CN101611514B - 移动宽带天线 - Google Patents

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CN101611514B CN200880005033.8A CN200880005033A CN101611514B CN 101611514 B CN101611514 B CN 101611514B CN 200880005033 A CN200880005033 A CN 200880005033A CN 101611514 B CN101611514 B CN 101611514B
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/30Combinations of separate antenna units operating in different wavebands and connected to a common feeder system
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3275Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted on a horizontal surface of the vehicle, e.g. on roof, hood, trunk

Abstract

在各种示例性实施方式中,宽带天线组件包括模压单极天线杆,该天线杆具有结合至单个馈源的两个或更多个导体。这些导体在该单个馈源的连接点上方的预定高度处相结合。在这些导体之间还具有预定间隔。

Description

移动宽带天线
技术领域
本公开涉及天线,更具体地涉及用于与移动平台一起使用的宽带单极天线,这样的天线可安装至汽车或车辆的车顶、引擎罩、行李箱盖等。
背景技术
该部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息,有可能并不构成现有技术。
利用蜂窝电话通信是个人远程通信中日益增长的部分。各种蜂窝网络设置就位以允许在例如不同蜂窝电话用户之间进行通信。然而,随着蜂窝通信的增多,网络供应商研制出不同的操作标准,尤其是指扩展到不同无线频带的操作。例如,高级移动电话系统(AMPS)在800兆赫(MHz)频带中操作。全球移动通信系统(GSM)在欧洲通常在900MHz和1800MHz频带中操作,而在美国通常在850MHz和1900MHz频带中操作。个人通信服务(PCS)在1900MHz频带中操作。通用移动通信系统(UMTS)对于上行链路在1900MHz至1980MHz频带中操作,对于下行链路在2110MHz和2170MHz频带中操作。
使车辆中可应用蜂窝通信非常重要。为了实现这一点,可将具有一个或多个天线的天线系统安装至汽车的大致平坦的和/或金属的表面(例如车顶、引擎罩、行李箱等)上,以接收不同的蜂窝频率并使蜂窝电话用户能与例如其它蜂窝电话用户通信。不过,通常为了使用户接收不止一个频带(例如,基于不止一个网络标准等),天线系统包括构造成接收一个或多个期望频带的多个天线。
发明内容
根据本公开的各个方面,提供了适用于与移动平台一起使用的模压单极宽带天线的示例性实施方式。在一个示例性实施方式中,模压单极天线杆具有结合至单个馈源的两个或更多个导体。这些导体在所述单个馈源的连接点上方的预定高度处相结合。在这些导体之间还具有预定间隔。
另一示例性实施方式提供一种天线组件,该天线组件用于安装至车体壁,在该天线组件安装至该车体壁之后,该车体壁可作为该天线组件的大的电接地平面。该天线组件大体上包括模压金属单极天线杆。该天线杆可包括第一导体,该第一导体被调节至至少一个电谐振频率,用于在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内操作。该天线杆还可包括第二导体,该第二导体被调节至至少一个电谐振频率,用于在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内操作。开口槽可在所述第一导体和所述第二导体之间至少局部延伸以提供阻抗匹配。当所述天线杆电联接至大的电接地平面时,所述天线杆在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下,具有约为2∶1以下的电压驻波比(VSWR)。
