CN102544766B - 多天线元件的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多天线元件的系统和方法。具体提供了一种能够连接到车辆的天线系统，该天线系统包括主天线、主数据传输线、次天线、次数据传输线、和RF装置。主天线连接到车辆并位于外部环境中。次天线连接到车辆并位于外部环境和车辆内舱之一中。主数据传输线传输第一RF信号并与主天线连通。次数据传输线传输第二RF信号并与次天线连通。固定RF装置连接到车辆并与主数据传输线和次数据传输线连通以提供输出RF信号。

Description

多天线元件的系统及方法

技术领域

本发明涉及传送来自多个天线的射频（RF）信号的系统和方法，更具体地，涉及传送来自主天线和次天线的RF信号的系统和方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅提供与本发明相关的背景信息，可能构成或可能不构成现有技术。

消费者经常在他们的车辆中使用个人电子装置，例如蜂窝电话。然而，车辆的金属车身会充当屏蔽罩并会阻挡一些射频（RF）信号进入车辆的内舱。因此，如果正在车辆的内舱中使用便携式电子装置，那么RF信号（例如蜂窝电话信号或全球定位系统（GPS）信号）有时会是微弱的。此外，某些政府颁布的车辆管理规定要求客车使用太阳能管理玻璃涂层。这种类型的玻璃涂层导致较少的红外能量传输到车辆内舱中，这转而又减小了车辆内舱中的热负荷。然而，该涂层也会减弱穿过玻璃的RF信号。

车辆天线通常安装在车辆的外表面上并用于传送RF信号。外部车辆天线经常安装在车辆的车顶上、行李箱上、或后玻璃上。因为外部天线安装在车辆的外部，所以外部天线在车辆碰撞中可能尤其容易受到损坏，或者可能无意或有意地被折断。不能工作或丢失的外部天线会导致车内无线通信系统（例如OnStar®）无法获得无线通信。例如，在侧翻事故中，外部天线如果位于车辆的车顶上则可能被压断，从而使得车内无线通信系统不能工作。因此，本领域中需要一种更可靠的天线系统，其能有效地传送RF信号。

发明内容

提供了一种能够连接到具有内舱的车辆的天线系统。外部RF装置位于车辆外部。控制模块安装在车辆中并从天线系统接收输出RF信号。所述天线系统包括主天线和次天线。主天线连接到车辆并位于外部环境中。主天线发射第一RF信号给外部RF装置以及从外部RF装置接收第一RF信号。还提供了主数据传输线，用于传输第一RF信号，其中，主数据传输线与主天线连通。次天线连接到车辆并位于外部环境和内舱之一中。次天线发射第二RF信号给位于外部环境中的外部RF装置以及从该外部RF装置接收第二RF信号。提供了次数据传输线，用于传输第二RF信号，其中，次数据传输线与次天线连通。固定RF装置连接到车辆并与主数据传输线和次数据传输线连通。固定RF装置提供输出RF信号，该输出RF信号基于第一RF信号和第二RF信号中的至少一个。

在本发明的一个实施例中，固定RF装置是用于将第一RF信号和第二RF信号进行组合以产生输出RF信号的RF耦合器。

在本发明的一个实施例中，固定RF装置是用于将第一RF信号和第二RF信号之一选择作为输出RF信号的RF开关。

在本发明的另一个实施例中，固定RF装置是组合在一起的RF开关和RF耦合器。如果来自第一RF信号和第二RF信号之一的RF信号不可用，则固定RF装置作为RF开关工作。当来自第一数据传输线和第二数据传输线的RF信号均可用时，固定RF装置作为RF耦合器工作。

在本发明的又一个实施例中，主天线位于车辆的车顶、前围板底座、侧后视镜、车头灯、尾灯、中置高位制动灯（CHMSL）、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、行李箱盖、和保险杠中的一个上。

在本发明的又一个实施例中，次天线位于车辆的车顶、前围板底座、侧后视镜、车头灯、尾灯、中置高位制动灯（CHMSL）、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、行李箱盖、和保险杠中的一个上。

在本发明的又一个实施例中，次天线位于车辆的内舱中，在车辆顶置控制台、车辆中控台、仪表板、A柱、B柱、C柱、D柱、集成式中控面板、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、内部座椅、以及顶灯中的一个上。

