ES2348546T3 - Montaje de sistema de antenas multiservicio. - Google Patents

Abstract

Montaje de sistema de antena multiservicio caracterizado porque incluye al menos placas (1, 6) primera y segunda de circuitos impresos, teniendo cada placa de circuitos impresos al menos una antena sobre una de sus caras, en el cual el montaje de antena comprende adicionalmente un miembro (5) de soporte hecho de un material plástico adaptado para ser montado dentro de un espejo retrovisor (15) de un vehículo motorizado, y en el cual dichas placas primera y segunda de circuitos impresos están soportadas por dicho miembro (5) de soporte, por lo que se extienden sobre planos esencialmente paralelos, en el cual dicha primera placa (1) de circuitos impresos comprende una antena de radio FM conformada como una curva que llena espacios (1501-1514), en el cual dicha segunda placa (6) de circuitos impresos tiene una antena (7) de teléfono, en el cual al menos la primera placa de circuitos impresos incorpora al menos un componente electrónico, y en el cual dicho miembro (5) de soporte está sobremoldeado sobre dicha primera placa de circuitos impresos y sobre dicho(s) componente(s) electrónico(s), de forma tal que dicha primera placa de circuitos impresos esté al menos parcialmente integrada dentro de dicho miembro de soporte.

Description

OBJETO Y ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere, en general, a un montaje de sistema de antenas multiservicio. El montaje de sistema de antenas multiservicio puede incluir una antena que está sujeta por medio de un soporte, o al menos dos antenas que están agrupadas entre sí por medio de un soporte. El soporte puede ser, por ejemplo, un embalaje plástico. Esta invención es especialmente útil cuando el montaje de antenas se sitúa en espejos retrovisores de automóviles y, más específicamente, en espejos retrovisores exteriores, pero también puede tener utilidad en otras aplicaciones.

Hasta hace poco, los servicios de telecomunicación incluidos en un automóvil se limitaban a unos pocos sistemas, principalmente, la recepción de radio analógica (bandas de AM / FM). La solución más común para estos sistemas es la típica antena látigo montada sobre la baca. La tendencia actual en el sector del automóvil es reducir el impacto estético y aerodinámico de tales antenas látigo integrando el sistema de antena en la estructura del vehículo. Además, una mayor integración de los diversos servicios de telecomunicación en una única antena es especialmente atractiva para reducir los costes de fabricación o los daños debidos al vandalismo y a los sistemas de lavado de automóviles.

La integración de la antena está volviéndose más y más necesaria, ya que estamos asistiendo a un profundo cambio cultural hacia la sociedad de la información. Internet ha evocado una edad de la información en la cual la gente en todo el mundo espera, exige y recibe información. Los conductores de automóvil esperan poder conducir con seguridad mientras gestionan el correo electrónico y las llamadas telefónicas y obtienen instrucciones, programas y otra información accesible en la máxima malla mundial (WWW). Los dispositivos telemáticos pueden usarse para notificar automáticamente un accidente a las autoridades y para guiar a los rescatadores hasta el coche, rastrear vehículos robados, proporcionar asistencia de navegación a los conductores, invocar a la asistencia de emergencia en carreteras y los diagnósticos remotos de las funciones del motor.

La inclusión de equipos y servicios avanzados de telecomunicación en coches y en otros vehículos motorizados es muy reciente, y se pensó primero para coches de lujo, de la gama más alta. Sin embargo, la rápida reducción en costes tanto de equipos como de servicios están llevando los productos telemáticos a los automóviles de precio medio. La introducción masiva de una amplia gama de tales nuevos sistemas generaría una proliferación de antenas sobre la carrocería del coche, en contradicción con las tendencias estéticas y aerodinámicas, a menos que se use una solución integrada para las antenas.

La Solicitud de Patente Estadounidense US2004 / 0119644 describe un sistema de antena para vehículos motorizados que incluye una pluralidad de estructuras de antenas integradas dentro de un componente del vehículo.

La Patente Estadounidense US-6.019.475 se refiere a un montaje modular de espejo retrovisor que incorpora una cubierta dentro de la caja de montaje del espejo, en la cual se monta un módulo de control electrónico.

La Patente Estadounidense US-6.433.749 se refiere a un montaje de antena que comprende una estructura con una pluralidad de antenas montadas sobre la misma placa.

La Patente Europea EP-1.087.464 revela una unidad de antena para un vehículo que comprende antenas montadas sobre el mismo elemento de soporte.

Por otra parte, la Figura 11 muestra ejemplos de curvas que llenan espacios. Las curvas 1501 a 1514 que llenan espacios son ejemplos de curvas que llenan espacios de la tecnología anterior para diseños de antena. Las curvas que llenan espacios llenan la superficie o el volumen donde están situadas de manera eficaz, manteniendo a la vez las propiedades lineales por ser curvas.

