Antennenhaltevorrichtung

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft eine Antennenhaltevorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Antennenhaltevorrichtung.

Eine Antenne, insbesondere eine Monopolantenne, die auch als Viertelwel- lenstrahler bezeichnet wird, kann in einem Kraftfahrzeug im Stoßfängerbe reich verbaut werden. Typischerweise wird hierfür die Monopolantenne auf einem Halter einer Antennenhaltevorrichtung positioniert und am Rohbau des Kraftfahrzeugs montiert. Die Antennenhaltevorrichtung kann hierbei als elektrisches Gegengewicht für die Monopolantenne dienen und gleichzeitig die Monopolantenne in einem geeigneten Raum platzieren. Die Antennenhal tevorrichtung sollte dabei einen Abstand zu anderen Komponenten für eine elektromagnetische Verträglichkeit sicherstellen.

Aus der DE 10 2015 225 756 A1 ist eine Antenne für ein Fahrzeug bekannt, die einen Träger aufweist, wobei auf dem Träger Antennenstrukturen zum Senden und/oder Empfangen hochfrequenter Signale angeordnet sind.

Aus der DE 196 36 584 C1 ist ein Stoßfänger bekannt, der zur Aufnahme einer Antennenanordnung ausgebildet ist.

Aus der DE 199 24 349 A1 ist eine Mobilantenne bekannt, die eine zirkular polarisierte Antenne umfasst, welche oberhalb einer vertikal polarisierten Antenne an einer Rest-Gegengewichtsfläche angeordnet ist. An der Rest- Gegengewichtsfläche sind parasitäre Strahler- oder Abgleichelemente vor- gesehen, die über den Rand der Rest-Gegengewichtsfläche überstehen. Die Antennenhaltevorrichtung mündet gewöhnlich in einem Kompromiss zwischen einem Platzbedarf und einer Anforderung als elektrisches Gegen gewicht für die Monopolantenne. Daher kann es zu Verstimmungen der Nutzfrequenz der Monopolantenne bedingt durch den Abstand und die Struk tur der umliegenden leitfähigen Komponenten führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung eines Übertra gungsverhaltens einer Monopolantenne zu erreichen.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprü che gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhän gigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offen bart.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine laschenförmige Erweite rung des elektrischen Gegengewichts in eine entgegengesetzte Raumrich tung zu einer Monopolantenne ein Übertragungsverhalten der Monopolan tenne verbessert.

Durch die Erfindung ist eine Antennenhaltevorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Die Antennenhaltevorrichtung weist eine Antennenträgerplatte zum Halten einer Monopolantenne in einer Abstrahlposition und eine Kraft fahrzeugkoppeleinrichtung zum Befestigen der Antennenträgerplatte an einer Fahrzeugkarosserie auf, wobei sich in der Abstrahlposition ein Abstand der gehaltenen Monopolantenne zur Fahrzeugkarosserie ergibt und wobei die Antennenträgerplatte elektrisch leitfähig ist und damit ein elektrisches Ge gengewicht zu der Monopolantenne bildet. Mit anderen Worten umfasst die Antennenhaltevorrichtung eine Antennenträgerplatte, die eine Monopolan tenne in einem Abstand zu einer Fahrzeugkarosserie halten kann, und eine Kraftfahrzeugkoppeleinrichtung, um die Antennenträgerplatte an der Fahr zeugkarosserie zu montieren. Hierbei kann die Antennenträgerplatte elektrisch leitfähig sein, beispielsweise indem diese aus einem Stahlblech gefertigt ist, um ein elektrisches Gegengewicht, das bedeutet einen Masse- anschluss, zu der Monopolantenne, die auch als Groundplane-Antenne be zeichnet wird, zu bilden.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass die Antennenhaltevorrichtung ein elektrisch leitfähiges Laschenelement als eine Gegengewichtserweite rung aufweist, wobei die Antennenträgerplatte und die Gegengewichtserwei terung miteinander verbunden sind und hierbei bei in der Abstrahlposition gehaltener Monopolantenne diese und die Gegengewichtserweiterung an einander gegenüberliegenden Seiten der Antennenträgerplatte angeordnet sind und eine Oberfläche der Gegengewichtserweiterung einerseits und ein flächiger Abstrahlbereich oder eine Längsachse der Monopolantenne ande rerseits einen Winkel im Bereich von 90 Grad bis 180 Grad einschließen.

