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EP1476764A1 - Verfahren und anordnung zum prüfen mindestens einer antenne - Google Patents

Verfahren und anordnung zum prüfen mindestens einer antenne

Info

Publication number
EP1476764A1
EP1476764A1 EP03742513A EP03742513A EP1476764A1 EP 1476764 A1 EP1476764 A1 EP 1476764A1 EP 03742513 A EP03742513 A EP 03742513A EP 03742513 A EP03742513 A EP 03742513A EP 1476764 A1 EP1476764 A1 EP 1476764A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
noise signal
antenna
path
noise
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03742513A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Deininger
Bernd Gottschalk
Stefan Lindenmeier
Günter Reichert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1476764A1 publication Critical patent/EP1476764A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0822—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection according to predefined selection scheme
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/20—Monitoring; Testing of receivers

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for testing at least one antenna, in particular a multi-antenna system of a vehicle.
  • a functional test in the installed state of the antenna has so far been particularly complex and complex.
  • a circuit arrangement for the functional test of mobile radio reception systems is described in the installed state.
  • the disadvantage here is that, in order to generate a test signal, this comprises a calibrated signal generator which emits a discrete test signal exclusively at the frequency on which the receiver is tuned.
  • the circuit arrangement described there is not suitable for diagnosis taking external influences such as snow or ice into account.
  • a system for testing a signal transceiver such as a receiving antenna
  • a pseudo-noise signal source is used as the test signal source.
  • processing of a signal reflected on a damaged receiving antenna and a comparison with the original test signal is carried out by means of a complex circuit. leads.
  • a correlation receiver is required for this.
  • this system is very expensive to implement due to the use of the pseudo-noise signal source, which generates a fast digital signal, and the correlation receiver.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method for testing at least one antenna of a vehicle, in which a diagnosis is carried out on all frequencies of a band, e.g. Radio, TV, mobile radio, ISM band, inexpensively and in a particularly simple manner. Furthermore, a particularly simple arrangement for testing the antenna when installed is to be specified. In addition, it should also no longer be necessary to know the level of the test signal source, which makes it possible to use an inexpensive test signal source.
  • a band e.g. Radio, TV, mobile radio, ISM band
  • the noise signal transmitted between the antennas is analyzed and evaluated as an alternative or in addition to the noise signal reflected at the respective antenna inputs.
  • the noise signal is coupled into the antenna (s) from the uncalibrated noise source or test signal source by means of a coupling circuit and received by an adjacent antenna and in the test module, in particular in the receiver, e.g. Audio or video tuner, analyzed using a transmission matrix.
  • a simple, uncalibrated noise source which in the simplest case is formed by a source of the receiver itself, enables a particularly inexpensive and simple arrangement. In particular, the manufacturing effort is particularly low.
  • the arrangement requires little space and as a result, due to the integration of the test module e.g. into a vehicle, the use of the diagnostic or test procedure in the vehicle area can eliminate the need for complex test transmitters in production at the end of the line or in service.
  • a noise signal as a test signal
  • diagnosis of the antenna (s) covering all frequency bands is possible.
  • a test based on a noise signal also makes it possible to evaluate external influences on the functionality of the antenna (s), such as snow or other external interference signals, which lead to misdiagnosis in the conventional systems according to the prior art.
  • the antenna (s) can also be status and thus checked and monitored, for example, while a vehicle is in motion.
  • FIG. 1 schematically shows a circuit arrangement for checking the functionality of a multi-antenna system
  • FIG. 1 shows a circuit arrangement 1 for testing an antenna system 4, comprising several antennas 2, of a vehicle (not shown in more detail).
  • the antenna system 4 is in particular integrated into a window 6, eg rear window, side window, or rear window and / or side window (s) of the vehicle.
  • the circuit arrangement 1 comprises a receiver module 8 and a coupling module 10 arranged between the antennas 2 and the receiver module 8.
  • the antenna or coupling module 10 serves to couple a noise signal S. into the respective antenna 2 and into the receiver module 8, also called a tuner.
  • the receiver module 8 further comprises a test module 12 for determining an instantaneous transmission coefficient U v i on the basis of a relationship between the noise signal component S 'coupled via the antennas and the noise signal component Si transmitted directly from the noise source to the receiver.
  • the test module 12 comprises a transmission matrix 14 in which a reference transmission coefficient U v i norm (also called U vn - m ) describing the transmission behavior and / or the transmission path is stored for the respective antenna 2.
  • U v i norm also called U vn - m
  • the coupling module 10 also called an antenna module, comprises an uncalibrated noise source 18 and a controllable RF switch 20 as the diagnostic circuit 16.
  • the noise source 18 covers all frequency bands which can be detected in the receiver module 8.
  • the noise source 18 can be implemented in the form of a bipolar transistor in an amplifier circuit.
  • a calibrated noise source is not required in the diagnostic or test procedure proposed here. This means that a complex determination of the current frequency response of the component and temperature-dependent noise source 18 can be omitted.
  • the controllable RF switch 20 is designed, for example, in the form of switchover diodes. The number of switching diodes corresponds to the number of antennas 2, which are used in the diagnostic mode as transmitting antennas 2 (n). The number of transmit antennas 2 (n) used determines the evaluation reliability of the diagnosis.
  • the diagnostic circuit does not require any complex manufacturing costs, but can be accommodated on its circuit board surface, for example, by changing the layout of the antenna amplifier module.
  • the data evaluation in the tuner or receiver 8 can be implemented by expanding the software, additional hardware is not required.
  • the receiver module 8 and the coupling module 10 can be formed by a common module.
  • the individual modules can be implemented in software and / or hardware. The arrangement and combination of the individual modules can also vary depending on the specifications.
  • the switchover diodes are controlled with the aid of a digital counter 21.
  • a control signal DI transmits two voltage states from the receiver module 8 to the digital counter 21 at a low bit rate.
  • the control signal DI can be transmitted along an already existing RF cable in the same way as is already carried out when a given FM diversity circuit is activated.
  • the counter 21 switches one position so that all antenna branches A, B, ..., Z are switched through in succession.
  • the next positive edge causes the noise source 18 to be switched off or, alternatively, the state that no antenna branch A to Z is switched through.
  • the first antenna branch A is switched through again in a new diagnostic cycle.
  • At least two rear window antennas 2 are successively coupled as transmission antennas 2 (n) via the HF switch 20.
  • the functionality of the antennas 2 is preferably measured by measuring the near-field transmission between the antennas 2 sen.
  • the reference transmission coefficients Ü V i norm or factors for all possible couplings between the antennas 2 form the transmission matrix 14.
  • the current transmission coefficients Üvi are determined analogously to this using the transmission matrix 14 and compared with the reference transmission coefficients Ü v i norm .
  • the antennas 2 are used both as transmitting and receiving antennas.
  • the transmission path is determined by sending out the noise signal S via one of the antennas 2 as the transmitting antenna n and by receiving the resulting reception signal S 'at one of the other antennas 2 as the receiving antenna m or by reflection of the noise signal S at the antenna input of the relevant transmitting antenna n.
  • the evaluation using the transmission matrix 14 also expediently permits the detection of impairments, such as, for example, wetness, snow, and external interference signals which can affect several antennas 2.
  • the test or diagnosis is carried out in such a way that the transmission of the noise signal S from the respectively selected transmitting antenna 2 (n) to the other adjacent rear window antennas 2 forming the receiving antennas 2 (m) is checked in the receiver module 8, in particular for all frequency bands.
  • Each antenna 2 is thus checked for its transmission behavior U v for several frequency bands.
  • the FM band, the highest TV band and the AM band are expediently analyzed, as a result of which the function of the antennas 2 is checked and determined safely and easily on the basis of the transmission behavior U v .
  • the RF switch 20 does not leave any noise signal S on the antenna path 22 during normal antenna operation with the position 0.
  • the RF switch 20 is successively in the positions 1 and 2, the noise signal S is successively coupled onto the antenna paths 22 via coupling circuits 24, for example via T crossings or capacitively.
  • the noise signal S splits into the noise signal Si, which is led directly from the noise source 18 to the tuner 8, and the noise signal S 2, which migrates to the antenna 2 in question and is radiated on the antenna 2 .
  • the overall system can be represented by a transmission matrix 14 of maximum nx m.
  • the determination of the transmission matrix 14 for a level evaluation and the measurement tolerance to be expected are shown below with reference to FIG. 2. For example, given a multi-antenna system 4 with three antennas 2. However, the principle also applies to other systems 4 which comprise at least two antennas 2.
  • the signal levels Sn, S i2 and S ⁇ 3 are detected in each case. animals.
  • the noise signal S with the level P r (f) is coupled successively onto the signal paths 22 of the antennas 2. Part of the noise power is emitted via the antenna 2 connected in each case, while another part is conducted directly to the receiver module 8 via the respective filter amplifier circuit 26 of the path 22.
  • the level P r (f) of the noise source 18 does not have to be known before the measurement, since this can be determined from the measurement evaluation by means of the test module 12 in the receiver module 8. The measurement results in the diagnostic process are therefore independent of the tolerance of the noise source 18.
  • the assumed transmission coefficient or reference transmission coefficient Ü v i n ⁇ rm (f) / the filter amplifier circuit 26 with the lowest tolerance ⁇ v i and the actual transmission coefficient according to are used as the basis for determining the currently applied noise power P r
  • Pr (f) 2 Sn (f) / ((Ü vlnorm (f)) x (l + ⁇ vl (f))) [3]
  • the noise properties of the noise source 18 may thus be different and temperature-dependent for each component and need not be known from the start. This enables inexpensive production of simple noise sources 18.
  • the transmission coefficients Ü v2 (f) and Ü v3 (f) of the other filter amplifier circuits 26 can be determined from the signal levels S22 and S33, respectively.
  • the display tolerance of the receiver 8 is not included in this consideration, since the evaluation of the antenna system 4 is always related to its sensitivity. That If the sensitivity of the receiver 8 is high, the antenna system 4 may have correspondingly lower transmission properties. By means of the diagnostic system or the circuit arrangement 1, the required quality of the antenna system 4 is thus always evaluated as a function of the available tuner sensitivity, so that overall systems 1 (receiver 8 and antenna system 4) with the same quality are also evaluated equally.