在本发明的又一个实施例中，固定RF装置通过第三数据传输线与控制模块通信。

在本发明的又一个实施例中，主天线和次天线每个都是包括数种不同天线元件的集成式天线，并且接收和发射全球定位信号（GPS）和蜂窝信号。

在本发明的又一个实施例中，主天线和次天线中的至少一个是无源天线。

在本发明的又一个实施例中，数据传输线是同轴电缆。

在本发明的又一个实施例中，次天线与位于内舱中的内部RF装置双向通信。

本发明还包括以下方案：

方案1. 一种能够连接到具有内舱的车辆的天线系统，其中，外部RF装置位于所述车辆外部，并且其中，安装到所述车辆的控制模块从所述天线系统接收输出RF信号，所述天线系统包括：

主天线，其连接到所述车辆并位于外部环境中，其中，所述主天线发射第一RF信号给所述外部RF装置以及从所述外部RF装置接收第一RF信号；

主数据传输线，用于传输所述第一RF信号，其中，所述主数据传输线与所述主天线连通；

次天线，其连接到所述车辆并位于所述外部环境和所述内舱之一中，其中，所述次天线发射第二RF信号给位于所述外部环境中的所述外部RF装置以及从所述外部RF装置接收第二RF信号；

次数据传输线，用于传输所述第二RF信号，其中，所述次数据传输线与所述次天线连通；以及

固定RF装置，其连接到所述车辆并且与所述主数据传输线和所述次数据传输线连通，其中，所述固定RF装置提供所述输出RF信号，并且其中，所述输出RF信号基于所述第一RF信号和所述第二RF信号中的至少一个。

方案2. 如方案1所述的天线系统，其中，所述固定RF装置是用于将所述第一RF信号和所述第二RF信号进行组合以产生所述输出RF信号的RF耦合器。

方案3. 如方案1所述的天线系统，其中，所述固定RF装置是用于将所述第一RF信号和所述第二RF信号之一选择作为所述输出RF信号的RF开关。

方案4. 如方案1所述的天线系统，其中，所述固定RF装置是组合在一起的RF开关和RF耦合器，其中，如果所述第一RF信号和所述第二RF信号之一不可用，则所述固定RF装置作为RF开关工作，并且其中，当所述第一RF信号和所述第二RF信号均可用时，所述固定RF装置作为RF耦合器工作。

方案5. 如方案1所述的天线系统，其中，所述主天线位于所述车辆的车顶、前围板底座、侧后视镜、车头灯、尾灯、中置高位制动灯CHMSL、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、行李箱盖、和保险杠中的一个上。

方案6. 如方案1所述的天线系统，其中，所述次天线位于所述车辆的车顶、前围板底座、侧后视镜、车头灯、尾灯、中置高位制动灯CHMSL、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、行李箱盖、和保险杠中的一个上。

方案7. 如方案1所述的天线系统，其中，所述次天线位于所述车辆的内舱中，在车辆顶置控制台、车辆中控台、仪表板、A柱、B柱、C柱、D柱、集成式中控面板、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、内部座椅、以及顶灯中的一个上。

方案8. 如方案1所述的天线系统，其中，所述固定RF装置通过第三数据传输线与所述控制模块通信。

方案9. 如方案1所述的天线系统，其中，所述主天线和所述次天线每个都是包括数种不同天线元件的集成式天线，并且接收和发射全球定位信号GPS和蜂窝信号。

方案10. 如方案1所述的天线系统，其中，所述主天线和所述次天线中的至少一个是无源天线。

方案11. 如方案1所述的天线系统，其中，所述数据传输线是同轴电缆。

方案12. 如方案1所述的天线系统，其中，所述次天线与位于所述内舱中的内部RF装置双向通信。

方案13. 一种能够连接到具有内舱的车辆的天线系统，其中，外部RF装置位于所述车辆外部，并且其中，安装到所述车辆的控制模块从所述天线系统接收输出RF信号，所述天线系统包括：

主天线，其连接到所述车辆并位于外部环境中，其中，所述主天线发射第一RF信号给所述外部RF装置以及从所述外部RF装置接收第一RF信号；

主数据传输线，用于传输所述第一RF信号，其中，所述主数据传输线与所述主天线连通；

次天线，其连接到所述车辆并位于所述外部环境和所述内舱之一中，其中，所述次天线发射第二RF信号给位于所述外部环境中的所述外部RF装置以及从所述外部RF装置接收第二RF信号；