另一示例性实施方式包括一种用于天线组件的模压金属单极天线杆,该天线组件用于安装至车体壁,在该天线组件安装至该车体壁之后,该车体壁可作为该天线组件的大的电接地平面。该模压金属单极天线杆大体上包括:第一导体,该第一导体被调节成接收第一频带宽度内的电谐振频率;以及第二导体,该第二导体被调节成接收与所述第一频带宽度不同的第二频带宽度内的电谐振频率。所述第一和第二导体可大致远离基部延伸。开口槽可从所述基部开始大致在所述第一导体和所述第二导体之间延伸。该开口槽为所述天线组件提供阻抗匹配。
再一示例性实施方式包括一种用于天线组件的模压金属单极天线杆,该天线组件用于安装至车体壁,在该天线组件安装至该车体壁之后,该车体壁可作为该天线组件的大的电接地平面。该模压金属单极天线杆大体上包括:第一导体,该第一导体被调节至至少一个电谐振频率,用于在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内操作;以及第二导体,该第二导体被调节至至少一个电谐振频率,用于在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内操作。开口槽可在所述第一导体和所述第二导体之间至少局部延伸以提供阻抗匹配。该天线杆可构造成:在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下,在约零度的仰角时,具有约负5dBi以上的平均垂直增益。
又一示例性实施方式包括一种天线组件,该天线组件用于安装至车体壁,在该天线组件安装至该车体壁之后,该车体壁可作为该天线组件的大的电接地平面。该天线组件大体上包括由一片金属模压而成的单极天线杆。该天线杆可被调节成用于在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下操作。
从这里提供的描述将会清楚其它应用领域。应当理解,这些描述和具体实施例仅用于说明之目的,而不意图限制本公开的范围。
附图说明
这里所述的图仅用于说明之目的,而绝不意图限制本公开的范围。
图1是安装至机动车辆车顶的根据示例性实施方式的天线组件的立体图;
图2是图1中所示的天线组件的立体图,其中天线组件的罩从天线组件拆除以示出其天线杆;
图3是图2中所示的天线组件的另一立体图;
图4是图3中所示的天线组件的侧视图;
图5是图3中所示天线组件的分解立体图,进一步示出天线组件的底座、印刷电路板、天线杆以及罩之间的关系;
图6是图5中所示的天线组件的分解侧视图;
图7是图5中所示的天线组件的仰视分解立体图;
图8是图1至图7中所示的天线组件的天线杆的立体图;
图9是图8中所示的天线杆的左侧视图;
图10是图8中所示的天线杆的右侧视图;
图11是图8中所示的天线杆的前端视图;
图12是图8中所示的天线杆的后端视图;
图13是图8中所示的天线杆的俯视图;
图14是图8中所示的天线杆的仰视图;
图15是示出用于图1至图7中所示的示例性天线组件在约700MHz至约2700MHz的频带宽度上的电压驻波比(VSWR)的曲线图,并指出在该频带宽度上VSWR为2∶1的位置;
图16至图30示出在将图8至图14所示的示例性天线杆垂直置于直径为一米的大致圆形接地平面的中心附近并电联接时,对于AMPS系统的选择频率,该天线杆的辐射图;
图31是表示对于图16至图30的辐射图,在零仰角时的平均增益(垂直增益)曲线图;
图32至图46示出在将图8至图14所示的示例性天线杆垂直置于直径为一米的大致圆形接地平面的中心附近并电联接时,对于GSM 900系统的选择频率,该天线杆的辐射图;
图47是表示对于图32至图46的辐射图,在零仰角时的平均增益(垂直增益)曲线图;
图48至图65示出在将图8至图14所示的示例性天线杆垂直置于直径为一米的大致圆形接地平面的中心附近并电联接时,对于GSM 1800系统的选择频率,该天线杆的辐射图;
图66是表示对于图48至图65的辐射图,在零仰角时的平均增益(垂直增益)曲线图;
图67至图80示出在将图8至图14所示的示例性天线杆垂直置于直径为一米的大致圆形接地平面的中心附近并电联接时,对于PCS系统的选择频率,该天线杆的辐射图;
图81是表示对于图67至图80的辐射图,在零仰角时的平均增益(垂直增益)曲线图;
图82至图95示出在将图8至图14所示的示例性天线杆垂直置于直径为一米的大致圆形接地平面的中心附近并电联接时,对于UMTS系统的选择频率,该天线杆的辐射图;以及
图96是表示对于图82至图95的辐射图,在零仰角时的平均增益(垂直增益)曲线图。
具体实施方式
以下说明在本质上仅是说明性的,绝不意图限制本公开及其应用或使用。应当理解,在所有附图中,相同附图标记表示相同或相应的部件和特征。
