DE19824414A1 - Antenne bzw. Antennenanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antenne bzw. eine Antennenanordnung für ein Kraftfahrzeug, bei welcher die Antenne innerhalb der Außenhaut der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. DOLLAR A Um bei einer Antenne dieser Art dieselbe so zu plazieren, daß sie zum einen nicht über die Karosserieaußenhaut hinausragt und zum anderen auch nicht durch Metallisierungen an Glasflächen gestört wird, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß mit Verwendung von lediglich partiell unmetallisierten Scheiben (3) die Antenne (4) im entsprechend unmetallisierten Bereich der bzw. einer Scheibe auf der dem Fahrgastraum zugewandten Seite angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antenne bzw. eine Antennenanordnung für ein Kraftfahrzeug, bei welcher die Antenne innerhalb der Außenhaut der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Antennen bzw. Antennenanordnungen der gattungsgemäßen Art sind im Stand der Technik vielfach bekannt. Die Integration der Antenne innerhalb der Außenhaut des Fahrzeuges bzw. der Fahrzeugkarosserie verfolgt den Zweck, daß u. a. aus aerodynamischen Gründen die Antenne über die Außenhaut der Fahrzeugkarosserie nicht hervorsteht. Außer den aerodynamischen Gründen liegen die Gründe beispielsweise auch in der Verhinderung des Mißbrauches durch Dritte, beispielsweise durch Abbrechen der Antenne oder die Beschädigung in Waschanlagen oder dergleichen.

Ein Beispiel für die Anordnung für Antennen innerhalb der Fahrzeugkarosserie bzw. innerhalb der Außenhaut ist aus der DE 35 34 572 A1 bekannt. Dort sind u. a. zur Verbesserung der Empfangsqualität sogenannte Diversity-Antennenanordnungen gezeigt. Wie der Begriff bereits andeutet, besteht die gesamte Antennenanordnung aus einer Mehrzahl von Antennen, die an verschiedenen Orten innerhalb des Fahrzeuges platziert sind und gemeinsam oder abwechselnd, je nach Empfangsbedingung, beaufschlagt werden. Die Antennen sollen sich bei ungünstiger temporärer Position einer der Antennen untereinander ergänzen.

Aus der DE 44 03 643 A1 ist eine Antennenanordnung bekannt, welche verdeckt hinter Glas angeordnet ist. Diese Antennenanordnung erfüllt zwar den Zweck einer innerhalb der Karosserieaußenhaut angeordneten Antenne, die also nicht hervorsteht, und ist vielfach als sogenannte Scheibenantenne für den Radiobetrieb geeignet.

Hier taucht jedoch das Problem auf, daß in zunehmendem Maße die Glasflächen der Fahrzeuge zur Sichttönung und zur Wärmetönung metallisiert sind. Eine solche Metallisierung liegt dabei innerhalb der Verbundglasscheibe und die besagte bekannte Antennenanordnung liegt auf der Innenscheibe der Glasfläche. Die elektromagnetische Ankopplung der Antenne vom Innenraum des Fahrzeuges zum Außenraum hin ist somit durch die metallisierte Außenschicht des Glases gestört oder zumindest rapide vermindert. Beim Betrieb, beispielsweise im GSM-Standard, d. h., im üblichen Mobilfunkstandard, ist die Störung des Antennenempfangs und insbesondere auch des Sendebetriebes durch die metallisierte Schicht auf der Glasfläche erheblich. Da mehr und mehr sogenannte GPS- Systeme (global positioning system) eingesetzt werden, ist eine Störung aufgrund der geringen Signalstärken der GPS-Satelliten so erheblich, daß ein Betrieb mit einer Antennenordnung dieser Art nicht mehr durchführbar ist.

So ist aus der EP 0821429 A2 eine Antennenanordnung bekannt, die am Innenspiegel angeordnet ist, was jedoch den oben besagten Nachteil mit sich zieht, daß auch hierbei, je nach Anwendungsfall, eine untragbare Schwächung des Antennensignales bewirkt wird, durch die metallisierte Front- bzw. Fahrzeugscheibe.

Aus der DE 196 36 581 C1 ist eine Antenne bekannt, die u. a. aus ähnlichen wie oben genannten Gründen, außerhalb der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist. Zum einen findet die oben beschriebene Abschirmung einer im Innenraum angeordneten Antenne durch die metallisierten Glasscheiben statt, und zum anderen bildet die übrige Fahrzeugkarosserie, welche im wesentlichen aus Metall besteht, einen faradayischen Käfig, der ohnehin abschirmende Wirkung hat. Die besagten metallisierten Scheiben schließen dann die sozusagen gegebenen Lecks des faradayischen Käfigs vollständig, so daß vom Innenraum keine oder nur noch bedingt Signale empfangen werden können. Ein solcher Zweck könnte die besagte Antenne gemäß dem oben genannten Stand der Technik haben, die innerhalb des Stoßfängers, also außerhalb der Außenhaut des Fahrzeuges, angeordnet ist. Nachteilig ist jedoch, daß insbesondere der Stoßfängerbereich stoßempfindlich ist, weil derselbe in der Regel in kleinem Umfang elastisch deformierbar ist. Eine elastische Deformation kann jedoch eine nicht sichtbare Beschädigung der Antenne im Stoßfänger selbst bewirken.

