DE10150149A1 - Antenna module for automobile mobile radio antenna has antenna element spaced above conductive base plate and coupled to latter via short-circuit path - Google Patents

Abstract

The antenna module has a conductive base plate (1) and a 2-dimensional, linear, or rod-shaped antenna element (3) divided into 2 antenna sections (3',3'') by a separation section (7), with the antenna sections electrically connected via at least one inductance (9,9'). The antenna element is spaced above the base plate and supplied via a line (17) projecting vertically from the latter, with at least one short-circuit path (19) between the antenna element and the base plate.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft eine Antenne insbesondere für Dualband- oder Multibandfunkbetrieb nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder 13.The invention relates to an antenna in particular forDual-band or multi-band radio operation according to the generic termof claim 1 or 13.

Derartige Antennenmodule werden insbesondere für Frequenzen im GHz-Bereich zum Einsatz in Kraftfahrzeugen als Mobilfunkantennen eingesetzt. Bekannterweise werden dabei die Gespräche beispielsweise beim GSM-Standard im 900 MHz-Bandbereich bzw. im 1800 MHz-Bandbereich übertragen. Darüber hinaus kündigt sich der sogenannte UMTS-Standard an, der bevorzugt im Bereich von 1900 MHz und über 2000 GHz durchgeführt werden soll. Man spricht insoweit auch von den AMPS/FCS-Bändern bzw. dem IMT2000 Band in den USA und Japan.Antenna modules of this type are used in particular for frequencies in the GHz range for use in motor vehicles as mobile radio antennas. As is known, the calls are transmitted, for example, in the GSM standard in the 900 MHz band range or in the 1800 MHz band range. In addition, the so-called UMTS standard is announced, which should preferably be carried out in the range from 1900 MHz and above 2000 GHz. In this respect, one also speaks of the AMPS / FCS bands or the IMT2000 band in the USA and Japan.

Aus dem Stand der Technik sind bereits sogenannte PIFA-Antennen bekannt, also sogenannte Planar Inverted F Antennen. Ebenso bekannt sind sogenannte LIFA-Antennen, bei denen es sich um sogenannte Linear Inverted F Antennen handelt. Derartige Antennen werden in der Regel so aufgebaut, dass planare oder coplanare Anpasselemente in Streifenleitungstechnik auf einem Substrat oder direkt auf dem Antennenelement angebracht sind. Eine weitere übliche Realisierung für den Dualband- oder Mehrband-Betrieb dieser Antennenform kann über Kopplung mit parasitären Linien oder Flächenelementen erfolgen, welche auf einer anderen Ebene oder Höhe angebracht sind.So-called PIFA are already from the prior artAntennas known, so-called Planar Inverted FAntennas. So-called LIFA antennas are also knownwhich are so-called Linear Inverted F antennasis. Such antennas are usually like thisbuilt that planar or coplanar fitting elements inStripline technology on a substrate or directly onare attached to the antenna element. Another common oneRealization for dual-band or multi-band operationThis antenna form can be coupled with parasitic linesor surface elements that are on anotherLevel or height are appropriate.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ausgehend von diesem Stand der Technik eine möglichst einfache und dabei möglichst flach- oder schmalbauende Antenne zu schaffen, die sich trotz einfachem Aufbau durch gute elektrische Übertragungscharakteristiken auszeichnet und dabei insbesondere für den Mobilfunkbereich, d. h. insbesondere als Dual- oder Mobilbandfunkantenne für weltweit unterschiedliche Funksysteme einsetzbar ist.The object of the present invention is based onthis state of the art as simple as possible andto create as flat or narrow antenna as possible,which despite the simple construction is characterized by good electricalCharacteristics of transmission characteristics and therebyin particular for the mobile radio sector, d. H. especially asDual or mobile band radio antenna for worldwidedifferent radio systems can be used.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 oder 13 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The task is inventively according to theClaim 1 or 13 specified features solved.Advantageous embodiments of the invention are in theSubclaims specified.

Die erfindungsgemäße Antenne zeichnet sich entweder durch eine flächenförmige oder linienförmige Bauweise aus, wobei ein derartiges Flächen- oder Linienelement parallel zu einer größeren metallischen Fläche angeordnet oder positionierbar ist. Diese größere metallische Fläche dient als Grundplatte. Das bevorzugt flächen- oder linienförmige Element ist dazu parallel ausgerichtet.The antenna according to the invention is characterized either bya flat or linear design, wheresuch a surface or line element parallel toa larger metallic surface oris positionable. This larger metallic surface serves asBaseplate. This is preferred in the form of a surface or lineElement is aligned parallel to this.

