenden Erfindung führt die Form und räumliche Anordnung des Antennenaufbaus innerhalb des Rückspiegels dazu, dass das Antennenverhalten eine bessere Leistung bezüglich Bandbreite, Gewinn und Wirkungsgrad aufweist. Signalabstrahlung und - empfang sind aufgrund der besonderen Anordnung der Antenne innerhalb des Rückspiegels optimiert.
Das Strahlerelement ist vorzugsweise ein planarer und flexibler Streifen und ist an einer Fläche eines flexiblen laminaren Substrats befestigt. Wie aus den angefügten Figuren ersehen werden kann, ist das laminare Substrat ein länglicher, im Allgemeinen rechteckiger Körper, der eine Längsachse aufweist. Wenn das laminare Substrat am Spiegel angebracht ist, beschreibt es eine gekrümmte oder ringförmige Ebene senkrecht zu der durch die Spiegeloberfläche definierten Ebene. Dies bedeutet, dass jede transversale Linie zu dieser Längsachse des Substrats rechtwinklig zur Spiegeloberfläche steht.
Daher ist diese Erfindung, auch wenn der Stand der Technik verschiedene Antennenkonfigurationen innerhalb von Rückspiegeln zeigt, die erste, die erlaubt:

- dass AM/FM-Antennen effizient in den Rückspiegel integriert werden. Aufgrund der Größe von AM/FM-Antennen nach dem Stand der Technik war es nicht möglich, AM/FM-Antennen in Rückspiegel zu integrieren. Die Technik der Fraktalantennen und die besondere Anordnung der Antenne erlauben eine Miniaturisierung und daher die Integration in den Rückspiegel unter Beibehaltung der Antennenleistung.
- dass die Form der Antenne (Leiterplatte, flexibel) der äußeren Form des Rückspiegels folgt und es ermöglicht, dieselbe Antennenkonstruktion bei verschiedenen Spiegeln mit verschiedenen mechanischen Daten zu verwenden. Dies ist besonders interessant bezüglich der Betriebskosten, da die Antenne standardmäßig für einen Betrieb in einem spezifischen Frequenzband ausgelegt sein könnte, aber austauschbar bei anderen Rückspiegeln von anderen Fahrzeugen, lediglich unter Anpassung des Befestigungsverfahrens.
- dass durch Einsetzen der Antenne mit dieser Konfiguration das Einfangen von Störungen von anderen innerhalb des Spiegels eingesetzten elektronischen Einrichtungen vermieden wird, wie etwa elektrochromen Spiegeln, Spiegelheizungen, Spiegelaktuatoren, Powerfold-Aktuatoren, Begrenzungsleuchten, Puddle Lights, Blinkern, Kabelbäumen, Stromkreisen usw.
- dass diese Antennenkonfiguration drastische Änderungen innerhalb von bereits heute konstruierten Rückspiegeln vermeidet und daher die Vorlaufzeit zur Markteinführung bei der Lieferung des Spiegels mit integrierter Antenne minimiert. Dies führt zu besserer Montage in der Fertigungslinie und zu besserer Logistik.

Figurenliste
Zur Ergänzung der gegebenen Beschreibung und mit dem Ziel, zu einem besseren Verständnis der Eigenschaften der Erfindung zu verhelfen, ist gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel davon ein Satz Zeichnungen als Bestandteil der Beschreibung angefügt, in dem das Folgende in erläuternder, nicht einschränkender Eigenschaft dargestellt ist:

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer teilweise offenen Rückspiegelbaugruppe, um das innerhalb des Spiegels angeordnete Strahlerelement zu zeigen.
2 zeigt mehrere perspektivische Ansichten des Rückspiegels von 1.
3 zeigt das Strahlerelement und das flexible Substrat, auf einer flachen Ebene ausgelegt.
4 zeigt eine weitere bevorzugte Formgebung des Strahlerelements und des flexiblen Substrats, auf einer Ebene ausgelegt.