次数据传输线，用于传输所述第二RF信号，其中，所述次数据传输线与所述次天线连通；以及

固定RF装置，其连接到所述车辆并与所述主数据传输线和所述次数据传输线连通，其中，所述固定RF装置包括RF开关和RF耦合器中的至少一个，其中，所述RF耦合器将所述第一RF信号和所述第二RF信号进行组合以产生所述输出RF信号，所述RF开关将所述第一RF信号和所述第二RF信号之一选择作为所述输出RF信号。

方案14. 如方案13所述的天线系统，其中，所述主天线位于所述车辆的车顶、前围板底座、侧后视镜、车头灯、尾灯、中置高位制动灯CHMSL、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、行李箱盖、和保险杠中的一个上。

方案15. 如方案13所述的天线系统，其中，所述次天线位于所述车辆的车顶、前围板底座、侧后视镜、车头灯、尾灯、中置高位制动灯CHMSL、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、行李箱盖、和保险杠中的一个上。

方案16. 如方案13所述的天线系统，其中，所述次天线位于所述车辆的内舱中，在车辆顶置控制台、车辆中控台、仪表板、A柱、B柱、C柱、D柱、集成式中控面板、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、内部座椅、以及顶灯中的一个上。

方案17. 如方案13所述的天线系统，其中，所述固定RF装置通过第三数据传输线与所述控制模块通信。

方案18. 如方案13所述的天线系统，其中，所述主天线和所述次天线每个都是包括数种不同天线元件的集成式天线，并且接收和发射全球定位信号GPS和蜂窝信号。

方案19. 如方案13所述的天线系统，其中，所述次天线与位于所述内舱中的内部RF装置双向通信。

方案20. 一种能够连接到具有内舱的车辆的天线系统，其中，所述车辆具有涂覆了太阳能管理玻璃涂层的玻璃窗格，所述太阳能管理玻璃涂层衰减进入所述内舱的RF信号，其中，内部RF装置位于所述内舱中，并且其中，安装到所述车辆的控制模块从所述天线系统接收输出RF信号，所述天线系统包括：

主天线，其连接到所述车辆并位于外部环境中，其中，所述主天线发射第一RF信号给所述外部RF装置以及从所述外部RF装置接收第一RF信号；

主数据传输线，用于传输所述第一RF信号，其中，所述主数据传输线与所述主天线连通；

次天线，其连接到所述车辆并位于所述外部环境和所述内舱之一中，其中，所述次天线发射第二RF信号给位于所述外部环境中的外部RF装置以及从所述外部RF装置接收第二RF信号，并且其中，所述次天线与位于所述内舱中的内部RF装置双向通信；

次数据传输线，用于传输所述第二RF信号，其中，所述次数据传输线与所述次天线连通；以及

固定RF装置，其连接到所述车辆并与所述主数据传输线和所述次数据传输线连通，其中，所述固定RF装置包括RF开关和RF耦合器中的至少一个，其中，所述RF耦合器将所述第一RF信号和所述第二RF信号进行组合以产生所述输出RF信号，并且其中，所述RF开关将所述第一RF信号和所述第二RF信号之一选择作为所述输出RF信号；以及

第三数据传输线，用于传输RF信号，其中，所述第三数据传输线与所述控制模块和所述固定RF装置连通，以将来自所述固定RF装置的RF输出信号传输给所述控制模块。

其它应用领域将从本文提供的说明中变得显而易见。应该理解，说明和具体实例仅用于说明的目的，而并非意图限制本发明的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明的目的，并非意图以任何方式限制本发明的范围。

图1是包括在车辆上的两个天线的示例性天线组件的示意图。

图2示出了图1中所示车辆的外部视图。

图3A示出了图1中所示车辆的内部的一部分。

图3B示出了图1中所示车辆的内部的另一部分。

具体实施方式

以下的说明实质上仅仅是示例性的，并非意图限制本发明、应用或使用。

参照图1，附图标记10总体上表示车辆的示意图，其中，用于发送和接收射频（RF）信号的天线系统20连接到车辆10。天线系统20包括主天线22和次天线24，它们均连接到车辆10并发射和接收RF信号。天线系统20还包括：第一数据传输线26，用于在主天线22和固定RF装置28之间传送RF信号；以及第二数据传输线30，用于在次天线24和固定RF装置28之间传送RF信号。固定RF装置28通过第三数据传输线32与车辆控制模块31通信。