现在参照附图,图1至图3示出安装至机动车辆105的车顶103的示例性天线组件101,其实施本公开的一个或多个方面。在其它示例性实施方式中,天线组件101可安装在其它位置,例如安装在机动车辆的行李箱上等。在其它别的示例性实施方式中,天线组件101可安装至其它移动平台,例如公共汽车、卡车、船舶等。
如图1中所示,天线组件101安装在车辆105的车顶103上,朝向车辆的后窗107。在一个示例性实施方式中,组件101沿车顶103的纵向中心线安装在后窗107前大约150毫米处。在其它示例性实施方式中,组件101可安装在距后窗107多于过或少于150毫米的位置处,并且/或者组件101可相对于车顶的纵向中心线斜着安装。
罩109帮助保护封装在罩内的组件101的部件,防止污染物(例如,灰尘、湿气等)侵入内封装物。在示出的实施方式中,罩109内的部件由罩基本密封。罩109还可为组件101提供在美学上令人愉悦的外观,并构造有空气动力学构造。罩109可由各种材料形成,在其它合适材料之中例如有聚合体、聚氨酯、塑性材料(例如,聚碳酸酯共混物、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)共混物等)、玻璃强化塑性材料、合成树脂材料、热塑性材料(例如,通用电气塑料公司的
Figure G2008800050338D00051
XP4034树脂等)。
如图2和图3中所示,天线组件101包括底座111(广义上说为支撑件),其可安装至车辆105的车顶103。天线组件101还包括连接至底座111的天线杆113。在所示实施方式中,罩109装配在天线杆113上方并固定至底座111。在一些示例性实施方式中,罩109可卡合配合至底座111。在其他一些示例性实施方式中,可使用机械紧固件(例如,螺钉、其它紧固装置等)将罩109固定至底座111。在其它别的示例性实施方式中,罩109可直接连接至车辆105的车顶103。替换实施方式可包括用于将罩109附接至底座111或车顶103的其它手段,例如超声波焊接、溶剂焊接、热熔、闩锁、卡口连接、钩连接、集成紧固特征等。其它别的另选实施方式可包括与这里所示形状不同的罩。此外,底座111可由与用于形成罩109的材料类似的材料形成。另选的是,底座111可由钢、锌或其它材料(包括复合材料)通过合适的成形过程(例如模铸过程)而形成。
在一些示例性实施方式中,可在底座111与车辆105的车顶103之间设置密封件(例如,O形环、可弹性压缩的弹性或泡沫垫圈等),以使底座相对于车顶基本密封。还可在罩109与底座111之间设置密封件,以使罩相对于底座基本密封。
如图3和图5至图7所示,示出的天线杆113连接至印刷电路板(PCB)115,例如双面PCB。PCB 115由底座111支撑,并且例如通过钎焊而连接至天线杆113。例如,天线杆113具有弯曲或成形突片117,该突片可提供用于将天线杆113钎焊至PCB 115的区域。天线杆113还可包括向下延伸的突起119,该突起119可至少局部接收在PCB 115中的对应开口121内,以例如与PCB 115的相对侧上的PCB部件形成电连接。另选的是,其它实施方式可包括用于将天线杆113钎焊或连接至PCB 115的其它手段。
在一些示例性实施方式中,可将电连接器(未示出)附接至PCB 115,以通过底座111中的开口123将天线杆113联接至车辆105中的合适通信链路(例如,同轴线缆等)。以这种方式,PCB 115可接收来自天线杆113的信号输入,处理该信号输入,并将处理过的信号输入传输至合适通信链路。另选地或另外,PCB 115可处理将要经由或通过天线杆113发射的信号输入。因此,应理解,天线杆可接收和/或发射无线信号。在这些实施方式中的某些实施方式中,电连接器可以是附接至PCB 115的ISO(国际标准化组织)标准连接器或者Fakra连接器。因此,同轴线缆(或其它合适通信链路)可相对容易地连接至电连接器并用于将由天线杆113接收到的信号传输至车辆105中的另一装置,例如蜂窝电话接收器。在这样的实施方式中,与那些需要定制设计和工具以在天线组件101和线缆之间形成电连接的天线安装相比,标准ISO电连接器或Fakra连接器的使用可允许降低成本。此外,可由安装人员实现通信链路与天线组件的电连接器之间的插接式电连接,而不需要使安装人员不得不穿过车体壁进行复杂绕线或铺设线缆。因此,插接式电连接对于安装人员来说可不需要任何专用技术和/或专业操作而容易地实现。替换实施方式可包括利用除标准ISO电连接器、Fakra连接器和同轴线缆之外的其它类型的电连接器和通信链路(例如,尾纤连接器等)。