5 zeigt zwei perspektivische Ansichten des Strahlerelements von 4, eingepasst in einen Rückspiegel, wobei das Kunststoffgehäuse entfernt ist.
6 ist eine Draufsicht des Spiegelglases, welche die Anordnung des Strahlerelements zeigt, das einem Teil des äußeren Umfangs des Spiegelglases folgt.

Bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
In den angefügten Figuren kann eine Rückspiegelbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, wobei das Gehäuse des Spiegels zu Darstellungszwecken entfernt wurde.
Der Antennenaufbau umfasst ein Strahlerelement (1), das aus einer planaren Leiterbahn besteht, die gemäß einer fraktalen Formgebung gefaltet ist, die durch die skalierte Wiederholung eines erzeugenden Motivs (9) erhalten wurde. Verschiedene Skalierungsniveaus des erzeugenden Motivs (9) sind vorgesehen, um ein Mehrband-/Miniatur-Verhalten der Antenne zu erreichen.
Das Strahlerelement (1) ist durch eine beliebige bekannte Technik mit einer Fläche eines flexiblen Substrats (2) verbunden, zum Beispiel ist das flexible Substrat eine Leiterplatte, und das Strahlerelement ist auf einer ihrer Flächen ausgebildet.
Alternativ kann das Strahlerelement (1) direkt an einer Innenfläche (6) des Gehäuses (11) der Spiegelbaugruppe befestigt oder auf diese Fläche gedruckt sein. In diesem Fall wirkt das Gehäuse der Spiegelbaugruppe als Substrat des Strahlerelements. Das Strahlerelement kann auf die Innenfläche des Gehäuses unter Verwendung eines beliebigen Fertigungsverfahrens gedruckt werden, wie etwa LDS (Laser Direct Structuring). Diese Anordnung des Strahlerelements maximiert den Abstand zwischen dem Strahlerelement und den Metallbauteilen des Rückspiegels und minimiert dadurch Störungen.
Das flexible Antennenelement wird im Wesentlichen über oder nahe dem äußeren Umfang (4) des Spiegels (5) selbst in den Rückspiegel eingesetzt, sodass das Antennenelement einen geeigneten Abstand von den mechanischen und elektrischen Bauteilen (10) aufweist, die innerhalb des Rückspiegels eingebaut sind, und vermeidet so sowohl mechanische als auch elektrische Störungen mit und von diesen Elementen.
Wie zum Beispiel in 2 (a) zu sehen ist, beschreibt das Spiegelglas (5) eine planare Ebene, und das flexible Substrat (2) mit dem Strahlerelement (1) ist senkrecht in Bezug auf diese Ebene angeordnet.
Diese besondere Anordnung erlaubt die Bewegung des Rückspiegels in Bezug auf das Fahrzeug, an dem er angebracht ist, ohne durch Störungen in der Antenne aufgrund der Metallbauteile innerhalb der Baugruppe, wie etwa des metallenen Auslegers, beeinflusst zu werden.
Um das Antennenelement in die Rückspiegelbaugruppe einzubauen, bildet das Gehäuse ein Paar paralleler Wände (3), die dazwischen einen engen Zwischenraum festlegen und senkrecht zu einer Rückseite des Spiegels (5) angebracht sind. Das Strahlerelement und das flexible Substrat werden zumindest teilweise in den Zwischenraum eingefügt und dort gehalten, wie zum Beispiel in 2(d) gezeigt.
Alternativ kann das Antennenelement auch am inneren Aufbau des Rückspiegels unter Verwendung eines Klebstoffs an einer Kunststoffwand angebracht werden, wodurch die Notwendigkeit zweier paralleler Wände mit einem engen Zwischenraum dazwischen vermieden wird. Eine weitere alternative Lösung ist es, das Antennenelement an diese Kunststoffwand anzuklammern.
Zumindest ein Zweig (8), der erzeugende Motive (9) aufweist, ist mit einem ausgewählten Punkt des Strahlerelements (1) verbunden, wie in 3 gezeigt.