Mit anderen Worten ist ein elektrisch leitfähiges Laschenelement als eine Gegengewichtserweiterung für die Antennenhaltevorrichtung vorgesehen, die mit der Antennenträgerplatte verbunden ist, wobei diese auf einer gegen überliegenden Seite zu einer in der Abstrahlposition gehaltenen Monopolan tenne angeordnet ist. Das bedeutet, dass, wenn beispielsweise die Monopo lantenne auf einer Oberseite der Antennenträgerplatte gehalten wird, die Gegengewichtserweiterung auf einer Unterseite der Antennenträgerplatte angeordnet ist und umgekehrt. Dabei ist zwischen der Oberfläche der Ge gengewichtserweiterung und der Monopolantenne ein Winkel im Bereich von 90 bis 180 Grad vorgesehen. Das elektrisch leitfähige Laschenelement als Gegengewichtserweiterung kann beispielsweise eine runde, viereckige oder dreieckige Form aufweisen, oder eine Kombination aus mehreren Geometri schen Figuren umfassen, wie beispielsweise eine Kombination eines Recht ecks und eines Trapezes. Die Gegengewichtserweiterung kann beispielswei se an die Antennenträgerplatte geschraubt oder geschweißt sein. Der Winkel im Bereich von 90 bis 180 Grad kann beispielsweise ebenso wie die Form der Gegengewichtserweiterung an einen Bauraum der Antennenhaltevorrich tung angepasst sein, sodass die Antennenhaltevorrichtung entsprechend einem zu Verfügung stehenden Raum angepasst werden kann. Vorzugswei se kann die Länge der Gegengewichtserweiterung eine Länge der Monopo lantenne aufweisen und der Winkel zwischen der Monopolantenne und der Oberfläche der Gegengewichtserweiterung kann 180 Grad sein, sodass die Gegengewichtserweiterung aus dem Viertelwellenstrahler der Monopolan tenne einen Dipolstrahler erzeugt. Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass eine mögliche Verstimmung einer Nutzfrequenz ausgeglichen werden kann, so dass sich ein Übertragungsverhalten der Monopolantenne verbes sert, und dass ein Platzbedarf der Antennenhaltevorrichtung entsprechend dem verfügbaren Raum, das heißt einem fahrzeugspezifischen Bauraum, eingestellt werden kann.

Ferner ist vorgesehen, dass an der Gegengewichtserweiterung Schlitze vorgesehen sind. Die Schlitze können beispielsweise dafür verwendet wer den, dass bestimmte Frequenzen der Monopolantenne abgeschwächt oder herausgefiltert werden. Beispielsweise können gesetzliche Vorgaben eine maximale Intensität für bestimmte Frequenzbereiche an bestimmten Raum positionen vorsehen. Mit Schlitzen in der Gegengewichtserweiterung kann erreicht werden, dass eine Intensität einer vorbestimmten Funkfrequenz in einer Raumposition einer Abstrahlrichtung der Monopolantenne unter einem Schwellenwert liegt, wobei der Schwellenwert eine gesetzliche Vorgabe sein kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass Leistungs und Intensitätsvorgaben für vorbestimmte Funkfrequenzen eingehalten wer den können.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Antennenträgerplatte eine Verstei fungsrippe aufweist. Die Versteifungsrippe kann hierbei eine rinnenförmige Vertiefung in der Antennenträgerplatte sein, die eine Steifigkeit und eine Biegefestigkeit der Antennenträgerplatte erhöhen kann. Diese Versteifungs rippe kann jedoch auch als eine Erhöhung ausgebildet sein, die an einer Ober- oder Unterseite der Antennenträgerplatte angebracht ist.

Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzli che Vorteile ergeben.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Antennenträgerplatte und die Ge gengewichtserweiterung aus dem gleichen elektrisch leitfähigen Material gefertigt sind. Als elektrisch leitfähiges Material kann beispielsweise Stahl oder Aluminium vorgesehen sein. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine Nutzfrequenz einer Monopolantenne verbessert einge stellt werden kann, da keine Störfrequenzen auftreten, die durch eine Wech selwirkung mit unterschiedlichen Materialien auftreten können.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Winkel bevorzugt in einem Bereich von 135 Grad bis 170 Grad ist. Das bedeutet, dass der Winkel zwi schen der Monopolantenne und der Oberfläche der Gegengewichtserweite rung liegt in dem Bereich von 135 bis 170 Grad. In diesem Winkelbereich kann eine geeignete Einstellung der Nutzfrequenz vorgenommen werden und die Gegengewichtserweiterung kann an den fahrzeugspezifischen Bau raum geeignet angepasst werden.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass eine Länge der Gegenge wichtserweiterung einer Länge der Monopolantenne entspricht oder mindes tens 20 Prozent und höchstens 120 Prozent der Länge der Monopolantenne aufweist. Beispielsweise kann auch eine Breite der Gegengewichtserweite rung zumindest einer Breite der Monopolantenne entsprechen. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass bei einer Länge der Gegenge wichtserweiterung, die einer Länge der Monopolantenne entspricht, ein Dipol erzeugt werden kann. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Länge der Gegengewichtserweiterung mindestens 20 Prozent der Monopo lantenne beträgt, da ab dieser Länge eine signifikante Verbesserung der Nutzfrequenz feststellbar ist, und höchstens 120 Prozent der Länge der Ge gengewichtserweiterung aufweist, da ab dieser Länge ein Platzbedarf in einem Fahrzeug zu hoch wird.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Gegengewichtserweiterung eine trapezförmige Grundform aufweist. Das heißt, dass eine Grundfläche, beziehungsweise Basis, der Gegengewichtserweiterung, die mit der Anten nenträgerplatte verbunden ist, eine größere Länge aufweist als die parallel dazu verlaufende Fläche an einer Spitze des Trapezes. Insbesondere be deutet eine trapezförmige Grundform, dass ein Flächenunterschied zwischen der trapezförmigen Grundform und einem geometrischen Trapez höchstens 20 Prozent betragen kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass Material eingespart werden kann und außerdem Nebenkeulen der Abstrahlcharakteristik der Monopolantenne abgeschwächt werden kön nen.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Antennenträgerplatte und die Gegengewichtserweiterung reversibel miteinander verbunden sind oder einteilig ausgebildet sind. Eine reversible Verbindung der Antennenträger platte und der Gegengewichtserweiterung kann beispielsweise durch eine Schraubverbindung realisiert werden. Der Vorteil hiervon ist es, dass die Gegengewichtserweiterung nachjustiert werden kann und beispielsweise bei einem Wechsel des Standorts der Antennenhaltevorrichtung an den neuen Platzbedarf im Bauraum angepasst werden kann. Eine einteilige Ausbildung der Antennenträgerplatte und der Gegengewichtserweiterung kann bei spielsweise mittels eines Stanzbiegeteils realisiert werden. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass bei der Herstellung Kosten eingespart werden können.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Kraftfahrzeugkoppelein richtung Schraublöcher aufweist, um die Antennenträgerplatte an einer Fahr zeugkarosserie zu befestigen. Beispielsweise kann hierbei ein Winkelele ment mit Schraublöchern als Kraftfahrzeugkoppeleinrichtung verwendet werden, mit dem die Antennenträgerplatte an die Fahrzeugkarosserie befes tigt werden kann. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass die Antennenträgerplat te kostengünstig, reversibel und zerstörungsfrei an die Fahrzeugkarosserie befestigt werden kann.

Erfindungsgemäß ist auch ein Kraftfahrzeug mit einer Antennenhaltevorrich tung nach einer der Ausführungsformen vorgesehen. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraft wagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus ausgestaltet.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschrie benen Ausführungsformen. Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (Fig.) eine schematische Perspektivansicht einer An- tennenhaltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispie len stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschrie benen Merkmale der Erfindung ergänzbar.

In der einzigen Fig. ist eine schematische Perspektivansicht einer Antennen- haltevorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Auf der An- tennenhaltevorrichtung 10 kann eine Monopolantenne 12, die von einer An tennenträgerplatte 14 gehalten wird, vorgesehen sein. Die Antennenträger platte 14 kann hierbei eine oder mehrere Versteifungsrippen 16 aufweisen, um eine Steifigkeit der Antennenträgerplatte 14 zu erhöhen und hierdurch beispielsweise Schwingungen der Antennenträgerplatte 14 zu reduzieren. Ferner kann die Antennenträgerplatte 14 mittels einer Kraftfahrzeugkoppe leinrichtung 18 an einer Fahrzeugkarosserie 20 befestigt werden. Hierzu können beispielsweise Schraublöcher 22 in der Kraftfahrzeugkoppeleinrich tung 18 vorhanden sein, um die Kraftfahrzeugkoppeleinrichtung 18 an die Fahrzeugkarosserie 20 zu montieren.

