БОРТОВАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА С МОБИЛЬНОЙ РАДИОАНТЕННОЙ
ONBOARD DATA SYSTEM WITH MOBILE RADIO ANTENNA

Изобретение относится к бортовой информационной системе с антенной мобильной радиосвязи для регистрации по меньшей мере одного релевантного для транспортного средства параметра.
Бортовые информационные системы, в частности тахографы, приборы для регистрации дорожного сбора или так называемые Универсальные Бортовые Блоки, которые объединяют в себе функции тахографов и приборов для регистрации дорожного сбора, должны отвечать все более высоким техническим требованиям. В частности, связь такого прибора с устройством для приема сигнала мобильной радиосвязи открывает сегодня новые возможности применения, которые обеспечивают улучшение коммуникации между установленной в транспортном средстве, например в грузовом автомобиле, бортовой информационной системой и различными передатчиками или приемниками.
Такие устройства уже известны из уровня техники. Так, например, в ЕР 1538572 А2 раскрыт прибор для регистрации дорожного сбора, который может быть помещен в корпус цифрового тахографа и через модуль мобильной радиосвязи передавать данные на внешний приемник. Однако недостатком известного уровня техники является то, что хотя приемник мобильной радиосвязи может быть интегрирован в корпус бортовой информационной системы, однако антенна мобильной радиосвязи размещается, как правило, вне корпуса в другом месте транспортного средства, чтобы обеспечить достаточно сильный прием. Электропроводящие части корпуса могут влиять на антенну мобильной радиосвязи при приеме и передаче таким образом, что сила сигнала на ней будет слишком низкой. Размещение антенны мобильной радиосвязи вне корпуса также является недостатком, поскольку помимо ее закрепления необходимо создать проводное или беспроводное соединение между нею и размещенным в корпусе бортовой информационной системы модулем мобильной радиосвязи. Чтобы встроить антенну мобильной радиосвязи во внутреннее пространство транспортного средства, она не должна иметь слишком больших габаритов и должна показывать очень хорошую мощность передачи и приема, которая не уменьшается другими конструктивными элементами.
В основе изобретения лежит задача создания бортовой информационной системы, которая исключала бы названные недостатки.
Эта задача решается, согласно изобретению, посредством бортовой информационной системы с признаками независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения охарактеризованы признаками зависимых пунктов формулы изобретения.
Предложенная бортовая информационная система, выполненная для регистрации по меньшей мере одного релевантного для транспортного средства параметра, включает в себя встраиваемый во внутреннее пространство транспортного средства корпус, модуль мобильной радиосвязи и антенну мобильной радиосвязи, причем последняя размещена в углублении корпуса. При этом излучающая поверхность антенны мобильной радиосвязи отстоит от корпуса.
Углубление служит для размещения антенны мобильной радиосвязи таким образом, что ее кромки не выступают из углубления, а достигается расположение максимально заподлицо с остальным корпусом. Антенна мобильной радиосвязи позиционирована, тем самым, с одной стороны, на корпусе бортовой информационной системы, так что за счет ее размещения в углублении корпуса образуется компактный блок, легко встраиваемый во внутреннее пространство транспортного средства. С другой стороны, за счет того, что излучающая поверхность отстоит от корпуса, характеристика излучения и приема антенны мобильной радиосвязи достаточно хорошая для обеспечения еще достаточной мощности даже при монтаже во внутреннем пространстве транспортного средства.
По сравнению с известными из уровня техники бортовыми информационными системами предложенное решение дает преимущество объединения всех необходимых для приема сигнала мобильной радиосвязи компонентов в одном корпусе, так что получаемый блок может легко и быстро встраиваться в транспортные средства и демонтироваться, а антенну мобильной радиосвязи больше не приходится позиционировать в другом месте транспортного средства.