图1示出了安装到车辆10的壁34的主天线22。具体地，图1示出了通过紧固件35附接到壁34的主天线22，其中，紧固件35可以是用于将主天线22固定到壁34的任何类型的紧固装置，例如，螺栓。壁34具有孔口36，孔口36允许第一数据传输线26穿过。在一个示例中，壁34是车辆10的车顶，并且由金属材料（例如钢合金）构成。此外，在图示的实施例中，次天线24沿着第二壁38定位，第二壁38是车辆10的前围板底座（cowl base）40的一部分。前围板底座40也可由金属材料构成并且包括允许第二数据传输线30穿过的孔口42。车辆10还包括数个玻璃窗格，例如前挡风玻璃44、后挡风玻璃46（示于图2）、遮阳蓬顶48（示于图2）、和侧窗49（示于图2）。在一个实施例中，每个玻璃窗格均涂覆有减弱RF信号的太阳能管理玻璃涂层。

壁34、前围板底座40、以及玻璃窗格限定了车辆10的外部环境50和内舱52。外部环境50包括位于车辆10外部的环境，而内舱52包括车辆10内部的环境。外部环境50通常是任何类型的室外环境。天线22和24用于发送RF信号和从外部RF装置（未示出）接收RF信号，并将RF信号传送给位于内舱52中的控制模块31。外部RF装置可以是位于外部环境50中且能够发射RF信号、接收RF信号或两者皆可的任何类型的结构。例如，外部RF装置可以是GPS卫星、蜂窝电话塔、AM无线电塔、或FM无线电塔。

在图1所示的实施例中，主天线22和次天线24均位于外部环境50中。具体地，主天线22连接到车辆10的车顶，次天线24位于前围板底座40中。然而，可以理解的是，主天线22和次天线24也可以位于车辆10的其它部分中。例如，主天线22通常可连接到车辆10并位于外部环境50中的诸多不同位置处。次天线24可以不仅在外部环境50中而且也可以在车辆10的内舱52中连接到车辆10。虽然图1-3B示出了用于车辆中的天线系统20，但本领域技术人员将认识到，天线系统20可用于发射或接收RF信号的任何应用中。

现在参照图1-2，主天线22和次天线24均可沿着车辆10的能够在其上安装天线22和24的任何外表面定位。例如，天线22和24可以安装到前围板底座40、侧后视镜60、车头灯62、尾灯64、中置高位制动灯（CHMSL）66、前挡风玻璃44、后挡风玻璃46、遮阳蓬顶48、行李箱盖70、或保险杠72。除了外部环境50外，次天线24还可以定位在内舱52中允许次天线24接收和发射RF信号的诸多位置处。例如，转到图3A-3B，次天线24可以定位在车辆中控台76中，仪表板78中，A柱、B柱、C柱或D柱80中，集成式中控面板82中，前挡风玻璃44（图2）中，后挡风玻璃46（图2）中，遮阳蓬顶48中，内部座椅84中，或者顶灯86中。因此，尽管图1中的实施例将主天线22显示为安装在车顶上的天线，将次天线24显示为位于前围板底座40中，但是还存在主天线22和次天线24的其它封装选择。因此，主天线22和次天线24可以定位在车辆10内或车辆10上的各种位置处，试图适应具体车辆的独特封装限制条件。主天线22和次天线24的位置也可以定位成适应主（第一）数据传输线26和次（第二）数据传输线30的缆线衰减。具体地，主天线22和次天线24的封装位置可取决于数据传输线的可用长度，因为数据传输线越长，导致的信号衰减越大。

在图示的实施例中，天线系统20具有无源设计。这意味着，主天线22和次天线24均不包括放大器。然而，本领域技术人员将认识到，天线系统20也可包括有源设计，这意味着，主天线22和次天线24均有放大器。具体地，天线22和24可以具有利用双向放大器（two-way amplifier）的有源设计。然而，在一些实施例中采用无源设计会更加节约成本，因为无源设计不需要放大器，从而降低了天线系统20的成本和复杂度。此外，无源设计不需要车辆电气负载，并且通常不会影响车辆10的电消耗或动力需求。

