WO2016192935A1 - Antenna module - Google Patents

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WO2016192935A1
WO2016192935A1 PCT/EP2016/060497 EP2016060497W WO2016192935A1 WO 2016192935 A1 WO2016192935 A1 WO 2016192935A1 EP 2016060497 W EP2016060497 W EP 2016060497W WO 2016192935 A1 WO2016192935 A1 WO 2016192935A1
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WO
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carrier
antenna
patch antenna
antenna module
module according
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Application number
PCT/EP2016/060497
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German (de)
French (fr)
Inventor
Guy-Aymar Chakam
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

Definitions

  • the invention relates to an antenna module, in particular a DSRC (Dedicated Short Range Communication) antenna module for toll collection by a motor vehicle.
  • DSRC Dedicated Short Range Communication
  • An object of the invention is to optimize an antenna module.
  • the object is solved by the subject matter of claim 1.
  • Some particularly advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims and the description.
  • an antenna module such as e.g. in DE 10 2010 015 823 A1 or at least internally known antenna modules - e.g. (but not only) for toll collection and / or DRSC applications
  • inventive embodiments of an antenna module with a carrier based on a substrate made of a FR4 material can be realized cost, the actually a use of a FR4 material for this conflicting problematic potentially potentially rather relatively lossy FR4 material can be countered by combining the use of the FR4 material with at least one (through) recess in at least one laterally adjacent one
  • Edges (offset) of the patch antenna eg in the plane of the carrier / substrate below this
  • Edges (offset) of the patch antenna extending, for example, the Pat- chatenne surrounding area.
  • FR-4 (or also "FR4") generally (according to, for example, wikipedia.org) can be a class of flame retardant and flame retardant composites including epoxy resin and
  • FR can stand for English flame retardant, eg according to UL94V-0.
  • FR-4 is available in different versions on the market.
  • the composite may be mixed with chemicals such as polybrominated diphenyl ether based on bromine.
  • FR-4 can be used as an electrically non-conductive carrier material in electrical printed circuit boards.
  • FR-4 can have, for example (in contrast to similar composite materials such as FR-2), so-called hard paper, better creep resistance and a ge ⁇ ringere water absorption.
  • An advantage of FR-4 may also be good adhesion, which may allow the permanent attachment of copper wiring patterns to the substrate.
  • Other applications may be in the field of electromechanics as differently shaped spacer or support elements.
  • the carrier has one or more regions, in each case offset relative to the patch antenna, parallel to the edges of the patch antenna, through an elongate passage recess (s) running through a plane defined by the surface of the carrier.
  • the carrier in regions adjacent the patch antenna, has, for example, one, two, three or four parallel to the edges of the patch antenna and respectively around corners of the patch antenna around extending to elongate from ⁇ recesses.
  • the carrier In regions laterally outside and thereby in a plane parallel to the plane of the patch antenna between at least two parallel to the edges of the patch antenna running Recesses, have a web or a plurality of webs.
  • the recesses in the carrier may e.g. Be slits.
  • recesses in particular with circular polarization of the patch antenna, run along all edges of the patch antenna on the carrier.
  • a ground plane of the antenna module is arranged on a plane, in particular the plane of the Pat ⁇ chantenne with respect to the carrier opposite plane, and held with one or more spacers at a distance from the carrier, in particular to keep a defined distance of the patch antenna to the ground plane ,
  • the ground plane of the antenna module is simple and inexpensive as a conductive one (areal) layer of particular copper formed on a circuit board.
  • the patchatenne is formed with bevels in two corners.
  • At least the patch antenna has recesses in the form of through-holes and / or vias through the patch antenna and / or through the carrier, in particular more than three or more than five or more than nine in two mutually orthogonal directions.
  • Through-vias through the patch antenna and / or through the carrier can reduce losses (when transmitting with the patch antenna).
  • Some embodiments of the invention relate to the use of the antenna module as a Dedicated Short Range Communication (DSRC) antenna module for a motor vehicle, and / or as an antenna module for or connected to / connected to a toll collection module for a motor vehicle, in particular enable efficient toll collection.
  • DSRC Dedicated Short Range Communication
  • FIG. 1 is a perspective view in plan view as an embodiment of the invention, an antenna module with a rectangular patch chantenne antenna on a rectangular (FR4) carrier with recesses,
  • FIG. 2 is a perspective view in plan view as an embodiment of the invention, an antenna module with a rectangular Pat- Chantenne on a rectangular (FR4) carrier with visible in its recesses ground surface and / or board,
  • FR4 rectangular
  • FIG. 3 in perspective from obliquely laterally / upwardly an embodiment of the invention with a (FR4) carrier, between a patch antenna and a ground plane spaced apart by at least one spacer.
  • FR4 FR4 carrier
  • Fig. 1 shows in perspective as an embodiment of the invention, an antenna module 1 with an on a (FR4-based) carrier 2 arranged patch antenna 3 with (with the exception of the bevels 4, 5 at two of their corners 31, 32, 33, 34) is approximately rectangular (eg square) surface.
  • Carrier 2 formed from a FR4 substrate has one or two or three or as here at least four (passage) recesses 10, 11, 12, 13 passing therethrough, in the form of e.g. Slotting, which is e.g. could reduce losses (the radiation of the patch antenna 3) caused by the FR4 material of the substrate of the carrier 2.