Die DE 196 35 003 A1 zeigt eine Antenne, welche im Bereich des Rücklichtes oder Blinklichtes angeordnet ist. Auch eine solche Anordnung ist aufwendig, da das Blinklicht bzw. Rücklicht auch beschädigungsgefährdet ist, und zum anderen zum Austausch von Lampen demoniert werden muß. Die Integration einer Antenne würde eine solche Anordnung verkomplizieren.

Aus der EP 0453611 A1 ist eine Netzantenne bekannt, welche im Fahrzeughimmel, also innerhalb der Fahrzeugkarosserie, platziert ist. Nachteilig ist hierbei aus oben genannten Gründen die faradayische Abschirmung durch die Karosserie.

Aus der DE 40 00 381 A1 ist eine sogenannte Schlitzantenne bekannt, welche zur Antennenfunktion einen beliebigen Schlitz innerhalb der Karosserie benutzt. Nachteilig ist hierbei, daß Schlitzantennen physikalische Beschränkungen hinsichtlich der Breitbandigkeit durch die vorgegebenen Abmessungen haben. D.h, der Arbeitsbereich oder besser gesagt der Sende- oder Empfangsbereich dieser Antennen ist damit nicht beliebig sondern vorgegeben. Bei der oben angesprochenen Multifunktionalität einer Antenne und der daraus resultierenden geforderten Breitbandigkeit ist diese Schlitzantenne für den Betrieb, bespielsweise im GSM-Modus oder sogar im sehr langwelligen GPS-Modus, ungeeignet.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Antenne bzw. eine Antennenanordnung der gattungsgemäßen Art dahingehend auszugestalten bzw. zu dieselbe so zu plazieren, daß sie zum einen nicht über die Karosserieaußenhaut hinaus ragt und zum anderen auch nicht durch Metallisierungen an Glasflächen gestört wird.

Die gestellte Aufgabe ist bei einer Antenne bzw. einer Antennenanordnung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 angegeben.

Anspruch 10 enthält eine erfindungsgemäße Konstruktion, welche die oben genannte Aufgabe auf erfindungsgemäße Weise löst und zum anderen in erfindungsgemäßer Weise auf der Außenfläche der jeweiligen Scheibe platziert ist.

Kern der Erfindung besteht darin, daß unter Verwendung von lediglich partiell unmetallisierten Scheiben die Antenne im entsprechend unmetallisierten Bereich der bzw. einer Scheibe auf der dem Fahrgastraum zugewandten Seite angeordnet ist.

Dies bedeutet, daß im Bereich der Antenne, welche direkt auf der Glasscheibe oder aber unmittelbar dahinter angeordnet ist, keine Metallisierungsschicht auf der Scheibe angebracht ist. Hierzu kann vorzugsweise der Randbereich einer Scheibe verwendet werden, der sogenannte Schwarzdruckbereich, oder korrekt gesagt dem sogenannten Keramikdruckbereich. In diesem Bereich ist die besagte Scheibe nicht metallisiert, weil dieser Keramikdruckbereich entweder ganz oder teilweise auf Karosseriepartien aufgelegt wird, auf welche die Glasscheibe dann befestigt bzw. geklebt ist.

Vorzugsweise kann die Antenne hierbei in entsprechend angeformten Karosseriebereichen, den sogenannten nach außen offenen Karosseriekalotten oder Randkalotten angeordnet sein, auf die die Scheibe beim Einbau mit dem entsprechenden Schwarzbereich aufgelegt und aufgeklebt werden.

Eine weitere Möglichkeit im speziellen besteht darin, die Antenne im Bereich des Schwarzdruckes eines Glasschiebedaches anzuordnen. Hierzu kann vorzugsweise eine Befestigung der Antenne unter dem nach oben zu klappenden nicht metallischen Windabweiser des Glasschiebedaches vorgenommen werden. Diese Windabweiser sind sehr schmal und erstrecken sich auch lediglich nur über den Bereich des Schwarzdruckes des geschlossenen Glasschiebedaches, weil diese nicht direkt sichtbar sind.