Entsprechend der PIFA- oder LIFA-Antennenform lässt sich nunmehr ein Dual- oder Mehrbandbetrieb dadurch realisieren, dass erfindungsgemäß das Flächen- bzw. Linienelement eine Trennung, d. h. einen Trennspalt oder Trennungsabschnitt oder dergleichen aufweist und die zumindest beiden so getrennten Flächen- oder Linienabschnitte durch eine oder mehrere parallel geschaltete Induktivitäten verbunden sind. Dadurch lässt sich die gewünschte elektromagnetische Kopplung an dieser Trennstelle durch geeignete Dimensionierung der Trennspalte und/oder der Induktivität entsprechend konfigurieren.Depending on the PIFA or LIFA antenna shape,now a dual or multi-band operationrealize that according to the invention the surface or line elementa separation, d. H. a separation gap orSeparation section or the like and the at least twoso separated area or line sections by aor several inductors connected in parallelare. This allows the desired electromagneticCoupling at this point of separation by suitableDimensioning of the separation gaps and / or the inductanceconfigure accordingly.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dabei die Induktivität für das niedrigere Frequenzband als Verlängerungsspule und für das höhere Frequenzband als Drosselspule abgestimmt. Dadurch lässt sich der Vorteil realisieren, dass beispielsweise ein Flächen- oder Linienabschnitt (zum Senden oder Empfangen der höheren Frequenz) verwendet wird, wobei die gesamte Länge des Flächen- oder Linienelementes, also die Gesamtanordnung aus beiden Flächen- oder Linienabschnitten einschließlich der Verlängerungsspule zwischen den getrennten Abschnitten, als Sende- und Empfangsantenne für den unteren Frequenzbandbereich eingesetzt werden kann.In a preferred embodiment of the inventionthe inductance for the lower frequency band thanExtension coil and for the higher frequency band thanChoke coil matched. This allows the advantagerealize that for example a surface orLine section (for sending or receiving the higher frequency)is used, the entire length of the surface orLine element, i.e. the overall arrangement of bothArea or line segments including theExtension spool between the separate sections, asTransmitting and receiving antenna for the lower oneFrequency band range can be used.

Bevorzugt wird dabei die Dimensionierung der Flächen- bzw. Liniensegmente so vorgenommen, dass deren Länge etwa 1/4 der Betriebswellenlänge der Bandmitten für den jeweiligen Frequenzbandbereich entspricht.The dimensioning of the surface orLine segments made so that their length is about 1/4the operating wavelength of the band center for the respectiveFrequency band range corresponds.

In einer alternativen Ausführungsform gemäß Anspruch 10 ist vorgesehen, dass die Antenne aus einem Flächenelement besteht, welches gegenüber einer horizontal gestreckten Grundplatte vertikal ausgerichtet und dabei in Seitenansicht gabel- und/oder U-förmig gestaltet ist. Die beiden zu einem mittleren vertikalen Tragabschnitt seitlich versetzt liegenden Schenkel der U-förmigen gegabelten Antenne sind entsprechend dem zu übertragenden Frequenzbandbereich unterschiedlich lang ausgebildet. Ist bei einer derartigen Ausführungsform die Länge der Vertikalelemente wesentlich kürzer als 1/4 der mittleren Betriebswellenlänge für das jeweilige Frequenzband, so ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass zumindest an einem Vertikalelement, vorzugsweise am längeren, eine horizontal oder schräg wegverlaufende Antennenstruktur ausgebildet ist.In an alternative embodiment according to claim 10it is provided that the antenna consists of a surface elementwhich is compared to a horizontally stretchedBase plate aligned vertically and inSide view is designed forked and / or U-shaped. The twoto a middle vertical support section laterallyoffset leg of the U-shaped bifurcated antennaare in accordance with the frequency band range to be transmittedtrained different lengths. Is one of thoseEmbodiment the length of the vertical elements essentialshorter than 1/4 of the mean operating wavelength for thatrespective frequency band, so is in a preferredEmbodiment provided that at least oneVertical element, preferably the longer one, a horizontal oris formed obliquely away antenna structure.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:The invention is based onEmbodiments explained in more detail. The following show in detail:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen PIFA-Antenne in schematischer perspektivischer Darstellung;Fig. 1 shows a first embodiment of a PIFA according to the invention in schematic perspective view;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten zwischen den beiden Antennenabschnitten geschalteten Induktivität;Fig. 2 is a schematic representation of a first switched between the two antenna portions inductance;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren zwischen den beiden inFig. 1 vorgesehenen Antennenabschnitten geschalteten Induktivität;Fig. 3 is a schematic perspective view of another between the two inFigure 1is provided for antenna portions connectedinductance.

Fig. 4 ein Ersatzschaltbild zu dem Ausführungsbeispiel nachFig. 1;FIG. 4 shows an equivalent circuit diagram for the exemplary embodiment according toFIG. 1;

Fig. 5 eine schematische perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles in Form einer LIFA-Antenne;Figure 5 is a schematic perspective view of a further embodiment in the form of a LIFAantenna.

Fig. 6 ein Ersatzschaltbild zu dem Ausführungsbeispiel nachFig. 5;Fig. 6 is an equivalent circuit diagram for the embodiment ofFIG. 5;

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles mit einer Vertikalantenne;Fig. 7 is a perspective view of another embodiment having a vertical antenna;

Fig. 8 eine schematische Seitenansicht des Antennenelementes inFig. 7;Fig. 8 is a schematic side view of the antenna element inFig. 7;

Fig. 9 ein zuFig. 7 abgewandeltes Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung; undFIG. 9 shows anexemplary embodiment modified toFIG. 7 in a perspective representation; and

Fig. 10 eine Seitenansicht des inFig. 9 wiedergegebenen Antennenelementes.Fig. 10 is a side view of the antenna element shown inFig. 9.

