一種用于在多個蜂窩頻帶上接收和／或發射射頻（ＲＦ）信號的天線被設置在非導電框上。該天線包括第一天線元件和第二天線元件。第一天線元件具有第一輻射元件和第二輻射元件，第一和第二輻射元件以對向關系被布置在一起以形成第一蝶形。第二天線元件與第一天線元件相間隔并且具有第三輻射元件和第四輻射元件，第三和第四輻射元件以對向關系被布置在一起以形成具有與第一蝶形不同尺寸的第二蝶形。第一跡線元件連接到所述第一和第三輻射元件并且在所述第一和第三輻射元件之間延伸，第二跡線元件連接到所述第二和第四輻射元件并且在所述第二和第四輻射元件之間延伸。該天線建立用于在多個蜂窩頻帶上雙帶工作的電磁耦合。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術一般地涉及用于在多個蜂窩頻帶上接收和/或發射射頻(RF)信號的天線。
技術介紹
車輛長期使用玻璃封閉車輛的駕駛艙而仍允許車輛駕駛員的能見度。玻璃一般以 一定角度布置以封閉駕駛艙。汽車玻璃一般是強化(或鋼化)玻璃或夾層玻璃，其通過將 兩個或多個窗格玻璃(pane)與塑料夾層結合在一起來生成。當被應用為車輛的窗時，玻 璃(例如汽車玻璃)的特性和該玻璃的成角度布置給天線與車輛的窗的有效集成帶來了困 難。汽車制造商對由與車輛的窗集成的天線引起的視覺障礙的程度有嚴格的要求。如本領 域中已知的，一個更嚴格的要求是設置在玻璃上的天線的置著區(footprint)禁止限制駕 駛員的能見度或視覺上阻擋大于大約IOOmmX IOOmm的面積。一些車輛設計沿著車輛的窗 的周邊使用黑色陶瓷。在這種情況下，當同樣將天線布置在窗的周邊上時，天線圖案相對不 易被駕駛員看見。然而，該布置限制了天線布置的靈活性和天線的潛在性能。天線與窗的這種集成改進了車輛的空氣動力學性能并且使車輛呈現美感舒適的 流線型外觀。用于接收RF信號的天線(例如由AM/FM地面廣播電臺發射的那些信號)的 集成已經是業界的主要關注點。然而，為了滿足客戶對車輛中無線通信應用的需求，該關注 點擴展到集成用于在蜂窩頻帶內發射和/或接收RF信號的天線。當前，存在使用不同蜂窩頻帶的若干無線通信應用。例如，在北美使用的兩個蜂窩 頻帶是先進移動電話服務(AMPS)(其范圍是從824到894MHz)和個人通信服務(PCS)(其 范圍是從1850到1990MHz)。為了兼容這些無線通信應用，車輛可以具有多個天線。多個天 線使車輛能夠在不同蜂窩頻帶中的每一個上發射和/或接收信號。用于在蜂窩頻帶上發射和/或接收RF信號的各種天線在本領域中是已知的。當 被應用到窗上時，這些天線類型中的一些是非共形的(non-conformal)(例如鞭形天線、桅 桿式天線或貼片天線)。在Bishop等人的美國專利6，429，819 (‘819專利)中公開了這種 天線的示例。‘819專利公開了設置在電介質襯底(例如印制電路板)的一側上的天線，該 天線包括第一天線元件和第二天線元件。接地層(ground plane)被設置為與第一天線元 件和第二天線元件基本平行并且與它們相間隔。第一天線元件是具有127mmX 127mm的矩 形形狀的導電片。第二天線元件包括兩個輻射元件，這兩個輻射元件被限定為第一天線元 件內的槽并且被布置形成蝶形。此外，‘819專利的天線包括背部天線元件，該背部天線元 件位于第二天線元件的邊界內并且被布置在電介質襯底的相對側上。第一天線元件提供在 第一蜂窩頻帶(范圍從880到960MHz)上的諧振，第二天線元件和背部天線元件提供在第 二蜂窩頻帶(范圍從1920到2170MHz)上的諧振。特別地，因為‘819專利的天線具有布置在電介質的兩側上的天線元件，所以當將 這種設計集成在汽車玻璃(例如強化玻璃)上時，會帶來制造上的困難。例如，可能需要 天線屏蔽器來保護第一天線元件和接地層或背部天線元件，以免暴露在車輛外面出現的潮 濕、風、灰塵等中。此外，‘819專利的天線具有比汽車制造商所期望的更大的、要與汽車玻璃集成的置著區。因此，期望開發與車輛的窗集成的改進的天線，該天線能夠在無線通信應用所要 求的不同的蜂窩頻帶中的每一個上發射和/或接收RF信號。此外，仍然有可能實現高性能 的天線，當與汽車窗集成時，該天線不產生實質性的視覺妨礙，也不改變車輛的美感外觀， 而仍然保持最佳的接收。
技術實現思路