В одном предпочтительном варианте предусмотрено, что электропроводящий компонент корпуса бортовой информационной системы и излучающая поверхность антенны мобильной радиосвязи могут иметь расстояние друг от друга по меньшей мере 50% общей высоты антенны мобильной радиосвязи. В особенно предпочтительном варианте расстояние излучающей поверхности антенны мобильной радиосвязи до электропроводящего компонента корпуса составляет по меньшей мере 100% общей высоты антенны мобильной радиосвязи. За счет этого расстояния, составляющего по меньшей мере 50% общей высоты антенны мобильной радиосвязи, последняя может быть компактно установлена вместе с корпусом, поскольку габариты поддерживаются небольшими, однако имеется достаточное расстояние до электропроводящих компонентов корпуса, которые негативно влияют на мощность антенны мобильной радиосвязи.
В другом предпочтительном варианте предусмотрено, что антенна мобильной радиосвязи может быть выполнена в виде плоской перевернутой F-образной (PIFA) антенны. PIFA-антенна имеет, как правило, плоскую конструктивную форму, состоящую из излучающей поверхности и, в основном, параллельной ей массовой поверхности, которые соединены между собой посредством короткозамкнутого соединения, а также содержит питающий провод для излучающей поверхности. Такие антенны имеют очень хорошую мощностную характеристику при низкой стоимости изготовления и монтажа, и в то же время распространенные габариты такой антенны подходят для встраивания во внутреннее пространство транспортного средства. За счет выбора антенны мобильной радиосвязи такого типа можно достичь ее простого размещения в углублении, поскольку, с одной стороны, антенна мобильной радиосвязи может изготавливаться соответственно небольших габаритов, а, с другой стороны, можно легко регулировать расстояние между ее излучающей поверхностью и корпусом.
Для улучшения характеристики излучения и приема антенны мобильной радиосвязи она может быть размещена на внешней стороне корпуса. Особенно предпочтительно антенна мобильной радиосвязи может быть соединена непосредственно с корпусом.
Углубление для размещения антенны мобильной радиосвязи имеет предпочтительным образом, в основном, закрытую поверхность. Благодаря этому помимо повышенной механической прочности за счет сплошной поверхности корпуса достигается также то, что антенна мобильной радиосвязи может быть легко смонтирована на корпусе. В качестве альтернативы этому на поверхности корпуса для углубления может быть выполнено отверстие.
Особенно предпочтительным образом антенна мобильной радиосвязи может иметь габариты, которые меньше или равны габаритам гнезда в корпусе. Таким образом, можно достичь того, что антенна мобильной радиосвязи будет располагаться заподлицо с корпусом, не влияя на его габариты.
В другом предпочтительном варианте предусмотрено, что основание антенны мобильной радиосвязи может быть соединено с электропроводящей частью корпуса. Основание антенны мобильной радиосвязи, выполненное в виде ее неизлучающей части, может быть, тем самым, очень хорошо соединено плашмя с электрической массой корпуса, в результате чего антенна мобильной радиосвязи может проявить свою полную мощность. Поверхность прилегания основания к корпусу и само основание особенно предпочтительным образом могут иметь приблизительно одинаковую величину, что обеспечивает особенно компактное позиционирование. В этом случае предпочтительным является закрепление антенны мобильной радиосвязи непосредственно на корпусе, поскольку за счет этого не происходит поглощения мощности антенны корпусом.
Предпочтительным образом антенна мобильной радиосвязи может быть размещена на стороне корпуса, обращенной, после встраивания, от внутреннего пространства транспортного средства. За счет этого на обращенной к внутреннему пространству транспортного средства стороне корпуса создается место для блока управления, причем одновременно встраивается антенна мобильной радиосвязи.
Особенно предпочтительным образом корпус может содержать крышку из диэлектрического материала, например пластика. За счет этого корпус защищен от механического повреждения, однако в то же время диэлектрический материал гарантирует отсутствие экранирования проводящим материалом. В частности, антенна мобильной радиосвязи может быть защищена такой крышкой без снижения мощности излучения и приема. В то же время за счет крышки она и корпус располагаются заподлицо, образуя тем самым компактный блок, который может быть легко встроен без помех со стороны выступающих частей или кромок.