InFig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Antennenmodul gezeigt, welches neben einer elektrisch leitenden Fläche oder Grundplatte1 in Parallelausrichtung dazu und im Abstand zur Grundplatte1 über dieser angeordnet ein flächiges Antennenelement3 umfasst, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel einen ersten flächigen Antennenabschnitt3' und einen zweiten Antennenabschnitt3" umfasst.InFig. 1 a first embodiment of an antenna module is shown, which arranged adjacent to an electrically conductive surface or base plate1 in parallel alignment therewith and at a distance to the base plate1 via this comprises a planar antenna element3, which in the illustrated embodiment a first planar antenna section3 ' and a second antenna section3 ".

Wie ausFig. 1 zu ersehen ist, sind die beiden Antennenabschnitte3' und3" in gleicher Horizontalebene und dabei in Längserstreckung zueinander versetzt positioniert, und zwar unter Ausbildung einer Trennung oder eines Trennabschnittes7.As can be seen fromFIG. 1, the two antenna sections3 ′ and3 ″ are positioned in the same horizontal plane and offset in relation to one another in the longitudinal direction, with the formation of a separation or a separation section7 .

Bevorzugt ist das flächige Antennenelement3 einstückig ausgebildet, beispielsweise nach Art einer Leiterplatine, wobei der Trennabschnitt7 durch Wegätzen einer leitenden Schicht unter Zurückbelassung der beiden leitenden Antennenabschnitte3' und3" gebildet ist. An diesem Trennungsabschnitt7 sind eine oder mehrere die beiden leitenden Antennenabschnitte3' und3" im Sinne einer Verlängerung verbindende Induktivitäten9 vorgesehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind jeweils eher außen liegend zwei mäanderförmige erste Induktivitäten9' und in der Mitte liegend eine spiralförmige zweite Induktivität9" angeordnet, wobei in der zweitgenannten spiralförmigen Induktivität das in der Mitte liegende spiralförmige Ende in einer tieferen Ebene über einen leitenden Längsabschnitt9a unter den spiralförmig verlaufenden Abschnitten der Induktivität9" hinweggeführt und mit dem benachbarten Antennenelement3" leitend verbunden ist.The flat antenna element3 is preferably formed in one piece, for example in the manner of a printed circuit board, the separating section7 being formed by etching away a conductive layer, leaving behind the two conductive antenna sections3 'and3 ". One or more of the two conductive antenna sections are on this separating section73 'and3 "in the sense of an extension connecting inductors9 are provided. In the illustrated embodiment, are each more outboard two meander-shaped first inductor9 'and placed in the center lying a spiral second inductor9 ", wherein in the second-mentioned spiral inductor a is the lying at the center of spiral-shaped end in a lower level via a conductive longitudinal section9 under the spiral sections of the inductor9 "and conductively connected to the adjacent antenna element3 ".

Unterhalb des Flächenantennenelementes3 ist ein Anpassnetzwerk15 vorgesehen, welches breitbandig bzw. mehrbandig an einen elektrischen Anschluss, in der Regel in der Form eines Koaxialkabels, angepasst ist. Von daher wird bevorzugt eine 50 Ohm Anpassung im Hinblick auf den Wellenwiderstand in Koaxialkabeln vorgenommen.Below the surface antenna element3 there is a matching network15 , which is broadband or multi-band adapted to an electrical connection, usually in the form of a coaxial cable. Therefore, a 50 ohm adjustment is preferably made with regard to the characteristic impedance in coaxial cables.

Der Außenleiter des inFig. 1 nicht näher gezeigten Koaxialkabels hat dabei einen galvanischen Kontakt zur Grundplatte1 und somit das selbe Potential. Der ebenfalls nicht dargestellte Innenleiter des Koaxialkabels ist dann über das erwähnte Speise- oder Anpassungsnetzwerk mit einer vertikal stehenden Leitung17 elektrisch gekoppelt, worüber die Anregung des Flächenelementes3 erfolgt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel endet dabei die vertikal stehende Leitung17 im Bereich des einen Antennenabschnittes3", etwa im mittleren Bereich.The outer conductor of the coaxial cable, not shown inFIG. 1, has a galvanic contact to the base plate1 and thus the same potential. The inner conductor of the coaxial cable, which is also not shown, is then electrically coupled via the feed or adaptation network mentioned to a vertical line17, via which the surface element3 is excited. In the exemplary embodiment shown, the vertically standing line17 ends in the area of the one antenna section3 ″, for example in the middle area.