Entre otras posibles definiciones, una curva que llena espacios podría definirse como una curva no periódica compuesta por un cierto número de segmentos rectos conectados, más pequeños que una fracción de la longitud de onda del espacio libre operativo, donde los segmentos se disponen de manera tal que ninguno de dichos segmentos adyacentes y conectados forme otro segmento recto más largo, y en donde dichos segmentos no se intersecan entre sí.

Las Figuras 12 a 15 muestran un ejemplo de cómo se calcula la dimensión de la cuadrícula. La dimensión de la cuadrícula de una curva (Véase la Fig. 13) puede calcularse de la siguiente manera: se coloca una primera cuadrícula (1700) con celdas cuadradas de longitud L1 sobre la geometría de la curva, de forma tal que la cuadrícula cubra completamente la curva. Se cuenta el número de celdas (N1) en la primera cuadrícula que encierran al menos una porción de la curva. Luego, se sitúa de manera similar una segunda cuadrícula (1800) (Figura 14) con celdas cuadradas de longitud L2 para cubrir completamente la geometría de la curva, y se cuenta el número de celdas (N2) en la segunda cuadrícula que encierran al menos una porción de la curva. Además, las cuadrículas primera y segunda deberían situarse dentro de un área rectangular mínima que encierra a la curva, de forma tal que ninguna fila o columna entera en el perímetro de una de las cuadrículas deje de encerrar al menos una porción de la curva. La primera cuadrícula incluye, preferiblemente, al menos veinticinco celdas, y la segunda cuadrícula incluye, preferiblemente, cuatro veces el número de celdas que la primera cuadrícula. Así, la longitud (L2) de cada celda cuadrada en la segunda cuadrícula debería ser la mitad de la longitud (L1) de cada celda cuadrada en la primera cuadrícula. La dimensión (Dg) de cuadrícula puede calcularse entonces con la siguiente ecuación:

log(N2) – log(N1)_

Dg =

log(L2) – log(L1)

Para los fines de la presente solicitud, el término “curva de dimensión de cuadrícula” se usa para describir una geometría de curva con una dimensión de cuadrícula que es mayor que uno (1). Cuanto mayor sea la dimensión de cuadrícula, mayor el grado de miniaturización que puede ser lograda por la curva de dimensión de cuadrícula, en términos de una antena que funciona en una frecuencia o longitud de onda específica. Además, una curva de dimensión de cuadrícula, en algunos casos, también puede satisfacer los requisitos de una curva que llena espacios, según lo anteriormente definido. Por lo tanto, para los fines de esta aplicación, una curva que llena espacios es un tipo de curva de dimensión de cuadrícula.

La Figura 12 muestra un ejemplo de antena bidimensional (1600) que forma una curva de dimensión de cuadrícula, con una dimensión de cuadrícula de aproximadamente dos (2). La Figura 13 muestra la antena (1600) de la Figura 12 encerrada en una primera cuadrícula (1700) con treinta y dos (32) celdas cuadradas, cada una con longitud L1. La Fig. 14 muestra la misma antena (1600) encerrada en una segunda cuadrícula (1800) con ciento veintiocho (128) celdas cuadradas, cada una con longitud L2. La longitud (L1) de cada celda cuadrada en la primera cuadrícula (1700) es dos veces la longitud (L2) de cada celda cuadrada en la segunda cuadrícula (1800) (L2 = 2 x L1). Un examen de la Fig. 14 y de la Fig. 15 revela que al menos una porción de la antena (1600) está encerrada dentro de cada celda cuadrada en ambas cuadrículas (1700), (1800) primera y segunda. Por lo tanto, el valor de N1 en la anterior ecuación de la dimensión de cuadrícula (Dg) es treinta y dos (32) (es decir, el número total de celdas en la primera cuadrícula 801), y el valor de N2 es ciento veintiocho (128) (es decir, el número total de celdas en la segunda cuadrícula 802). Usando la ecuación anterior, la dimensión de cuadrícula de la antena 800 puede calcularse de la siguiente manera:

log(128) – log(32) Dg= -=2 log(2 x L1) – log(L1)

Para un cálculo más preciso de la dimensión de cuadrícula, puede aumentarse el número de celdas cuadradas hasta una cantidad máxima. El máximo número de celdas en una cuadrícula depende de la resolución de la curva. Según el número de celdas se aproxima al máximo, el cálculo de la dimensión de cuadrícula se vuelve más preciso. Sin embargo, si se selecciona una cuadrícula con más del máximo número de celdas, entonces la precisión del cálculo de la dimensión de cuadrícula comienza a disminuir. Habitualmente, el máximo número de celdas en una cuadrícula es mil (1000).