  • the transmission coefficients Ü a not only provide information about the functionality of the antennas 2, but also about the extent to which the transmission path 28 between the antennas 2 is disturbing. If, for example, there is a blanket of snow on the antennas 2, all transmission coefficients Ü v i (f) are equally disturbed and the diagnostic algorithm recognizes that it is not an antenna 2 that is disturbed, but rather all transmission paths 28 are affected. Depending on the size of the instantaneous transmission coefficient U vi (f) determined, the state of the antennas 2 is inferred, for example the rear window 6 is covered with a foreign body.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the circuit arrangement 1, in which, in order to test the different frequency bands of the receiver module 8, the coupling module 16 by means of the positions 1 and 2 of the HF switch 20 for coupling the noise signal S to the relevant transmission branch 30 or 32 is intended for the FM band or AM band.
  • the circuit arrangement 1 shows a two-antenna system 4 for the AM and FM bands.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the circuit arrangement 1 for a five-antenna system 4 for the AM band and the FM band with 4-fold diversity.
  • the number of positions of the RF switch 20 for testing the FM band with diversity has been expanded by the corresponding number of antennas. The test procedure is carried out as already described above.
  • the noise signal S of the noise source 18 is coupled separately into each antenna 2 by means of the RF switch 20.
  • transmission coefficients U v i (f) relating to all possible combinations of the antennas 2 are determined and with the reference transmission coefficients Ü V i norm (f) of the transmission matrix 14 compared.
  • FIG. 5 shows an embodiment for a further diagnostic circuit Five antenna system 4, shown for a so-called high-end version for AM, FM and TV diversity.
  • cell phone and / or GPS antennas can also be tested for their functionality via broadband coupling with TV, AM and FM antennas. It does not matter how and where the individual antennas 2 are integrated in the vehicle.
  • the n-number antennas 2 are switched in succession as transmitting antennas. Depending on the number n of transmit antennas
  • a permissible value range is exceeded, one or more defective antennas 2 are / are determined using the transmission matrix 14.
  • the dynamic adaptation of the value ranges to the current reception situation advantageously analyzes and identifies external interference effects that affect several antennas 2, for example iced-up rear window 6, in the diagnosis.
  • Table 1 below shows an example of a transmission matrix 14 for an antenna system 4 with four antennas 2.
  • Ant n number of transmit antennas
  • Ant m number of receive antennas
  • TX transmitter
  • RX receiver
  • Pnm signal level
  • the transmission matrix 14 comprises, as information, level and / or frequency values which represent the reference transmission coefficient Ü V i norm and / or current transmission coefficient Ü v i for the antenna combination in question.
  • the current transmission coefficients Ü V i are compared with the reference transmission coefficients Ü v i norm of the respective antenna combination 2 (n, m).
  • reference knowledge is generated, on the basis of which a diagnosis can then take place.
  • a possible method for knowledge generation and evaluation is presented below. A diagnosis takes place in several steps:
  • FIG. 6 shows an example of a flow diagram of the diagnostic algorithm, which comprises the following steps:
  • a frequency or amplitude analysis can be used to identify an error in one or more antennas 2 or antenna combinations 2 (n, m).
  • the measurement and diagnosis procedure is explained below using an example.
  • the transmission behavior between different rear window antennas 2 in their near field is determined by means of a so-called network analyzer.
  • the noise signal S is coupled into the antennas 2 one after the other.
  • the vehicle roof, C-pillars and trunk lid with electrically connected sheet steel parts have been reproduced. Measurements were carried out for intact antennas 2 and for defective antennas 2, e.g. for an interruption of the window contacts and / or for an interruption of the antenna wires on the rear window 6. Furthermore, the influence of moisture on the transmission behavior was measured.
  • the transmit or noise signal S was coupled directly into the antenna 2, the antenna amplifier was unsoldered.
  • the transmission antenna 2 is therefore not adapted. If the transmission antenna 2 is fed in in an adapted manner, the transmission factors improve.
  • the values shown in the following tables are the S21 transmission coefficients in dB measured at 100 MHz (FM).
  • Transmission coefficients represent the transmission factor or transmission coefficient U v i between the antennas 2 coupled in each case over the near field.
  • the fault cases were brought about by interrupting the pane contacts, interrupting the pane antenna wires, influencing the near field of the antennas 2 by water on the pane and metal surfaces located in the near field of the antennas 2.
  • the instantaneous transmission coefficients U v ⁇ determined by means of the transmission matrix 14 are consistently better than -25dB, the anticipated necessary transmission powers for the near field transmission, measured in the conventional far field transmission-reception case, are very low.
  • the disk contacts at the connections to the antennas FM1 and TV3 were deteriorated or interrupted by inserting layers of paper of different thicknesses.
  • the antenna combination FM1 and TV3 normally has a transmission coefficient Ü v ⁇ of -22.37 dB.
  • Table 3 shows the influence of the weakness of contact on the transmission behavior through a significant change in the transmission coefficient U v currently determined by means of the transmission matrix 14.
  • the antennas 2 When the antennas 2 are checked further, they are checked for changes due to the action of water on the rear window 6 and other objects in the vicinity of the rear window 6 analyzed. As shown in Tables 5A and 5B, water sprinkling at 100 MHz has almost no influence on the transmission behavior. On the other hand, if objects, in particular conductive objects, are arranged close to the rear window 6, these changes are displayed in the diagnosis, since these have a significant influence on the transmission behavior of individual antenna pairs.
  • FIG. 7 An alternative embodiment of the circuit arrangement 1 is shown in FIG. 7.
  • the circuit arrangement 1 is designed for a single antenna system 4.
  • noise signal S instead of the evaluation of the transmitted from the transmitting to the receiving antenna 2 noise signal S is at a respective antenna input 42 reflected the individual antenna 2 noise signal S 2 analyzed by the emitted noise signal S ⁇ and evaluated. Since if the antenna 2 is damaged, its adaptation is disturbed, 42 reflections arise at its input.
  • the RF switch 20 does not allow any noise signal S from the noise source 18 onto the antenna path during normal antenna operation 22.
  • the RF switch 20 is in position 1.
  • the noise signal S is then coupled to the antenna path 22 via a coupling network 24, for example a T-element. There, the noise signal S cleaves in the guided directly from the noise source 18 to the receiver module 8 and the noise signal S x to the antenna 2 migratory and reflected by the antenna 2, noise signal S 2.
  • the static coupling circuit 24 is expanded by a switching function with additional positions 2 and 3 to the switchable coupling circuit 44, as shown in FIG.
  • switch position 2 the noise signal S is sent directly to the receiver 8 and detected there. Ie the antenna path 22 is open.
  • the frequency characteristic of the current noise signal Si is then known for the level evaluation and is stored.
  • Position 3 is then set by means of switchable coupling circuit 44 and antenna path 22 is thus closed. Now the frequency characteristic of the superposition of the noise signals Si and S 2 is detected in the level evaluation using the transmission matrix 14 and with the Frequency characteristic of the stored noise signal Si compared.
  • a superimposition of the noise signal Si with the noise signal S 2 reflected at a defined impedance Z 2 can also be measured and analyzed for the reference measurement of the noise signal Si, after which the frequency characteristic of the pure noise signal S is then calculated back ,
  • the associated circuit arrangement 1 is shown by way of example in FIG. 9.
  • the frequency characteristic of the illustrated embodiments in FIGS. 7 to 9 for single-antenna systems 4 is detected and analyzed in a relatively wide frequency band in order to ensure the best possible information about the functionality of the antenna 2, since damage to the antenna 2 occurs in the center frequency range f m in the superimposed noise signal S ⁇ + S 2 does not necessarily result in significant level changes.
  • a directionally selective coupling circuit 46 for example a directional coupler, is preferably used, as shown in FIG. Only the reflected signal S 2 is detected here, which has a substantially lower level than the noise signal Si in the case of the functioning antenna 2. A prerequisite for the level evaluation here is that the noise signal level Si is already known. A calibrated noise source 18 is required for this embodiment.
  • a directionally selective coupling network 48 with a switchable signal flow direction is used, as shown in FIG Figure 11 is shown.
  • a directional coupler with alternatively switchable inputs E1, E2 is provided, for example.
  • the noise signal S is directed to the antenna 2 via the directional coupler 48, reflected and detected as a signal S 2 in the level evaluation.
  • the noise signal S is passed via the directional coupler 48 directly to the level evaluation, where it is detected as a reference signal Si.
  • FIGS. 12 to 14 modifications of the arrangement according to FIG. 11 are shown below, in which a diagnosis using an uncalibrated, inexpensive noise source 18 is also possible.
  • uncalibrated always means that the transmission power of the noise source is not known and does not have to assume reproducible values and thus, for example, a strong temperature drift of the transmission power is permitted.
  • FIG. 11 only the differences in structure and function compared to FIG. 11 are discussed in more detail below.
  • a directionally selective coupling network 50 with a switchable signal flow direction is used in order to be able to use an inexpensive, uncalibrated noise source.
  • a directional coupler with alternatively switchable inputs is used in the embodiment according to FIG. 12.
  • an input is terminated with a 50 ⁇ resistor.
  • the embodiment according to FIG. 12 in contrast to the embodiment according to FIG. 11, has a modified filter amplifier circuit 26 'with a switchable amplifier.
  • a switch 49 is additionally formed, which in connection with the switchable amplifier for switching over the signal path from the noise source 18 via the antenna 2 to the receiver 8 Signal path from the noise source 18 directly to the receiver 8 and vice versa.
  • the noise signal S from the noise source 18 is passed via the directional coupler 50 directly to the level evaluation, where it is detected as a reference signal Si in order to be able to determine and calibrate the noise level.
  • the switchable amplifier 26 ' is switched off, ie switch position 4, in order to interrupt the signal path via the antenna 2 to the receiver 8.
  • an attenuator DG can be inserted in the path for a possible level reduction.
  • the noise signal S is passed to the antenna 2, reflected there and passed via the modified filter circuit 26 * in the antenna module 10 to the receiver 8, in which it is detected in the level evaluation as the signal S 2 .
  • the noise source 18 is switched off for normal operation.
  • FIG. 13 shows a modification of the embodiment according to FIG. 12, which can be used if it is not possible to use the modified filter circuit 26 v with a switchable amplifier, but only the filter circuit according to FIG. 11.
  • an additional one Switch 51 formed with switch positions 4 X and 5 V by which the switch positions 4 and 5 realized in FIG. 12 in the switchable amplifier of the modified filter circuit 26 x are replaced.