在图1所示的实施例中，主天线22是鳍型天线，次天线24被显示为贴片型天线，然而，本领域技术人员将认识到，也可使用其它类型的天线。此外，主天线22和次天线24也可以是数种不同的天线，这些不同的天线集成在一起以接收数种不同类型的RF信号。例如，主天线22可以包括卫星数字音频无线电服务（SDARS）天线、蜂窝天线、以及全球定位系统（GPS）天线。次天线24可以包括蜂窝天线和GPS天线。

在图示的实施例中，第一数据传输线26的第一端90与固定RF装置28电连通，第一数据传输线26的第二端92与主天线22电连通，从而将主天线22与固定RF装置28连接。第二数据传输线30的第一端94与固定RF装置28电连通，第二数据传输线30的第二端96与次天线24电连通，从而将次天线24与固定RF装置28连接。第三数据传输线32的第一端97与固定RF装置电连通，第三数据传输线32的第二端98与控制模块31连通，从而将固定RF装置28连接到控制模块31。数据传输线26、30和32是运送RF信号的任何类型的数据传输线，例如同轴电缆。在一个实施例中，数据传输线26、30和32每个均可以是用于传输数种不同类型RF信号的多种数据传输线的组合。例如，数据传输线26、30和32每个均可以是多个同轴电缆的组合，其中，第一同轴电缆传输蜂窝RF信号，第二同轴电缆传输GPS RF信号，第三同轴电缆传输SDARS RF信号。

固定RF装置28用于产生输出RF信号，该输出RF信号通过第三数据传输线32传输到控制模块31。由固定RF装置28产生的输出信号基于由第一数据传输线26和第二数据传输线30从主天线22和次天线24接收到的RF信号中的至少一个。具体地，固定RF装置28可以包括RF耦合器、RF开关、或者这两者。RF耦合器是用于将从第一数据传输线26和第二数据传输线30接收到的RF信号组合成单个输出信号的任何装置。此外，固定RF装置28还可以包括RF分裂器，用于从第三数据传输线32接收RF信号，将该RF信号分成两个独立的信号，并将分割后的RF信号发送给第一数据传输线26和第二数据传输线30。可替代地，在另一个实施例中，固定RF装置28可以是RF开关，该RF开关将来自第一数据传输线26和第二数据传输线30之一的RF信号选择为输出RF信号。最后，在又一个实施例中，固定RF装置28可以包括RF耦合器和RF开关这两者。如果来自第一数据传输线26和第二数据传输线30之一的RF信号不可用，那么固定RF装置28将作为RF开关工作。具体地，固定RF装置28将选择来自正在接收RF信号的特定数据传输线的RF信号。例如，如果主天线22已受损或不能工作，那么RF开关将工作以便仅从次天线24接收RF信号。当来自第一数据传输线26和第二数据传输线30这两者的RF信号均可用时，固定RF装置28还将作为RF耦合器工作。固定RF装置28还可以包括多个RF耦合器元件以及多个RF开关元件，用于耦合和切换数种不同类型的RF信号。例如，固定RF装置28可以包括用于组合蜂窝RF信号的第一RF耦合器和用于组合GPS RF信号的第二RF耦合器。

在一个示例性实施例中，主天线22是包括SDARS天线、蜂窝天线和全球定位系统GPS天线的集成式天线，次天线24是包括蜂窝天线和GPS天线的集成式天线。来自主天线22中的SDARS天线的RF信号可以与第四数据传输线100连通。第四数据传输线100可以与SDARS收发器102连通。来自主天线22和次天线24的蜂窝RF信号和GPS RF信号均通过相应的数据传输线26和30传送到固定RF装置28。然后，固定RF装置28为蜂窝RF信号和GPS RF信号提供相应的输出RF信号。然后，该RF信号从固定RF装置28经第三数据线32发送到控制模块31。

优选地，控制模块31是具有预编程数字计算机或处理器、控制逻辑、用于存储数据的存储器、以及至少一个I/O外围设备的电子控制装置。控制逻辑包括用于监测、操纵和生成数据的多个逻辑例程。控制模块31还可以包括用于发送和接收RF信号的收发器以及在RF信号和数字信号之间进行转换的调制器/解调器的电路。在示例性实施例中，控制模块31是OnStar®模块。OnStar®模块31采用蜂窝数据通信以及利用了GPS技术的位置信息来联系紧急服务、车辆诊断和指示的OnStar®代表。虽然讨论了OnStar®控制模块，但可以理解，也可以使用其它类型的控制模块，例如，信息娱乐模块。