Die Längen der flächigen Antennenabschnitte3' und3" entsprechen etwa 1/4 der Betriebswellenlänge für die Bandmitten in den jeweiligen Frequenzbändern. Im Ausführungsbeispiel gemäßFig. 1 wird die Länge des Antennenelementes3' beispielsweise so gewählt werden, dass dieses Antennenelement3' (hauptsächlich) für den Sende- oder Empfangsbetrieb im obersten Frequenzbereich von beispielsweise 2000 MHz dient.The lengths of the flat antenna sections3 'and3 "correspond to approximately 1/4 of the operating wavelength for the band centers in the respective frequency bands. In the exemplary embodiment according toFIG. 1, the length of the antenna element3 ' will be chosen, for example, such that this antenna element3 '(mainly ) for transmitting or receiving operation in the highest frequency range of, for example, 2000 MHz.

Der durch den Trennabschnitt7 getrennte und versetzt liegende zweite flächige Antennenabschnitt3" kann dazu beispielsweise eine Länge aufweisen, die auf das 1900 MHz-Band abgestimmt ist.For this purpose, the second flat antenna section3 ″ which is separated and offset by the separating section7 can for example have a length which is matched to the 1900 MHz band.

Darüber hinaus ist die Gesamtlänge der beiden Antennenabschnitte3' und3" einschließlich der zwischen den beiden Abschnitten3' und3" über den Trennungsbereich7 hinweg verlaufenden einen oder mehreren parallel geschalteten Induktivitäten9 so dimensioniert, dass die gesamte Fläche der Antennenabschnitte3' oder3" für den Sende- bzw. Empfangsbetrieb im unteren Frequenzbereich von beispielsweise 900 MHz abgestimmt ist. So lässt sich das inFig. 1 abgebildete Antennenmodul als Trippelband-Antennenmodul einsetzen.In addition, the total length of the two antenna sections3 'and3 ", including the one or more inductors9 running in parallel between the two sections3 ' and3 " across the separation region7 , is dimensioned such that the entire area of the antenna sections3 'or3 "is tuned for the transmission or reception operation in the lower frequency range of, for example, 900 MHz. The antenna module shown inFIG. 1 can thus be used as a triple band antenna module.

Aus der Zeichnung ist ferner noch zu ersehen, dass das stirnseitige Ende des Antennenmoduls bevorzugt an dem Antennenabschnitt3", an welchem die vertikal stehenden Leitungen17 angeschlossen sind, über einen flächigen Kurzschluss19 mit der Grundplatte1 verbunden ist. Dieser Kurzschluss19 ist als Flächenelement ausgebildet und steht senkrecht zur Grundplatte. Seine Breite entspricht in dem Ausführungsbeispiel etwa 50% oder mehr der Breite des Antennenmodules bzw. der flächigen Antennenabschnitte.It can also be seen from the drawing that the front end of the antenna module is preferably connected to the base plate1 via a flat short circuit19 at the antenna section3 ″ to which the vertical lines17 are connected. This short circuit19 is a flat element In the exemplary embodiment, its width corresponds to approximately 50% or more of the width of the antenna module or of the flat antenna sections.

Die gewünschte elektromagnetische Kopplung an der Trennstelle geschieht durch eine geeignete Dimensionierung der Trennspalte und der Induktivitäten. Dabei ist die Induktivität oder sind die Induktivitäten so gewählt, dass sie als Verlängerungsspule für das niedrigere Frequenzband und als Drosselspule für das höhere Frequenzband oder die höheren Frequenzbänder dient bzw. dienen.The desired electromagnetic coupling on theSeparation point is done by a suitable dimensioning of theSeparation column and the inductors. Here is theInductance or the inductances are chosen so that theyas an extension coil for the lower frequency band andas a choke coil for the higher frequency band orserves higher frequency bands.

InFig. 4 ist das Ersatzschaltbild des Antennenmoduls gemäßFig. 1 wiedergeben, wobei darin GND die Grundplatte1, LK die jeweiligen Kurzschlussinduktivitäten des Kurzschlusses19, die Spule LH die Induktivität des Resonanzkreises für das höhere Frequenzband und CH die Kapazität des Resonanzkreises für das höhere Frequenzband betrifft.InFIG. 4, the equivalent circuit of the antenna module 1 is shown inFIG. Reflect, with therein GND, the base plate1, LK the respective short-circuit inductance of the short circuit19, the coil L is the inductance of the resonant circuit for the higher frequency band and CH, the capacitance of the resonant circuit for the higher Frequency band.

Die Spule LE deutet die Induktivität der vertikal stehenden Leitung17, also des sogenannten Anregungspins an 17.The coil LE indicates the inductance of the vertical line17 , that is, the so-called excitation pin 17.

Der Parallelschwingkreis mit der Induktivität LK und dem Kondensator CK beschreibt die elektromagnetische Kopplung durch Verwendung der Induktivitäten9 in dem Trennungsbereich7 zwischen den beiden Antennenabschnitten3' und3". Analog zu den Induktivitäten LH und der Kapazität CH für den Resonanzkreis im höheren Frequenzband sind die Induktivitäten LL und die Kapazität CL für den Resonanzkreis im niedrigeren Frequenzband inFig. 4 eingezeichnet.The parallel resonant circuit with the inductor LK and the capacitor CK describes the electromagnetic coupling by using the inductors9 in the separation region7 between the two antenna sections3 'and3 ". Analogous to the inductors LH and the capacitance CH for the resonant circuit in the higher frequency band are Inductors LL and the capacitance CL for the resonance circuit in the lower frequency band are shown inFIG. 4.