  • this additional switch By using this additional switch, the same function as described in connection with FIG. 12 can be achieved.
  • a noise generator 18 is used as the transmitter, which can be integrated into the antenna module 10.
  • the tuner or transceiver set in a diagnostic mode can serve as the receiver 8. This provides a particularly inexpensive transmitter. Since the receiver 8 is already present, the diagnostic function must be added to the software.
  • an additional antenna can be formed which, in contrast to the antenna 2, has no connection to the receiver module 8.
  • the noise signal S from the noise generator 18 is now coupled into this additional antenna.
  • the additional antenna then sends this noise signal to the antenna (s) 2.
  • the resulting reception signal S x or S 2 is received and evaluated by the test module 12 in the receiver module 8.
  • the present invention discloses the use of a very simple, inexpensive test signal source for antenna diagnosis. This is done in particular by using an economically favorable low-price noise signal source, the performance of which need not be known. Due to its wide signal spectrum, the noise source is suitable for testing antennas in several frequency bands, eg AM, FM, TV. By sequentially using a different antenna as the transmitting antenna, a transmission matrix can be created that represents the near field coupling between different antenna combinations. With the help of this transmission matrix, the signal power of the noise source or test signal source can be extracted. be librated. A simple, inexpensive test signal source can thus be used, the level of which, in contrast to all previous approaches, does not have to be known and not reproducible.
  • the transmission matrix is also used to calculate out external influences that affect all or more antennas, such as common single, snow or leaf coverings as well as external interference signals.
  • a directional coupler is used in a calibration circuit.
  • the reception level is measured for several switching positions in the arrangement on the tuner.
  • the performance of the low-price signal source can be determined or calibrated out from various level values.
  • This calibration circuit can of course also be used in the case of several antennas.
  • the present invention discloses a method for testing at least one antenna 2 with a receiver module 8 and a coupling module 16 arranged between the antenna 2 and the receiver module 8.
  • the antenna 2 and the receiver module 8 are supplied with a noise signal S as a test signal by means of the coupling module 16 .
  • a current transmission coefficient is then determined by superimposing the noise signal S, Si with a received signal SS 2 resulting from the noise signal S, Si and compared with a reference transmission coefficient stored in a transmission matrix.
  • an arrangement for carrying out the method according to the invention is also disclosed.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zum Prüfen mindestens einer Antenne 2 mit einem Empfängermodul 8 und einem zwischen der Antenne 2 und dem Empfängermodul 8 angeordneten Kopplungsmodul 16. Dabei wird der Antenne 2 und dem Empfängermodul 8 mittels des Kopplungsmoduls 10 ein Rauschsignal S als Prüfsignal zugeführt. Mittels eines Prüfmoduls 12 wird dann ein momentaner Übertragungskoeffizient ÜV, der das Verhältnis zwischen einem ersten Rauschsignal, das über einen ersten Pfad S, S1 ohne Passieren der mindestens einen Antenne 2 zum Prüfmodul 12 gelangt, und einem zweiten Rauschsignal, das von der Rauschquelle 18 über einen zweiten über die mindestens eine Antenne 2 führenden Pfad S', S2 zum Prüfmodul 12 gelangt, angibt, bestimmt und mit einem in einer Übertragungsmatrix 14 hinterlegten Referenz-Übertragungskoeffizienten Üvinorm verglichen. Weiterhin ist ebenfalls eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens offenbart.

Description

Verfahren und Anordnung zum Prüfen mindestens einer Antenne
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Prüfen mindestens einer Antenne, insbesondere eines Mehrantennensystems eines Fahrzeugs.
Mit zunehmender Anzahl von Antennen im Fahrzeug besteht die Notwendigkeit, eine Funktionsprüfung des Antennensystems durchzuführen. Üblicherweise werden derartige Funktionsprüfungen im ausgebauten Zustand ausgeführt. Eine Funktionsprüfung im eingebauten Zustand der Antenne ist bisher besonders aufwendig und komplex. Beispielsweise ist aus der DE 196 18 333 AI eine Schaltungsanordnung zur Funktionsprüfung mobiler Rundfunkempfangsanlagen im eingebauten Zustand beschrieben. Nachteilig dabei ist, daß diese zur Erzeugung eines Testsignals einen kalibrierten Signalgenerator umfaßt, der ein diskretes Prüfsignal ausschließlich auf der Frequenz, auf welcher der Empfänger abgestimmt ist, aussendet. Darüber hinaus ist die dort beschriebene Schaltungsanordnung nicht für eine Diagnose unter Berücksichtigung von äußeren Einflüssen, wie Schnee oder Eis, geeignet.
Weiterhin ist aus der US 6 005 891 ein System zum Testen eines Signal-Sende/Empfangsgeräts, wie beispielsweise einer Empfangsantenne bekannt. Hierbei wird eine Pseudo-Noise- Signalquelle als Testsignalquelle verwendet. In dem System wird mittels einer aufwendigen Schaltung eine Verarbeitung eines an einer beschädigten Empfangsantenne reflektierten Signals und ein Vergleich mit dem Originaltestsignal durchge- führt. Dazu wird unter anderem ein Korrelationsempfänger benötigt. Jedoch ist dieses System aufgrund der Verwendung der Pseudo-Noise-Signalquelle, die ein schnelles Digitalsignal erzeugt, sowie des Korrelationsempfängers sehr kostenintensiv zu realisieren. Zudem ist es immer erforderlich, den Pegel des Ausgangssignals der Pseudo-Noise-Signalquelle zu kennen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Prüfen mindestens einer Antenne eines Fahrzeugs anzugeben, bei welchem eine Diagnose auf allen Frequenzen eines Bands, wie z.B. Radio-, TV-, Mobilfunk, ISM-Band, kostengünstig und in besonders einfacher Art und Weise ermöglicht ist. Desweiteren ist eine besonders einfache Anordnung zum Prüfen der Antenne im eingebauten Zustand anzugeben. Darüber hinaus soll es auch nicht mehr erforderlich sein, den Pegel der Testsignalquelle zu kennen, wodurch die Verwendung einer kostengünstigen Testsignalquelle möglich wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs 6. Die Unteransprüche umfassen vorteilhafte Ausführungsdetails und -Varianten.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß ein Rauschsignal einer unkalibrierten Rauschquelle mittels eines steuerbaren Kopplungsmoduls als Test- oder Prüfsignal auf die Antenne eingekoppelt wird. Im Falle nur einer einzelnen Antenne wird das am Antenneneingang reflektierte Rauschsignal als Empfangssignal in einem Prüfmodul ausgewertet. Dazu wird vorteilhafterweise anhand des Empfangssignals ein die betreffende Antenne repräsentierender aktueller Ubertragungskoeffizient bei einer vorgegebenen Frequenz oder an mehreren Frequenzen eines Bands bestimmt und mit einem Referenz-Übertragungskoeffizienten verglichen, welcher das Übertragungsverhalten von der Rauschquelle über das Kopplungsmodul zur Antenne und zurück zum Empfänger repräsen- tiert. Bei einer funktionsfähigen Antenne ist die Reflexion an der Antenne minimal .
Im Falle eines mehrere Antennen umfassenden Mehrantennensys- tems wird alternativ oder zusätzlich zum an den jeweiligen Antenneneingängen reflektierten Rauschsignal das zwischen den Antennen übertragene Rauschsignal analysiert und bewertet. Hierzu wird das Rauschsignal mittels einer KoppelSchaltung von der unkalibrierten Rauschquelle oder Testsignalquelle in die Antenne/n eingekoppelt und von einer benachbarten Antenne empfangen sowie im Prüfmodul, insbesondere im Empfänger, z.B. Audio- oder Video-Tuner, mittels einer Übertragungsmatrix analysiert. Eine derartige Funktionsüberwachung oder Diagnose mittels einer einfachen unkalibrierten Rauschquelle, welche im einfachsten Fall durch eine Quelle des Empfängers selbst gebildet ist, ermöglicht eine besonders kostengünstige und einfache Anordnung. Insbesondere ist der Herstellungsaufwand besonders gering. Bedingt durch die Verwendung von bereits vorhandenen Komponenten des Empfängers weist die Anordnung einen weitgehend geringen Platzbedarf auf und daraus resultierend, bedingt durch die Integration des Prüfmoduls z.B. in ein Fahrzeug, können bei einem Einsatz des Diagnose- oder Prüfverfahrens im Fahrzeugbereich aufwendige Prüfsender in der Produktion am Bandende oder im Service entfallen.