В другом предпочтительном варианте предусмотрено, что корпус может быть встроен в нишу с габаритами по стандарту ИСО 7736. За счет этого корпус соответствует стандартному размеру для встраивания в консоль транспортного средства, например в радионишу. Корпус бортовой информационной системы просто и без проблем встраивается тем самым в модели различных изготовителей.
В одном предпочтительном варианте предусмотрено, что антенна мобильной радиосвязи может быть соединена с кабелем, в частности коаксиальным кабелем, причем кабель может быть пропущен в корпус через выполненный в основании антенны мобильной радиосвязи канал. Таким образом, без изменения ее геометрии можно создать надежное соединение между антенной мобильной радиосвязи и другими расположенными в корпусе конструктивными элементами.
Особенно предпочтительным образом бортовая информационная система с названными признаками может использоваться в транспортном средстве, в частности, в виде цифрового тахографа и/или прибора для регистрации дорожного сбора, причем в случае комбинации признаков тахографа и прибора для регистрации дорожного сбора можно говорить об универсальном бортовом блоке. За счет этого достигается техническое усовершенствование этих приборов.
Примеры осуществления изобретения поясняются ниже со ссылкой на чертежи, на которых изображено следующее:
фиг. 1 - перспективный вид сзади корпуса бортовой информационной системы с углублением;
фиг. 2 - антенна мобильной радиосвязи для интеграции в бортовую информационную систему;
фиг. 3 - соответствующий фиг. 1 вид корпуса бортовой информационной системы с интегрированной антенной мобильной радиосвязи;
фиг. 4 - сечение корпуса параллельно задней стороне бортовой информационной системы с интегрированной антенной мобильной радиосвязи;
фиг. 5 - другое сечение корпуса перпендикулярно задней стороне бортовой информационной системы с интегрированной антенной мобильной радиосвязи;
фиг. 6 - соответствующий фиг. 1 вид корпуса бортовой информационной системы с интегрированной антенной мобильной радиосвязи и крышкой для нее;
фиг. 7 - перспективный вид спереди корпуса бортовой информационной системы с интегрированной антенной мобильной радиосвязи и крышкой.
На фиг. 1 в перспективном виде сзади изображен корпус 1 предложенной бортовой информационной системы, т.е. показанная сторона корпуса 1 после встраивания обращена от внутреннего пространства транспортного средства или закрыта монтажной нишей. В данном случае бортовая информационная система представляет собой цифровой тахограф, однако она может быть выполнена в виде традиционного тахографа, прибора для регистрации дорожного сбора или универсального бортового блока. Она может встраиваться в различные типы транспортных средств, а именно как в легковые, так и в грузовые автомобили.
Габариты корпуса 1 выбраны по стандарту ISO 7736 или DIN 754 90, что обеспечивает без проблем встраивание в ниши, например в радионишу панели приборов транспортного средства, при большом числе моделей различных изготовителей. Корпус 1 состоит из проводящего материала, в данном случае металла, и имеет углубление 3 на верхней стороне 13 внешней стороны 7. В качестве альтернативы, корпус 1 может состоять также из электронепроводящего материала. Высота 18 корпуса составляет в данном примере 50 мм.