Anhand vonFig. 5 ist eine entsprechende Antenne in Form einer LIFA-Antenne gezeigt, die sich von dem Ausführungsbeispiel gemäßFig. 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, dass nicht flächige Antennenabschnitte3' und3", sondern linien- oder stabförmige Antennenabschnitte13' und13" in unmittelbarer axialer Verlängerung zueinander verwendet werden. Auch hier ist ein Trennungsabschnitt7 realisiert, in welchem ebenfalls wiederum eine Induktivität9 angeordnet ist, die die beiden aufeinander zu weisenden Enden der linienförmigen Antennenabschnitte13' und13" miteinander verbindet. Im Hinblick auf den sonst gleichen Aufbau oder ähnlichen Aufbau zuFig. 1 werden insoweit auch unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen gleiche bzw. entsprechende Bauteile bezeichnet.Referring toFig. 5 shows a corresponding antenna in the form of a LIFA antenna is shown, which essentially differs from the embodiment according toFig. 1, that is not planar antenna sections3 'and3 ", but linear or rod-shaped antenna portions13' and13 "in direct axial extension to each other. Here too, a separation section7 is realized, in which an inductance9 is again arranged, which connects the two ends of the linear antenna sections13 ′ and13 ″ to be pointed towards one another. With regard to the otherwise identical structure or similar structure toFIG. 1 To this extent, the same or corresponding components are also designated using the same reference symbols.

Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vonFig. 1 noch dadurch, dass der inFig. 1 rechts liegende parallel zur Grundplatte1 verlaufende Antennenabschnitt3' über einen Bogenabschnitt in einen vertikal verlaufenden ebenfalls stabförmig oder linienförmig ausgebildeten Kurzschluss19' übergeht, wobei auch am gegenüberliegenden Ende des ersten linienförmigen Antennenabschnittes13' ebenfalls über einen Bogenabschnitt senkrecht zur Grundplatte1 verlaufend linien- oder stabförmig ein weiterer Kurzschluss19" vorgesehen ist.This exemplary embodiment differs fromFIG. 1 in that the antenna section3 'located on the right inFIG. 1 and parallel to the base plate1 merges via an arc section into a vertically running short-circuit or linear circuit19 ', also at the opposite end of the a further short circuit19 ″ is also provided in the first line-shaped antenna section13 ′, also in the form of a line or rod, running in a line or rod shape over an arch section perpendicular to the base plate1 .

Auch zu diesem Ausführungsbeispiel ist inFig. 6 ein Ersatzbild wiedergegeben. Da in diesem Ausführungsbeispiel die Koppelkapazität CK der elektromagnetischen Kopplung zwischen den beiden Antennenabschnitten13' und13" sehr klein ist, ist diese inFig. 6 nicht berücksichtigt. Da hier ein zweiter Kurzschluss19" realisiert ist, ist parallel zu der Kapazität für die niedrigere Frequenz eine Induktivität LK2 für den zweiten Kurzschluss19" vorgesehen. Der erste Kurzschluss ist hierbei mit LK1 bezeichnet.A substitute image is also shown inFIG. 6 for this exemplary embodiment. Since the coupling capacitance CK of the electromagnetic coupling between the two antenna sections13 'and13 "is very small in this exemplary embodiment, this is not taken into account inFIG. 6. Since a second short circuit19 " is implemented here, the capacitance for the lower one is parallel Frequency an inductance LK2 is provided for the second short circuit19 ". The first short circuit is designated LK1.

Nachfolgend wird auf das Ausführungsbeispiel anhand vonFig. 7 und 8 eingegangen.The exemplary embodiment is discussed below with reference toFIGS. 7 and 8.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist auf einer Grundplatte1 beispielsweise ein Anpassungs- oder Speisenetzwerk15 vorgesehen auf welchem im gezeigten Ausführungsbeispiel direkt vertikal aufbauend ein flächiges Antennenelement23 vorgesehen ist. Dieses Antennenelement23 ist in Seitenansicht U-förmig gebildet und weist einen ersten vertikal verlaufenden Antennenabschnitt23 und einen parallel dazu seitlich versetzt liegenden zweiten ebenfalls vertikal verlaufenden Antennenabschnitt23" auf. Beide Antennenabschnitte23' und23" sind unten durch einen quer zu ihnen, d. h. senkrecht zu ihnen verlaufenden Quer- oder Verbindungssteg23a miteinander verbunden. In der Mitte dieses Quersteges23a endet ein Vertikalsteg23b, der das gesamte Antennenelement23 trägt und im gezeigten Ausführungsbeispiel an dem Anpassungs- oder Speisenetzwerk15 auch mechanisch gehalten und befestigt ist.In this exemplary embodiment, too, an adaptation or feed network15 is provided on a base plate1 , on which, in the exemplary embodiment shown, a flat antenna element23 is provided which is built vertically. This antenna element23 is U-shaped in side view and has a first vertically running antenna section23 and a second likewise vertically running antenna section23 "which is laterally offset parallel to it. Both antenna sections23 'and23 " are at the bottom by a cross to them, ie perpendicular to them transverse or connectingweb 23 a connected to each other. In the middle of this transverse web23 a ends a vertical web23 b, which carries the entire antenna element23 and is also mechanically held and fastened to the adaptation or feed network15 in the exemplary embodiment shown.