Darüber hinaus ist aufgrund der Verwendung eines Rauschsignals als Prüfsignal eine alle Frequenzbänder abdeckende Diagnose der Antenne/n möglich. Insbesondere ermöglicht eine derartige auf einem Rauschsignal basierende Prüfung auch eine Auswertung bezüglich äußerer Einflüsse auf die Funktionsfähigkeit der Antenne/n, wie z.B. Schnee oder andere äußere Störsignale, welche bei den herkömmlichen Systemen nach dem Stand der Technik zu einer Fehldiagnose führen. Insbesondere ist sichergestellt, daß die Antenne/n auch im eingebauten Zu- stand und somit z.B. während der Fahrt eines Fahrzeugs geprüft und überwacht werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert . Darin zeigen:
FIG 1 schematisch eine Schaltungsanordnung zum Prüfen der Funktionsfähigkeit eines Mehrantennensystems,
FIG 2 schematisch den Signalverlauf eines Testsignals im Mehrantennensystem,
FIG 3 bis 5 schematisch alternative Ausführungsformen der
Schaltungsanordnung nach Figur 1 mit schaltbaren Sendezweigen für ein AM-Band und ein FM-Band bzw. FM-Band mit Diversity,
FIG 6 schematisch ein Ablaufdiagramm des Prüfalgorithmus, und
FIG 7 bis 14 schematisch verschiedene Schaltungsanordnungen zum Prüfen der Funktionsfähigkeit einer Einzelantenne.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt eine Schaltungsanordnung 1 zum Prüfen eines mehrere Antennen 2 umfassenden Antennensystems 4 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs. Das Antennensystem 4 ist dabei insbesondere in eine Scheibe 6, z.B. Heckscheibe, Seitenscheibe, bzw. Heckscheibe und/oder Seitenscheibe (n) des Fahrzeugs integriert. Die Schaltungsanordnung 1 umfaßt ein Empfängermodul 8 und ein zwischen den Antennen 2 und dem Empfängermodul 8 angeordnetes Kopplungsmodul 10. Das Antennen- oder Kopplungsmodul 10 dient der Einkopplung eines Rauschsignals S in die jeweilige Antenne 2 und in das Empfängermodul 8, auch Tuner genannt . Das Empfängermodul 8 umfaßt ferner ein Prüfmo- dul 12 zur Bestimmung eines momentanen Übertragungskoeffizienten Üvi anhand einer Verhältnisbildung zwischen dem über die Antennen übergekoppelten Rausch-Signalanteil S' und dem direkt von der Rauschquelle zum Empfänger übertragenen Rausch-Signalanteil Si . Zur Bestimmung der Funktionsfähigkeit der jeweiligen Antenne 2 umfaßt das Prüfmodul 12 eine Übertragungsmatrix 14, in welcher für die jeweilige Antenne 2 ein das Übertragungsverhalten und/oder die Übertragungsstrecke beschreibender Referenz-Übertragungskoeffizient Üvinorm (auch Üvn-m genannt) hinterlegt ist. Anhand eines Vergleichs des momentanen Übertragungskoeffizienten Üvi mit dem Referenz- Übertragungskoeffizienten Üvinorm wird auf die Funktionsfähigkeit der Antenne 2 geschlossen. Das Kopplungsmodul 10, auch Antennenmodul genannt, umfaßt als Diagnoseschaltung 16 eine unkalibrierte Rauschquelle 18 und einen ansteuerbaren HF- Schalter 20. Die Rauschquelle 18 deckt dabei alle Frequenzbänder ab, welche im Empfängermodul 8 detektiert werden können.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Rauschquelle 18 in Form eines Bipolartransistors in Verstärkerschaltung realisiert werden. Eine kalibrierte Rauschquelle ist beim hier vorgeschlagenen Diagnose- oder Prüfverfahren nicht erforderlich. D.h. eine aufwendige Ermittlung des aktuellen Frequenzgangs der bauteil- und temperaturabhängigen Rauschquelle 18 kann entfallen. Der ansteuerbare HF-Schalter 20 ist beispielsweise in Form von Umschaltdioden ausgebildet. Die Anzahl der Umschaltdioden entspricht der Anzahl der Antennen 2, welche im Diagnosemodus als Sendeantennen 2 (n) genutzt werden. Die Anzahl der verwendeten Sendeantennen 2 (n) bestimmt die Auswertesicherheit der Diagnose. Die Diagnoseschaltung erfordert keine aufwendigen Herstellungskosten, sondern kann z.B. durch Änderung des Layout des Antennenverstärkermoduls auf dessen Platinenfläche untergebracht werden. Die Datenauswertung im Tuner oder Empfänger 8 kann durch eine Erweiterung der Software realisiert werden, zusätzliche Hardware ist nicht erforderlich. Je nach Art und Ausführung der Schaltungsanordnung 1 können das Empfängermodul 8 und das Kopplungsmodul 10 durch ein gemeinsames Modul gebildet sein. Darüber hinaus können die einzelnen Module je nach Funktion Software- und/oder hardwaremäßig realisiert sein. Die Anordnung und Kombination der einzelnen Module kann ferner je nach Vorgabe variieren.
Die Umschaltdioden werden mit Hilfe eines digitalen Zählers 21 angesteuert. Ein Steuersignal DI, überträgt bei niederer Bitrate zwei Spannungszustände vom Empfängermodul 8 zu dem digitalen Zähler 21. Das Steuersignal DI kann entlang einem bereits vorhandenen HF-Kabel in derselben Weise übertragen werden, wie es bereits bei einer Ansteuerung einer gegebenen FM-Diversityschaltung ausgeführt wird. Bei jeder positiven Flanke des Steuersignals DI schaltet der Zähler 21 eine Position weiter, so daß nacheinander alle Antennenzweige A, B, ... , Z durchgeschaltet werden. Nachdem der letzte Antennenzweig Z durchgeschaltet ist und die Diagnose erstellt ist, bewirkt die nächste positive Flanke ein Abschalten der Rauschquelle 18 oder alternativ den Zustand, daß kein Antennenzweig A bis Z durchgeschaltet wird. Bei der darauf folgenden positiven Flanke wird erneut der erste Antennenzweig A in einem neuen Diagnosezyklus durchgeschaltet .
Über den HF-Schalter 20 werden mindestens zwei Heckscheibenantennen 2 nacheinander als Sendeantennen 2 (n) angekoppelt. In einem Antennensystem 4 mit wenigstens zwei Antennen 2 wird bevo zugtermaßen die Funktionalität der Antennen 2 durch Messung der Nahfeld-Übertragung zwischen den Antennen 2 gemes- sen. Die Referenz-Übertragungskoeffizienten ÜVinorm oder faktoren für alle möglichen Kopplungen zwischen den Antennen 2 bilden die Übertragungsmatrix 14. Die aktuellen Übertragungskoeffizienten Üvi werden analog dazu anhand der Übertragungsmatrix 14 bestimmt und mit den Referenz- Übertragungskoeffizienten Üvinorm verglichen. Dabei werden die Antennen 2 sowohl als Sende- als auch als Empfangsantennen verwendet .
Die Übertragungsstrecke ist durch Aussenden des Rauschsignals S über eine der Antennen 2 als Sendeantenne n und durch Empfangen des daraus resultierenden Empfangssignals S' an einer der anderen Antennen 2 als Empfangsantenne m bzw. durch Reflexion des Rauschsignals S am Antenneneingang der betreffenden Sendeantenne n bestimmt.
Die Auswertung anhand der Übertragungsmatrix 14 erlaubt darüber hinaus zweckmäßigerweise die Erkennung von Beeinträchtigungen, wie z.B. Nässe, Schnee, externe Störsignale, welche mehrere Antennen 2 betreffen können. Die Prüfung oder Diagnose wird derart ausgeführt, daß die Übertragung des Rauschsignals S von der jeweils ausgewählten Sendeantenne 2 (n) zu den anderen die Empfangsantennen 2 (m) bildenden, benachbarten Heckscheibenantennen 2 im Empfängermodul 8, insbesondere für alle Frequenzbänder, geprüft wird. Jede Antenne 2 wird somit für mehrere Frequenzbänder auf ihr Übertragungsverhalten Üv geprüft. Zweckmäßigerweise werden das FM-Band, das höchste TV-Band und das AM-Band analysiert, wodurch anhand des Übertragungsverhaltens Üv die Funktion der Antennen 2 sicher und einfach geprüft und bestimmt wird. Da die Übertragung zudem in unterschiedlichen Kombinationen von Sendeantennen n und Empfangsantennen m geprüft wird, können externe Fehlerquellen ausgeschlossen werden. Im Betrieb der Schaltungsanordnung 1 lässt der HF-Schalter 20 während des normalen Antennenbetriebs mit der Stellung 0 kein Rauschsignal S auf den Antennenpfad 22. Im Diagnose- oder Prüfmodus steht der HF-Schalter 20 nacheinander in den Stellungen 1 und 2, wobei das Rauschsignal S nacheinander auf die Antennenpfade 22 über KoppelSchaltungen 24, z.B. über T- Kreuzungen oder kapazitiv, aufgekoppelt wird. Dort spaltet sich das Rauschsignal S in das direkt von der Rauschquelle 18 zum Tuner 8 geführte Rauschsignal Si und das zur betreffenden Antenne 2 wandernde und an der Antenne 2 abgestrahlte Rauschsignal S2. Aus dem Vergleich des von der empfangenden Antenne 2 (m) empfangenen Empfangssignal S2 mit dem direkt zur Pegel - auswertung geleiteten Rauschsignal Si ergeben sich Aussagen ü- ber die Funktionalität der betreffenden Antennen 2. Darüber hinaus können, ggf. je nach Analysegrad, die Übertragungsstrecke betreffende Verstärker- und Filterschaltungen 26 und deren Einflußnahme auf die Übertragung berücksichtigt werden. Da alle oder mehrere Antennen 2 als Sendeantennen n und alle Antennen 2 als Empfangsantennen m verwendet werden, kann das Gesamtsystem durch eine maximal n x m-große Übertragungsmatrix 14 dargestellt werden.
Anhand von Figur 2 sei im folgenden die Ermittlung der Übertragungsmatrix 14 für eine Pegelauswertung und die zu erwartende Messtoleranz dargestellt. Es sei z.B. ein Mehr- Antennensystem 4 mit drei Antennen 2 gegeben. Das Prinzip gilt jedoch auch für andere Systeme 4, welche wenigstens zwei Antennen 2 umfassen.
Bei der Pegelauswertung mittels der Übertragungsmatrix 14 werden im Fall der Verwendung von mehreren Antennen i (i=l,2,3) als Sendeantenne n an den Toren I, II und III der Pegelauswertung jeweils die Signalpegel Sn, Si2 und Sι3 detek- tiert . Im Fall eines weitgehend vollständig funktionsfähigen, d.h. optimal angepassten, Antennensystems 4 herrscht minimale Reflexion an den Antenneneingängen 2. Nacheinander wird auf die Signalpfade 22 der Antennen 2 jeweils das Rauschsignal S mit dem Pegel Pr(f) aufgekoppelt. Ein Teil der Rauschleistung wird über die jeweils angeschlossene Antenne 2 abgestrahlt, während ein weiterer Teil über die jeweilige Filter- Verstärkerschaltung 26 des Pfades 22 direkt zum Empfängermodul 8 geführt wird. Der Pegel Pr(f) der Rauschquelle 18 muss vor der Messung nicht bereits bekannt sein, da dieser sich aus der Messauswertung mittels des Prüfmoduls 12 im Empfängermodul 8 ermitteln lässt . Die Messergebnisse in dem Diagno- seprozess sind somit unabhängig von der Toleranz der Rauschquelle 18.