与仅采用一个天线的天线系统相比，次天线24可用于提供更强、更可靠的RF信号给控制模块31。此外，次天线24还可提供更强的RF信号给车辆的内舱。具体地，如果由主天线22和次天线24接收到的RF信号被位于固定RF装置28内的RF耦合器耦合在一起，那么次天线24可提供更强的RF信号给控制模块31。次天线24也可通过作为备用天线工作而提供更可靠的信号给控制模块31。也就是说，如果主天线22受损、不能工作或者被移除，那么次天线24工作以便提供RF信号给控制模块31。

例如，在车辆侧翻事故中，位于车辆10的车顶上的主天线22可能被压断。然而，次天线24通常位于另一个位置，例如前围板底座40，从而在侧翻期间仍然能够保持工作。因此，尽管主天线22已受损，但位于车辆10内的乘客仍然能够利用OnStar®系统来联系紧急服务的代表。一个或多个玻璃窗格（例如，前挡风玻璃44、后挡风玻璃46（示于图2）、和遮阳蓬顶48（示于图2））上的太阳能管理玻璃涂层在这种利用RF信号来联系紧急服务的紧急情况下也可提供额外的益处。具体地，太阳能管理玻璃涂层充当金属反射器以增强车辆10外部环境50周围的RF信号强度。

在另一个示例中，如果主天线22被从车辆10移除，则次天线24还可用作备用天线。具体地，有时候盗贼从车辆10的车顶上折断主天线22，试图禁用GPS跟踪。然而，次天线24可隐藏在会被盗贼忽略的位置（例如前围板底座40）中。因此，次天线24仍然保持连接到车辆10。

车辆10的内舱52有时候具有微弱的RF信号接收，因为车辆10具有由金属材料构成的车顶。如果车辆玻璃涂覆有太阳能管理玻璃涂层，那么微弱的RF信号可能是尤其普遍的。如果采用RF信号的便携式电子装置（未示出）位于车辆10的内舱52中，那么该电子RF装置有时可能无法发送RF信号或从外部RF装置（例如GPS卫星）接收RF信号。便携式电子RF装置可以是能够发射RF信号的任何类型的便携式电子装置，例如蜂窝电话、带无线互联网连接的膝上电脑、AM/FM收音机、或者个人导航装置（PND）。可以采用次天线24以试图改善内舱52中的RF信号接收。具体地，次天线24可用于从外部RF装置（例如GPS卫星）接收RF信号。然后，次天线24可以将来自外部RF装置的RF信号辐射到内舱46中，从而提供更强的RF信号给便携式电子RF装置。

继续参照图1-3B，讨论利用天线系统20传送RF信号的方法。该方法开始于第一步骤，在该第一步骤中，从外部RF装置发射RF信号到主天线22。主天线22位于外部环境50中，并且配置成发射RF信号和接收来自外部RF装置的RF信号。如上所述，外部RF装置是能够发射RF信号、接收RF信号或两者皆可的任何类型的结构。例如，外部RF结构可以是GPS卫星、蜂窝电话塔、FM或AM无线电塔。然后，该方法进入第二步骤。

在第二步骤中，将RF信号从主天线22通过数据传输线26进行传送。第一数据传输线26的第一端90与固定RF装置28电连通，第一数据传输线26的第二端92与主天线22电连通，从而将主天线22与固定RF装置28连接。然后，该方法可进入第三步骤。

在第三步骤中，次天线24位于外部环境50中或者位于车辆10的内舱52中。次天线24配置成发射RF信号和接收来自外部RF装置的RF信号。然后，该方法进入第四步骤。

在第四步骤中，将RF信号从次天线24通过第二数据传输线30进行传送。第二数据传输线30的第一端94与固定RF装置28电连通，第二数据传输线30的第二端96与次天线24电连通，从而将次天线24与固定RF装置28连接。然后，该方法可进入第五步骤。