Die Antennenträgerplatte 14 kann hierbei aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie beispielsweise Stahl oder Aluminium, gefertigt sein, um ein elektrisches Gegengewicht zu der Monopolantenne zu bilden. Zusätzlich kann für eine Verbesserung der Nutzfrequenz der Monopolantenne ein elektrisch leitfähiges Laschenelement als eine Gegengewichtserweiterung 24 mit der Antennenträgerplatte 14 verbunden sein. Die Gegengewichtserweite- rung 24 kann vorzugsweise reversibel mit der Antennenträgerplatte 14 ver bunden sein, indem beispielsweise ein Bolzen durch einen Verbindungsraum zwischen der Antennenträgerplatte 14 und der Gegengewichtserweiterung 24 gesteckt wird, der anschließend verschraubt wird. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Antennenträgerplatte 14 und die Gegenge wichtserweiterung 24 einteilig, beispielsweise als Stanzbiegeteil ausgebildet sind.

Die Gegengewichtserweiterung 24 ist besonders bevorzugt aus dem glei chen elektrisch leitfähigen Material gefertigt, wie die Antennenträgerplatte 14, damit keine Frequenzverschiebungen durch unterschiedliche Materialien des elektrischen Gegengewichts entstehen. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Gegengewichtserweiterung 24 auf einer Seite der Antennenträger platte 14 angebracht ist, die gegenüber der Monopolantenne 12 liegt, und ein Winkel zwischen der Monopolantenne und der Gegengewichtserweiterung 24 einen Winkel im Bereich von 90 bis 180 Grad einschließt.

Bevorzugt kann die Gegengewichtserweiterung 24 eine trapezförmige Grundform aufweisen, wobei sich die Schenkel des Trapezes zu der Spitze hin verjüngen und die Mitte der oberen Seite des Trapezes auf Höhe der Monopolantenne ist. Hiermit kann sichergestellt werden, dass eine Haupt keule der Abstrahlung durch die Gegengewichtserweiterung 24 verstärkt wird und Nebenkeulen, die im Schenkelbereich der trapezförmigen Grundform der Gegengewichtserweiterung 24 abgestrahlt werden können, reduziert werden. Hierdurch kann eine Verbesserung der Nutzfrequenz erreicht werden.

Bevorzugt kann die Länge der Gegengewichtserweiterung, das heißt die Höhe des Trapezes, einer Länge der Monopolantenne entsprechend, es kann jedoch auch sein, dass ein Bauraum im Kraftfahrzeug beschränkt ist und deswegen die Gegengewichtserweiterung 24 eine reduzierte Länge und/oder einen angepassten Winkel aufweist.

Beispielsweise kann die Antennenhaltevorrichtung 10 über einer Abgasanla ge (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs montiert sein, sodass ein Bauraum für die Antennenhaltevorrichtung 10 beschränkt sein kann. Hierbei kann die Gegengewichtserweiterung 24 bevorzugt in einem Längenbereich von min destens 20 Prozent bis höchstens 120 Prozent der Länge der Monopolan tenne ausgebildet sein und der Winkel zwischen der Oberfläche der Gegen- gewichtserweiterung und der Monopolantenne kann bevorzugt in einem Bereich von 135 Grad bis 170 Grad ausgebildet sein. Somit kann ein Nach stimmen der Nutzfrequenz und damit eine Abstimmung der Monopolantenne 12 an den fahrzeugspezifischen Bauraum erreicht werden. Zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Gegengewichtserweiterung Schlitze aufweist (nicht gezeigt), um bestimmte Frequenzen abzudämpfen. In Abhängigkeit von der Form und der Länge der Schlitze kann beispielsweise erreicht werden, dass in eine Raumrichtung nur eine Leistung abgegeben wird, die gesetzlichen Vorgaben entspricht. Ohne die Schlitze könnte bei- spielsweise durch eine Reflektorwirkung der Fahrzeugkarosserie 20 ein erhöhter Intensitätswert in die Raumrichtung auftreten, der durch die Schlitze in der Gegengewichtserweiterung 24 vermieden werden kann.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Halterkonzept zum Nutzfrequenztuning einer Antenne bereitgestellt werden kann.