Als Grundlage zur Bestimmung der aktuell anliegenden Rauschleistung Pr dient der angenommene Ubertragungskoeffizient oder Referenz-Übertragungskoeffizient Üvinθrm(f)/ die Filter- Verstärkerschaltung 26 mit der geringsten Toleranz δvi und der tatsächliche Ubertragungskoeffizient gemäß
ÜVi(f) mit ÜVi(f) = Üvinorm(f) x (l+δvl(f)) [1]
Aus dem in der Pegelauswertung detektierten Signalpegel Sn für die erste Antenne 2 am Tor I gemäß
Sn(f) = (Pr(f)/2) X Üvl(f) = (Pr(f)/2) X Üvinorm(f) (l+δvl(f)) [2]
ergibt sich für die Bestimmung des Rauschpegels Pr(f) bei gegebener Messtoleranz δv:
Pr(f) = 2 Sn(f) / ((Üvlnorm(f)) x (l+δvl(f))) [3]
Die Rauscheigenschaften der Rauschquelle 18 dürfen somit für jedes Bauteil individuell verschieden und temperaturabhängig sein und müssen nicht von vorne herein bekannt sein. Dies er- möglicht eine kostengünstige Herstellung einfacher Rauschquellen 18. Nachdem der Rauschpegel Pr(f) bestimmt ist, können die Übertragungskoeffizienten Üv2(f) und Üv3(f) der anderen Filter-Verstärkerschaltungen 26 aus den Signalpegeln S22 bzw. S33 bestimmt werden.
Üv2(f) = 2 S22(f) / Pr(f); Üv3(f) = 2 S33(f) / Pr(f) [4]
Aus diesen Koeffizienten Üv2(f) und Üv3(f) kann durch Vergleich mit den Referenz-Übertragungskoeffizienten Üv2norm(f) und ÜV3norm(f) oder Soll-Werten bei den jeweiligen Frequenzbändern leicht auf die Funktionsfähigkeit der jeweiligen Filter- Verstärkerschaltung 26 geschlossen werden. Auch für diese Koeffizienten Üv2(f) und Üv3(f) ergibt sich die Toleranz δv der Rauschleistung Pr. Für die Übertragungskoeffizienten Üai2 (f) und Üaι3(f) zwischen den Antennen 2 können die Toleranzen im Übertragungsweg 28 herauskalibriert werden gemäß:
Üaι2(f) = Sιa(f) / S22(f); Üal3(f) = S13(f) / S33(f) [5]
Die Anzeigetoleranz des Empfängers 8 geht in diese Betrachtung nicht mit ein, da die Bewertung des Antennensystems 4 immer auf dessen Empfindlichkeit bezogen ist. D.h. ist die Empfindlichkeit des Empfängers 8 hoch, darf das Antennensystem 4 entsprechend geringere Übertragungseigenschaften aufweisen. Mittels des Diagnosesystems oder der Schaltungsanordnung 1 wird somit immer die benötigte Güte des Antennensystems 4 abhängig von der verfügbaren Tunerempfindlichkeit bewertet, so daß Gesamtsysteme 1 (Empfänger 8 und Antennensystem 4) mit gleicher Qualität auch gleich bewertet werden.
Die Übertragungskoeffizienten Üa geben nicht nur Auskunft ü- ber die Funktionalität der Antennen 2, sondern auch darüber, inwieweit der Übertragungsweg 28 zwischen den Antennen 2 ge- stört ist. Liegt z.B. eine Schneedecke auf den Antennen 2, so sind alle Übertragungskoeffizienten Üvi(f) gleichermaßen gestört und der Diagnosealgorithmus erkennt, daß nicht eine Antenne 2 gestört, sondern alle Übertragungswege 28 betroffen sind. In Abhängigkeit von der Größe des ermittelten momentanen Übertragungskoeffizienten Üvi(f) wird auf den Zustand der Antennen 2 geschlossen, z.B. die Heckscheibe 6 ist mit einem Fremdkörper bedeckt .
Die Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Schal - tungsanordnung 1, bei der zur Prüfung der verschiedenen Frequenzbänder des Empfängermoduls 8 das Kopplungsmodul 16 mittels der Stellungen 1 und 2 des HF-Schalters 20 zur Einkopp- lung des Rauschsignals S auf den betreffenden Sendezweig 30 bzw. 32 für das FM-Band bzw. AM-Band vorgesehen ist. Die Schaltungsanordnung 1 zeigt dabei ein Zwei-Antennensystem 4 für das AM- und FM-Band. In der Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform der Schaltungsanordnung 1 für ein Fünf- Antennensystem 4 für AM-Band und das FM-Band mit 4 -fach Diversity dargestellt. Dazu ist die Anzahl der Stellungen des HF-Schalters 20 zur Prüfung des FM-Bandes mit Diversity um die entsprechende Antennenanzahl erweitert worden. Das Prüfverfahren wird wie oben bereits beschrieben ausgeführt. D.h. in jede Antenne 2 wird separat mittels des HF-Schalters 20 das Rauschsignal S der Rauschquelle 18 eingekoppelt. Anhand des jeweils mittels einer der benachbarten Antennen 2 empfangenen Empfangssignals S' und des gesendeten Rauschsignals S werden für alle möglichen Kombinationen der Antennen 2 betreffende Übertragungskoeffizienten Üvi(f) ermittelt und mit den Referenz-Ubertragungskoeffizienten ÜVinorm(f) der Übertragungsmatrix 14 verglichen.
Das oben beschriebene Verfahren zum Prüfen der Funktionsfähigkeit der Antenne 2 ist typunabhängig. In der Figur 5 ist eine Ausführungsform für eine weitere Diagnoseschaltung eines Fünf-Antennensystems 4, für eine sogenannte High-End-Version für AM, FM- und TV-Diversity, dargestellt. Wie in Figur 5 gezeigt, kann beispielsweise auch eine FZV-Antenne 36 (FZV = Funk-Zentralverriegelung) nach dem oben beschriebenen Verfahren untersucht werden, wenn der zugehörige FZV-Empfänger 38 über eine Datenleitung 40 mit dem AM/FM-Tuner 8 verbunden wird, so daß Informationen über den empfangenen Pegel zur Auswertung an den AM/FM-Empfänger 8 übertragen werden.
Alternativ oder zusätzlich können je nach Ausstattungsgrad des Fahrzeugs auch Mobiltelefon- und/oder GPS-Antennen über breitbandige Kopplung mit TV- , AM- und FM-Antennen auf ihre Funktionalität hin untersucht werden. Dabei ist es gleichgültig, wie und wo die einzelnen Antennen 2 im Fahrzeug integriert sind.
Beim Betrieb der Schaltungsanordnung 1 nach einer der Figuren
1 bis 5 werden nacheinander die n- zahligen Antennen 2 als Sendeantennen geschaltet. Je nach Anzahl n der Sendeantennen
2 ergibt eine entsprechende Anzahl m von Empfangsantennen 2 und somit zur Darstellung des Übertragungsverhaltens Üv n x m- Pegelinformationen, welche bevorzugt als Pegel- oder Übertragungsmatrix 14 dargestellt werden. Für jeden Übertragungskoeffizienten ÜVi der Übertragungsmatrix 14 kann ein zulässiger Wertebereich aufgestellt werden, welcher
1. individuell der Verkopplung jeweils eines Antennenpaares 2 (n, m) zugeordnet ist und
2. abhängig von allen aktuell gemessenen Übertragungskoeffizienten Üvi der Übertragungsmatrix 14 ist.
Bei Überschreiten eines zulässigen Wertebereiches wird/werden anhand der Übertragungsmatrix 14 eine oder mehrere defekte Antenne/n 2 bestimmt. Durch die dynamische Anpassung der Wertebereiche an die aktuelle Empfangssituation werden vorteilhafterweise Störeffekte von außen, die mehrere Antennen 2 betreffen, z.B. vereiste Heckscheibe 6, in der Diagnose analysiert und identifiziert.
Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt ein Beispiel für eine Übertragungsmatrix 14 für ein Antennensystem 4 mit vier Antennen 2.
TX/RX Antl Ant2 Ant3 Ant4 Ant m
Antl Pll P12 P13 P14 .
Ant2 P21 P22 P23 P24 .
Ant3 P31 P32 P33 P34 .
Ant4 P41 P42 P43 P44 .
A t n • • • • Pnm
Tabelle 1
mit Ant n = Anzahl der Sendeantennen, Ant m = Anzahl der Empfangsantennen, TX = Sender, RX = Empfänger, Pnm = Signalpegel.
Je nach Art und Funktion der Schaltungsanordnung 1 umfaßt die Übertragungsmatrix 14 als Informationen Pegel- und/oder Frequenzwerte, welche den Referenz-Übertragungskoeffizienten ÜVi- norm und/oder aktuellen Übertragungskoeffizienten Üvi für die betreffende Antennenkombination darstellen. Bei einer Diagnose werden die aktuellen Übertragungskoeffizienten ÜVi mit den Referenz-Übertragungskoeffizienten Üvinorm der jeweiligen Antennenkombination 2 (n, m) verglichen. Dazu ist eine Initialisierung der Übertragungsmatrix 14, z.B. vor Inbetriebnahme des Fahrzeugs, d.h. zum Zeitpunkt der Produktion, erforderlich. Hierzu wird ein Referenzwissen generiert, auf dessen Basis dann eine Diagnose stattfinden kann. Eine mögliche Methode zur Wissens-Generierung und -Auswertung wird im folgenden vorgestellt. Eine Diagnose erfolgt in mehreren Schritten:
I) Symptomgenerierung
(z.B. auf Basis der zur Verfügung stehenden Informationen der Übertragungsmatrix 14)
II) Fehlererkennung
III) Fehlerlokalisierung
In Figur 6 ist beispielhaft ein Ablaufdiagram des Diagnosealgorithmus dargestellt, welcher folgende Schritte umfaßt:
(1) Aufnehmen der Matrixelemente, z.B. anhand von Messungen, Vorgaben von typspezifischen Werten oder Lesen von hinterlegten Vergangenheitswerten;
(2) Kalibrieren durch Normierung der Matrixelemente auf die Sendeleistung und Übertragungsverluste. Die Kalibrierung wird anhand der Elemente in der Diagonalen der Übertragungsmatrix 14 vorgenommen.
(3) Erkennung von „ungültigen Zuständen" wie z. B. vereiste Heckscheibe oder starkes störendes elektromagnetisches Feld.
(4) Auswertung durch Vergleich mit gespeicherten Fehlerfällen oder durch ein Entscheidungsnetz. Alternativ oder zusätzlich kann anhand einer Frequenz- oder Amplitudenanalyse ein Fehler einer einzelnen oder mehrerer Antennen 2 oder Antennenkombinationen 2 (n, m) identifiziert werden.