Por ejemplo, la Fig. 15 muestra la misma antena 1600 encerrada en una tercera cuadrícula 1900 con quinientas doce (512) celdas cuadradas, cada una con una longitud L3. La longitud (L3) de las celdas en la tercera cuadrícula 1900 es la mitad de la longitud (L2) de las celdas en la segunda cuadrícula 1800, mostrada en la Fig. 14. Como se ha observado anteriormente, una porción de la antena 1600 está encerrada dentro de cada celda cuadrada en la segunda cuadrícula 1800; de esta manera, el valor de N para la segunda cuadrícula 1800 es ciento veintiocho (128). Un examen de la Fig. 15, sin embargo, revela que la antena 1600 está encerrada dentro de sólo quinientas nueve (509) de las quinientas doce (512) celdas de la tercera cuadrícula 1900. Por lo tanto, el valor de N para la tercera cuadrícula 1900 es quinientos nueve (509). Usando la Fig. 14 y la Fig. 15, puede calcularse un valor más preciso para la dimensión (D) de cuadrícula de la antena 1600, de la siguiente manera:

log(509) – log(128)_

Dg = -≈ 1,9915 log(2 x L2) – log(L2)

Las Figuras 16 y 17 muestran un ejemplo alternativo de cómo se calcula la dimensión contando cuadros. La antena comprende un patrón conductor, del cual al menos una porción incluye una curva, y la curva comprende al menos cinco segmentos, formando cada uno de los al menos cinco segmentos un ángulo con cada segmento adyacente en la curva, siendo al menos tres de los segmentos más cortos que un décimo de la más larga longitud de onda operativa en espacio libre de la antena. Cada ángulo entre segmentos adyacentes es menor que 180º y al menos dos de los ángulos entre secciones adyacentes son menores que 115º, y en donde al menos dos de los ángulos no son iguales. La curva cabe dentro de un área rectangular, siendo el lado más largo del área rectangular más corto que un quinto de la más larga longitud de onda operativa en espacio libre de la antena.

Un aspecto de la presente invención es la dimensión contando cuadros de la curva que forma al menos una porción de la antena. Para una geometría dada extendida sobre una superficie, la dimensión contando cuadros se calcula de la siguiente manera: primero se coloca una cuadrícula con cuadros de tamaño L1 sobre la geometría, de forma tal que la cuadrícula cubra completamente la geometría, y se cuenta el número de cuadros N1 que incluyen al menos un punto de la geometría; en segundo lugar, se coloca también una cuadrícula con cuadros de tamaño L2 (siendo L2 más pequeño que L1) sobre la geometría, de forma tal que la cuadrícula cubra completamente la geometría, y se cuenta nuevamente el número de cuadros N2 que incluyen al menos un punto de la geometría. La dimensión D contando cuadros se calcula entonces como:

log(N2) – log(N1)_D =log(L2) – log(L1)

En los términos de la presente invención, la dimensión contando cuadros se calcula colocando las cuadrículas primera y segunda dentro del área rectangular mínima que encierra la curva de la antena y aplicando el algoritmo anterior.

La primera cuadrícula debería escogerse de forma tal que el área rectangular esté en la malla de una formación de al menos 5 x 5 cuadros o células, y la segunda cuadrícula se escoge de forma tal que L2 = 1/2 L, y que la segunda cuadrícula incluya al menos 10 x 10 cuadros. Por área rectangular mínima se entenderá un área tal en la cual no haya ninguna fila o columna entera en el perímetro de la cuadrícula que no contenga algún trozo de la curva. Así, algunas de las realizaciones de la presente invención presentarán una dimensión contando cuadros mayor que 1,17, y en aquellas aplicaciones donde el grado requerido de miniaturización es mayor, los diseños presentarán una dimensión contando cuadros que oscile entre 1,5 y 3, inclusive. Para algunas realizaciones, se prefiere una curva con una dimensión contando cuadros de alrededor de 2. Para antenas muy pequeñas, que caben, por ejemplo, en un rectángulo de tamaño máximo igual a un vigésimo de la más larga longitud de onda operativa en espacio libre de la antena, la dimensión contando cuadros se calculará necesariamente con una cuadrícula más fina. En esos casos, la primera cuadrícula se tomará como una malla de 10 x 10 celdas iguales, mientras que la segunda cuadrícula se tomará como una malla de 20 x 20 celdas iguales, y luego D se calcula según la ecuación anterior. En el caso de paquetes pequeños con diseños planos, es decir, diseños donde la antena se dispone en una única capa sobre un sustrato de embalaje, se prefiere que la dimensión de la curva incluida en la geometría de la antena tenga un valor cercano a D = 2.