  • the (four here) recesses (in the form of (through) holes)) 10, 11, 12, 13 in the carrier 2 are here elongated (ie longer parallel to an edge / a side / edge 35, 36, 37, 38th the patch antenna 3 as perpendicular to an edge / side / edge 35, 36, 37, 38 of the patch antenna 3 wide).
  • the (here four) recesses 10, 11, 12, 13 in the carrier 2 run around here in each case one of the corners 31, 32, 33, 34 of the patch antenna 3, and subsections of them are respectively on both sides of one of the corners 31st , 32, 33, 34 oblong.
  • the patch antenna 3 connect its (2) center region 25 (in its (2) plane) below the patch antenna 3 (eg same / approximately the same shape as the patch antenna 3) with its (2) here rectangular (and here square) outer frame portion 20.
  • An outer e.g. Rectangular circumferentially formed frame 20 of the carrier 2 is connected to an inner portion 25 of the carrier 2 (below the patch antenna 3, for example, the same shape as they) by webs 21, 22, 23, 24 (between each two recesses).
  • the rectangular encircling frame 20 is here formed of four pairwise parallel, and in pairs mutually orthogonal elongated interconnected sections.
  • the patch antenna 3 (surface) is applied.
  • the patch antenna 3 may be formed of different materials and is e.g. from a conductive metal.
  • the antenna module may include holes and / or via contacts 41, 42, 43, etc. through the patch antenna 3 and / or the carrier 2, e.g. at least more than three or more than five or (as in Fig. 1 vertical and horizontal) more than nine in two mutually orthogonal directions.
  • Fig. 2 shows a perspective plan view as an embodiment ⁇ example of the invention, an antenna module 1 with a rectangular patch antenna 3 on a rectangular (FR4) carrier 2 with in its recesses 10, 11, 12, 13 visible ground surface 50 and / or (the ground plane bearing) board.
  • This mass surface 50 of the antenna module 1 is arranged on a side opposite the patch antenna 3 with respect to the carrier 2, and held with one or more spacers 80 at a distance d from the carrier 2.
  • the ground surface 60 of the antenna module 1 is arranged here as a conductive layer of particular copper on a printed circuit board.
  • Fig. 3 shows in perspective from obliquely laterally / above an embodiment of the invention with a (FR4) carrier, between a patch antenna and a spaced-apart with at least one spacer ground surface.
  • FR4 FR4 carrier
  • a mass surface 50 (on a circuit board 51) is visible in the carrier 1 through recesses 10, 11, 12, 13 and visible from the side of the antenna module 1. This mass surface
  • the ground surface 50 of the antenna module 1 is arranged on a side opposite to the carrier 2 of the patch antenna 3, and held with one or more spacers at a distance d from the carrier 2.
  • the ground surface 50 of the antenna module 1 is arranged here as a conductive layer of particular copper on a circuit board.
  • the ground surface 50 of the antenna module 1 can also be arranged as a conductive layer made of, in particular, copper on a patch antenna 3 further side of the printed circuit board.
  • Embodiments of an antenna module 1 according to the invention can be, for example, a dedicated short range communication antenna module for a motor vehicle and / or an antenna module 1 for or connected to a schematically indicated Mauterfas- sungs module 60 for a motor vehicle.

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Abstract

The invention relates to an antenna module (1), particularly for a motor vehicle, comprising a patch antenna (3) and a carrier (2) on which said patch antenna (3) is arranged, the carrier (2) containing an FR4 material, and said carrier having at least one recess (10, 11, 12, 13) outside of the region (25) thereof beneath the patch antenna (3).

Description

Beschreibung description
Antennenmodul Die Erfindung betrifft ein Antennenmodul, insbesondere ein DSRC (Dedicated Short Range Communication) Antennenmodul für eine Mauterfassung seitens eines Kraftfahrzeugs. The invention relates to an antenna module, in particular a DSRC (Dedicated Short Range Communication) antenna module for toll collection by a motor vehicle.
Aus DE 10 2010 015 823 AI und WO 2009/142983, deren Offenba- rungsgehalte durch Bezugnahme hiermit Teil dieser Anmeldung sind ( incorporated by reference) , sind jeweils Antennenmodule be¬ kannt . From DE 10 2010 015 823 Al and WO 2009/142983, whose contents revelation approximately herein by reference part of this application (incorporated by reference), are each antenna modules ¬ be known.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Antennenmodul zu op- timieren. Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Einige besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben . Gegenüber einem Antennenmodul wie z.B. in DE 10 2010 015 823 AI oder zumindest intern bekannten Antennenmodulen können - z.B. (aber nicht nur) für Mauterfassungs- und/oder DRSC- Anwendungen- erfindungsgemäße Ausgestaltungen eines Antennenmoduls mit einem Träger basierend auf einem Substrat aus einem FR4 Material kostengünstig realisiert sein, wobei der eigentlich einer Verwendung eines FR4 Materials hierfür entgegenstehenden Problematik eines möglicherweise an sich potentiell eher relativ verlustbehafteten FR4 Materials begegnet werden kann durch Kombination der Verwendung des FR4 Materials mit mindestens einer (Durchgangs-) Ausnehmung in mindestens einem seitlich nebenAn object of the invention is to optimize an antenna module. The object is solved by the subject matter of claim 1. Some particularly advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims and the description. Opposite an antenna module such as e.g. in DE 10 2010 015 823 A1 or at least internally known antenna modules - e.g. (but not only) for toll collection and / or DRSC applications- inventive embodiments of an antenna module with a carrier based on a substrate made of a FR4 material can be realized cost, the actually a use of a FR4 material for this conflicting problematic potentially potentially rather relatively lossy FR4 material can be countered by combining the use of the FR4 material with at least one (through) recess in at least one laterally adjacent one
Rändern (versetzt zu) der Patchantenne (z.B. in der Ebene des Trägers/ Substrats unterhalb dieser) verlaufenden, die Pat- chatenne z.B. umgebenden Bereich. Eine Einsparung von Material in Bereichen seitlich um die Patchantenne herum (durch Aus- nehmungen) in einem Träger kann Verluste im FR4 Träger verringern und/oder Material sparen. Edges (offset) of the patch antenna (eg in the plane of the carrier / substrate below this) extending, for example, the Pat- chatenne surrounding area. A saving of material in areas laterally around the patch antenna (by in a carrier can reduce losses in the FR4 carrier and / or save material.