(5) Filterung: Plausibilitätsprüfung, d.h. das Diagnoseverfahren wird n-fach durchlaufen. Je nach Vorgabe wird eine Fehlermeldung erst nach n- fächern erfolgreichen Detektieren eines Fehlerfalls ausgegeben, anderenfalls unterbleibt eine Meldung oder es wird die Meldung "Heilung" ausgegeben, d. h. Rücksetzen des Fehlerspeichers bei mehrfacher Erkennung eines o.k. -Zustandes .
Nachfolgend wird an einem Beispiel das Mess- und Diagnoseverfahren erläutert. Das Übertragungsverhalten zwischen verschiedenen Heckscheibenantennen 2 in deren Nahfeld wird mittels eines sogenannten Netzwerk-Analysators bestimmt. Für die Messungen des Übertragungsverhaltens wird das Rauschsignal S in die Antennen 2 nacheinander eingekoppelt. Für die Abschätzung des Feldverhaltens am realen Fahrzeug sind Fahrzeugdach, C-Säulen und Heckdeckel mit elektrisch verbundenen Stahlblechteilen nachgebildet worden. Es wurden Messungen für intakte Antennen 2 sowie für defekte Antennen 2 durchgeführt, z.B. für eine Unterbrechung der Scheibenkontakte und/oder für eine Unterbrechung der Antennendrähte auf der Heckscheibe 6. Desweiteren wurde der Einfluss von Nässe auf das Übertragungsverhalten gemessen.
Das Sende- oder Rauschsignal S wurde direkt in die Antenne 2 eingekoppelt, der Antennenverstärker wurde abgelötet. Damit ist die Sendeantenne 2 nicht angepaßt . Wird die Sendeantenne 2 angepaßt eingespeist, verbessern sich die Ubertragungsfak- toren. Die in den folgenden Tabellen dargestellten Werte sind die jeweils bei 100 MHz (FM) gemessenen S21- Übertragungskoeffizienten in dB. S21-
Übertragungskoeffizienten stellen den Übertragungsfaktor oder Übertragungskoeffizienten Üvi zwischen den jeweils über das Nahfeld verkoppelten Antennen 2 dar. Neben dem Normalfall der funktionierenden Antennen 2 wurden mehrere Arten von Fehlerfällen und deren Einfluss auf die Übertragungsfaktoren untersucht. Die Fehlerfälle wurden durch Unterbrechung der Scheibenkontakte, Unterbrechung der Scheibenantennendrähte, Beeinflussung des Nahfeldes der Antennen 2 durch Wasser auf der Scheibe sowie durch im Nahfeld der Antennen 2 befindliche Metallflächen herbeigeführt. Für den Normalfall ohne Fehleinwirkung eines sechs Antennen 2 umfassenden Antennensystems 4, welches in der Heckscheibe 6 integriert ist, ergibt sich die in der Tabelle 2 dargestellte Übertragungsmatrix für die Frequenz von f = 100 MHz (FM- Band) :
Tabelle 2
Die mittels der Übertragungsmatrix 14 ermittelten momentanen Übertragungskoeffizienten Üvι sind durchweg besser als -25dB, die zu erwartenden notwendigen Sendeleistungen für die Nahfeldübertragung sind, gemessen am herkömmlichen Fernfeld- Sende-Empfangsfall, sehr gering.
Zur Darstellung der Detektion von Kontaktschwächen der Antennen 2 ,. wurden die Scheibenkontakte an den Anschlüssen zu den Antennen FM1 und TV3 durch Einschieben verschieden dicker Lagen Papier verschlechtert bzw. unterbrochen. Die Antennenkombination FM1 und TV3 weist, wie in Tabelle 2 dargestellt, im Normalfall einen Übertragungskoeffizienten Üvι von -22,37 dB auf.
In der Tabelle 3 ist der Einfluss der Kontaktschwäche auf das Übertragungsverhalten durch eine deutliche Veränderung des aktuell, mittels der Übertragungsmatrix 14 bestimmten Übertragungskoeffizienten Üv dargestellt.
Tabelle 3
Der letzte Fehlerfall "Blech vor Scheibe" simuliert dabei einen ungültigen Zustand, wie er beispielsweise durch leitfähiges Material wie Eis oder Wasser auf der Heckscheibe 6 auftritt.
Desweiteren wurde ein Unterbrechen der Antennendrähte, z.B. Durchtrennen der Leiterbahn der Antenne TV3 oder Durchtrennen beider Leiterbahnen von Antenne TV3 und FM2 , nachgebildet. Dabei wird das Test- oder Rauschsignal S je nach Ansteuerung des Koppel- oder HF-Schalters 20 über die Antenne FM2 oder FM1 gesendet. Die mittels der Übertragungsmatrix 14 ermittelten Übertragungskoeffizienten Ü sind in der nachfolgenden Tabelle 4A bis 4C dargestellt. Tabelle 4A
Tabelle 4B
Tabelle 4C
Alle Fehlerfälle sind deutlich am Absinken oder Ansteigen der Übertragungsfaktoren Ü zu erkennen. Somit ist mittels des o- ben beschriebenen Verfahrens eine besonders einfache und sichere Diagnose der Funktionalität einzelner Antennen 2 ermöglicht. Je nach Antennenart, können weitere Übertragungseigenschaften oder Betriebsparameter berücksichtigt werden. Beispielsweise kann der Anstieg des sogenannten Überkopplungs- faktor S FMl -> FM3 im UHF-Band (800 MHz) bei einem Fehler in der FM-Antenne durch die Verkürzung der elektrisch wirksamen Antennenlänge erklärt werden. Demgegenüber führt derselbe Fehler im FM-Band zu einer entsprechenden Reduktion der Kopplung.
Bei einer weiteren Prüfung der Antennen 2 werden diese auf Veränderungen durch Einwirkung von Wasser auf der Heckscheibe 6 und anderen Objekten in der Nähe der Heckscheibe 6 analysiert. Wie in den Tabellen 5A und 5B gezeigt, hat eine Was- serbesprengung bei 100 MHz nahezu keinen Einfluss auf das Ü- bertragungsverhalten. Werden demgegenüber Objekte, insbesondere leitfähige Objekte, nahe vor die Heckscheibe 6 angeordnet, werden diese Veränderungen in der Diagnose angezeigt, da diese einen deutlichen Einfluss auf das Übertragungsverhalten einzelner Antennenpaare darstellen.
Tabelle 5A
Eine alternative Ausführungsform der Schaltungsanordnung 1 ist in der Figur 7 dargestellt. Die Schaltungsanordnung 1 ist für ein Ein-Antennensystem 4 ausgebildet. Dabei wird anstelle der Auswertung des von der Sende- zur Empfangsantenne 2 übertragenen Rauschsignals S ein am betreffenden Antenneneingang 42 der Einzelantenne 2 reflektiertes Rauschsignal S2 anhand des ausgesendeten Rauschsignals Sλ analysiert und bewertet. Da bei Beschädigung der Antenne 2 deren Anpassung gestört wird, entstehen an deren Eingang 42 Reflexionen. Der HF-Schalter 20 lässt in der Stellung 0 kein Rauschsignal S der Rauschquelle 18 während des normalen Antennenbetriebs auf den Antennenpfad 22. Im Diagnosemodus steht der HF-Schalter 20 in Stellung 1. Das Rauschsignal S wird dann über ein Koppelnetzwerk 24, z.B. ein T-Glied, auf den Antennenpfad 22 gekoppelt. Dort spaltet sich das Rauschsignal S in das direkt von der Rauschquelle 18 zum Empfängermodul 8 geführte Rauschsignal Sx und das zur Antenne 2 wandernde und an der Antenne 2 reflektierte Rauschsignal S2 auf .
Anhand der Überlagerung der Rauschsignale S± und S2 des direkt von der Rauschquelle 18 zum Empfänger 8 geführten Rauschsignals Si mit dem reflektierten Rauschsignal S2 entsteht eine charakteristische Frequenzkennlinie mit Einbrüchen, aus der Rückschlüsse auf den Zustand der Antenne 2 bestimmt und bewertet werden. Voraussetzung hierfür ist jedoch eine kalibrierte Rauschquelle 18, deren Frequenzkennlinie bekannt ist. Die Funktionalität der Antennen 2 kann nur durch den Vergleich der Frequenzkennlinie der Überlagerung der Rauschsignale Si und S2 mit der Frequenzkennlinie des Rauschsignals S1 ermittelt werden.
Um die kalibrierte Rauschquelle 18 gegen eine kostengünstigere unkalibrierte Rauschquelle 18 ersetzen zu können, wird die statische KoppelSchaltung 24 um eine Schaltfunktion mit zusätzlichen Stellungen 2 und 3 zur schaltbaren KoppelSchaltung 44 erweitert, wie dies in der Figur 8 dargestellt ist. Bei der Schaltstellung 2 wird das Rauschsignal S direkt zum Empfänger 8 geleitet und dort detektiert. D.h. der Antennenpfad 22 ist geöffnet. Die Frequenzkennlinie des aktuellen Rauschsignals Si ist dann für die Pegelauswertung bekannt und wird gespeichert. Anschließend wird mittels der schaltbaren Koppelschaltung 44 die Stellung 3 eingestellt und somit der Antennenpfad 22 geschlossen. Nun wird die Frequenzkennlinie der Überlagerung der Rauschsignale Si und S2 in der Pegelauswertung anhand der Übertragungsmatrix 14 detektiert und mit der Frequenzkennlinie des gespeicherten Rauschsignals Si verglichen.
Als Alternative zur schaltbaren Koppelschaltung 44 oder zum offenen Schalter kann für die Referenzmessung des Rauschsignals Si auch eine Überlagerung des Rauschsignals Si mit dem an einer definierten Impedanz Z reflektierten Rauschsignal S2 gemessen und analysiert werden, wonach anschließend auf die Frequenzkennlinie des reinen Rauschsignals S zurückgerechnet wird. Die zugehörige Schaltungsanordnung 1 ist beispielhaft in der Figur 9 dargestellt.
Die Frequenzkennlinie der dargestellten Ausführungsformen in den Figuren 7 bis 9 für Ein-Antennensysteme 4 wird in einem relativ weiten Frequenzband detektiert und analysiert, um möglichst gute Aussagen über die Funktionalität der Antenne 2 zu gewährleisten, da sich bei Beschädigung der Antenne 2 im Bereich der Mittenfrequenz fm in dem überlagerten Rauschsignal Sι+S2 nicht unbedingt deutliche Pegeländerungen ergeben.