En general, para una frecuencia resonante dada de la antena, cuanto mayor sea la dimensión contando cuadros, mayor será el grado de miniaturización logrado por la antena. Una manera de realzar las capacidades de miniaturización de la antena según la presente invención es disponer los diversos segmentos de la curva del patrón de la antena de forma tal que la curva interseque al menos un punto de al menos 14 cuadros de la primera cuadrícula, con 5 x 5 cuadros o celdas encerrando la curva. Además, en otras realizaciones donde se requiere un alto grado de miniaturización, la curva cruza al menos uno de los cuadros dos veces dentro de la cuadrícula de 5 x 5, es decir, la curva incluye dos porciones no adyacentes dentro de al menos una de las celdas o cuadros de la cuadrícula.

La colocación de un sistema de antenas multiservicio en cierta posición del vehículo, tal como un espejo retrovisor exterior, es ventajosa por muchas razones. Por ejemplo, se mejora la recepción y transmisión de la señal. Además, la antena puede entregarse al fabricante de automóviles ya montada, mientras que la antena permanece oculta a fin de realzar la estética del vehículo.

Ciertas piezas del vehículo deben soportar difíciles condiciones mecánicas, tales como vibración, entornos húmedos y conexión difícil a tierra de componentes eléctricos. El sistema de antenas multiservicio revelado en el presente documento puede ayudar a superar los problemas asociados a la colocación de un montaje de sistema de antena multiservicio en entornos difíciles, debido bien a dificultades de montaje y / o bien condiciones físicas extremas tales como la vibración o la humedad. Por ejemplo, pueden incluirse las siguientes características en un sistema de antena multiservicio, que ayudan a superar los problemas asociados al montaje de la antena en entornos difíciles:

-integración de la antena de radio AM / FM y el sistema activo relacionado del mismo soporte físico (FR4 en este caso)

-el diseño de una pieza plástica para garantizar la protección impermeable de los componentes activos del sistema, la fijación y posición de las antenas con respecto a las otras piezas de los espejos, y para garantizar la ausencia de daños durante las manipulaciones de piezas,

-una descarga adecuada a tierra de las distintas antenas integradas en el espejo, para optimizar las prestaciones de la antena y reducir el ruido de interferencia debido a otros dispositivos,

-una correcta separación y posición en el mismo plano entre las antenas de radio y de teléfono, y

-la capacidad de integrar 3 servicios de antenas en el mismo espejo externo. Un aspecto de la invención se refiere a un montaje de sistema de antena multiservicio según la reivindicación 1, que comprende al menos una antena, en donde cada antena está soportada por un miembro de soporte.

Al menos una antena del montaje se coloca sobre una cara de una placa de circuitos impresos que está fijada a dicho miembro de soporte. Dicha placa de circuitos impresos está al menos parcialmente integrada dentro de dicho miembro de soporte.

Al menos una antena del montaje de sistema de antena está al menos parcialmente formada como una curva que rellena espacios o una curva de dimensión de cuadrícula, que presenta, preferiblemente, una dimensión contando cuadros o una dimensión de cuadrícula mayor que 1,5, o mayor que 1,9.

El montaje de sistema de antena multiservicio proporciona servicios de comunicación por radio, servicios de comunicación por teléfono, servicio de localización por GPS, o cualquier combinación de dichos servicios. Con ese fin, el montaje de antena puede comprender una segunda placa de circuitos impresos que incluye una antena de teléfono, que está soportada por dicho miembro de soporte y que está colocada perpendicularmente con respecto a dicha primera placa de circuitos impresos. Preferiblemente, dicha antena de teléfono es una antena de GSM de banda dual o una antena multibanda para la telefonía celular.

Otro aspecto de la invención se refiere a un montaje de espejo retrovisor para un

vehículo, que está convencionalmente formado por uno o dos espejos adosados a una caja protectora. El montaje de espejos incluye el objeto de montaje de sistema de antena multiservicio de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para completar la descripción, y a fin de proporcionar una mejor comprensión de la invención, se proporciona un conjunto de dibujos. Dichos dibujos forman parte integral de la descripción e ilustran una realización preferida de la invención, lo que no debería interpretarse como restricción del alcance de la invención, sino sólo como un ejemplo de cómo puede realizarse la invención. Los dibujos comprenden las siguientes figuras:

Figura 1: muestra una vista frontal esquemática de un objeto de montaje de espejo retrovisor de la invención.

Figura 2. – muestra una vista en perspectiva del montaje de sistema de antena multiservicio de la invención.