Generell kann (laut z.B. wikipedia.de) FR-4 (oder auch „FR4") generell eine Klasse von schwer entflammbaren und flammenhemmenden Verbundwerkstoffen beinhaltend Epoxidharz und In general, FR-4 (or also "FR4") generally (according to, for example, wikipedia.org) can be a class of flame retardant and flame retardant composites including epoxy resin and
Glasfasergewebe bezeichnen. Die Abkürzung FR kann für englisch flame retardant (dt. flammenhemmend) stehen, z.B. gemäß UL94V-0. FR-4 ist in verschiedenen Varianten am Markt verfügbar. Der Verbundwerkstoff kann mit chemischen Stoffen wie polybromiertem Diphenylether basierend auf Brom versetzt sein. FR-4 kann unter anderem als elektrisch nicht leitendes Trägermaterial bei elektrischen Leiterplatten eingesetzt werden. FR-4 kann z.B. (im Gegensatz zu ähnlichen Verbundwerkstoffen wie FR-2) , sogenanntes Hartpapier, eine bessere Kriechstromfestigkeit und eine ge¬ ringere Wasseraufnahme aufweisen. Ein Vorteil von FR-4 kann auch eine gute Haftbarkeit sein, welche das dauerhafte Anbringen von Leiterbahnstrukturen aus Kupfer auf dem Trägermaterial ermöglichen kann. Weitere Anwendungen können im Bereich der Elektromechanik als verschiedenartig geformte Abstands- oder Stützelemente liegen. Designate fiberglass fabric. The abbreviation FR can stand for English flame retardant, eg according to UL94V-0. FR-4 is available in different versions on the market. The composite may be mixed with chemicals such as polybrominated diphenyl ether based on bromine. Among other things, FR-4 can be used as an electrically non-conductive carrier material in electrical printed circuit boards. FR-4 can have, for example (in contrast to similar composite materials such as FR-2), so-called hard paper, better creep resistance and a ge ¬ ringere water absorption. An advantage of FR-4 may also be good adhesion, which may allow the permanent attachment of copper wiring patterns to the substrate. Other applications may be in the field of electromechanics as differently shaped spacer or support elements.
Zu den in den Unteransprüchen angegebenen vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung: To the specified in the dependent claims advantageous embodiments of the invention:
Nach einigen Ausgestaltungen der Erfindung weist der Träger eine oder mehrere in Bereichen jeweils versetzt zu der Patchantenne parallel zu den Rändern der Patchantenne, durch eine durch die Oberfläche des Trägers definierten Ebene verlaufende, ins- besondere längliche Durchgangs-Ausnehmung (en) auf. According to some embodiments of the invention, the carrier has one or more regions, in each case offset relative to the patch antenna, parallel to the edges of the patch antenna, through an elongate passage recess (s) running through a plane defined by the surface of the carrier.
Nach einigen Ausgestaltungen der Erfindung weist der Träger in Bereichen neben der Patchantenne z.B. eine, zwei, drei oder vier parallel zu den Rändern der Patchantenne verlaufende und jeweils um Ecken der Patchantenne herum verlaufende längliche Aus¬ nehmungen auf. According to some embodiments of the invention, in regions adjacent the patch antenna, the carrier has, for example, one, two, three or four parallel to the edges of the patch antenna and respectively around corners of the patch antenna around extending to elongate from ¬ recesses.
Zur (mechanischen / stabilisierenden) Verbindung eines äußeren Rahmenbereichs des Trägers des Antennenmoduls mit einem Bereich des Trägers unterhalb der Patchantenne kann der Träger (in Bereichen seitlich außerhalb und dabei in einer Ebene parallel zur Ebene der Patchantenne zwischen mindestens zwei parallel zu den Rändern der Patchantenne verlaufenden Ausnehmungen) einen Steg oder mehrere Stege aufweisen. For (mechanical / stabilizing) connection of an outer frame region of the carrier of the antenna module with a region of the carrier below the patch antenna, the carrier (in regions laterally outside and thereby in a plane parallel to the plane of the patch antenna between at least two parallel to the edges of the patch antenna running Recesses) have a web or a plurality of webs.
Die Ausnehmungen im Träger können z.B. Schlitze sein. The recesses in the carrier may e.g. Be slits.
Nach einigen Ausgestaltungen der Erfindung mit insbesondere zirkularer Polarisierung der Patchantenne verlaufen Ausnehmungen (Löcher, Schlitze) im Träger entlang allen Kanten der Patchantenne auf dem Träger. According to some embodiments of the invention, in particular with circular polarization of the patch antenna, recesses (holes, slots) in the carrier run along all edges of the patch antenna on the carrier.