Um bereits bei Betrachtung eines schmalen Frequenzbandes f aus den PegelÄnderungen des reflektierten Signals S2 auf die Funktionalität der Antenne 2 schließen zu können, wird bevorzugt eine richtungsselektive Koppelschaltung 46, z.B. ein Richtkoppler, verwendet, wie es in der Figur 10 dargestellt ist. Hier wird nur das reflektierte Signal S2 detektiert, welches gegenüber dem Rauschsignal Si im Fall der funktionierenden Antenne 2 einen wesentlich geringeren Pegel hat. Voraussetzung für die Pegelauswertung ist hier, daß der Rauschsignalpegel Si bereits bekannt ist. Für diese Ausführungsform ist eine kalibrierte Rauschquelle 18 erforderlich.
Um eine kostengünstige unkalibrierte Rauschquelle 18 verwenden zu können, wird ein richtungsselektives Koppelnetzwerk 48 mit umschaltbarer Signalflussrichtung verwendet, wie es in Figur 11 dargestellt ist. Dazu ist beispielsweise ein Richt- koppler mit alternativ schaltbaren Eingängen El, E2 vorgesehen. In Schalterstellung 1 wird das Rauschsignal S über den Richtkoppler 48 zur Antenne 2 geleitet, reflektiert und in der Pegelauswertung als Signal S2 detektiert. In Schalterstellung 2 wird das Rauschsignal S über den Richtkoppler 48 direkt zur Pegelauswertung geleitet, wo es als Referenzsignal Si detektiert wird.
In den Figuren 12 bis 14 sind nachfolgend Abwandlungen der Anordnung gemäss Figur 11 gezeigt, bei denen ebenfalls eine Diagnose unter Verwendung einer unkalibrierten, preisgünstigen Rauschquelle 18 möglich ist. Hierbei bedeutet unkalib- riert immer, dass die Sendeleistung der Rauschquelle nicht bekannt sein und keine reproduzierbaren Werte annehmen muss und somit beispielsweise eine starke Temperaturdrift der Sendeleistung zulässig ist. Für diese Ausführungsformen werden nachfolgend nur auf die Unterschiede in Aufbau und Funktion im Vergleich zu Fig. 11 näher eingegangen.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 12 ein richtungsselektives Koppelnetzwerk 50 mit umschaltbarer Signalflussrichtung verwendet, um eine kostengünstige unkalibrierte Rauschquelle verwenden zu können. Dabei wird ebenso wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 11 in der Ausführungsform gemäss Fig. 12 ein Richtkoppler mit alternativ beschaltbaren Eingängen verwendet. Im Unterschied zu Fig. 11 ist jedoch ein Eingang mit einem 50Ω-Widerstand abgeschlossen. Zusätzlich weist die Ausführungsform gemäß Fig. 12 im Unterschied zur Ausführungsform gemäss Fig. 11 eine modifizierte Filterverstärkerschaltung 26' mit einem schaltbaren Verstärker auf. Außerdem ist zusätzlich ein Schalter 49 ausgebildet, der in Verbindung mit dem schaltbaren Verstärker zum Umschalten vom Signalpfad von der Rauschquelle 18 über die Antenne 2 zum Empfänger 8 zum Signalpfad von der Rauschquelle 18 direkt zum Empfänger 8 und umgekehrt dient. In Schalterstellung 2 wird das Rauschsignal S der Rauschquelle 18 über den Richtkoppler 50 direkt zur Pegelauswertung geleitet, wo es als Referenzsignal Si detektiert wird, um den Rauschpegel ermitteln und herauskalibrieren zu können. Im Fall der direkten Messung des Rauschsignals S wird der schaltbare Verstärker 26' ausgeschaltet, d.h. Schalterstellung 4, um den Signalpfad über die Antenne 2 zum Empfänger 8 zu unterbrechen. Ergänzend kann ein Dämpfungsglied DG für eine eventuelle PegelSenkung in den Pfad eingefügt werden. In Schalterstellungen 3 und 5 wird das Rauschsignal S zur Antenne 2 geleitet, dort reflektiert und über die modifizierte Filterschaltung 26 * im Antennenmodul 10 zum Empfänger 8 geleitet, in dem es in der Pegelauswertung als Signal S2 detektiert wird. Somit kann neben der Antenne 2 auch die modifizierte Filterschaltung 26 λ auf ihre Funktion hin überprüft werden. Bei Schalterstellung 0 des HF-Schalters 20 ist die Rauschquelle 18 für den Normalbetrieb abgeschaltet.
Fig. 13 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform gemäss Fig. 12, die verwendet werden kann, wenn es nicht möglich ist, die modifizierte Filterschaltung 26 v mit schaltbarem Verstärker zu verwenden, sondern lediglich die Filterschaltung gemäß Fig. 11. In diesem Fall wird ein zusätzlicher Schalter 51 mit Schalterstellungen 4X und 5V ausgebildet, durch den die in Fig. 12 im schaltbaren Verstärker der modifizierten Filterschaltung 26 x realisierten Schalterstellungen 4 und 5 ersetzt werden. Durch die Verwendung dieses zusätzlichen Schalters kann dieselbe Funktion, wie in Verbindung mit Fig. 12 beschrieben, erzielt werden.
Aufgrund der Verwendung dieses zusätzlichen Schalters 51 ist es nun weiterhin möglich, auf den HF-Schalter 20 zu verzichten. Die sich dann ergebende Schaltung ist in Fig. 14 gezeigt. In diesem Fall ist der HF-Schalter 20 zur Abschaltung der Rauschquelle 18 nicht mehr erforderlich, da die Abschaltung nun durch eine Kombination der Schalterstellungen 3 und 4 erfolgen kann.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass als Sender ein Rauschgenerator 18 verwendet wird, der in das Antennenmodul 10 integriert werden kann. Als Empfänger 8 kann der in einen Diagnosemodus versetzte Tuner oder Transceiver dienen. Hierdurch ist ein besonders kostengünstiger Sender gegeben. Da der Empfänger 8 bereits vorhanden ist, ist dieser um die Diagnosefunktion softwaremäßig zu ergänzen.
Als weitere alternative Ausführungsform der Erfindung kann eine Zusatzantenne ausgebildet werden, die im Gegensatz zur Antenne 2 keine Verbindung zum Empfängermodul 8 besitzt. In diese Zusatzantenne wird nun das Rauschsignal S vom Rauschgenerator 18 eingekoppelt. Die Zusatzantenne sendet dieses Rauschsignal dann an die Antenne (n) 2. Das daraus resultierende Empfangssignal Sx bzw. S2 wird durch das Prüfmodul 12 im Empfängermodul 8 empfangen und ausgewertet .
Wie vorstehend beschrieben offenbart die vorliegende Erfindung die Verwendung einer sehr einfachen preisgünstigen Test- signalquelle für die Antennendiagnose. Dies geschieht insbesondere dadurch, dass eine ökonomisch günstige Niedrigpreis- Rauschsignalquelle verwendet wird, deren Leistung nicht bekannt sein muss. Die Rauschquelle ist aufgrund ihres breiten Signalspektrums für den Test der Antennen in mehreren Frequenzbändern, z.B. AM, FM, TV geeignet. Durch sequentielle Verwendung jeweils einer anderen Antenne als Sendeantenne kann eine Übertragungsmatrix erstellt werden, welche die Nahfeldkopplung zwischen verschiedenen Antennenkombinationen darstellt. Mit Hilfe dieser Übertragungsmatrix kann die Signalleistung der Rauschquelle bzw. Testsignalquelle herauska- libriert werden. Es kann somit eine einfache preisgünstige Testsignalquelle verwendet werden, deren Pegel im Gegensatz zu allen bisherigen Ansätzen nicht bekannt und nicht reproduzierbar sein muss. Die Übertragungsmatrix dient zusätzlich zum Herausrechnen von externen Einflüssen, welche alle oder mehrere Antennen betreffen, wie z.B. gemeinsamer Ein-, Schnee- oder Laubbelag sowie externe Störsignale. Im Fall einer Anordnung für Einantennensysteme wird in einer Kalibierschaltung ein Richtkoppler eingesetzt. Dabei wird für mehrere SchaltStellungen in der Anordnung am Tuner jeweils der Empfangspegel gemessen. Aus verschiedenen Pegelwerten kann die Leistung der Niedrigpreis-Signalquelle ermittelt bzw. herauskalibriert werden. Diese Kalibrierschaltung kann natürlich auch im Falle mehrerer Antennen verwendet werden.