Figura 3. – muestra, en la figura 3a, una vista frontal y, en la figura 3b, una vista posterior del montaje de sistema de antena multiservicio cuando están presentes tanto la antena de radio como la antena de telefonía.

Figura 4. – muestra una vista posterior del montaje de sistema de antena multiservicio cuando sólo se usa la antena de radio.

Figura 5. – muestra una vista frontal de un montaje de sistema de antena multiservicio montado sobre una ménsula metálica de un montaje de espejo retrovisor.

Figura 6. – muestra, en la figura 6a, una vista detallada de la parte frontal inferior del montaje de sistema de antena multiservicio y, en la figura 6b, una vista detallada de la parte trasera inferior del mismo montaje.

Figura 7. – muestra, en la figura 7a, una vista frontal esquemática de la antena de AM / FM y, en la figura 7b, una vista frontal detallada de la misma antena.

9 Figura 8. – muestra un diagrama eléctrico del circuito electrónico de frecuencia de radio. Figura 9. – muestra una representación esquemática de la configuración de la antena de

teléfono.

Figura 10. – muestra una vista frontal de la antena del GPS montada dentro de un montaje de espejo retrovisor. Figura 11. – muestra ejemplos de curvas que llenan espacios conocidas en la tecnología

anterior. Figura 12. – muestra un ejemplo de una curva que llena espacios. Figura 13. – muestra una curva que llena espacios dentro de una primera cuadrícula. Figura 14. – muestra una curva que llena espacios dentro de una segunda cuadrícula. Figura 15. – muestra una curva que llena espacios dentro de una tercera cuadrícula. Figura 16. – muestra una curva que llena espacios dentro de una primera cuadrícula para

contar cuadros. Figura 17. – muestra una curva que llena espacios dentro de una segunda cuadrícula para contar cuadros.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA DE LA INVENCIÓN

La Figura 1 muestra una vista esquemática de un ejemplo de montaje de sistema de antena multiservicio integrado dentro de un montaje (15) de espejo. El montaje de sistema de antena multiservicio incluye una primera PCB (Placa de Circuitos Impresos) (1) que incluye un diseño de antena en base a una curva que llena espacios o de dimensión de cuadrícula (15011514) y un sistema activo (13) formado por un circuito de frecuencia de radio y componentes afines de protección de alimentación. Preferiblemente, la geometría de la antena incluirá un diseño basado en curvas de Hilbert, o al menos una curva con una dimensión contando cuadros,

o dimensión de cuadrícula, mayor que 1,5. En general, cuanto mayor sea la dimensión contando cuadros, o la dimensión de cuadrícula, mayor será la compresión del tamaño de la antena. En algunos casos, se preferirá una antena que incluya una curva con una dimensión mayor que 1,9.

Preferiblemente, la primera placa (1) de circuitos impresos brinda soporte tanto a la curva (1501-1514) que llena espacios como al sistema activo (13) relacionado. Puede hallarse, en otros casos, que estos dos elementos están separados. En el ejemplo propuesto, la curva que llena espacios, o de dimensión de cuadrícula, está optimizada para la recepción de FM.

El montaje de sistema de antena multiservicio comprende adicionalmente un cable coaxial

(2)

de salida de radio, un cable (3) de alimentación DC de radio a conectar con la salida de radio del vehículo, un cable (4) de antena diseñado para la optimización de recepción de LW (onda larga) y MW (onda media), un miembro (5) de soporte que consiste en un embalaje plástico diseñado para soportar la PCB de la antena de radio dentro del espejo y para garantizar protección impermeable. Este miembro (5) de soporte está montado sobre una ménsula interna

(14)

plástica o metálica. Alternativamente, el miembro (5) de soporte podría montarse sobre otra pieza interna del montaje de espejo, distinta a la ménsula interna (14).

En una realización preferida, el miembro (5) de soporte se dota sólo de la antena de radio. Sin embargo, en otras realizaciones, el montaje de sistema de antena multiservicio también puede incorporar un Sub-montaje de Telefonía Celular que comprende una antena de Teléfono sobre una segunda placa (6) de circuitos impresos, que recibe soporte del mismo embalaje moldeado, es decir, el miembro (5) de soporte que da soporte a la antena de radio.

En algunos casos, la misma PCB puede brindar soporte tanto a la antena que llena espacios, o de dimensión de cuadrícula, como al sistema activo relacionado y a la PCB de la antena de teléfono.

El sub-montaje de Telefonía Celular comprende adicionalmente una antena (7) de teléfono de GSM de banda dual (capa metálica de cobre y soporte plástico) o, alternativamente, una antena multibanda para telefonía celular y un cable coaxial (8) de salida de teléfono.