在第五步骤中，由固定RF装置28提供输出RF信号。该输出RF信号基于从主（第一）数据传输线26和次（第二）数据传输线30中的至少一个接收到的RF信号。在一个实施例中，固定RF装置28是用于将从第一数据传输线26和第二数据传输线30接收到的RF信号组合成单个输出信号的RF耦合器。可替代地，在另一个实施例中，固定RF装置28可以是RF开关，该RF开关将来自第一数据传输线26和第二数据传输线30之一的RF信号选择为输出RF信号。在又一个实施例中，固定RF装置28可以包括RF耦合器和RF开关这两者。然后，该方法可进入第六步骤。

在第六步骤中，将输出RF信号从固定RF装置28传送到控制模块31。在一个实施例中，控制模块31是OnStar®模块，OnStar®模块采用蜂窝数据通信以及利用了GPS技术的位置信息来联系紧急服务、车辆诊断和指示的OnStar®代表。在一个实施例中，该方法然后可返回到第一步骤。例如，OnStar®随后可通过GPS卫星将RF信号传送给主天线22，该RF信号包含诸如从车辆的当前位置到另一预定目的地的指示。可替代地，该方法然后可结束。

对本发明的说明实质上仅仅是示例性的，不偏离本发明要旨的变型应该落入本发明的范围内。这样的变型不应该被视为偏离了本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种能够连接到具有内舱的车辆的天线系统，其中，外部RF装置位于所述车辆外部，并且其中，安装到所述车辆的控制模块从所述天线系统接收输出RF信号，所述天线系统包括：

主天线，其连接到所述车辆并位于外部环境中，其中，所述主天线发射第一RF信号给所述外部RF装置以及从所述外部RF装置接收第一RF信号；

主数据传输线，用于传输所述第一RF信号，其中，所述主数据传输线与所述主天线连通；

次天线，其连接到所述车辆并位于所述外部环境和所述内舱之一中，并且与所述主天线处于不同的位置，其中，所述次天线发射第二RF信号给位于所述外部环境中的所述外部RF装置以及从所述外部RF装置接收第二RF信号；

次数据传输线，用于传输所述第二RF信号，其中，所述次数据传输线与所述次天线连通；以及

固定RF装置，其连接到所述车辆并且与所述主数据传输线和所述次数据传输线连通，其中，所述固定RF装置提供所述输出RF信号，并且其中，所述输出RF信号基于所述第一RF信号和所述第二RF信号中的至少一个。

2.如权利要求1所述的天线系统，其中，所述固定RF装置是用于将所述第一RF信号和所述第二RF信号进行组合以产生所述输出RF信号的RF耦合器。

3.如权利要求1所述的天线系统，其中，所述固定RF装置是用于将所述第一RF信号和所述第二RF信号之一选择作为所述输出RF信号的RF开关。

4.如权利要求1所述的天线系统，其中，所述固定RF装置是组合在一起的RF开关和RF耦合器，其中，如果所述第一RF信号和所述第二RF信号之一不可用，则所述固定RF装置作为RF开关工作，并且其中，当所述第一RF信号和所述第二RF信号均可用时，所述固定RF装置作为RF耦合器工作。

5.如权利要求1所述的天线系统，其中，所述主天线位于所述车辆的车顶、前围板底座、侧后视镜、车头灯、尾灯、中置高位制动灯CHMSL、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、行李箱盖、和保险杠中的一个上。

6.如权利要求1所述的天线系统，其中，所述次天线位于所述车辆的车顶、前围板底座、侧后视镜、车头灯、尾灯、中置高位制动灯CHMSL、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、行李箱盖、和保险杠中的一个上。

7.如权利要求1所述的天线系统，其中，所述次天线位于所述车辆的内舱中，在车辆顶置控制台、车辆中控台、仪表板、A柱、B柱、C柱、D柱、集成式中控面板、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、内部座椅、以及顶灯中的一个上。

8.如权利要求1所述的天线系统，其中，所述固定RF装置通过第三数据传输线与所述控制模块通信。

9.如权利要求1所述的天线系统，其中，所述主天线和所述次天线每个都是包括数种不同天线元件的集成式天线，并且接收和发射全球定位信号GPS和蜂窝信号。

10.如权利要求1所述的天线系统，其中，所述主天线和所述次天线中的至少一个是无源天线。

11.如权利要求1所述的天线系统，其中，所述数据传输线是同轴电缆。

12.如权利要求1所述的天线系统，其中，所述次天线与位于所述内舱中的内部RF装置双向通信。

13.一种能够连接到具有内舱的车辆的天线系统，其中，外部RF装置位于所述车辆外部，并且其中，安装到所述车辆的控制模块从所述天线系统接收输出RF信号，所述天线系统包括：