Die Antenne kann jedoch auch irgendwo hinter einer Glasscheibe platziert sein und muß nicht ausschließlich auf der Innenseite der Glasfläche aufgebracht sein. Eine derart angeordnete Antenne ist dabei so plaziert und die besagte Scheibe partiell derart unmetallisiert, daß die Scheibe zum ungehinderten Passieren lassen von elektromagnetischen Wellen eine in geeigneter Nähe angeordnete unmetallisierte Schicht aufweist. Auch diese Ausführungsform erfüllt gegenüber dem oben zitierten Stand der Technik die Maßgabe, daß der Sende- und Empfangsbetrieb der Antenne durch die metallisierte Schicht auf der Scheibe nicht gestört wird.

Dabei kann die Antenne auf einer Armatur, wie Innenspiegel oder Innenbremsleuchte oder dergleichen, nahe der Scheibe angeordnet sein, die an geeigneter Stelle eine unmetallisierte Fläche aufweist.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit besteht darin, daß die Antenne im nach Anspruch 1 benannten Bereich direkt auf die Scheibeninnenschicht aufgedampft bzw. aufgebracht ist. Die Antenne kann aber auch in, an oder hinter einer Karosserieöffnung angeordnet sein, welche ein definiertes faradayisches Leck darstellt. Die besagte Karosserieöffnung ist dann durch eine nichtmetallische bzw. nichtleitende Abdeckung im Bereich der Karosserieaußenhaut abgedeckt, so daß die Karosserieaußenhaut in sich schlüssig ist, aber das besagte definierte faradayische Leck zum Sendeempfangsbetrieb der besagten Antenne aufweist.

Eine im weitesten Sinne unabhängige Ausgestaltungsform, welche die oben genannte Aufgabe erfinderisch löst, besteht darin, eine Anordnung gemäß Anspruch 1 zu verwenden, wobei jedoch die entsprechend anzubringende Antenne durch galvanische Trennlinien auf der Metallisierungsschicht der jeweiligen Scheibe gebildet ist, d. h., die Trennlinien sind in der Metallisierung, beispielsweise durch Auflegen einer Maske oder durch Nachsputtern gebildet, so daß sich längs erstreckte Leiter ergeben, die die Antenne darstellen und von der übrigen Metallisierungsschicht der Scheibe galvanisch getrennt sind.

Eine solche Bauform ist ausgesprochen elegant, d. h., einfach in der Realisierung und wirkungsvoll in der Anwendung. Die Antenne selbst ist somit direkt auf der Außenhaut oder schlüssig mit derselben angeordnet, wodurch ein optimaler ungestörter Sendeempfangsbetrieb nach außen möglich ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung darstellt und nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 Antenne im Keramikdruckbereich der Frontscheibe oder Heckscheibe.

Fig. 2 Antenne im Schwarzdruckbereich eines Glasschiebedaches.

Fig. 3 Antenne in Karosserieöffnung mit nichtmetallischer Abdeckung.

Fig. 4 Metallschicht integrierte galvanisch getrennte Antenne.

Fig. 1 zeigt die Anordnung einer Antenne beispielsweise in der besagten Randkalotte 2 der Karosserie 1. Diese Randkalotte 2 nimmt den unmetallisierten sogenannten Keramikdruckbereich der daraufgelegten Scheibe 3 auf. Die besagte Scheibe ist zwischen den Markierungen X und Y metallisiert mit der Wirkung einer optischen und wärmemäßigen Dämmung. Im Bereich hinter den Markierungen X und Y, also im Außenrandbereich, ist der sogenannte Schwarzdruck oder Keramikdruck angebracht, und die Scheibe ist in diesem Bereich nicht metallisiert. Dieser Bereich wird auf die sogenannte Randkalotte 2, bestehend aus einer nach oben offenen wannenförmigen Randlinie aufgelegt. Die Antenne 4 ist in dem dort zur Verfügung stehenden Einbauraum angeordnet und wird von der auf die Kalotte aufgebrachten und verklebte Scheibenrand abgedeckt, so daß die Antenne im unmetallisierten Schwarzdruckbereich der Scheibe angeordnet ist und störungsfrei senden und empfangen kann. Die Kalotte schirmt gleichzeitig den Innenraum vor übermäßiger Strahlenbelastung ab.

Fig. 2 zeigt eine Antennenanordnung gemäß der Erfindung, welche im Bereich eines Glasschiebedaches 11 angeordnet ist. Auch hierbei ist die Antenne 4 hinter dem sogenannten Schwarz- bzw. Keramikdruckbereich angeordnet, welcher unmetallisiert ist. Auch die Glasschiebedächer und insbesondere diese sind zur Wärmedämmung sogar sehr stark metallisiert. Aber auch diese weisen, wie gesagt, einen Randbereich, den sogenannten Keramikdruckbereich, auf, welcher unmetallisiert ist. In dem sogenannten Keramikdruckbereich ist hinter der Glasscheibe die Antenne 4 angeordnet und kann auch auf diese Weise ungehindert senden und empfangen. Vorzugsweise ist die Antenne unter einem nicht metallischen Windabweiser 10 angeordnet, der bei geöffnetem Glasschiebedach nach außen anhebt. Aber nicht nur bei geöffnetem Glasdach ist die Antenne betriebsbereit, sondern auch bei geschlossenem Glasschiebedach, weil der Keramikdruckbereich unmetallisiert ist und die Antenne in ihrer Funktion nicht behindert.