El montaje de sistema de antena multiservicio puede dotarse de un Sub-montaje de GPS, que comprende una antena (9) de GPS, un soporte metálico (10) de GPS para optimizar las prestaciones de la antena y un cable coaxial (11) de salida del GPS.

Todos los cables coaxiales de salida deberían descargar a tierra por una pieza metálica

(12) dentro del montaje de espejo que está conectado con la carrocería de un vehículo, por ejemplo, un coche, para evitar interferencias en bandas de AM (LW y MW). Preferiblemente, tal pieza metálica (12) será la ménsula interna (14) del montaje (15) de espejo.

Preferiblemente, las operaciones para el montaje de antena dentro del espejo y la guía del cable están sumamente controladas para evitar toda degradación de las prestaciones. Con este fin, entre otros, se ha diseñado una pieza plástica específica, que es el miembro (5) de soporte.

Con referencia ahora a la figura 2, el miembro (5) de soporte es un embalaje plástico diseñado para brindar soporte a la antena de radio sostenida sobre una cara de la primera PCB

(1) dentro del montaje (15) de espejo y para garantizar protección impermeable. Este embalaje podría estar hecho, a modo de ejemplo, de plástico ABS u otros materiales plásticos. La técnica de inyección usada para su fabricación puede ser la inyección convencional o la inyección sobremoldeada. Los ejemplos de funciones proporcionadas por este embalaje plástico incluyen:

-Protección impermeable a los componentes electrónicos -Protección contra manipulación en la línea de montaje del espejo -Estructura de fijación de las antenas en el soporte del espejo -Garantizar la colocación correcta de las PCB de la antena de teléfono y de Radio con respecto a

las otras piezas del espejo -Garantizar la colocación correcta de la antena de teléfono con respecto a la antena de radio. -Dar solidez a los cables soldados sobre las PCB. -Garantizar la guía coaxial de RF de la antena de Radio y Teléfono en el espejo, para evitar

desviaciones de parámetros e interferencias de la antena.

El montaje de antena de sistema multiservicio de la presente aplicación puede colocarse ventajosamente en los espejos retrovisores externos de vehículos motorizados, especialmente furgonetas o camiones. La Figura 10 muestra un ejemplo de tales espejos retrovisores. Componentes importantes de estos espejos son el brazo (16) (corto, medio, largo), el sistema

(17) de orientación del espejo (manual o motor eléctrico) y la ménsula metálica (14). Un aspecto de la presente invención se refiere a un vehículo que incluye el montaje de antena de sistema multiservicio.

La antena podría integrarse ventajosamente en el espejo derecho para la conducción en el lado izquierdo. También puede colocarse en el espejo izquierdo para la conducción en el lado derecho. Desde el punto de vista mecánico o eléctrico, la antena también podría haberse integrado en el otro espejo lateral. Esto presenta un alto nivel de estandarización, que ofrece la capacidad de instalación de antena independientemente de la estructura del coche: furgonetas de techo bajo o de techo alto, furgonetas de pasajeros, furgonetas de campamento o caravana, furgonetas especiales (ambulancia, policial, y de bomberos), etc... Para todos estos vehículos, el espejo externo se mantiene igual. De esta manera, el fabricante de coches no tiene que preocuparse más acerca de la instalación de la antena.

Entre todas las posibles realizaciones de la invención, algunas disposiciones ejemplares incluyen:

-Servicio de radio solamente -Radio más teléfono -Radio más teléfono más GPS

Otras combinaciones de servicios pueden incluir:

-Teléfono autónomo -Teléfono más GPS -GPS autónomo

Otros servicios (DAB, DTB, PCS1900, KPCS, CDMA, WCDMA, TDMA, UMTS, TACS, ETACS, SDARS, WiFi, WiMAX, UWB, Bluetooth, ZigBee) también podrían integrarse de la misma manera. Dos formas sobremoldeadas para el miembro (5) de soporte han sido diseñadas para tener en cuenta las dos opciones principales. Un miembro corto (5) de soporte, según se muestra en la figura 4 sólo para antena de radio, y un miembro más largo de soporte, según se muestra en la figura 3, para dar soporte a una antena de radio y a una antena de telefonía. Además, el miembro (5) de soporte está diseñado para brindar soporte a la antena de radio de la primera PCB (1) dentro del montaje (15) de espejo y para garantizar protección impermeable. Esta pieza se monta sobre la ménsula metálica interna (14).

La función original de esta ménsula metálica (14), representada en las Figuras 5 y 6, es brindar soporte a los motores eléctricos y a los cristales. Cuando se integra el montaje de sistema de antena multiservicio, estas piezas se usan para:

-Soporte de antenas (GPS, FM y GSM) para fijarlas. -Protección de antenas de LW y MW y FM contra interferencias irradiadas por cables térmicos y de motor.