如图4中可见,天线杆113包括两个共面导体125和127(或辐射元件),它们在天线杆的基部129处结合并布置在车辆105的车顶103上方的预定高度处。导体125和127远离车顶103大致垂直延伸,这里车顶用作所安装的天线杆113的接地平面,以改善信号接收。由于车顶103的尺寸,与天线杆113的工作波长相比,借此设置的接地平面不应视为可忽略。相比之下,与手持式蜂窝电话的天线关联的接地平面通常可忽略。
在所示实施方式中,基部129及所结合的导体125和127布置在车辆105的车顶103上方约7毫米处(例如,底座111可在车顶上方约6.2毫米处支撑PCB 115,PCB 115的厚度可为约0.8毫米)。在其它示例性实施方式中,基部129及所结合的导体125和127可布置在车辆105的车顶103上方多于或少于约7毫米的位置处。
现在参照图8至图14所示的天线杆113,可看出第一导体125为大致球茎形,第二导体127为大致弓形并且是细长的。第二导体127包括第一细长部分131和第二细长部分133。第一细长部分131在基部129处结合至第一导体125的下部,并大致沿第一导体的第一边缘135延伸。在第一导体125和第二导体127之间限定开口槽137,用于分隔或分离第一导体125和第二导体127。开口槽137优选构造成提供阻抗匹配。具有匹配阻抗通常会改善天线组件101的功率传输。相反,具有失配阻抗的天线组件倾向于具有更高的电压驻波比(VSWR)以及降低的功率传输,从而具有更低的增益。与其中由PCB提供阻抗匹配的那些现有天线组件相比,在这里公开的各种实施方式中,由开口槽137实现或提供天线组件101的阻抗匹配。
第二导体127的第二细长部分133从第一细长部分131延伸,使得在第一细长部分131和第二细长部分133之间限定钝角147,从而使第二导体127具有大致弓形形状(例如参见图9)。第二部分133大致沿着第一导体125的第一边缘135继续延伸,从而在二者之间仍大致限定开口槽137。第二部分133大致在第一导体125上方并横跨第一导体125的宽度宽度延伸,在其终止之处,形成其中第二导体127在第一导体125的第一边缘135附近局部绕第一导体125延伸的构造。
参照图9和图10,所示天线杆113的尺寸设定成使得其整体垂直高度149约为57毫米,整体宽度151约为41毫米。开口槽137(分离第一导体125和第二导体127)的尺寸设定成使得开口槽137的宽度153约为两毫米。在一些示例性实施方式中,天线杆113的垂直高度可小于或大于约57毫米,并且/或者其宽度可小于或大于约41毫米。此外,其它实施方式可包括由宽度小于或大于约两毫米的开口槽分开的两个或更多个导体。在其它示例性实施方式中,第二导体的第一细长部分的尺寸可设定为长度155约为29毫米,并且第二细长部分的尺寸可设定为长度157约为44毫米。在其它别的实施方式中,球茎形第一导体的半径尺寸159可为约12毫米。在进一步的示例性实施方式中,由第二导体127的第一细长部分131和第二细长部分133形成的钝角147可为约125度。其它示例性实施方式可具有不同尺寸的第一导体和第二导体。该段中提供的尺寸(这里公开的所有尺寸都是如此)仅用于说明之目的而非限制。
球茎形第一导体125优选被调节成在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽上接收电谐振频率,这包括与GSM 1800、PCS、GSM 1900和UMTS系统关联的频率。细长的第二导体127优选被调节成在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽上接收电谐振频率,这包括与AMPS、GSM 850和GSM 900系统关联的频率。因此,所公开的天线杆113被调整成在两个不同的或者说不重叠的带宽内的频率下操作。也就是说,所公开的天线杆113被调节成在从约800MHz至约1000MHz范围的一个带宽内的频率下操作,但是所公开的天线杆113还被调节成在约1650MHz至约2700MHz范围的另一带宽内的频率下操作。此时应当理解,所公开的天线杆113能够进行超宽频带操作,从而接收基本覆盖当前使用的不同蜂窝网络标准的无线频率带,例如AMPS、GSM 900、GSM 1800、PCS、UMTS、WiFi、WiMax等。在其它示例性实施方式中,天线杆可以被调节成在从约850MHz至约950MHz范围的第一带宽内的频率下以及在从约1700MHz至约2650MHz的第二带宽内的频率下操作。
