Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um festzustellen, ob an einer aktiven und einen Antennenstab zum Empfangen und/oder Senden hochfrequenter Signale aufweisenden Stabantenne der Antennenstab angeschlossen ist, wobei die Signale einem Hochfrequenzgerät und von diesem aus einem nachgeschalteten Wiedergabegerät zugeführt werden, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren, um kostengünstig festzustellen, ob an einer aktiven Stabantenne der Stab angeschlossen ist.

Aktive Stabantennen sind Standard im Fahrzeugbereich. Solche Stabantennen bestehen aus einem Stab (auch Antennenstab oder Rute genannt), mit dem im Regelfall hochfrequente Signale empfangen (gegebenenfalls auch ausgesendet) werden, wobei diesem Stab direkt oder unter Zwischenschaltung von Kabeln (gegebenenfalls mit Steckverbinder) ein Hochfrequenzgerät nachgeschaltet ist, mit dem die empfangenen Signale weiterverarbeitet werden. Bei diesem Hochfrequenzgerät kann es sich zum Beispiel um einen Verstärker handeln, mit dem die empfangenen Signale zunächst verstärkt werden, bevor sie weiterverarbeitet werden (wie zum Beispiel in eine Zwischenfrequenz umgesetzt oder dem moduliert oder dergleichen werden). Von dem Hochfrequenzgerät aus werden die weiter verarbeiteten Signale an ein weiteres nachgeschaltetes Wiedergabegerät, zum Beispiel ein Radio, übertragen.

Ein beispielhafter Gesamtaufbau nach dem Stand der Technik mit Radio ist in Figur 1 dargestellt.

Da in Waschstraßen Gefahr besteht, dass die Rute sich verfängt und abgerissen oder abgebrochen wird, ist die Rute abschraubbar. Dies verursacht andere Probleme, nämlich dass zum Beispiel die Rute gestohlen oder verloren geht. Eine fehlende Rute führt für den Radiohörer dazu, dass das Radio rauscht oder noch schlechter, gar kein Empfang vorliegt und damit auch keinerlei Wiedergabe möglich ist, da nicht sofort erkennbar, warum das Radio ein stark verrauschtes, gestörtes oder gar kein Signal empfängt.

Ursachen für das Fehlen der Rute können sein:

• Rute beim Aufbau des Fahrzeuges vergessen

• Rute nach Waschstraße vergessen

• Rute gestohlen

Trend in der Automobilindustrie ist es, dass alle Funktionen und deren Einzelteile für das Fahrzeug im Sinne einer Eigendiagnose überprüfbar sind.

Stand der Technik

Bei aktiven Scheibenantennen, die als Alternative oder ergänzend zu Stabantennen eingesetzt werden, wird der Anschluss zur Scheibe bereits diagnostiziert. Eine Rückmeldung an das Radio bezüglich der angeschlossenen Scheibenantenne oder möglicherweise bezüglich einer Unterbrechung (zum Beispiel in Folge eines Kabelbruchs oder einer losgelösten Steckverbindung) erfolgt über ein genau definiertes exklusives Stromfenster. Dadurch kann das Radio die Signalkette von der Antenne über das Flochfrequenzgerät bis zu sich selber diagnostizieren (zum Beispiel durch Auswertung folgender Größen: IB = 0: Antennenverstärker nicht angesteckt, 11 < IB < I2: Scheibenantenne nicht an den Verstärker angesteckt, I3 < IB < I4: normaler Betriebsstrom und somit alles korrekt, I5 < IB :Strom zu hoch, weil a) Kurzschluss im Kabel oder b) Verstärker defekt (siehe auch Figur 2).

Da die Verstärker im Bereich von wenigen€ kosten, muss die Diagnose günstig sein, um die Gesamtkosten nicht drastisch zu erhöhen.

Dabei erfolgt die Diagnose des Steckvorgangs, so dass mit Steckung an die Scheibe ein Strompfad geschlossen wird. Dieser Strompfad kann günstig überprüft werden. Dies setzt voraus, dass ein mehrpoliger Stecker verwendet wird, oder, etwas aufwändiger, ein galvanischer Anschluss an Masse mit Steckvorgang geschieht.