In dem Ausführungsbeispiel von 3 beschreibt das Strahlerelement (1) einen länglichen Hauptteil (15) in Form eines geradlinigen Bandes, das durch eine Vielzahl von in Reihe geschalteten erzeugenden Motiven (9) verschiedener Skalen gebildet wird. Der Aufbau umfasst einen Zweig (8), der parallel zum Strahlerelement (1) liegt und an einem Punkt mit dem Strahlerelement verbunden ist. Die Ausführungsform von 3 wird durch vertikale und horizontale geradlinige Segmente gebildet, das heißt, jedes Paar zweier benachbarter Segmente bildet einen 90°-Winkel. Einige ausgeschnittene (7) Flächen sind in ausgewählten Positionen vorgesehen, um Kontakt mit Metallbauteilen innerhalb der Baugruppe zu vermeiden.
Im Ausführungsbeispiel von 4 wird das Strahlerelement (1) ebenfalls durch eine skalierte Wiederholung eines erzeugenden Motivs (9') gebildet. In diesem Fall bildet das Strahlerelement (1) eine Schleife (12) und enthält einige schräge Segmente (18), das heißt, das Strahlerelement wird durch vertikale, horizontale und schräge Segmente gebildet, was den Vorteil hat, den Antennenempfang von Signalen aus verschiedenen Richtungen zu verbessern.
Zusätzlich hat der Antennenaufbau einen parasitären Arm (16), der an das Strahlerelement (1) gekoppelt ist.
Im Ausführungsbeispiel von 5 folgt ein größerer Teil des Strahlerelements (1) der Form eines Teils des Umfangs des Spiegelglases. Jedoch steht die Schleife (12) nicht senkrecht zur Ebene des Spiegelglases. Diese Schleife (12) beschreibt einen Winkel in Bezug auf die Ebene des Spiegelglases, und sie ist in unmittelbarer Nähe eines hinteren Teils des Gehäuses (11) angeordnet, wie in 5 gezeigt.
Der Antennenaufbau umfasst weiter einen elektronischen Schaltkreis (13), wie zum Beispiel einen Verstärker, und einige Drähte (14), um das Strahlerelement mit einer elektronischen Einrichtung des Fahrzeugs zu verbinden.
In einem bevorzugten Beispiel umfasst die Fahrzeugspiegelbaugruppe einen Ausleger zu ihrer Anbringung an einer Innenfläche des Gehäuses oder an einem mechanischen Bauteil der Spiegelbaugruppe, wobei das Strahlerelement und das flexible Substrat an dem Ausleger befestigt sind.

Claims

Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe, die einen Spiegel (5) umfasst, der an einem Gehäuse (11) angebracht ist, das einen äußeren Umfang (4) beschreibt, wobei die Baugruppe weiter einen Antennenaufbau umfasst, der ein Strahlerelement (1) aufweist, wobei das Strahlerelement (1) innerhalb des Raums untergebracht ist, der durch den Spiegel und das Gehäuse umschrieben wird, und wobei zumindest ein Teil des Strahlerelements im Wesentlichen entlang zumindest einem Teil des äußeren Umfangs (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlerelement (1) ein länglicher Arm ist, wobei die Form des Strahlerelements eine Boxcounting-Dimension größer als 1 aufweist und wobei das Strahlerelement (1) so ausgelegt ist, dass es in mindestens zwei Frequenzbändern arbeitet und wobei ein Abschnitt des Strahlerelements die Form einer Schleife (12) aufweist und wobei die Schleife (12) auf einer Ebene liegt und wobei die Ebene einen Winkel in Bezug auf die durch das Spiegelglas beschriebene Ebene bildet.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 1, wobei die Schleife (12) in unmittelbarer Nähe eines hinteren Teils des Gehäuses (11) angeordnet ist.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strahlerelement (1) vertikale und horizontale Segmente enthält, die so angeordnet sind, das sie einen 90°-Winkel dazwischen beschreiben, wobei das Strahlerelement weiter schräge Segmente umfasst, die in schräger Position in Bezug auf die vertikalen und horizontalen Segmente angeordnet sind.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 1, wobei das gesamte Strahlerelement im Wesentlichen entlang zumindest einem Teil des Umfangs des Spiegels angeordnet ist.