继续参照图8至图14,天线杆113相对较薄,且基本为平面型。天线杆113优选由模压加工形成,例如利用冲压工具从一片材料冲出期望的天线杆形状。模压加工将天线杆113的第一和第二导体整块地或一体地形成为单件材料。可由厚度为25GA的AISI 1006钢制备材料片。在其它示例性实施方式中,可由包括铜、黄铜、锡、银、金等材料或其它合适的导电材料制备材料片。在其它别的示例性实施方式中,可单独形成这些导体,然后将其分别附接至用于安装至车辆105的车顶103的基部,或任何其它合适的安装位置。
在所示实施方式中,天线组件101安装至车辆105的车顶103,从而使天线杆113大致垂直取向,并且大致垂直于车顶。车顶103用作天线杆113的接地平面,并改善无线信号的接收。具体地说,相对较大尺寸的接地平面(例如,车顶103等)会改善频率通常较低的无线信号的接收。而且,与天线杆113的操作波长相比,大尺寸的接地平面(例如,车顶103等)不应视为可忽略。
由于天线杆113大致固定在其垂直位置,垂直增益是重要特征,因为其代表天线杆113接收来自大致垂直高处的蜂窝信号的能力。具体地说,在从车辆视点距方位面或水平面零度、五度和十度处测得的天线杆平均垂直增益在汽车工业中往往很重要,这是因为在这些角度处,天线杆会从远距离处的蜂窝电话接收器接收信号并/或向其发射信号。期望具有较大平均垂直增益的天线杆。更具体地说,期望平均垂直增益在四分之一波长单极天线的3dB(分贝)对应测量增益内的天线杆。与微带型天线相比,这里公开的单极天线杆113在低仰角时(例如,从车辆视点距方位面或水平面零度至三十度)提供了改进的平均垂直增益性能和垂直极化增益。
对于示例性天线杆113来说,在从车辆视点距方位面或水平面约为零度的仰角测定时,在从约800MHz至约1000MHz以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下,平均垂直增益约为负5dBi(各向同性相对分贝)或更高。在一些实施方式中,在以约25度至约45度范围内的仰角进行测量时,天线杆113在从约800MHz至约1000MHz以及从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内具有高达4dBi的平均垂直增益。
图32至95示出在将天线杆113(图8至图14)垂直置于直径为一米的大致圆形接地平面的中心附近并电联接时,天线杆113的平均垂直增益测量。图32至46示出对于GSM 900系统的选择频率,示例性天线杆113的辐射图。图47是表示对于图32至46的辐射图,在零仰角时的平均增益(垂直增益)的曲线图。图48至65表示对于GSM 1800系统的选择频率,示例性天线杆113的辐射图。图66是对于图48至65的辐射图,在零仰角时的平均增益(垂直增益)的曲线图。图67至80表示对于PCS系统的选择频率,示例性天线杆113的辐射图。图81是对于图67至80的辐射图,在零仰角时的平均增益(垂直增益)曲线图。图82至95表示对于UMTS系统的选择频率,示例性天线杆113的辐射图。图96是对于图82至95的辐射图,在零仰角时的平均增益(垂直增益)的曲线图。
电压驻波比(VSWR)是天线组件的天线杆的另一可测量特征,其可用于表示接收质量。VSWR表示由反射波引起的干涉,并可用作在将天线杆113连接至车辆105内的通信链路的传输线路内来回反弹的反射波的指标。当天线杆用在上行链路发射模式中时,VSWR通常是最重要的。在这样的情况下,会想要使反射回发射器的功率最小(或者至少减少),以有助于保护接收器不受损坏或者防止性能变差。理论上,VSWR为1∶1代表天线元件的理想匹配。但是实际上,VSWR为2∶1是可接受的。更高的VSWR会预示天线杆的信号接收变差。
以下参照图15,在曲线图141中以曲线143示出了在将天线杆113大致垂直置于直径为一米的大致圆形接地平面的中心附近的情况下测量或测定时,在频带宽度为约700MHz至约2700MHz上示例性天线组件101的VSWR。如这里指出的,天线组件101可安装至车顶103,于是车顶103作为天线组件101的接地平面。车顶103被视为大的电接地平面。
如图15中所示,在天线杆113电联接至大的电接地平面(例如,车顶103等)时,天线组件101的天线杆113在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下以约2∶1或更小的VSWR操作。附图标记145表示在曲线141上VSWR为2∶1的位置。表1表明不同频率下的一些示例性VSWR。
表1
Figure G2008800050338D00111
