Continental und Kathrein entwickeln ein intelligentes Antennenmodul mit dem die Verkabelung vereinfacht, Bauraum reduziert und die Signalqualität verbessert wird. Das neue Modul ersetzt die bislang im Fahrzeug verstreuten Einzelantennen.
Das intelligente Antennenmodul integriert in einer Einheit die Antennen für die drahtlose Kommunikation zwischen Fahrzeug und Infrastruktur, die Antennen für den Fahrzeuginnenraum sowie die zugehörige Sende- und Empfangselektronik. Ein Modul ermöglicht Dienste wie Telefon, GPS, Funkfernbedienung, Reifendruckkontrolle, WLAN, Radio, TV oder die künftige Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation. Ein digitaler Bus verbindet das Antennenmodul mit den Steuergeräten im Fahrzeug, welche die Daten verarbeiten und Anwendungen für den Autofahrer bereitstellen.
Mit diesem Konzept aus einer Hand lösen Continental und Kathrein, ältester Antennenhersteller der Welt, einige aktuelle Herausforderungen kabelloser, mobiler Kommunikation: Das intelligente Antennenmodul reduziert die Komplexität, senkt die Systemkosten und verbessert die Leistungsfähigkeit. Da die Elektronik direkt an den Antennen platziert ist, fällt der Verkabelungsaufwand deutlich geringer aus als bisher. Statt bis zu zehn Koaxialkabel an die Antennen zu führen reicht künftig im Idealfall eine Datenbusverbindung zum Transport der Empfangs- und Sendedaten zwischen dem Antennenmodul und Endgeräten. Das Konzept ist hoch skalierbar. Je nach Wunsch des Automobilherstellers sind auch beliebige Mischformen aus Koaxial- und Datenbusverbindung möglich. So entfallen Kabel, Steckverbinder und aufwändige Zwischenverstärker. Dieser geringere Komponentenbedarf summiert sich zu einem beachtlichen Kosten- und Gewichtsvorteil.
Gleichzeitig verbessert das Antennenmodul die Leistungsfähigkeit: Die heute durch Koaxialleitungen verursachten Dämpfungsverluste werden durch die digitale Busverbindung vollständig vermieden. Die für Störungen empfindliche analoge Übertragungskette ist nun in einem Gehäuse zusammengeführt und gegen unerwünschte elektromagnetische Einflüsse abgeschirmt.
Bisher sind die Funkempfänger und -sender auf viele Steuergeräte verteilt. Daraus resultiert heute in mehrfacher Hinsicht eine hohe Komplexität. Zum einen ist die Nutzung einer Information durch mehrere Anwendungen in verschiedenen Steuergeräten aufwändig: Wird die Ortsinformation des GPS-Signals beispielsweise sowohl für ein Navigationssystem als auch für ein Notrufsystem (eCall) benötigt, so werden heute typischerweise zwei GPS-Empfänger und -Antennen benötigt. Schließlich ist heute noch nicht jedes Fahrzeug mit Navigationssystem notwendigerweise auch mit Notrufsystem bzw. umgekehrt ausgestattet. Das intelligente Antennenmodul stellt diese Information allen Anwendungen zentral über den Datenbus zur Verfügung und es wird nur ein GPS-Empfänger benötigt.
Da die meisten Dienste länderspezifische Frequenzen nutzen, ergeben sich bisher in vielen Steuergeräten mit Funkelektronik länderspezifische Varianten. Diese können zukünftig auf nur noch eine Einheit, das Antennenmodul, verlagert werden. In gleicher Weise wird die sogenannte Lifecycle-Problematik entschärft: Die sich insbesondere durch die Unterhaltungselektronik bedingt schnell ändernden Funkstandards und Übertragungsverfahren müssen nur in der speziell dafür ausgelegten Antennenelektronik umgesetzt werden. Die bisherige komplexe und kostspielige Änderung und anschließende Freigabe von mehreren Steuergeräten, die noch viele andere Bausteine enthalten, entfällt. Außerdem ist aus Sicht der Automobilhersteller der Koordinierungsaufwand geringer, da nur noch ein Entwicklungspartner – der für das Antennenmodul – die Elektronik an neue Standards anpasst.
Darüber hinaus ermöglicht das intelligente Antennenmodul den Energieverbrauch von Klimaanlagen mit Hilfe von so genannter Klimaschutzverglasung zu senken, ohne dabei die Funksysteme zu beeinträchtigen. Die Aufheizung des Fahrzeuginnenraumes wird durch infrarotreflektierende, metallisierte Scheiben verringert, was zu einem niedrigeren Energieverbrauch der Klimaanlage und geringeren CO2-Emissionen führt. Im Falle von Elektrofahrzeugen reduziert der Klimaanlagenbetrieb die Reichweite deutlich, so dass metallisierte Scheiben von besonderem Nutzen sind. Metallisierte Scheiben dämpfen die ein- und ausgehenden elektromagnetischen Wellen jedoch erheblich. Hier hilft das intelligente Antennenmodul weiter. Funksignale innerhalb des Fahrzeugs werden mit den internen Antennen gesendet und empfangen, Signale von und nach außen laufen über die externen Antennen.
Das intelligente Antennenmodul integrieren die Partner Continental und Kathrein im Bereich Dachhaut, an die Heckscheibe oder in den Kofferraumdeckel. Mit heutigen Elektronikarchitekturen wären die künftigen modernen Dienste im Auto nur zu hohen Kosten realisierbar. Das intelligente Antennenmodul ermöglicht durch seine Offenheit für verschiedene Funktechnologien, dass der Automobilhersteller jeweils die gewünschten Techniken zu günstigen Preisen in das System integrieren kann. Der Nutzer profitiert von geringen Betriebskosten, da jeweils die situationsbedingt geeignete Technik zum Einsatz kommt. Beispielsweise nutzt das intelligente Antennenmodul bei stehendem Fahrzeug – etwa in der Innenstadt – für eine Internetverbindung vom eigenen Laptop oder PDA das kostengünstige WLAN anstatt einer kostenintensiven UMTS-Verbindung.
Die Kooperation mit Kathrein erschließt die Kernkompetenzen beider Unternehmen in idealer Weise: Continental bringt in das gemeinsame Entwicklungsteam Know-how zur digitalen Hard- und Software sowie zur Systemarchitektur und -integration ein. Kathrein als Weltmarktführer für Antennen – übernimmt die Entwicklung der Antennen und analogen Elektronik, ergänzt von Continental – die bei Antennenstrukturen für schlüssellose Zugangskontroll- und Startsystemen sowie Reifendruck-Systemen Weltmarktführer ist.
Derzeit arbeiten Continental und Kathrein mit zwei Kunden an der Serienentwicklung eines intelligenten Antennenmoduls. Zwei weitere Projekte befinden sich in der Vorentwicklung. Mit diesem Entwicklungsstand haben Continental und Kathrein ein Alleinstellungsmerkmal im Wettbewerb. In wenigen Jahren können die ersten intelligenten Antennenmodule Autos in die vernetzte Welt zuverlässig einbinden. Dann wird „Always On“ nicht nur in allen anderen Lebensbereichen, sondern auch im Auto Einzug halten und die Fahrt sicherer und umweltfreundlicher machen.