В зоне углубления 3 корпус 1 имеет соединенную за одно целое с ним сплошную поверхность. Углубление 3 имеет расположенную параллельно верхней стороне 13 корпуса 1 поверхность опоры 17 для основания антенны мобильной радиосвязи, которая соединена с верхней стороной 13 корпуса 1 скошенными боковыми сторонами. Углубление 3 имеет скошенные грани, чтобы обеспечить достаточное расстояние между антенной мобильной радиосвязи и корпусом 1. С другой стороны, за счет скошенных граней внутри корпуса 1 возникает дополнительное место для встраивания других модулей или конструктивных элементов. Боковые стороны расположены под углом 45°, однако возможны и другие углы, преимущественно в диапазоне 30-60°. В данном случае углубление 3 находится на краю корпуса 1, однако оно может находиться также посередине него. Углубление 3 может быть выполнено также в форме прямоугольного параллелепипеда, т.е. не иметь скошенных боковых сторон или в качестве альтернативы иметь по меньшей мере с одной стороны одну скошенную боковую сторону, а по меньшей мере с одной другой стороны - прямоугольную боковую сторону. Также в рамках изобретения возможно выполнение в качестве углубления 3 отдельного выреза в корпусе 1 в виде отверстия, причем в этом случае антенна мобильной радиосвязи размещается в соответствующем углублении.
Бортовая информационная система включает в себя, кроме того, модуль мобильной радиосвязи, который на фиг. 1 не виден, поскольку он находится внутри корпуса 1 и закрыт им. Углубление 3 выполнено на верхней стороне 13 корпуса 1, однако может быть выполнено также на нижней стороне (не видна). Поверхность углубления 3 выполнена закрытой, причем поверхность опоры 17 антенны мобильной радиосвязи имеет те же размеры, что и основание антенны мобильной радиосвязи, однако размеры могут быть также больше ее основания. Антенна мобильной радиосвязи размещена на обращенной после монтажа от внутреннего пространства транспортного средства стороне, обеспечивая встраивание на передней стороне элементов индикации и контроля, однако углубление 3 для антенны мобильной радиосвязи может быть выполнено в любом положении корпуса 1, т.е. также на обращенной к внутреннему пространству транспортного средства стороне.
Углубление 3 имеет ввод 14, посредством которого размещенная в нем антенна мобильной радиосвязи может быть соединена с интегрированными внутри корпуса 1 конструктивными элементами. Кроме того, углубление 3 имеет по меньшей мере один паз 15 для соединения крышки 9 на нем. В примере на фиг. 1 для лучшего закрепления предусмотрены несколько пазов 15. Пазы 15 предназначены для размещения фиксирующих язычков крышки 9, однако для закрепления крышки 9 на корпусе 1 может быть предусмотрено также резьбовое соединение. Расстояние между пазами 15 составляет максимум 50 мм во избежание длинных кромок, поскольку эти кромки могут действовать как антенна и тем самым нарушать прием антенной 2 мобильной радиосвязи.
Помимо упомянутых пазов 15 и ввода 14 корпус 1 имеет по меньшей мере одно отверстие 16 для закрепления корпуса 1 на крепежном устройстве во внутреннем пространстве транспортного средства, например, посредством болта, или для электрического контактирования с другими расположенными во внутреннем пространстве транспортного средства конструктивными элементами.
На фиг. 2 изображен пример выполнения антенны 2 мобильной радиосвязи. Одинаковые элементы на фиг. 2 и на последующих фигурах обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Антенна 2 мобильной радиосвязи выполнена в виде PIFA-антенны. При этом излучающая поверхность 4 электрически соединена с основанием 8 посредством соединительного элемента 12, служащего в качестве короткозамкнутого провода. Излучающая поверхность 4 и основание 8 расположены параллельно друг другу, а их общая высота 6 образована расстоянием между верхней стороной излучающей поверхности 4 и нижней стороной (не показана) основания 8. Антенна 2 мобильной радиосвязи изготовлена из электропроводящего материала, в частности металла. Помещаемая в углубление 3 антенна мобильной радиосвязи может быть реализована также в другом конструктивном исполнении, например в виде патч-антенны.
В качестве питающего провода или для соединения с модулем мобильной радиосвязи или с другими модулями, которые могут быть размещены в корпусе 1, антенна 2 мобильной радиосвязи содержит кабель 10, в данном случае коаксиальный кабель, который пропущен через выемку 11 в ее основании 8. Кабель 10 может быть спаян, свинчен с антенной 2 мобильной радиосвязи или зажат на ней, в частности на соединительном элементе 12 или излучающей поверхности 4.