在其它示例性实施方式中,在从约850MHz至约950MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1700MHz至约2650MHz范围的带宽内的频率下,天线组件101可具有约2∶1以下的VSWR。
在其它别的示例性实施方式中,宽带天线组件可包括模压单极天线杆,该天线杆具有结合至单个馈源的两个或更多个导体。在这些示例性实施方式中,这些导体在距该单个馈源的连接点的预定高度处相结合。在这些导体之间还具有预定间隔。
在其它另外的示例性实施方式中,天线杆可接收与WiFi和/或Wi-Max相关联的频率(例如,在2400MHz频带中的频率)。在这些实施方式中,可使用双工电路在接收和传输时将蜂窝电话信号与Wi-Fi信号和/或Wi-Max信号分开。
此外,这里公开的各种天线组件(例如,101等)和部件(例如,109、111、113、115等)可安装至各种支撑结构,包括静止平台和移动平台。例如,这里公开的天线组件(例如,101等)可安装至其它移动平台当中的公共汽车、火车、飞机、自行车、摩托车、船舶的支撑结构上。因此,这里对机动车辆或汽车的具体参照不应当解释为将本公开的范围限制于支撑结构或环境的任何具体型式。
此外,这里公开的各种天线组件(例如,101等)可用于接收、发射、或既接收又发射蜂窝信号。在一些实施方式中,天线组件可包括与一个或多个天线在一起(例如,并置在同一封装内等)的蜂窝电话天线(例如,模压单极天线113等),以进一步接收全球定位系统(GPS)信号和/或卫星数字音频无线服务(SDARS)信号。在这些实施方式中,可利用与发射蜂窝信号(AMPS、PCS、GSM、UMTS、WiFi、WiMax等)的馈线分开的一个或多个馈线发射GPS和SDARS信号。AMPS/PCS馈线的输出与GPS馈线的输出之间的优选最小主动隔离对于约824至849MHz频带优选至少为约60dB以上,对于约1698MHz的频率优选至少为约35dB以上,对于约1850至1910MHz的频带优选至少为约40dB以上。AMPS/PCS馈线的输出与SDARS馈线的输出之间的优选最小主动隔离对于约824至849MHz频带优选至少为约50dB以上,对于约1850至1910MHz的频带优选至少为约40dB以上。
这里所用的特定术语仅用于参考目的,因而不用于进行限制。例如,“上”、“下”、“上方”、“下方”之类的术语是指所参照的图中的方向。“前”、“后”、“后方”、“底部”、“侧”之类的术语描述在一致的任意参照系中部分部件的方位,通过参考描述所涉及的部件的文字和相关附图会清楚该参照系。这类术语可包括以上具体所述的词语、其派生以及具有类似含义的词语。类似地,除非上下文中清楚表明,否则术语“第一”、“第二”以及涉及结构的其它此类数词不暗含顺序或次序。例如,各种实施方式可包括两个以上的导体。
当介绍元件或特征以及示例性实施方式时,词语“一”、“该”以及“所述”用于指存在一个或多个这样的元件或特征。术语“包括”、“包含”以及“具有”是指包含,并且意味着除了具体指出的以外还可能存在附加元件或特征。还应理解,除非特别表明为执行顺序,否则这里所述的方法步骤、过程以及操作不应解释为必需要求其以所述或所示地具体顺序执行。还应理解,可采用附加或另选步骤。
本公开的描述在本质上仅为示例性的,因而不背离本公开精神的变动理应在本公开的范围内。这样的变动不应当视为背离本公开的精神和范围。

Claims (26)

1.一种天线组件,该天线组件用于安装至车体壁,在该天线组件安装至该车体壁之后,该车体壁作为该天线组件的大的电接地平面,该天线组件包括模压金属单极天线杆,该天线杆包括:
第一导体,该第一导体被调节至至少一个电谐振频率,用于在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内操作;
第二导体,该第二导体被调节至至少一个电谐振频率,用于在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内操作;
开口槽,该开口槽在所述第一导体和所述第二导体之间至少局部延伸以提供阻抗匹配;
当被电联接至大的电接地平面时,所述天线杆在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下,具有约为2:1以下的电压驻波比,即VSWR,
其中,
所述天线组件构造成使得在被安装至所述车体壁之后,所述天线杆相对于所述车体壁大致垂直取向;
所述第一导体和所述第二导体在基部处连接并大致远离该基部延伸;
所述第一导体为大致球茎形;
所述第二导体是细长的,并为大致弓形,使得该第二导体局部绕所述第一导体延伸;并且