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strahlerelement ein planarer und flexibler Streifen ist, der an einer Fläche eines flexiblen laminaren Substrats befestigt ist.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Strahlerelement auf eine Innenfläche des Gehäuses gedruckt ist.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil des Strahlerelements im Wesentlichen senkrecht zum Spiegel steht.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spiegel eine im Wesentlichen ebene Fläche beschreibt und zumindest ein Teil des Strahlerelements einen Winkel in Bezug auf die ebene Fläche beschreibt, wobei der Winkel innerhalb des Bereichs von -30 Grad bis +30 Grad liegt.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 5, wobei das Strahlerelement und das Substrat zumindest teilweise entlang dem äußeren Umfang (4) des Spiegels angeordnet sind.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil der Form des Strahlerelements die Gestalt eines Fraktals hat.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 10, wobei die Gestalt des Strahlerelements durch Wiederholung eines erzeugenden Motivs erhalten wird, und wobei die Gestalt des Strahlerelements mindestens zwei Skalierungsniveaus des erzeugenden Motivs aufweist.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strahlerelement aus einem leitenden, supraleitenden oder halbleitenden Material besteht oder davon begrenzt wird.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Spiegelbaugruppe mechanische und elektronische Bauteile untergebracht sind und das Strahlerelement um die Bauteile herum angeordnet ist.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strahlerelement (1) mindestens einen Zweig (8) enthält, der ein erstes Ende, das mit einem Punkt des Strahlerelements verbunden ist, und ein zweites, offenes Ende aufweist, und wobei die Form des Zweiges (8) mindestens eine Form des erzeugenden Motivs aufweist.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 14, wobei der Zweig (8) parallel zum Strahlerelement liegt.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenne geeignet ist, in mindestens zwei Frequenzbändern zu arbeiten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die umfasst: AM, FM, VHF, UHF, DAB-III, DAB-L, DVB-H, DVB-T, GSM900, GSM1800, AMPS, DCS, GPS, SDARS, CDMA800, UMTS, W-CDMA, TMC (traffic message channel, Verkehrsmeldungskanal), RKE (remote-key entry, Funk-Entriegelung), FBH (fuel burning heater, Standheizung), TPMS (tire-pressure monitoring System, Reifendruckkontrollsystem), Bluetooth, Tetra, DECT, DMB, Zigbee, WLAN 802 a/b/g.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse mit einer Einrichtung zum Befestigen des Strahlerelements und des flexiblen Substrats ausgestattet ist.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 17, wobei die Einrichtung aus einem Ausleger besteht, der zu ihrer Anbringung an einer Innenfläche des Gehäuses oder an einem mechanischen Bauteil der Spiegelbaugruppe geeignet ist, und wobei das Strahlerelement und das flexible Substrat an dem Ausleger befestigt sind.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 17, wobei das flexible Substrat an das Gehäuse geklebt ist.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 17, wobei das flexible Substrat durch eine Klemmeinrichtung am Gehäuse befestigt ist.
Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß Anspruch 17, wobei die Einrichtung zwei parallele Wände umfasst, die einen engen Zwischenraum dazwischen beschreiben, wobei der äußere Umfang der Wände und das Strahlerelement und das flexible Substrat zumindest teilweise in den Zwischenraum eingefügt sind.
Fahrzeug, in das zumindest eine Fahrzeugspiegel-Antennenbaugruppe gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche eingebaut ist.
Fahrzeug gemäß Anspruch 22, wobei darin zwei Spiegelbaugruppen eingebaut sind, die Antennenelemente aufweisen, die geeignet sind, in verschiedenen Frequenzbändern zu arbeiten.