Fig. 3 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltungsform der Erfindung, bei welcher die Antenne in einer Karosserieöffnung, hier beispielsweise einer Dachöffnung, platziert ist. Diese Öffnung 20 der Karosserie 1 stellt ein gewissermaßen wie oben beschriebenes faradayisches Leck dar, durch welches ungehindert Sendeempfangsbetrieb der Antenne vorgenommen werden kann. Diese Öffnung in der Karosserie ist jedoch durch eine nichtmetallische bzw. nichtleitende Oberfläche, beispielsweise einer Kunststoff oder eine kleine Glasabdeckung, natürlich unmetallisiert, abgedeckt, so daß die Antenne auch hier schlüssig innerhalb der Außenhaut des Fahrzeuges angeordnet ist und dennoch nicht behindert wird in ihrem Sendeempfangsbetrieb.

Fig. 4 zeigt die in Anspruch 10 gegebene Erfindung in Lösung der oben genannten Aufgabe, wobei die Antenne 4 in die metallisierte Schicht 30 der Glasscheibe 3 integriert ist. Hierbei werden einfach in die metallisierte Schicht Trennlinien eingesputtert oder schon durch eine Maske, welche vor Bedampfung der Scheibe aufgelegt wird, gebildet. Der Vorteil hierbei ist, daß die Antenne nun wirklich völlig ungestört ist d. h. daß eine Störung durch Metallisierungen nicht gegeben ist, die innerhalb desjenigen Halbraumes liegt, die zwischen Antenne und nach außen weisendem Empfangsraum liegen würde. Hierbei ist lediglich zu beachten, daß die Trennlinien in ihrer Breite derart ausgestaltet sind, daß keine überlagerte Schlitzantenne entsteht, was im übrigen auch durch die Dicke der aufgedampften Metallschicht beeinflußbar ist. Ansonsten wäre auch diese Möglichkeit praktikabel.

Claims (10)

1. Antenne bzw. Antennenanordnung für ein Kraftfahrzeug, bei welcher die innerhalb der Außenhaut der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit Verwendung von lediglich partiell unmetallisierten Scheiben (3) die Antenne (4) im entsprechend unmetallisierten Bereich der bzw. einer Scheibe auf der dem Fahrgastraum zugewandten Seite angeordnet ist.

2. Antenne bzw. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (4) im Bereich des sogenannten Schwarz- bzw. Keramikdruckes, also des unmetallisierten Randbereiches der betreffenden Scheibe (3) angeordnet ist.

3. Antenne bzw. Antennenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (4) in einer nach außen offenen Randkalotte (2) der Karosserie (1) angeordnet ist, die nach Einbau der Scheibe vom Keramikdruckbereich der Scheibe (3) abgedeckt wird.

4. Antenne bzw. Antennenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (4) im Bereich des Keramikdruckes eines Glasschiebedaches (11) angeordnet ist.

5. Antenne bzw. Antennenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (4) unter dem bei Öffnen des Glasschiebedaches (11) nach oben klappenden Windabweiser (10) angeordnet ist.

6. Antenne bzw. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (4) hinter einer Scheibe (3) plaziert ist und die Scheibe zum ungehinderten Passieren lassen von elektromagnetischen Wellen eine in geeignet Nähe angeordnete unmetallisierte Fläche aufweist.

7. Antenne bzw. Antennenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (4) auf einer Armatur wie Innenspiegel, Innenbremsleuchte oder dergleichen hinter einer Scheibe gemäß Anspruch 6 angeordnet ist.

8. Antenne bzw. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (4) im nach Anspruch 1 benannten Bereich direkt auf die Scheibeninnenschicht aufgebracht bzw. aufgedampft ist.

9. Antenne bzw. Antennenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (4) in, an oder hinter einer Karosserieöffnung (20) angeordnet ist, welche durch eine nichtmetallische bzw. nichtleitende Abdeckung im Bereich der Karosserieaußenhaut bedeckt ist.

10. Antenne bzw. Antennenanordnung gemäß Anspruch 1, wobei jedoch die Antenne (4) durch entsprechend anzubringende galvanische Trennlinien aus der Metallisierungsschicht (30) der jeweiligen Scheibe (3) gebildet ist.