所述开口槽从所述基部开始大致在所述第一导体和所述第二导体之间延伸。
2.如权利要求1所述的天线组件,其中所述天线杆由单片材料模压而成。
3.如权利要求1所述的天线组件,其中所述天线杆在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下,在约零度的仰角时,具有约负5dBi以上的平均垂直增益。
4.如权利要求3所述的天线组件,其中所述天线杆在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下,在从约25度至约35度范围的仰角时,具有约4dBi的平均垂直增益。
5.如权利要求1所述的天线组件,该天线组件还包括:
安装至车顶的底座,至少在从约800MHz至约1000MHz范围的频率下,该车顶能作为所述天线组件的接地平面,该底座在所述车顶的上方支撑所述天线杆,使得该天线杆相对于所述车顶大致垂直延伸;以及
印刷电路板,其由所述底座支撑并连接至所述天线杆以进行操作,使得所述天线杆大致垂直地从所述印刷电路板延伸;
其中,所述天线杆包括:
向下延伸的突起,该向下延伸的突起至少局部接收在所述印刷电路板中的对应开口内,并与所述印刷电路板的相对侧上的部件形成电连接;以及
突片,该突片提供用于将所述天线杆钎焊至所述印刷电路板的区域,
其中,由所述开口槽为所述天线组件提供阻抗匹配。
6.一种用于天线组件的模压金属单极天线杆,该天线组件用于安装至车体壁,在该天线组件安装至该车体壁之后,该车体壁作为该天线组件的大的电接地平面,并且所述模压金属单极天线杆相对于所述车体壁大致垂直延伸,该模压金属单极天线杆包括:
第一导体,该第一导体被调节成接收第一频带宽度内的电谐振频率;
第二导体,该第二导体被调节成接收与所述第一频带宽度不同的第二频带宽度内的电谐振频率;
基部,所述第一和第二导体大致远离该基部延伸;以及
开口槽,该开口槽从所述基部开始大致在所述第一导体和所述第二导体之间延伸,该开口槽为所述天线组件提供阻抗匹配;
其中,
所述第一导体和所述第二导体在所述基部处连接;
所述第一导体为大致球茎形;并且
所述第二导体是细长的,并为大致弓形,使得该第二导体局部绕所述第一导体延伸。
7.如权利要求6所述的天线杆,其中:
所述第一导体被调节成接收在从约800MHz至约1000MHz的带宽内的信号;并且
所述第二导体被调节成接收在从约1650MHz至约2700MHz的带宽内的信号。
8.如权利要求7所述的天线杆,其中该天线杆在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下,在约零度的仰角时,具有约负5dBi以上的平均垂直增益。
9.如权利要求8所述的天线杆,其中该天线杆在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下,在从约25度至约35度范围的仰角时,具有约4dBi的平均垂直增益。
10.如权利要求6所述的天线杆,其中该天线杆由单片材料模压而成,并且所述天线杆包括:
向下延伸的突起,该向下延伸的突起至少局部接收在印刷电路板中的对应开口内,并与所述印刷电路板的相对侧上的部件形成电连接;以及
突片,该突片提供用于将所述天线杆钎焊至印刷电路板的区域。
11.如权利要求6所述的天线杆,其中所述第二导体包括第一细长部分和第二细长部分,所述第一细长部分在所述车体壁上方的预定高度处结合至所述第一导体的下部,所述第一细长部分沿着所述第一导体的第一边缘相对于所述车体壁大致垂直向上延伸,所述第二细长部分从所述第一细长部分延伸,使得在二者之间限定钝角,所述第二细长部分从所述第一导体的所述第一边缘大致在所述第一导体上方横跨该第一导体的宽度延伸。
12.一种天线组件,该天线组件包括权利要求6所述的天线杆,并安装至车顶,使得该车顶在从约800MHz至约1000MHz范围的低频带下作为所述天线组件的大的电接地平面,并且所述天线杆大致垂直取向并且大致垂直于所述车顶。
13.一种天线组件,该天线组件包括权利要求7所述的天线杆,并在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下具有约为2:1以下的电压驻波比,即VSWR。
14.一种天线组件,该天线组件包括权利要求6的天线杆,并且还包括:
在所述车体壁上方支撑所述天线杆的底座;以及
印刷电路板,其由所述底座支撑并连接至所述天线杆以进行操作,使得所述天线杆大致垂直地从所述印刷电路板延伸;
其中,所述天线杆包括:
向下延伸的突起,该向下延伸的突起至少局部接收在所述印刷电路板中的对应开口内,并与所述印刷电路板的相对侧上的部件形成电连接;以及