-Descarga a tierra de los cables de radio, Teléfono y GPS para reducir interferencias. Para esto, ha de añadirse un conector específico (18) en cada cable coaxial (2, 8 y 11) de salida. Este conector se sujeta directamente sobre el coaxial y se atornilla a la ménsula (14).

De manera no limitadora, algunas disposiciones ventajosas en el diseño de la antena de FM podrían ser:

-Las placas de circuitos impresos están en paralelo.

-El material escogido para la PCB es de tipo FR-4 en este caso. Cualquier material dieléctrico (duro o flexible) que incluya una capa conductora también podría seleccionarse como el soporte físico de la antena y del sistema activo.

-La separación relativa entre la primera placa (1) de circuitos impresos y la ménsula metálica

(14) debería ser pequeña.

-Es preferible que el material plástico sobremoldeado no esté presente en la antena de FM que es parte de la PCB, para evitar pérdidas o desplazamiento de resonancia de la antena.

La recepción de AM puede lograrse por medio de un cable específico (4) separado del resto de la antena de radio. Los parámetros físicos y la guía del cable pueden optimizarse para adaptar el montaje de antena multiservicio a un espejo, para optimizar la recepción y minimizar las interferencias debidas a las piezas eléctricas del espejo (motores eléctricos en particular). Es ventajoso que la guía de AM siga la orientación según lo representado en la figura 7, es decir, que se coloque alrededor del borde de la primera placa (1) de circuitos impresos; sin embargo, pueden usarse otras orientaciones.

Un sistema activo (13) en AM puede introducirse a fin de correlacionar la impedancia de salida de la antena con la impedancia de entrada de la radio. Además, el sistema activo (13) puede diseñarse para reducir interferencias en AM. La introducción de un sistema activo (13), que se muestra en la figura 8, es conveniente para optimizar la transferencia de energía recibida por la antena de LW / MW a la entrada de radio. En FM, no se introduce ninguna amplificación, sino sólo una optimización de la correlación de impedancia entre la antena de FM y la entrada de radio. Sin embargo, la amplificación de FM podría introducirse fácilmente, sujeta a requisitos, sin modificar la configuración del sistema. La adaptación de impedancia de AM es realizada por un almacén temporal. Una etapa activa adicional del almacén temporal se incorpora para minimizar las interferencias debidas a otros.

La Figura 7 representa una posible disposición de la configuración de la antena de teléfono. La segunda placa de circuitos impresos (PCB) (8) en la cual está montada la antena lleva a cabo, entre otras, varias tareas:

La segunda placa (8) de circuitos impresos (PCB), o PCB de teléfono, se usa para:

-Dar soporte a la antena (7) -Adaptar la impedancia de la antena a 50 ohmios a través de una línea (19) de macrofranja. -Mejorar la eficacia de la antena mediante la introducción de una forma fractal en la descarga a

tierra de la PCB de la antena.

-El material escogido para la PCB es de tipo FR-4 en este caso. Cualquier material dieléctrico (duro o flexible) que incluya una capa conductora también podría seleccionarse para ser el soporte físico de la antena y del sistema activo.

Además, la antena (7) de teléfono se compone de dos elementos:

-Soporte plástico (20): función de solidez y soporte para el elemento metálico de la antena.

-Elemento metálico de la antena: diseñado para ser resonante al menos en las bandas de GSM900 y GSM1800. La forma geométrica de la antena se basa en las técnicas de serpenteo, a fin de mejorar los parámetros de la antena y reducir su tamaño. También podrían introducirse bandas adicionales de telefonía, a modo de ejemplo (AMPS, PCS, UMTS, estándares japoneses), usando la misma configuración.

Con respecto a la colocación de la antena del GSM, se prefieren las siguientes características: que la posición relativa de la segunda PCB (6) (PCB del teléfono) con respecto a la primera PCB (1) (PCB de la radio), según se muestra en las figuras 5 y 6, por ejemplo, debería ser coplanar, o al menos paralela. Si se integra en el mismo plano, entonces la misma PCB podría dar soporte a la antena que llena espacios, o de dimensión de cuadricula, y a su sistema activo relacionado, y a la PCB de la antena de teléfono. Se requiere un conector (18) a tierra en el cable (8) de RF de salida para reducir las interferencias. Este conector (18) está sujeto sobre el cable coaxial de salida y atornillado a la ménsula (14).