Zusammenfassend offenbart die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Prüfen mindestens einer Antenne 2 mit einem Empfängermodul 8 und einem zwischen der Antenne 2 und dem Empfängermodul 8 angeordneten Kopplungsmodul 16. Dabei wird der Antenne 2 und dem Empfängermodul 8 mittels des Kopplungsmoduls 16 ein Rauschsignal S als Prüfsignal zugeführt. Mittels eines Prüfmoduls 12 wird dann anhand einer Überlagerung des Rauschsignals S, Si mit einem aus dem Rauschsignal S, Si resultierenden Empfangssignal S S2 ein momentaner Ubertragungskoeffizient bestimmt und mit einem in einer Übertragungsmatrix hinterlegten Referenz-Übertragungskoeffizienten verglichen. Weiterhin ist ebenfalls eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens offenbart.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Prüfen mindestens einer Antenne (2) mit einem Empfängermodul (8) und einem zwischen der mindestens einen Antenne (2) und dem Empfängermodul (8) angeordneten Kopplungsmodul (10), bei dem der Antenne (2) und dem Empfängermodul (8) mittels des Kopplungsmoduls (10) ein Rauschsignal (S) von mindestens einer Rauschsignalquelle (18) als Prüfsignal zugeführt wird, wobei mittels eines Prüfmoduls (12) ein momentaner Ubertragungskoeffizient (Üv) , der das Verhältnis zwischen einem ersten Rauschsignal, das über einen ersten Pfad (S, Si) ohne Passieren der mindestens einen Antenne (2) zum Prüfmodul (12) gelangt, und einem zweiten Rauschsignal, das von der Rauschquelle (18) über einen zweiten über die mindestens eine Antenne (2) führenden Pfad (S', S2) zum Prüfmodul (12) gelangt, angibt, bestimmt und mit einem in einer Übertragungsmatrix (14) hinterlegten Referenz- Übertragungskoeffizienten (Üvinorm) verglichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als die mindestens eine Rauschquelle (18) eine unkalibrierte Rauschquelle verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem durch eine schaltbare KoppelSchaltung (44) , durch die das Rauschsignal in den ersten bzw. zweiten Pfad (Si, S2) eingekoppelt wird, zwischen dem ersten Pfad (Si) und dem zweiten Pfad (S2) umgeschaltet wird, so dass über den ersten Pfad (Si) das Rauschsignal direkt zum Empfänger (8) geleitet wird, während über den zweiten Pfad (S2) eine Überlagerung des Rauschsignals mit einem von der mindestens einen Antenne (2) reflektierten Rauschsignal zum Empfänger (8) geleitet wird, und das zweite Rauschsignal anhand der Übertragungsmatrix detektiert und mit der Frequenz- kennlinie des ersten Rauschsignals verglichen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem eine schaltbare Koppel - Schaltung (44) , durch die das Rauschsignal in den ersten bzw. zweiten Pfad (S1# S2) eingekoppelt wird und in der das an der mindestens einen Antenne (2) reflektierte Rauschsignal an einer Impedanz (Z) mit dem Rauschsignal überlagert wird, Umschaltung zwischen dem ersten Pfad (Sx) und dem zweiten Pfad (S2) umschaltet, so dass über den ersten Pfad (Si) das Rauschsignal direkt zum Empfänger (8) geleitet wird, während über den zweiten Pfad (S2) eine Überlagerung des Rauschsignals mit einem von der mindestens einen Antenne (2) reflektierten Rauschsignal zum Empfänger (8) geleitet wird, und das zweite Rauschsignal anhand der Übertragungsmatrix detektiert und mit der Frequenzkennlinie des ersten Rauschsignals verglichen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem ein richtungsselektives Koppelnetzwerk (48) mit umschaltbarer Signalflussrichtung, durch das das Rauschsignal in den ersten bzw. zweiten Pfad
(Si, S2) eingekoppelt wird, zwischen dem ersten Pfad (Sx) und dem zweiten Pfad (S2) umschaltet, so dass als erstes Rauschsignal das Rauschsignal von der Rauschquelle (18) und als zweites Rauschsignal das an der Antenne (2) reflektierte Rauschsignal (S2) für eine Auswertung am Empfänger (8) zur Verfügung gestellt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Umschalten zwischen dem ersten Pfad (Sx) und dem zweiten Pfad (S2) anstelle an den Eingängen des richtungsselektiven Koppelnetzwerks (48) durch eine zusätzliche Umschalteinrichtung (49) im ersten Pfad (Si) und einen schaltbaren Verstärker im zweiten Pfad (S2) erfolgt,
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als die mindestens eine Rauschquelle (18) eine kalibrierte Rauschquelle verwendet wird, deren Frequenzkennlinie bekannt ist, dem Prüfmodul (12) eine Überlagerung des ersten und zweiten Rauschsignals zugeführt wird, die eine charakteristische Frequenzkennlinie ergibt, und die charakteristische Frequenzkennlinie mit der bekannten Frequenzkennlinie der kalibrierten Rauschquelle verglichen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Zusatzantenne, die keine Verbindung zum Empfängermodul (8) aufweist, in die das Rauschsignal (S) eingekoppelt wird und die dieses Rauschsignal (S) als Testsignal an die mindestens eine Antenne (2) sendet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem bei einem mehrere Antennen (2) umfassenden Mehrantennensystem (4) als zweites Rauschsignal ein an den jeweiligen einzelnen Antennen (2) reflektiertes Rauschsignal (S2) und/oder ein zwischen den Antennen (2) übertragenes Rauschsignal (S'; S2) ausgewertet wird/werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Ubertragungskoeffizient (Üv_.) und der Referenz- Übertragungskoef-fizient (Üvinorm) mittels einer Frequenz- und/oder Pegelanalyse bestimmt werden.
11. Anordnung (1) zum Prüfen mindestens einer Antenne (2) mit einem Empfängermodul (8) und einem zwischen der mindestens einen Antenne (2) und dem Empfängermodul (8) angeordneten Kopplungsmodul (10) , bei der das Kopplungsmodul (10) zur Einkopplung eines Rauschsignals (S) von mindestens einer Rauschquelle (18) in die mindestens eine Antenne (2) und in das Empfängermodul (8) sowie ein Prüfmodul (12) zur Bestimmung eines momentanen Übertragungskoeffizienten (Üv) , der das Verhältnis zwischen einem ersten Rauschsignal, das über einen ersten Pfad (S, Si) ohne Passieren der mindestens einen Antenne (2) zum Prüfmodul (12) gelangt, und einem zweiten Rauschsignal, das von der Rauschquelle (18) über einen zweiten über die mindestens eine Antenne (2) führenden Pfad (S', S2) zum Prüfmodul (12) gelangt, angibt, und zum Vergleich des momentanen Übertragungskoeffizienten (Üvi) mit einem in einer Übertragungsmatrix (14) hinterlegten Referenz- Übertragungskoeffizienten (ÜVinorm) vorgesehen sind.
12. Anordnung nach Anspruch 11, wobei die mindestens eine Rauschquelle (18) eine unkalibrierte Rauschquelle ist.
13. Anordnung nach Anspruch 12, weiterhin mit einer schaltbaren KoppelSchaltung (44) , durch die das Rauschsignal in den ersten bzw. zweiten Pfad (Si, S2) einkoppelbar ist, zur Umschaltung zwischen dem ersten Pfad (Si) und dem zweiten Pfad (S2) , so dass über den ersten Pfad (Si) das Rauschsignal direkt zum Empfänger (8) zuführbar ist, während über den zweiten Pfad (S2) eine Überlagerung des Rauschsignals mit einem von der mindestens einen Antenne (2) reflektierten Rauschsignal zum Empfänger (8) zuführbar ist, wobei das Prüf- modul (12) das zweite Rauschsignal anhand der Übertragungs- matrix detektiert und mit der Frequenzkennlinie des ersten Rauschsignals vergleicht.
14. Anordnung nach Anspruch 12, weiterhin mit einer schaltbaren KoppelSchaltung (44) , durch die das Rauschsignal in den ersten bzw. zweiten Pfad (Si, S2) einkoppelbar ist und in der das an der mindestens einen Antenne (2) reflektierte Rauschsignal an einer Impedanz (Z) mit dem Rauschsignal überlagerbar ist, zur Umschaltung zwischen dem ersten Pfad (Si) und dem zweiten Pfad (S2) , so dass über den ersten Pfad (Si) das Rauschsignal direkt zum Empfänger (8) zuführbar ist, während über den zweiten Pfad (S2) eine Überlagerung des Rauschsignals mit einem von der mindestens einen Antenne (2) reflektierten Rauschsignal zum Empfänger (8) zuführbar ist, und das Prüfmodul (12) das zweite Rauschsignal anhand der Ü- bertragungsmatrix detektiert und mit der Frequenzkennlinie des ersten Rauschsignals vergleicht.
15. Anordnung nach Anspruch 12, weiterhin mit einem richtungsselektiven Koppelnetzwerk (48) mit umschaltbarer Signalflussrichtung, durch das das Rauschsignal in den ersten bzw. zweiten Pfad (Si; S2) einkoppelbar ist, zum Umschalten zwischen dem ersten Pfad (Si) und dem zweiten Pfad (S2) , so dass als erstes Rauschsignal das Rauschsignal von der Rauschquelle (18) und als zweites Rauschsignal das an der Antenne (2) reflektierte Rauschsignal (S2) für eine Auswertung am Prüfmodul (12) zur Verfügung gestellt werden kann.
16. Anordnung nach Anspruch 15, wobei eine zusätzliche Umschalteinrichtung (49) im ersten Pfad (Si) und einen schaltbaren Verstärker im zweiten Pfad (S2) ausgebildet ist, durch die das Umschalten zwischen dem ersten Pfad (Si) und dem zweiten Pfad (S2) anstelle an den Eingängen des richtungsselektiven Koppelnetzwerks (48) erfolgen kann.
17. Anordnung nach Anspruch 11, wobei die mindestens eine Rauschquelle (18) eine kalibrierte Rauschquelle ist, deren Frequenzkennlinie bekannt ist.
18. Anordnung nach Anspruch 17, wobei das Rauschsignal mittels eines Koppelnetzwerks (24) in den Pfad von der mindestens einen Antenne (2) zum Prüfmodul (12) einkoppelbar ist, so dass eine Überlagerung des ersten und des zweiten Rauschsignals (Si + S2) entsteht, wobei die Überlagerung eine charakteristische Frequenzkennlinie ergibt, und das Prüfmodul (12) einen Vergleich der charakteristischen Frequenzkennlinie mit der bekannten Frequenzkennlinie der kalibrierten Rauschquelle durchführt.
19. Anordnung nach Anspruch 17, wobei das Rauschsignal mittels einer richtungsselektiven KoppelSchaltung (46) in den Pfad von der mindestens einen Antenne (2) zum Prüfmodul (12) einkoppelbar ist, so dass nur das zweite Rauschsignal (S2) detektiert wird, und das Prüfmodul (12) einen Vergleich der sich aus dem zweiten Rauschsignal ergebenden charakteristischen Frequenzkennlinie mit der bekannten Frequenzkennlinie der kalibrierten Rauschquelle durchführt.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, weiterhin mit einer Zusatzantenne, die keine Verbindung zum Empfängermodul (8) aufweist, zum Senden des Rauschsignals (S) als Testsignal an die mindestens eine Antenne (2), wobei das Kopplungsmodul (10) das Rauschsignal (S) in die Zusatzantenne einkoppelt.
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, bei der das Kopplungsmodul (10) zur Ankopplung der mindestens einen Antenne (2) mindestens einen HF-Schalter (20) umfasst .
22. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, bei der die Übertragungsmatrix (14) bei einem Mehrantennensystem (4) eine der Anzahl der Antennen (2) entsprechende Anzahl von Sendeantennen (2 (n) ) und Empfangsantennen (2 (m) ) als Antennenpaare (2 (n, m) ) umfasst.
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