突片,该突片提供用于将所述天线杆钎焊至所述印刷电路板的区域。
15.如权利要求14所述的天线组件,其中阻抗匹配仅由所述开口槽提供。
16.如权利要求14所述的天线组件,其中所述天线杆的所述基部的至少一部分钎焊至所述印刷电路板。
17.如权利要求14所述的天线组件,其中所述天线杆位于所述车体壁上方约7毫米以上的位置处。
18.一种用于天线组件的模压金属单极天线杆,该天线组件用于安装至车体壁,在该天线组件安装至该车体壁之后,该车体壁作为该天线组件的大的电接地平面,并且所述模压金属单极天线杆相对于所述车体壁大致垂直延伸,该模压金属单极天线杆包括:
第一导体,该第一导体被调节至至少一个电谐振频率,用于在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内操作;
第二导体,该第二导体被调节至至少一个电谐振频率,用于在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内操作;
开口槽,该开口槽在所述第一导体和所述第二导体之间至少局部延伸以提供阻抗匹配;
该天线杆构造成:在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下,在约零度的仰角时,具有约负5dBi以上的平均垂直增益;
所述第一导体和所述第二导体在基部处连接并大致远离该基部延伸;
所述第一导体为大致球茎形;
所述第二导体是细长的,并为大致弓形,使得该第二导体局部绕所述第一导体延伸;并且
所述开口槽从所述基部开始大致在所述第一导体和所述第二导体之间延伸。
19.如权利要求18所述的天线杆,其中该天线杆在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下,在从约25度至约35度范围的仰角时,具有约4dBi的平均垂直增益。
20.如权利要求18所述的天线杆,其中该天线杆由单片材料模压而成。
21.一种天线组件,该天线组件包括权利要求18所述的天线杆,并安装至车顶,使得该车顶在从约800MHz至约1000MHz范围的低频带下作为所述天线组件的大的电接地平面,并且所述天线杆大致垂直取向并且大致垂直于所述车顶。
22.一种天线组件,该天线组件包括权利要求18所述的天线杆,并在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下以及在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下具有约为2:1以下的电压驻波比,即VSWR。
23.一种天线组件,该天线组件包括权利要求18所述的天线杆,并且还包括:
在所述车体壁上方支撑所述天线杆的底座;以及
印刷电路板,其由所述底座支撑并连接至所述天线杆以进行操作,使得所述天线杆大致垂直地从所述印刷电路板延伸;
其中,所述天线杆包括:
向下延伸的突起,该向下延伸的突起至少局部接收在所述印刷电路板中的对应开口内,并与所述印刷电路板的相对侧上的部件形成电连接;以及
突片,该突片提供用于将所述天线杆钎焊至所述印刷电路板的区域。
24.如权利要求23所述的天线组件,其中阻抗匹配仅由所述开口槽提供。
25.一种天线组件,该天线组件用于安装至车体壁,在该天线组件安装至该车体壁之后,该车体壁作为该天线组件的大的电接地平面,该天线组件包括由一片金属模压而成的单极天线杆,该单极天线杆包括被调节成用于在从约800MHz至约1000MHz范围的带宽内的频率下操作的第一导体、被调节成用于在从约1650MHz至约2700MHz范围的带宽内的频率下操作的第二导体以及在所述第一导体和所述第二导体之间至少局部延伸以提供阻抗匹配的开口槽,
其中,所述天线组件构造成使得在被安装至所述车体壁之后,所述天线杆相对于所述车体壁大致垂直取向;所述第一导体和所述第二导体在基部处连接并大致远离该基部延伸;所述第一导体为大致球茎形;所述第二导体是细长的,并为大致弓形,使得该第二导体局部绕所述第一导体延伸;并且所述开口槽从所述基部开始大致在所述第一导体和所述第二导体之间延伸。
26.如权利要求25所述的天线组件,其中所述天线组件包括印刷电路板,并且所述天线杆大致垂直地从所述印刷电路板延伸,所述天线杆还包括:
向下延伸的突起,该向下延伸的突起至少局部接收在所述印刷电路板中的对应开口内,并与所述印刷电路板的相对侧上的部件形成电连接;以及
突片,该突片提供用于将所述天线杆钎焊至所述印刷电路板的区域。
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