Beide flächigen Antennenelemente23' und23" sowie der sie verbindende Quersteg23a und der alles tragende Vertikalsteg23b sind in einer gemeinsamen Vertikalebene liegend angeordnet. Das flächige Material ist in dieser Ebene liegend ausgebildet. Entsprechend den zu übertragenden Frequenzen ist die Vertikalhöhe der flächigen Antennenelemente23' und23" unterschiedlich lang ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäßFig. 1 weisen die beiden flächigen Antennenelemente23' und23" eine Länge auf, die etwa 1/4 der Bandmitten-Wellenlänge für das jeweilige Frequenzband entspricht.Both flat antenna elements23 'and23 "as well as connecting them transverse web23 a, and the all-bearing vertical web23 are arranged to lie in a common vertical plane b. The sheet material is formed lying in that plane. In accordance with the frequencies to be transmitted, the vertical height of the flat Antenna elements23 'and23 "of different lengths. In the embodiment shown inFIG. 1, the two flat antenna elements23 'and23 "have a length which corresponds to approximately 1/4 of the band center wavelength for the respective frequency band.

Für den Fall, dass die Vertikalelemente, oder zumindest eines von ihnen, wesentlich kürzer als 1/4 der Betriebswellenlänge für das jeweilige Frequenzband sind, ist entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß denFig. 9 und 10 vorgesehen, dass zumindest an einem flächigen Antennenelement (vorzugsweise an dem längeren und damit höher endenden Flächenantennenelement23') ein sich quer, d. h. schräg oder im gezeigten Ausführungsbeispiel horizontal erstreckender Antennensteg23c ausgebildet ist, der ebenfalls wiederum in der gemeinsamen durch die anderen Antennenabschnitte23' und23" sowie den Quersteg23a und den Vertikalsteg23b gebildeten Ebene liegt.In the event that the vertical elements, or at least one of them, are significantly shorter than 1/4 of the operating wavelength for the respective frequency band, it is provided according to the exemplary embodiment according toFIGS. 9 and 10 that at least one flat antenna element (preferably on the longer and thus higher-end planar antenna element23 ') is formed an antenna web23 c which extends transversely, ie obliquely or horizontally in the exemplary embodiment shown, which in turn also in the common through the other antenna sections23 ' and23 "and the cross web23 a and Vertical web23 b is formed level.

Das Ausführungsbeispiel gemäß denFig. 7 und 8 ist für den Fall beschrieben worden, dass das Antennenelement zwei seitlich versetzt liegende gabelförmig angeordnete Antennenabschnitte aufweist. Diese Antennenanordnung ist sehr breitbandig, so dass darüber beispielsweise über den kürzeren Antennenabschnitt eine Übertragung sowohl im 1800 MHz als auch im 1900 MHz und/oder beispielsweise im 2000 MHz-Bereich möglich ist. Ansonsten könnte auch bei diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise noch ein weiteres, drittes parallel versetztes Antennenelement23 vorgesehen sein, dass an ein weiteres Frequenzband optimal angepasst ist. Von daher kann allgemein die anhand derFig. 7 und 8 beschriebene Antenne zwei oder mehrere Antennenabschnitte aufweisen, die vorzugsweise zum Antennenabschnitt23' und23" jeweils seitlich versetzt und parallel zu diesem angeordnet sind.The exemplary embodiment according toFIGS. 7 and 8 has been described for the case in which the antenna element has two laterally offset, fork-shaped antenna sections. This antenna arrangement is very broadband, so that transmission over the shorter antenna section, for example, is possible both in the 1800 MHz and 1900 MHz and / or in the 2000 MHz range, for example. Otherwise, a further, third, parallel offset antenna element23 could also be provided in this exemplary embodiment, for example, which is optimally adapted to a further frequency band. For thisreason , the antenna described with reference toFIGS. 7 and 8 can generally have two or more antenna sections which are preferably laterally offset from the antenna section23 'and23 "and arranged parallel to the latter.