На поверхности углубления 3 выполнен соответствующий выемке 11 ввод 14 для кабеля 10. Выемка 11 может представлять собой отверстие в основании 8. Диаметр гнезда 11 лишь незначительно больше диаметра кабеля 10 и меньше или равен диаметру ввода 14. Если диаметр ввода 14 больше диаметра гнезда 11, то штекер антенны может быть вставлен к концу кабеля 10. За счет этого конструктивного исполнения повышается мощность антенны 2 мобильной радиосвязи, в то время как кабель 10 почти полностью заполняет лишь незначительно большее гнездо 11, в результате чего не происходит негативного влияния на мощность, поскольку не заполненная кабелем 10 часть гнезда 11 закрыта основанием 8.
Антенна 2 мобильной радиосвязи подходит для приема различных сигналов мобильной радиосвязи, например сигналов стандартов GSM, GPRS, UMTS или других стандартов. Габариты антенны 2 мобильной радиосвязи меньше или равны габаритам углубления 3. За счет этого антенна 2 мобильной радиосвязи не выступает из корпуса 1, благодаря чему ее легче встроить во внутреннее пространство транспортного средства.
На фиг. 3 антенна 2 мобильной радиосвязи из фиг. 2 размещена на внешней стороне 7 корпуса 1 бортовой информационной системы из фиг. 1 в углублении 3. Основание 8 антенны 2 мобильной радиосвязи плашмя соединено с внешней стороной 7 корпуса 1, что обеспечивает массовое соединение между служащим в качестве массовой поверхности антенны 2 мобильной радиосвязи ее основанием 8 и массовой поверхностью корпуса 1, образованной его электропроводящей внешней стороной 7. Кабель 10 пропущен через выемку 11 и ввод 14 внутрь корпуса 1. Соединение антенны может осуществляться клепкой, пайкой, винтами или клеем. Габариты антенны 2 мобильной радиосвязи меньше или равны габаритам углубления 3. Таким образом, даже с интегрированной антенной 2 мобильной радиосвязи корпус 1 может быть встроен в нишу с габаритами по ISO 7736 или DIN 75490.
Верхняя сторона излучающей поверхности 4 находится на одной высоте с верхней стороной 13 корпуса 1 или чуть ниже нее. Излучающая поверхность 4 антенны 2 мобильной радиосвязи расположена на расстоянии 5 от поверхности углубления 3. Расстояние 5 составляет в данном случае примерно 100% общей высоты 6 антенны 2 мобильной радиосвязи, так что ничто не мешает ее излучению, которое одинаково по величине на продольной и поперечной сторонах излучающей поверхности 4. Однако расстояние 5 необязательно должно быть одинаковым со всех сторон, если названное минимальное расстояние не меньше. Таким образом, достигается более широкое многообразие в отношении интеграции дополнительных модулей во внутреннее пространство корпуса 1.
Основание 8 закрывает своей поверхностью ввод 14 в корпусе 1, что не снижает мощности антенны 2 мобильной радиосвязи из-за большего по сравнению с диаметром выемки 11 диаметра ввода 14.
Также в случае иных форм углубления 3, например, выреза в корпусе 1, важно, чтобы излучающая поверхность 4 антенны 2 мобильной радиосвязи, с одной стороны, не выдавалась за габариты корпуса 1, чтобы обеспечить простое встраивание, а, с другой стороны, отстояла на достаточное расстояние 5 от электропроводящей части корпуса 1 и была позиционирована как можно ближе к его внешней стороне 7. Таким образом, при компактной конструкции достигается соответственно хорошая характеристика передачи и приема антенны 2 мобильной радиосвязи. Эти условия должны быть реализованы независимо от ее конструктивного исполнения, т.е., например, при использовании патч-антенны ее излучающая поверхность 4 также должна отстоять на расстояние 5 от электропроводящих частей корпуса 1 и обеспечивать расположение заподлицо с ним.