Nach einigen Ausgestaltungen der Erfindung mit insbesondere linearer Polarisierung der Patchantenne verlaufen Ausnehmungen im Träger entlang weniger als allen (also z.B. entlang zwei) Kanten der Patchantenne auf dem Träger, insbesondere nur an resonanten Kanten der Patchantenne. Nach einigen Ausgestaltungen der Erfindung ist eine Massefläche des Antennenmoduls auf einer insbesondere der Ebene der Pat¬ chantenne hinsichtlich des Trägers gegenüberliegenden Ebene angeordnet, und mit einem oder mehreren Abstandshaltern in einem Abstand zum Träger gehalten, insbesondere um einen definierten Abstand der Patchantenne zur Massefläche zu halten. According to some embodiments of the invention with, in particular, linear polarization of the patch antenna, recesses in the carrier run along less than all (eg along two) edges of the patch antenna on the carrier, in particular only on resonant edges of the patch antenna. According to some embodiments of the invention, a ground plane of the antenna module is arranged on a plane, in particular the plane of the Pat ¬ chantenne with respect to the carrier opposite plane, and held with one or more spacers at a distance from the carrier, in particular to keep a defined distance of the patch antenna to the ground plane ,
Nach einigen Ausgestaltungen der Erfindung ist die Massefläche des Antennenmoduls einfach und kostengünstig als eine leitende (flächige) Lage aus insbesondere Kupfer auf einer Leiterplatte ausgebildet . According to some embodiments of the invention, the ground plane of the antenna module is simple and inexpensive as a conductive one (areal) layer of particular copper formed on a circuit board.
Nach einigen Ausgestaltungen der Erfindung ist die Patchatenne mit Abschrägungen in zwei Ecken ausgebildet. According to some embodiments of the invention, the patchatenne is formed with bevels in two corners.
Nach einigen Ausgestaltungen der Erfindung weist zumindest die Patchantenne Ausnehmungen in Form von Durchgangsausnehmungen und/oder von Durchkontaktierungen durch die Patchantenne und/oder durch den Träger auf, insbesondere je mehr als drei oder mehr als fünf oder mehr als neun in zwei zueinander orthogonalen Richtungen. Durchkontaktierungen durch die Patchantenne und/oder durch den Träger können Verluste (beim Senden mit der Patchantenne) verringern. According to some embodiments of the invention, at least the patch antenna has recesses in the form of through-holes and / or vias through the patch antenna and / or through the carrier, in particular more than three or more than five or more than nine in two mutually orthogonal directions. Through-vias through the patch antenna and / or through the carrier can reduce losses (when transmitting with the patch antenna).
Einige Ausgestaltungen der Erfindung betreffen einen Einsatz des Antennenmoduls als Dedicated Short Range Communication (DSRC) Antennenmodul für ein Kraftfahrzeug, und/oder als Antennenmodul für ein bzw. verbunden mit (/angeschlossen an) einem Mauter- fassungs-Modul für ein Kraftfahrzeug, was insbesondere eine effiziente Mauterfassung ermöglichen kann. Some embodiments of the invention relate to the use of the antenna module as a Dedicated Short Range Communication (DSRC) antenna module for a motor vehicle, and / or as an antenna module for or connected to / connected to a toll collection module for a motor vehicle, in particular enable efficient toll collection.
Weitere Merkmale und Vorteile einiger vorteilhafter Ausge¬ staltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Dabei zeigt: Other features and advantages of some advantageous Substituted ¬ refinements of the invention emerge from the following description of embodiments of the invention with reference to the drawing. Showing:
Fig. 1 perspektivisch in Draufsicht als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Antennenmodul mit einer rechteckigen Pat- chantenne auf einem rechteckigen (FR4-) Träger mit Ausnehmungen, 1 is a perspective view in plan view as an embodiment of the invention, an antenna module with a rectangular patch chantenne antenna on a rectangular (FR4) carrier with recesses,
Fig. 2 perspektivisch in Draufsicht als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Antennenmodul mit einer rechteckigen Pat- chantenne auf einem rechteckigen (FR4-) räger mit in dessen Ausnehmungen sichtbarer Massefläche und/oder Platine, 2 is a perspective view in plan view as an embodiment of the invention, an antenna module with a rectangular Pat- Chantenne on a rectangular (FR4) carrier with visible in its recesses ground surface and / or board,
Fig. 3 perspektivisch von schräg seitlich/oben ein Aus- führungsbeispiel der Erfindung mit einem (FR4-) Träger, zwischen einer Patchantenne und einer mit mindestens einem Abstandshalter beabstandeten Massefläche. FIG. 3 in perspective from obliquely laterally / upwardly an embodiment of the invention with a (FR4) carrier, between a patch antenna and a ground plane spaced apart by at least one spacer.