主天线，其连接到所述车辆并位于外部环境中，其中，所述主天线发射第一RF信号给所述外部RF装置以及从所述外部RF装置接收第一RF信号；

主数据传输线，用于传输所述第一RF信号，其中，所述主数据传输线与所述主天线连通；

次天线，其连接到所述车辆并位于所述外部环境和所述内舱之一中，并且与所述主天线处于不同的位置，其中，所述次天线发射第二RF信号给位于所述外部环境中的所述外部RF装置以及从所述外部RF装置接收第二RF信号；

次数据传输线，用于传输所述第二RF信号，其中，所述次数据传输线与所述次天线连通；以及

固定RF装置，其连接到所述车辆并与所述主数据传输线和所述次数据传输线连通，其中，所述固定RF装置包括RF开关和RF耦合器中的至少一个，其中，所述RF耦合器将所述第一RF信号和所述第二RF信号进行组合以产生所述输出RF信号，所述RF开关将所述第一RF信号和所述第二RF信号之一选择作为所述输出RF信号。

14.如权利要求13所述的天线系统，其中，所述主天线位于所述车辆的车顶、前围板底座、侧后视镜、车头灯、尾灯、中置高位制动灯CHMSL、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、行李箱盖、和保险杠中的一个上。

15.如权利要求13所述的天线系统，其中，所述次天线位于所述车辆的车顶、前围板底座、侧后视镜、车头灯、尾灯、中置高位制动灯CHMSL、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、行李箱盖、和保险杠中的一个上。

16.如权利要求13所述的天线系统，其中，所述次天线位于所述车辆的内舱中，在车辆顶置控制台、车辆中控台、仪表板、A柱、B柱、C柱、D柱、集成式中控面板、前挡风玻璃、后挡风玻璃、遮阳蓬顶、内部座椅、以及顶灯中的一个上。

17.如权利要求13所述的天线系统，其中，所述固定RF装置通过第三数据传输线与所述控制模块通信。

18.如权利要求13所述的天线系统，其中，所述主天线和所述次天线每个都是包括数种不同天线元件的集成式天线，并且接收和发射全球定位信号GPS和蜂窝信号。

19.如权利要求13所述的天线系统，其中，所述次天线与位于所述内舱中的内部RF装置双向通信。

20.一种能够连接到具有内舱的车辆的天线系统，其中，所述车辆具有涂覆了太阳能管理玻璃涂层的玻璃窗格，所述太阳能管理玻璃涂层衰减进入所述内舱的RF信号，其中，内部RF装置位于所述内舱中，并且其中，安装到所述车辆的控制模块从所述天线系统接收输出RF信号，所述天线系统包括：

主天线，其连接到所述车辆并位于外部环境中，其中，所述主天线发射第一RF信号给所述外部RF装置以及从所述外部RF装置接收第一RF信号；

主数据传输线，用于传输所述第一RF信号，其中，所述主数据传输线与所述主天线连通；

次天线，其连接到所述车辆并位于所述外部环境和所述内舱之一中，并且与所述主天线处于不同的位置，其中，所述次天线发射第二RF信号给位于所述外部环境中的外部RF装置以及从所述外部RF装置接收第二RF信号，并且其中，所述次天线与位于所述内舱中的内部RF装置双向通信；

次数据传输线，用于传输所述第二RF信号，其中，所述次数据传输线与所述次天线连通；以及

固定RF装置，其连接到所述车辆并与所述主数据传输线和所述次数据传输线连通，其中，所述固定RF装置包括RF开关和RF耦合器中的至少一个，其中，所述RF耦合器将所述第一RF信号和所述第二RF信号进行组合以产生所述输出RF信号，并且其中，所述RF开关将所述第一RF信号和所述第二RF信号之一选择作为所述输出RF信号；以及

第三数据传输线，用于传输RF信号，其中，所述第三数据传输线与所述控制模块和所述固定RF装置连通，以将来自所述固定RF装置的RF输出信号传输给所述控制模块。