Problem

Dieses Diagnoseprinzip ist so nicht auf eine Stabantenne übertragbar.

• Die Rute hat keinen Kontakt gegen Masse

• Der Rutenanschluss ist nur einpolig

• Der Rutenanschluss ist nicht kostengünstig teilbar, da er im Nassbereich (Außenbereich des Fahrzeuges) liegt (Siehe Figur 3). Aufgabe

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bereit zu stellen, um kostengünstig festzustellen, ob an einer aktiven Stabantenne der Stab angeschlossen ist.

Lösung

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass von dem Antennenstab gebildete Streukapazitäten erfasst und Unterschiede der erfassten Streu kapazitäten, die sich durch einen vorhandenen bzw. einen nicht vorhandenen Antennenstab ergeben, ausgewertet werden.

Hierzu kommt folgende Gegebenheit zur Anwendung:

Der Antennenstab (im Folgende als die Rute bezeichnet) hat zwar keine galvanische Masseanbindung, bildet aber eine parasitäre Kapazität gegen Masse aus. Siehe hierzu Figur 4. Dies führt zu einer höheren Ersatzkapazität CA mR. Siehe hierzu Figur 5. Wenn die Rute nicht verbaut ist, ist die parasitäre Kapazität CA ₀ R gegen Masse deutlich kleiner. Siehe hierzu Figur 6 und Figur 7. CA mR > CA ₀ R. Infolge dieser parasitären Kapazitäten ergeben sich somit entsprechende Streukapazitäten. Nach der Erfindung werden diese Streu kapazitäten erfasst und die Unterschiede der Streu kapazitäten, die sich durch eine vorhandene bzw. eine nicht vorhandene Rute ergeben, kostengünstig ausgewertet. In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Oszillator eingesetzt wird, wobei dieser Oszillator mit der Streu kapazität des Antennenstabes gesteuert wird, wobei eine Detektionsschaltung den Zustand des Oszillators auswertet und mit dem Ergebnis die Stromaufnahme IB des Hochfrequenzgerätes steuert. Auf besonders einfache Art und Weise und damit besonders kostengünstig erfolgt die Steuerung des Oszillators durch Ein- und Ausschalten.

Zwecks Auswertung wird somit nach einer Weiterbildung der Erfindung ein Oszillator aufgebaut. Dieser Oszillator wird mit der Streu kapazität der Rute (also des Antennenstabes) gesteuert bzw. ein- und ausgeschaltet. Eine Detektionsschaltung wertet den Zustand des Oszillators aus und steuert mit dem Ergebnis die Stromaufnahme IB des Verstärkers

Es wird ein Oszillator aufgebaut. Dieser Oszillator wird mit der Streu kapazität der Rute gesteuert bzw. ein- ausgeschaltet. Eine Detektionsschaltung wertet den Zustand des Oszillators aus und steuert mit dem Ergebnis die Stromaufnahme IB des Verstärkers. Analog zum Stand der Technik. Siehe Blockschaltbild Figur 8.

Vorteilhafte Ausgestaltung

In Weiterbildung der Erfindung ist gesehen, dass bei dem Oszillator ein Teil des Ausgangssignals wieder dem Eingang zugeführt wird, wobei das zurückgeführte Signal gleichphasig zum Eingangssignal und die Verstärkung größer gleich eins ist.

Ein Oszillator ist einfach mit einem aktiven Element aufbaubar. Hierbei wird ein Teil des Ausgangssignals wieder dem Eingang zugeführt. Damit der Oszillator schwingt, müssen das zurückgeführte Signal gleichphasig zum Eingangssignal und die Verstärkung größer gleich eins sein.

Für aktive Antennen gibt es Zulassungsvorschriften. Eine Anforderung ist, dass die Antenne Grenzen bei der Abstrahlung von Signalen einhalten muss. Deshalb ist es sinnvoll den Oszillator nicht im Normalbetrieb schwingen zu lassen. Beide Punkte werden bei dieser Lösung berücksichtigt. Die Streu kapazität der Rute bringt die Verstärkung des Oszillators unter eins. Das heisst, er schwingt nicht. Ohne Streu kapazität der Rute liegt die Verstärkung oberhalb oder gleich von eins und der Oszillator schwingt. Dies wird mit einer Detektionsschaltung erkannt und an das Radio über das Stromfenster weiter gemeldet.