Fig. 1 zeigt perspektivisch als eine Ausgestaltung der Erfindung ein Antennenmodul 1 mit einer auf einem (FR4-basierten) Träger 2 angeordneten Patchantenne 3 mit (mit Ausnahme der Abschrägungen 4, 5 an zweien ihrer Ecken 31, 32, 33, 34) etwa rechteckiger (z.B. quadratischer) Oberfläche. Der basierend auf bzw . aus einem FR4-Substrat ausgebildete Träger 2 weist eine oder zwei oder drei oder wie hier mindestens vier durch ihn hindurch verlaufende (Durchgangs-) Ausnehmungen 10, 11, 12, 13, in Form von z.B. Schlitzen auf, was z.B. durch das FR4 Material des Substrats des Trägers 2 bedingte Verluste (der Abstrahlung der Patchantenne 3) verringern könnte. Fig. 1 shows in perspective as an embodiment of the invention, an antenna module 1 with an on a (FR4-based) carrier 2 arranged patch antenna 3 with (with the exception of the bevels 4, 5 at two of their corners 31, 32, 33, 34) is approximately rectangular (eg square) surface. The based on resp. Carrier 2 formed from a FR4 substrate has one or two or three or as here at least four (passage) recesses 10, 11, 12, 13 passing therethrough, in the form of e.g. Slotting, which is e.g. could reduce losses (the radiation of the patch antenna 3) caused by the FR4 material of the substrate of the carrier 2.
Die (hier vier) Ausnehmungen (in Form von (Durchgangs) -Löchern) ) 10, 11, 12, 13 im Träger 2 sind hier länglich (also länger parallel zu einer Kante / einer Seite / einem Rand 35, 36, 37, 38 der Patch-Antenne 3 als senkrecht zu einer Kante / einer Seite / einem Rand 35, 36, 37, 38 der Patch-Antenne 3 breit) . The (four here) recesses (in the form of (through) holes)) 10, 11, 12, 13 in the carrier 2 are here elongated (ie longer parallel to an edge / a side / edge 35, 36, 37, 38th the patch antenna 3 as perpendicular to an edge / side / edge 35, 36, 37, 38 of the patch antenna 3 wide).
Es können z.B. (wie in Fig. 1 vier) Ausnehmungen 10, 11, 12, 13 im Träger 2 entlang vier der (Außen- ) Kanten (und/oder Seiten und/oder Rändern) 35, 36, 37, 38 der Patch-Antenne 3 verlaufen (insbesondere für eine zirkuläre Polarsierung) , oder z.B. nur zwei Ausnehmungen entlang z.B. nur zwei Kanten (und/oder Seiten und/oder Rändern) 35, 37 der Patch-Antenne 3 verlaufen. , For example, (as in FIG. 1, four recesses 10, 11, 12, 13 in the carrier 2 along four of the (outer) edges (and / or sides and / or edges) 35, 36, 37, 38 of the patch Antenna 3 run (in particular for a circular polarization), or eg only two recesses along eg only two edges (and / or sides and / or edges) 35, 37 of the patch antenna 3 run. .
b  b
Die (hier vier) Ausnehmungen 10, 11, 12, 13 im Träger 2 laufen hier um jeweils eine der Ecken 31, 32, 33, 34 der Patch-Antenne 3 herum, und Teilabschnitte von ihnen sind jeweils auf beiden Seiten einer der Ecken 31, 32, 33, 34 länglich. The (here four) recesses 10, 11, 12, 13 in the carrier 2 run around here in each case one of the corners 31, 32, 33, 34 of the patch antenna 3, and subsections of them are respectively on both sides of one of the corners 31st , 32, 33, 34 oblong.
Zwischen den (hier vier) Ausnehmungen 10, 11, 12, 13 im Träger 2 in dessen (2) Bereich (en) 45, 46, 47, 48 seitlich neben (und dabei in seiner (2) Ebene unterhalb) der Patch-Antenne 3 verbinden seinen (2) Mitten—Bereich 25 (in seiner (2) Ebene) unterhalb der Patchantenne 3 (z.B. gleicher / etwa gleicher Form wie die Patchantenne 3) mit seinem (2) hier rechteckigen (und hier quadratischen) äußeren Rahmenbereich 20. Between the (here four) recesses 10, 11, 12, 13 in the carrier 2 in its (2) region (s) 45, 46, 47, 48 laterally next to (and thereby in its (2) plane below) the patch antenna 3 connect its (2) center region 25 (in its (2) plane) below the patch antenna 3 (eg same / approximately the same shape as the patch antenna 3) with its (2) here rectangular (and here square) outer frame portion 20.
Ein äußerer z.B. rechteckförmig umlaufend ausgebildeter Rahmen 20 des Trägers 2 ist mit einem inneren Bereich 25 des Trägers 2 (unterhalb der Patchantenne 3, z.B. mit gleicher Form wie sie)) durch Stege 21, 22, 23, 24 (zwischen hier jeweils zwei Ausnehmungen) verbunden. Der rechteckförmig umlaufend ausgebildete Rahmen 20 ist hier aus vier jeweils paarweise parallelen, und paarweise zueinander orthogonalen länglichen miteinander verbundenen Teilstücken ausgebildet. An outer e.g. Rectangular circumferentially formed frame 20 of the carrier 2 is connected to an inner portion 25 of the carrier 2 (below the patch antenna 3, for example, the same shape as they) by webs 21, 22, 23, 24 (between each two recesses). The rectangular encircling frame 20 is here formed of four pairwise parallel, and in pairs mutually orthogonal elongated interconnected sections.
Auf dem Träger 2 ist die Patchantenne 3 (flächig) aufgebracht. Die Patchantenne 3 kann aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein und ist z.B. aus einem leitenden Metall. Das Antennenmodul kann Löcher und/oder Durchgangskontaktierungen 41, 42, 43 usw. durch die Patchantenne 3 und/oder den Träger 2 aufweisen, z.B. mindestens je mehr als drei oder mehr als fünf oder (wie in Fig. 1 senkrecht und waagrecht) mehr als neun in zwei zueinander orthogonalen Richtungen. On the carrier 2, the patch antenna 3 (surface) is applied. The patch antenna 3 may be formed of different materials and is e.g. from a conductive metal. The antenna module may include holes and / or via contacts 41, 42, 43, etc. through the patch antenna 3 and / or the carrier 2, e.g. at least more than three or more than five or (as in Fig. 1 vertical and horizontal) more than nine in two mutually orthogonal directions.