La antena (9) del GPS (figura 10) es un parche autónomo de microfranja que incluye, preferiblemente, un embalaje electrónico pre-amplificador e impermeable. La antena (9) del GPS 5 podría fijarse sobre la parte superior de la ménsula (14) del espejo, sobre el extremo superior de

un plano adicional de tierra para mejorar las prestaciones de recepción del GPS.

Una conexión GND a tierra en el cable de señal debería estar presente, a fin de evitar interferencias debidas a niveles de voltaje diferencial de GND en bandas de LW y MW: un 10 conector (18) a tierra se integra en el cable (11) de RF de salida para reducir las interferencias.

Este conector se sujeta sobre el cable coaxial de salida y se atornilla a la ménsula (14).

Realizaciones adicionales de la invención se describen en las reivindicaciones subordinadas adjuntas.

15 La invención, obviamente, no se limita a la(s) realización(es) específica(s) descrita(s) en el presente documento, sino que también abarca cualquier variación que pueda ser considerada por cualquier persona versada en la tecnología (por ejemplo, con respecto a la selección de materiales, dimensiones, componentes, configuración, etc.), dentro del alcance general de la

20 invención, según lo definido en las reivindicaciones.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Montaje de sistema de antena multiservicio caracterizado porque incluye al menos placas (1, 6) primera y segunda de circuitos impresos, teniendo cada placa de circuitos impresos al menos una antena sobre una de sus caras, en el cual el montaje de antena comprende adicionalmente un miembro (5) de soporte hecho de un material plástico adaptado para ser montado dentro de un espejo retrovisor (15) de un vehículo motorizado, y en el cual dichas placas primera y segunda de circuitos impresos están soportadas por dicho miembro (5) de soporte, por lo que se extienden sobre planos esencialmente paralelos, en el cual dicha primera placa (1) de circuitos impresos comprende una antena de radio FM conformada como una curva que llena espacios (1501-1514), en el cual dicha segunda placa (6) de circuitos impresos tiene una antena (7) de teléfono, en el cual al menos la primera placa de circuitos impresos incorpora al menos un componente electrónico, y en el cual dicho miembro (5) de soporte está sobremoldeado sobre dicha primera placa de circuitos impresos y sobre dicho(s) componente(s) electrónico(s), de forma tal que dicha primera placa de circuitos impresos esté al menos parcialmente integrada dentro de dicho miembro de soporte.

2. 2.

   Montaje de sistema de antena multiservicio según la reivindicación 1, en el cual dicha curva que llena espacios presenta una dimensión contando cuadros, o una dimensión de cuadrícula, mayor que 1,5, o mayor que 1,9.

3. 3.

   Montaje de sistema de antena multiservicio según la reivindicación 1 o 2, en el cual dicha curva está esencialmente conformada como una curva de Hilbert.

4. 4.

   Montaje de sistema de antena multiservicio según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual proporciona servicios de comunicación o de localización, seleccionados entre el grupo que comprende: i) servicio de comunicación por radio, ii) servicio de comunicación por teléfono, iii) servicio de localización por GPS y iv) cualquier combinación de i, ii y iii.

5. 5.

   Montaje de sistema de antena multiservicio según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual proporciona un servicio de comunicación seleccionado entre el grupo que comprende: DTB, PCS1900, KPCS, CDMA, WCDMA, TDMA, UMTS, TACS, ETACS, SDARS, WiFi, WiMAX, UWB, Bluetooth y ZigBee.

6. 6.

   Montaje de sistema de antena multiservicio según la reivindicación 1, en el cual dicha antena de teléfono es una antena de GSM de banda dual o una antena multibanda para telefonía celular.

7. 7.

   Montaje de espejo retrovisor para un vehículo motorizado, que incluye un montaje de sistema de antena multiservicio según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. 8.

   Montaje de espejo retrovisor según la reivindicación 7, en el cual dicho miembro de soporte está alojado dentro del montaje (15) del espejo retrovisor.

9. 9.

   Montaje de espejo retrovisor según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en el cual se incluye una antena del GPS.

10. 10.

    Montaje de espejo retrovisor según la reivindicación 9, en el cual la antena del GPS es una antena de parche de microfranja.

11. 11.

    Montaje de espejo retrovisor según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el cual el montaje de sistema de antena multiservicio se monta sobre una ménsula metálica interna de dicho montaje de espejo.

12. 12.

    Montaje de espejo retrovisor según la reivindicación 11, en el cual la antena del GPS está alojada dentro de un paquete impermeable, y en el cual dicho paquete está fijado a la ménsula metálica interna (14) de dicho montaje (15) de espejo.

13. 13.

    Montaje de espejo retrovisor según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, en el cual es un montaje de espejo retrovisor externo.

14. 14.

    Un vehículo que comprende un montaje de espejo retrovisor según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13.