In Figur 8 ist das Blockschaltbild der vorteilshaften Ausgestaltung dargestellt.

In Figur 9 ist der detaillierte Schaltplan der vorteilhaften Ausgestaltung dargestellt.

Für die beispielhafte und besonders vorteilhafte, weil kostengünstige komplette Schaltung ohne Stromsteuerung werden nur

8 Widerstände

4 Kondensatoren

1 Spule

1 Diode

2 Transistoren benötigt. Besonders vorteilhafte Ausgestaltung: Ohne Belastung für AM

Obige Schaltung führt noch dazu, dass die Antennenperformance im langwelligen Bereich (500kHz) verschlechtert wird.

Daher ist in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Diagnose (Erfassung und Auswertung der Streu kapazität) nur zeitlich gesteuert durchgeführt wird.

Die Verschlechterung der Antennenperformance in dem genannten Frequenzbereich (AM) kann behoben werden, dass die Diagnose nur zeitlich gesteuert durchgeführt wird. So zum Beispiel nach dem Einschalten für eine bestimmte Zeit.

In Figur 10 ist das Blockschaltbild dargestellt.

In Figur 11 die Gesamtschaltung.

Bezüglich eines Aufbaus einer Dachantenne wird abschließend noch auf die Figur 3 verwiesen.

Figur 3 zeigt beispielhaft den Aufbau einer Dachantenne mit Rute, der grundsätzlich bekannt ist. Die Dachantenne weist eine Bodenplatte auf, die zum Beispiel mit einem elektrisch nicht leitfähigen Material (wie zum Beispiel Kunststoff) umspritzt oder auch lackiert sein kann. Oberhalb der Bodenplatte ist eine innerhalb einer Kunststoffhaube der Dachantenne innenliegende Leiterplatte mit Elektronik (zum Beispiel des Hochfrequenzgerätes, gegebenenfalls aber auch weitere Antennenelemente und dergleichen) angeordnet. In einem Bereich der Kunststoffhaube der Dachantenne ist eine Gewindebuchse vorhanden, die beispielsweise ein Innengewinde aufweist. Die Rute weist an ihrem der Kunststoffhaube zugewandten Ende ein korrespondierendes Schraubgewinde auf, dass hier beispielsweise als Außengewinde ausgebildet ist. Die abschraubbare Rute wird somit über das Schraubgewinde der Rute und der Gewindebuchse der Dachantenne über eine Kontaktfeder zwischen der Rute und der Leiterplatte mit der Elektronik auf der innenliegenden Leiterplatte elektrisch kontaktiert.

Es wird noch einmal deutlich darauf hingewiesen, dass die vorstehend verwendeten Begriffe„Rute“,„Stab“ sowie„Antennenstab“ synonym verwendet werden.

Außerdem ist darauf hinzuweisen, dass bei der vorstehenden Beschreibung davon ausgegangen worden ist, dass mittels des Antennenstabes hochfrequente Signale empfangen, dem Hochfrequenzgerät, insbesondere dem Verstärker, zugeführt und von dort an das Wiedergabegerät weitergeleitet werden. Es versteht sich von selber, dass in dieser Signalkette weitere elektronische Geräte, wie zum Beispiel ZF- Umsetzer, Demodulatoren, Signalwandler und dergleichen, vorhanden sein können. Alternativ und/oder ergänzend zu der Signalkette von der Stabantenne bis hin zu dem Wiedergabegerät kommt auch eine Signalkette in Betracht, bei der die insbesondere niederfrequenten Signale von dem Wiedergabegerät (welches dann entsprechend als Eingabegerät ausgestaltet ist) bis hin zu dem Antennenstab übertragen, gegebenenfalls unter Berücksichtigung einer Signalbearbeitung, werden und dann von dem Antennenstab als hochfrequente Signale abgestrahlt werden.