Fig. 2 zeigt perspektivisch in Draufsicht als Ausführungs¬ beispiel der Erfindung ein Antennenmodul 1 mit einer rechteckigen Patchantenne 3 auf einem rechteckigen (FR4-) Träger 2 mit in dessen Ausnehmungen 10, 11, 12, 13 sichtbarer Massefläche 50 und/oder (die Massefläche tragender) Platine. Fig. 2 shows a perspective plan view as an embodiment ¬ example of the invention, an antenna module 1 with a rectangular patch antenna 3 on a rectangular (FR4) carrier 2 with in its recesses 10, 11, 12, 13 visible ground surface 50 and / or (the ground plane bearing) board.
Diese Massenfläche 50 des Antennenmoduls 1 ist auf einer der Patchantenne 3 hinsichtlich des Trägers 2 gegenüberliegenden Seite angeordnet, und mit einem oder mehreren Abstandshaltern 80 in einem Abstand d zum Träger 2 gehalten. Die Massefläche 60 des Antennenmoduls 1 ist hier als eine leitende Lage aus insbesondere Kupfer auf einer Leiterplatte angeordnet. This mass surface 50 of the antenna module 1 is arranged on a side opposite the patch antenna 3 with respect to the carrier 2, and held with one or more spacers 80 at a distance d from the carrier 2. The ground surface 60 of the antenna module 1 is arranged here as a conductive layer of particular copper on a printed circuit board.
Fig. 3 zeigt perspektivisch von schräg seitlich/oben ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem (FR4-) Träger, zwischen einer Patchantenne und einer mit mindestens einem Abstandshalter beabstandeten Massefläche. Fig. 3 shows in perspective from obliquely laterally / above an embodiment of the invention with a (FR4) carrier, between a patch antenna and a spaced-apart with at least one spacer ground surface.
In Fig. 3 ist eine Massenfläche 50 (auf einer Platine 51) durch Ausnehmungen 10, 11, 12, 13 in dem Träger 1 hindurch sichtbar und von seitlich des Antennenmoduls 1 sichtbar. Diese MassenflächeIn FIG. 3, a mass surface 50 (on a circuit board 51) is visible in the carrier 1 through recesses 10, 11, 12, 13 and visible from the side of the antenna module 1. This mass surface
50 des Antennenmoduls 1 ist auf einer am Träger 2 der Patchantenne 3 gegenüberliegenden Seite angeordnet, und mit einem oder mehreren Abstandshaltern in einem Abstand d zum Träger 2 gehalten. Die Massefläche 50 des Antennenmoduls 1 ist hier als eine leitende Lage aus insbesondere Kupfer auf einer Leiterplatte angeordnet. Die Massefläche 50 des Antennenmoduls 1 kann auch als eine leitende Lage aus insbesondere Kupfer auf einer Patchantenne 3 ferneren Seite der Leiterplatte angeordnet sein. 50 of the antenna module 1 is arranged on a side opposite to the carrier 2 of the patch antenna 3, and held with one or more spacers at a distance d from the carrier 2. The ground surface 50 of the antenna module 1 is arranged here as a conductive layer of particular copper on a circuit board. The ground surface 50 of the antenna module 1 can also be arranged as a conductive layer made of, in particular, copper on a patch antenna 3 further side of the printed circuit board.
Auf der Patchantennen-fernen, in Fig. 3 linken Seite der PlatineOn the remote patch antenna, in Fig. 3 left side of the board
51 ist ein Kontaktierungspin 70 zum (z.B. kapazitiven und/oder induktiven und/oder galvanischen) Kontaktieren der Patchantenne51 is a contacting pin 70 for (e.g., capacitive and / or inductive and / or galvanic) contacting of the patch antenna
3 des Antennenmoduls 1 angedeutet. 3 of the antenna module 1 indicated.
Erfindungsgemäße Ausgestaltungen eines Antennenmoduls 1 können z.B. ein Dedicated Short Range Communication Antennenmodul für ein Kraftfahrzeug und/oder ein Antennenmodul 1 für ein oder verbunden mit einem schematisch angedeuteten Mauterfas- sungs-Modul 60 für ein Kraftfahrzeug sein. Embodiments of an antenna module 1 according to the invention can be, for example, a dedicated short range communication antenna module for a motor vehicle and / or an antenna module 1 for or connected to a schematically indicated Mauterfas- sungs module 60 for a motor vehicle.