Claims (16)

Translated fromGerman

1. Antennenmodul, insbesondere zum Einsatz in Kraftfahrzeugen vorzugsweise für Dual- oder Multibandfunkbetrieb mit folgenden Merkmalen:
es ist eine elektrisch leitende Fläche oder Grundplatte (1) vorgesehen,
im Abstand oberhalb und parallel dazu ist ein flächiges oder linienförmiges Antennenelement (3,13) angeordnet,
das flächige oder linienförmige Antennenelement (3,13) wird über zumindest eine vorzugsweise vertikal zur Grundplatte (1) stehende Leitung (17) gespeist, und
das Antennenelement (3,13) ist über zumindest einen Kurzschluss (19,19') mit der Grundplatte (1) elektrisch verbunden,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
das flächige oder linien- bzw. stabförmige Antennenelement (3,13) ist zumindest in Erstreckungs- oder Längsrichtung unter Ausbildung eines Trennabschnittes (7) zweigeteilt, und
die beiden so gebildeten flächigen oder linien- bzw. stabförmigen Antennenabschnitte (3',3";13',13") sind über zumindest eine Induktivität (9,9') elektrisch miteinander verbunden.1. Antenna module, in particular for use in motor vehicles, preferably for dual or multi-band radio operation with the following features:
an electrically conductive surface or base plate (1 ) is provided,
a flat or linear antenna element (3 ,13 ) is arranged at a distance above and parallel to it,
the flat or linear antenna element (3 ,13 ) is fed via at least one line (17 ) which is preferably vertical to the base plate (1 ), and
the antenna element (3 ,13 ) is electrically connected to the base plate (1 ) via at least one short circuit (19 ,19 '),
characterized by the following additional features:
the flat or linear or rod-shaped antenna element (3 ,13 ) is divided into two at least in the extension or longitudinal direction to form a separating section (7 ), and
the two flat or linear or rod-shaped antenna sections (3 ',3 ";13 ',13 ") thus formed are electrically connected to one another via at least one inductor (9 ,9 ').2. Antennenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei oder mehrere parallel zueinander angeordnete geschaltete Induktivitäten (9,9') vorgesehen sind, worüber die zumindest beiden Antennenabschnitte (3',3";13',13") elektrisch miteinander verbunden sind.2. Antenna module according to claim 1, characterized in that at least two or more parallel connected inductors (9 ,9 ') are provided, via which the at least two antenna sections (3 ',3 ";13 ',13 ") are electrically connected to one another are.3. Antennenmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Induktivität (9) im Bereich des Trennungsabschnittes (7) positioniert ist und direkt an den gegenüberliegenden Bereichen des durch den Trennungsabschnitt (7) getrennten Antennenabschnittes (3',3";13',13") elektrisch angeschlossen ist.3. Antenna module according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one inductor (9 ) is positioned in the area of the separation section (7 ) and directly on the opposite areas of the antenna section (3 ',3 "separated by the separation section (7 ). ;13 ',13 ") is electrically connected.4. Antennenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktivität in Form eines Streifenleiters ausgebildet ist.4. Antenna module according to one of claims 1 to 3, characterizedcharacterized that the inductance in the form of aStripline is formed.5. Antennenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Induktivität (9,9') mäanderförmig ausgebildet ist.5. Antenna module according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one inductor (9 ,9 ') is meandering.6. Antennenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Induktivität (9,9") spiralförmig ausgebildet ist, wobei der eine Anschlussarm vom äußeren Ende der Spirale zum einen Antennenelement (3',13') und das innere Ende der spulenförmigen Induktivität unter galvanischer Trennung von den spiralförmigen Leitungsabschnitten über diese oder unter diesen hinweg mit dem benachbarten zweiten Antennenabschnitt (3",13") elektrisch verbunden ist.6. Antenna module according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one inductor (9 ,9 ") is spiral, the one connecting arm from the outer end of the spiral to an antenna element (3 ',13 ') and that inner end of the coil-shaped inductor is electrically connected to the adjacent second antenna section (3 ",13 ") with or without electrical isolation from the spiral-shaped line sections above or below these.7. Antennenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktivität (9,9',9") so gewählt ist, dass sie eine Drosselspule für das höhere Frequenzband oder die höheren Frequenzbänder und eine Verlängerungsspule für das niedrigste Frequenzband bildet.7. Antenna module according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inductance (9 ,9 ',9 ") is selected so that it forms a choke coil for the higher frequency band or the higher frequency bands and an extension coil for the lowest frequency band ,8. Antennenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiseleitung als vertikal stehende Leitung (17) ausgebildet ist, die an einem der beiden Antennenabschnitte (3",13") elektrisch angeschlossen ist.8. Antenna module according to one of claims 1 to 7, characterized in that the feed line is designed as a vertical line (17 ) which is electrically connected to one of the two antenna sections (3 ",13 ").9. Antennenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einem äußeren Ende der beiden Antennenabschnitte (3',13';3",13") ein Kurzschluss (19) zur Grundplatte (1) vorgesehen ist.9. Antenna module according to one of claims 1 to 8, characterized in that a short circuit (19 ) to the