На фиг. 4 изображено сечение корпуса 1 параллельно его задней стороне. Кабель 10 соединен с антенной 2 мобильной радиосвязи и пропущен через выемку 11 в основании 8 антенны 2 мобильной радиосвязи и ввод 14 внутрь корпуса 1. Углубление 3 имеет скошенные боковые стороны, чтобы обеспечить расстояние 5, которое, как уже упомянуто, составляет примерно 100% общей высоты 6 антенны 2 мобильной радиосвязи, между излучающей поверхностью 4 и корпусом 1. Основание 8 антенны 2 мобильной радиосвязи закреплено на поверхности углубления 3 заподлицо с ним. Габариты основания 8 и поверхности его прилегания к углублению 3 имеют, в основном, одинаковую величину. За счет этого можно реализовать хорошее контактирование при небольшой занимаемой площади.
Дополнительно антенна 2 мобильной радиосвязи защищена от механического повреждения крышкой 9. Последняя имеет фиксирующие язычки, которые вставляются в гнезда 15 и фиксируются в них. За счет этого можно создать надежное соединение, причем крышка 9 может быть также легко снята. В качестве альтернативы возможно также закрепление крышки 9 с помощью винтов, магнитов, клея, заклепок или других средств. Также остальной корпус 1 может быть защищен от механического повреждения крышкой.
Крышка 9 изготовлена из диэлектрического, т.е. непроводящего или лишь слабо проводящего материала, в данном случае из пластика, чтобы предотвратить негативное влияние на характеристику передачи и приема антенны 2 мобильной радиосвязи. В данном примере крышка 9 касается излучающей поверхности 4 антенны 2 мобильной радиосвязи, однако можно также оставить между обеими деталями промежуток. Крышка 9 продолжает заподлицо верхнюю сторону 13 корпуса 1, в результате чего образуется плоская поверхность, однако крышка 9 может располагаться также ниже его верхней стороны 13, в результате чего между нею и крышкой 9 образуется уступ или скос. За счет этого образуется имеющий, в основном, форму прямоугольного параллелепипеда корпус 1 с крышкой 9, который легко устанавливается и извлекается.
На фиг. 5 изображено сечение корпуса 1 перпендикулярно его задней стороне. Также здесь расстояние 5 между излучающей поверхностью 4 и корпусом 1, в частности его электропроводящим компонентом, составляет около 100% общей высоты 6 антенны 2 мобильной радиосвязи.
Кабель 10 находится в непосредственном контакте с соединительным элементом 12 между излучающей поверхностью 4 и основанием 8 и пропускается через выемку 11 в соединительном элементе 12 внутрь корпуса 1. Крышка 9 закрывает все углубление 3 вместе с антенной 2 мобильной радиосвязи и обеспечивает тем самым примыкание заподлицо к внешней стороне 13 корпуса 1.
На фиг. 6 корпус 1 бортовой информационной системы изображен в той же перспективе, что и на фиг. 1. Антенна 2 мобильной радиосвязи скрыта под крышкой 9. Последняя беспечивает примыкание заподлицо к корпусу 1, так что даже с крышкой 9 габариты подходят для встраивания в нишу по ISO 7736 или DIN 75490. При встраивании в нишу панели приборов транспортного средства расстояние между антенной 2 мобильной радиосвязи и другими электропроводящими частями других встраиваемых приборов, которые могут закрывать ее (например, радиоприемник), должно составлять по меньшей мере 20 мм, чтобы можно было принимать и передавать сигналы достаточной силы.
На фиг. 7 изображена передняя сторона корпуса 1 из фиг. 6, т.е. обращенная после встраивания к внутреннему пространству транспортного средства сторона. С помощью такого корпуса 1 с интегрированной антенной 2 мобильной радиосвязи можно, не устанавливая дополнительные модули или внешние антенны, получить компактный и подходящий для встраивания в транспортные средства различных типов корпус 1. Кроме того, за счет стандартных размеров замену можно осуществить просто и быстро.