本專利技術提供具有集成天線(即與窗集成的天線)的窗。本專利技術的集成天線實現在 第一頻帶和第二頻帶上的雙帶工作。該窗包括非導電框、第一天線元件、第二天線元件以及 第一跡線元件和第二跡線元件。第一天線元件被設置在非導電框上并且具有第一輻射元件和第二輻射元件。該第 一輻射元件和第二輻射元件以對向關系被布置在一起以形成第一蝶形。第二天線元件也被 設置在非導電框上。該第二天線元件與第一天線元件相間隔并且具有第三輻射元件和第四 輻射元件。與第一天線元件的第一輻射元件和第二輻射元件一樣，第二天線元件的第三輻 射元件和第四輻射元件以對向關系被布置在一起。這種對向關系形成與第一蝶形不同尺寸 的第二蝶形。當在第一蜂窩頻帶和第二蜂窩頻帶上發射和/或接收RF信號時，本專利技術的天線提 供優秀的性能特性。這些特性包括在第一頻帶和第二頻帶上的高輻射增益、高輻射效率和 較寬的帶寬。因為本專利技術的天線與窗集成，所以該天線與窗大致共形并且相對緊湊，占據窗 的相對小的面積，而當發射或接收蜂窩RF信號時，仍然提供高性能。此外，天線的布局和緊 湊的尺寸使它對駕駛員的能見度不產生影響，因此對美感和安全的妨礙最小。因此，本專利技術 的天線是汽車制造商和車輛駕駛員期望的。附圖說明當結合附圖考慮并且參照下述詳細的描述時，本專利技術的其他優勢變得更易明白理 解；其中圖1是具有設置在非導電框上的天線的車輛的透視圖；圖2是天線的一個實施例的透視圖，其示出了第一天線元件、第二天線元件、第一 跡線元件、第二跡線元件；圖3是用于向天線饋電(feeding)的替換實施例的透視圖；圖4是具有尺寸的天線的透視圖；圖5是天線的另一個實施例的透視圖，其中第一天線元件比第二天線元件小；圖6是圖示說明天線的第一實施例的Sll參數的量值(以dB為單位)的曲線圖；圖7是天線的又一個實施例的透視圖，其圖示說明布置在第一天線元件和第二天 線元件之間的一對調諧元件；以及圖8是天線的又一個實施例的透視圖，該天線包括布置在第一天線元件和第二天 線元件之間的多個調諧元件。具體實施例方式參照附圖，一般地顯示了具有用于在第一頻帶和第二頻帶上雙帶工作的集成天線 12的窗10，其中在所有這些視圖中相同的數字指示相同的部件。這個窗10可以是車輛14 的后窗(后車窗(backlite))(如圖1中所示)、前窗(擋風玻璃)或任何其他窗。也可以 在與車輛14完全無關的其他場合中實施集成天線12(下文中簡稱為天線12)，例如在建筑 物上或與無線電收發器集成，只要收發器包括非導電框16即可。窗10包括非導電框16。術語“非導電”指代下述材料例如絕緣體或電介質，當被 置于不同電勢的導體之間時，其僅允許與所施加的電壓同相的微小或可忽略的電流流過材 料。一般地，非導電材料具有ns/m(納西門子/米)量級的電導率。非導電框16優選是汽車玻璃，并且更優選是鈉鈣硅玻璃。雖然不要求，但是非導 電框16 —般地限定在1. 5mm和5. Omm之間的厚度，優選是3. 1mm。非導電框16 —般地也具 有在5和9之間且優選為7的相對電容率。然而，本領域技術人員應認識到，非導電框16 可以是由塑料、玻璃纖維或其他合適的非導電材料形成的，并且可以具有任何厚度和具有 任何相對電容率。優選實施例的非導電框16的相對電容率為7。因此，非導電框16影響天線12的 性能特性。應該理解，在非導電框16是非汽車玻璃的材料的替換實施例中，可以修改(或 調諧)天線12以獲得類似的性能。在優選實施例中，非導電框16被實施為至少一個窗格玻璃18。當然，窗10可以 包括多于一個的窗格玻璃18。本領域技術人員應認識到，汽車窗(尤其是擋風玻璃)可以 包括夾著聚乙烯醇本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種具有用于在第一頻帶和第二頻帶上雙帶工作的集成天線的窗，所述窗包括：非導電框；被設置在所述非導電框上并且具有第一輻射元件和第二輻射元件的第一天線元件，所述第一輻射元件和所述第二輻射元件以對向關系被布置在一起以形成第一蝶形；被設置在所述非導電框上并且與所述第一天線元件相間隔的第二天線元件，所述第二天線元件具有第三輻射元件和第四輻射元件，所述第三輻射元件和所述第四輻射元件以對向關系被布置在一起以形成具有與所述第一蝶形不同尺寸的第二蝶形；以及連接到所述第一輻射元件和所述第三輻射元件并且在所述第一輻射元件和所述第三輻射元件之間延伸的第一跡線元件以及連接到所述第二輻射元件和所述第四輻射元件并且在所述第二輻射元件和所述第四輻射元件之間延伸的第二跡線元件，這兩個所述跡線元件建立用于所述雙帶工作的電磁耦合。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：K李，W比利亞羅埃爾，N蘇里蒂科爾，J格迪，
申請(專利權)人：AGC汽車美洲研發公司，
類型：發明
國別省市：US
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