base plate (1 ) is provided at least at an outer end of the two antenna sections (3 ',13 ';3 ",13 ").10. Antennenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge eines Antennenabschnittes (3',13') so bemessen ist, dass dieser etwa 1/4 der Betriebswellenlänge für die Bandmitte eines höheren Frequenzbandes entspricht.10. Antenna module according to one of claims 1 to 9, characterized in that the length of an antenna section (3 ',13 ') is dimensioned such that this corresponds to approximately 1/4 of the operating wavelength for the band center of a higher frequency band.11. Antennenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge eines zweiten Antennenabschnittes (3",13") so bemessen ist, dass sie etwa 1/4 der Betriebswellenlänge für die Bandmitte eines zweiten zum ersten Frequenzband versetzt liegenden hohen Frequenzbandes entspricht.11. Antenna module according to one of claims 1 to 10, characterized in that the length of a second antenna section (3 ",13 ") is dimensioned such that it is approximately 1/4 of the operating wavelength for the band center of a second high offset to the first frequency band Frequency band corresponds.12. Antennenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Antennenelement (3,13) mit beiden zugehörigen Antennenabschnitten (3',3";13',13") einschließlich der als Verlängerungsspule dienenden einen oder mehreren Induktivitäten (9,9") auf den Sende- und/oder Empfangsbetrieb im untersten Frequenzbandbereich abgestimmt ist.12. Antenna module according to one of claims 1 to 11, characterized in that the entire antenna element (3 ,13 ) with both associated antenna sections (3 ',3 ";13 ',13 ") including the one or more inductors serving as an extension coil (9 ,9 ") is matched to the transmission and / or reception operation in the lowest frequency band range.13. Antennenmodul insbesondere zum Einsatz in Kraftfahrzeugen, vorzugsweise für Dual- oder Multibandfunkbetrieb mit folgenden Merkmalen:
es ist eine elektrisch leitende Fläche oder Grundplatte (1) vorgesehen,
auf der Grundplatte (1) aufbauend bzw. auf einem dort vorgesehenen Speise- und/oder Anpassungsnetzwerk (15) ist die Antenne (23) in Vertikalrichtung erstreckend aufgebaut,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
die Antenne (23) ist in Seitenansicht gabelförmig gestaltet,
die Antenne weist zumindest zwei seitlich versetzt und parallel zueinander ausgerichtete Schenkel (23',23") auf,
die zumindest zwei Antennenelemente (23',23") sind durch einen unten und quer zu ihnen verlaufenden Quersteg (23a) miteinander verbunden,
bevorzugt mittig im Quersteg (23a) endend ist ein Vertikalsteg (23b) vorgesehen, worüber die Antenne mechanisch gehalten und elektrisch gespeist ist, und
die zumindest beiden Antennenelemente (23',23") erstrecken sich in unterschiedlicher Vertikallänge und/oder zumindest an einem der Antennenelemente (23',23") ist ein sich quer von ihnen erstreckender Antennensteg (23c) vorgesehen.13. Antenna module, in particular for use in motor vehicles, preferably for dual or multi-band radio operation with the following features:
an electrically conductive surface or base plate (1 ) is provided,
Building on the base plate (1 ) or on a feed and / or adaptation network (15 ) provided there, the antenna (23 ) is constructed to extend in the vertical direction,
characterized by the following additional features:
the antenna (23 ) is fork-shaped in side view,
the antenna has at least two legs (23 ',23 ") which are laterally offset and parallel to one another,
the at least two antenna elements (23 ',23 ") are connected to one another by a transverse web (23 a) running below and transversely to them,
A vertical web (23 b), preferably terminating centrally in the transverse web (23 a), is provided, via which the antenna is mechanically held and electrically powered, and
the at least two antenna elements (23 ',23 ") extend in different vertical lengths and / or at least on one of the antenna elements (23 ',23 ") an antenna web (23 c) extending transversely from them is provided.14. Antennenmodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikallängen der Antennenelemente (23',23") in ihrer Länge so bemessen sind, dass diese etwa 1/4 der Betriebswellenlänge für die Bandmitte zweier verschiedener Frequenzbandbereiche entspricht.14. Antenna module according to claim 13, characterized in that the vertical lengths of the antenna elements (23 ',23 ") are dimensioned in such a length that this corresponds to approximately 1/4 of the operating wavelength for the band center of two different frequency band ranges.15. Antennenmodul nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der sich quer erstreckende Antennensteg (23c) in der gemeinsamen Ebene liegend ausgebildet ist, in der die Antennenelemente (23',23") sowie ein die beiden Antennenelemente (23',23") verbindender Quersteg (23a) und vorzugsweise ein alles tragender Vertikalsteg (23b) angeordnet sind.15. Antenna module according to one of claims 13 or 14, characterized in that the transversely extending antenna web (23 c) is formed lying in the common plane in which the antenna elements (23 ',23 ") and one of the two antenna elements (23 ',23 ") connecting transverse web (23 a) and preferably an all-supporting vertical web (23 b) are arranged.16. Antennenmodul nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (23) in einem Speise- oder Anpassnetzwerk (15) mechanisch angebracht und elektrisch kontaktiert ist.16. Antenna module according to one of claims 13 to 14, characterized in that the antenna (23 ) is mechanically attached and electrically contacted in a feed or matching network (15 ).