Bezugs zeichenliste : Reference sign list:
1 Antennenmodul  1 antenna module
2 Träger  2 carriers
3 Patchantenne  3 patch antenna
4 Abschrägung  4 bevel
5 Abschrägung  5 bevel
10 Ausnehmung im Träger  10 recess in the carrier
11 Ausnehmung im Träger  11 recess in the carrier
12 Ausnehmung im Träger  12 recess in the carrier
13 Ausnehmung im Träger  13 recess in the carrier
20 äußerer Rahmen- Bereich des Trägers 2  20 outer frame portion of the carrier. 2
21 Steg des Trägers 2  21 bridge of the carrier 2
22 Steg des Trägers 2  22 bridge of the carrier 2
23 Steg des Trägers 2  23 bridge of the carrier 2
24 Steg des Trägers 2  24 bridge of the carrier 2
25 Mitten-Bereich des Trägers 2  25 Center area of the carrier 2
31 Ecke der Patchantenne 3  31 Corner of the patch antenna 3
32 Ecke der Patchantenne 3  32 corner of the patch antenna 3
33 Ecke der Patchantenne 3  33 corner of the patch antenna 3
34 Ecke der Patchantenne 3  34 corner of the patch antenna 3
35 Rand (Kante) an einer der Seiten der Patchantenne 3 35 edge on one of the sides of the patch antenna 3
36 Rand (Kante) an einer der Seiten der Patchantenne 336 edge on one of the sides of the patch antenna 3
37 Rand (Kante) an einer der Seiten der Patchantenne 337 edge on one of the sides of the patch antenna 3
38 Rand (Kante) an einer der Seiten der Patchantenne 338 edge on one of the sides of the patch antenna 3
41 Durchgangskontaktierung 41 continuity contact
42 Durchgangskontaktierung  42 continuity contact
43 Durchgangskontaktierung  43 continuity contact
45 Bereich seitlich neben der Patchantenne 3  45 area laterally next to the patch antenna 3
46 Bereich seitlich neben der Patchantenne 3  46 area next to the patch antenna 3
47 Bereich seitlich neben der Patchantenne 3  47 area laterally next to the patch antenna 3
48 Bereich seitlich neben der Patchantenne 3  48 area laterally next to the patch antenna 3
50 Massefläche  50 ground plane
60 Mauterfassungs-Modul  60 toll collection module
70 Pin 1 70 pin 1
Abstandhalter spacer
Abstand distance

Claims

Patentansprüche claims
1. Antennenmodul (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, 1. antenna module (1), in particular for a motor vehicle,
mit einer Patchantenne (3) und mit einem Träger (2), auf welchem die Patchantenne (3) angeordnet ist,  with a patch antenna (3) and with a carrier (2) on which the patch antenna (3) is arranged,
wobei der Träger (2) ein FR4 Material enthält,  wherein the carrier (2) contains a FR4 material,
und wobei der Träger (2) außerhalb seines Bereichs (25) unter der Patchantenne (3) mindestens eine Ausnehmung (10, 11, 12, 13) aufweist.  and wherein the support (2) outside its region (25) under the patch antenna (3) has at least one recess (10, 11, 12, 13).
2. Antennenmodul nach Anspruch 1, 2. Antenna module according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Träger (2) eine oder mehrere in Bereichen jeweils versetzt zu der Patchantenne (3) parallel zu den Rändern (35, 36, 37, 38) der Patchantenne (3) und durch eine durch die Oberfläche des Trägers (2) definierte Ebene verlaufende, insbesondere längliche Durchgangs-Ausnehmung (10, 11, 12, 13) aufweist.  in that the carrier (2) has one or more regions in each case offset relative to the patch antenna (3) parallel to the edges (35, 36, 37, 38) of the patch antenna (3) and through a plane defined by the surface of the carrier (2) extending, in particular elongate passage recess (10, 11, 12, 13).
3. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. Antenna module according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Träger (2) in Bereichen (45, 46, 47, 48) neben der Patchantenne (3) eine, zwei, drei oder vier parallel zu den Rändern (35, 36, 37, 38) der Patchantenne (3) verlaufende und jeweils um Ecken (31, 32, 33, 34) der Patchantenne (3) herum verlaufende längliche Ausnehmungen (10, 11, 12, 13) aufweist.  that the carrier (2) in areas (45, 46, 47, 48) adjacent to the patch antenna (3) one, two, three or four parallel to the edges (35, 36, 37, 38) of the patch antenna (3) and each having around corners (31, 32, 33, 34) of the patch antenna (3) extending around elongated recesses (10, 11, 12, 13).
4. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Antenna module according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Träger (2) in Bereichen (45, 46, 47, 48) seitlich außerhalb und dabei in einer Ebene parallel zur Ebene der Patchantenne (3) zwischen mindestens zwei parallel zu den Rändern (35, 36, 37, 38) der Patchantenne (3) verlaufenden Ausnehmungen (10, 11, 12, 13) einen Steg aufweist, insbesondere jeweils in Form einer Verbindung eines Bereichs (25) des Trägers (2) unterhalb der Patchantenne (3) mit einem Bereich (45, 46, 47, 48) des Trägers (2) außerhalb eines Bereichs (25) unterhalb der Patchantenne (3) . that the carrier (2) in areas (45, 46, 47, 48) laterally outside and thereby in a plane parallel to the plane of the patch antenna (3) between at least two parallel to the edges (35, 36, 37, 38) of the patch antenna (3) extending recesses (10, 11, 12, 13) has a web, in particular in the form of a connection of a region (25) of the carrier (2) below the patch antenna (3) to a region (45, 46, 47, 48) of the carrier (2) outside a region (25) below the patch antenna (3 ).
Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Antenna module according to one of the preceding claims, characterized
dass der Träger (2) einen rechteckigen und/oder quadratischen äußeren Bereich (10) aufweist, zwischen welchem äußeren Bereich und einem insbesondere je zwei zueinander parallele Ränder (35, 36, 37, 38) aufweisenden inneren Bereich (25) des Trägers (2) sich den inneren Bereich umgebende Ausnehmungen (10, 11, 12, 13) befinden, wobei der äußere Bereich (20) des Trägers (2) und der innere Bereich (25) des Trägers (2) durch zwei oder drei oder vier oder mehr als vier Stege insbesondere auf vier verschiedenen Seiten (35, 36, 37, 38) des inneren Bereichs (25) des Trägers (2) verbunden sind. the support (2) has a rectangular and / or square outer region (10) between which outer region and an inner region (25) of the carrier (2), in particular two mutually parallel edges (35, 36, 37, 38) ) recesses (10, 11, 12, 13) surrounding the inner region, the outer region (20) of the support (2) and the inner region (25) of the support (2) being two or three or four or more in particular, four webs are connected on four different sides (35, 36, 37, 38) of the inner region (25) of the carrier (2).
Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Antenna module according to one of the preceding claims, characterized
dass die Ausnehmungen (10, 11, 12, 13) im Träger (2) Schlitze sind . the recesses (10, 11, 12, 13) in the support (2) are slots.
Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Antenna module according to one of the preceding claims, characterized
dass Ausnehmungen (10, 11, 12, 13) im Träger (2) entlang allen insbesondere vier Kanten (35, 36, 37, 38) der Patchantenne (3) auf dem Träger (2) verlaufen. in that recesses (10, 11, 12, 13) in the carrier (2) extend along all, in particular four edges (35, 36, 37, 38) of the patch antenna (3) on the carrier (2).
Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Antenna module according to one of the preceding claims, characterized
dass Ausnehmungen (10, 11, 12, 13) im Träger (2) entlang weniger als allen Kanten (35, 36, 37, 38) der Patchantenne (3) auf dem Träger (2) verlaufen, insbesondere nur an re- sonanten Kanten (35, 36, 37, 38) der Patchantenne (3) . that recesses (10, 11, 12, 13) in the carrier (2) along less than all edges (35, 36, 37, 38) of the patch antenna (3) run on the support (2), in particular only on re- sonanten edges (35, 36, 37, 38) of the patch antenna (3).
9. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. Antenna module according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass Ausnehmungen (10, 11, 12, 13) im Träger (2) länger als 0.5mm oder 1mm oder 3mm oder 5mm oder 8mm oder 1 cm oder mindestens einem Fünftel oder Viertel oder Drittel der Länge und/oder Breite der Patchantenne (3) sind.  in that recesses (10, 11, 12, 13) in the carrier (2) are longer than 0.5 mm or 1 mm or 3 mm or 5 mm or 8 mm or 1 cm or at least one fifth or quarter or third of the length and / or width of the patch antenna (3) are.
10. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. Antenna module according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass eine Massefläche (50) des Antennenmoduls (1) mit einem oder mehreren Abstandshaltern in einem Abstand zum Träger (2) gehalten ist.  a mass surface (50) of the antenna module (1) is held with one or more spacers at a distance from the carrier (2).
11. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 11. Antenna module according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Massefläche (50) des Antennenmoduls (1) als eine leitende Lage aus insbesondere Kupfer auf einer Leiterplatte in that the ground surface (50) of the antenna module (1) acts as a conductive layer of, in particular, copper on a printed circuit board
(51) angeordnet ist, insbesondere auf einer der Seite der Patchantenne (3) gegenüberliegenden Seite des Trägers (2). (51) is arranged, in particular on one side of the patch antenna (3) opposite side of the carrier (2).
12. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 12. Antenna module according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Antennenmodul einen Speisepin (70) aufweist, der mit der Patchantenne (3) insbesondere kapazitiv oder galvanisch verbunden ist.  in that the antenna module has a feed pin (70) which is in particular capacitively or galvanically connected to the patch antenna (3).
13. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 13. Antenna module according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass sich die Patchatenne flächig in einer Ebene parallel zur Ebene in welcher sich der Träger (2) erstreckt, erstreckt, und auf dem Träger (2) insbesondere flächig befestigt ist. in that the patch pattern extends in a plane parallel to the plane in which the carrier (2) extends, and on the support (2) is fastened in particular flat.
14. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 14. Antenna module according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Patchatenne rechteckig insbesondere mit Abschrä¬ gungen (4, 5) in zwei Ecken (5, 6) ausgebildet ist. that the Patchatenne rectangular in particular with Abschrä ¬ conditions (4, 5) in two corners (5, 6) is formed.
15. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 15. Antenna module according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass zumindest die Patchantenne (3) insbesondere runde Durchgangsausnehmungen und/oder Durchkontaktierungen (41, 42, 43..) durch die Patchantenne (3) und/oder durch den Träger (2) aufweist,  in that at least the patch antenna (3) in particular has round passage openings and / or plated-through holes (41, 42, 43 ..) through the patch antenna (3) and / or through the carrier (2),
insbesondere je mehr als drei oder mehr als fünf oder mehr als neun in zwei zueinander orthogonalen Richtungen.  in particular more than three or more than five or more than nine in two mutually orthogonal directions.
16. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 16. Antenna module according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Antennenmodul ein „Dedicated Short Range Commu- nication" (DSRC) Antennenmodul für ein Kraftfahrzeug ist, und/oder ein Antennenmodul für ein oder verbunden mit einem Mauterfassungs-Modul (60) für ein Kraftfahrzeug.  the antenna module is a "Dedicated Short Range Communication" (DSRC) antenna module for a motor vehicle, and / or an antenna module for or connected to a toll collection module (60) for a motor vehicle.
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