CN102655268B

CN102655268B - 多频带天线

Info

Publication number: CN102655268B
Application number: CN201210048372.2A
Authority: CN
Inventors: 安东尼·凯斯拉斯
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: US20120223864A1; US8928537B2; CN102655268A; EP2495808A1

Abstract

一种多频带天线(200)包括基板(202)和基板(202)上的至少一个导电片(204)。至少一个导电片限定了第一导电区域(206)、第二导电区域(208)和第三导电区域(210)。第一、第二和第三导电区域(206、208、210)配置为限定第一导电区域(206)和第二导电区域(208)之间的第一间隙(212)以及第二导电区域(208)和第三导电区域(210)之间的第二间隙(214)。多频带天线也包括具有信号端子(230a)的馈电端口(230)。信号端子(230a)配置为将第二导电区域(208)与第一连接元件相耦合，以传导发射信号或接收信号。

Description

多频带天线

技术领域

本公开涉及多频带天线领域，具体地而非排他地涉及一种紧凑的多频带天线，用于在多个频带中从汽车发射信号以及在汽车处接收信号。

背景技术

今天的车辆配备有许多无线设备以便接收无线电和电视广播，用于蜂窝电信和GPS导航信号。在未来，将实现甚至更多的通信系统以用于“智能驾驶”，例如专用的短距离通信(DSRC)。结果，增加了汽车天线的个数，并且小型化要求成为用于减小天线系统的单位成本价格的重要考量。最大的成本是天线和各个电子装置之间的缆线布线；典型地这种缆线布线成本可达每条同轴缆线5欧元。

多个天线通常集中与一个天线单元中，称作“鲨鱼鳍(shark fin)”单元。可以将鲨鱼鳍单元定位于汽车车顶的背部。

现有公开文献或说明书背景部分中的列举和讨论不应该看作是对于这些文献或背景是现有技术的一部分或是公知常识的承认。

发明内容

根据本发明的第一方面，提出了一种多频带天线，包括：

基板；

所述基板上的至少一个导电片，所述导电片限定了第一导电区域、第二导电区域和第三导电区域；

其中所述第一、第二和第三导电区域配置用于限定：

第一导电区域和第二导电区域之间的第一间隙，以及

第二导电区域和第三导电区域之间的第二间隙；以及

包括信号端子的馈电端口，其中所述信号端子配置用于将第二导电区域与第一连接元件相耦合，用于传导发射信号或接收信号。

所述多频带天线可以提供一种多频带天线的紧凑且低成本的实现，能够在0.5GHz至3.5GHz区域中或者甚至更高的频率下充分适当地操作，同时保持小的物理尺寸。多频带天线的物理尺寸可以足够小以装配到用于汽车的鲨鱼鳍单元内，并且可以具有小于约55mm的高度(纵向长度)。

可以配置间隙的位置和/或尺寸，以提供在使用时具有两个可工作频带的多频带天线。多频带天线可以是单个天线，该单个天线可以具有能够使得在蜂窝和无线局域网(WLAN)频率中都接收和发射信号的工作频带。

多频带天线可以用于从汽车发射信号和从汽车接收信号。

馈电端口可以提供针对多个频带的单一馈电。这种单一馈电可以显著地减小天线的复杂度和成本。

三个导电区域可以沿基板的长度纵向间隔开，第一间隙和第二间隙可以从基板/导电片的纵向边缘开始沿大体上横向方向延伸。这种结构使得能够提供感兴趣的特定工作频带，并且也可以提供天线的紧凑布局。

第一导电区域可以通过第一耦合区域与第二导电区域耦合。第二导电区域可以通过第二耦合区域与第三导电区域耦合。第一耦合区域和第二耦合区域可以耦合在一起。第一耦合区域和/或第二耦合区域可以在基板上大体上纵向对齐。第一耦合区域和/或第二耦合区域可以小到可忽略。第一耦合区域可以是第一导电区域或第二导电区域的一部分。第二耦合区域可以是第二导电区域或第三导电区域的一部分。

所述至少一个导电片可以是单一的导电片。第一、第二和第三导电区域可以沿导电片的纵向边缘接合在一起。导电片的该纵向边缘(据此第一、第二和第三导电区域接合)可以在横向间隙从其延伸的基板另一侧。

第一间隙可以包括横向部分、第一纵向部分和第二纵向部分。第一纵向部分可以从横向部分的一端延伸。第二纵向部分可以从横向部分的另一端延伸。具有这种结构的第一间隙可以提供通过调节间隙的各个部分的位置和/或尺寸而可配置的天线的频率响应。间隙的不同部分的存在可以影响天线的频率响应，所述影响可以包括对于一个或两个频带的带宽和/或一个或两个频带的上限和/或一个或两个频带的下限的影响。间隙可以是基板的具有边缘的不导电区域，所述边缘由导电区域的面对边缘(facing edges)限定。可以通过不在基板的区域上沉积导电材料、通过在其他导电材料上提供另外的涂层/或者通过切掉或去除基板的部分，来实现不导电区域。

术语不导电在这里可以理解为包括绝缘或弱导电材料，或者设计为在天线工作的频率处具有高阻抗从而一般可以用作电子屏障的材料。具有大于约1、2、5或10每毫米千欧(1、2、5、10MΩ.m^-1)阻抗的任意材料均可以是如这里所使用含义的不导电的。

第二间隙可以包括横向部分和纵向部分。纵向部分可以从横向部分的一端延伸。按照与涉及第一间隙的上述内容类似的方式，第二间隙的不同部分的存在可以影响天线的频率响应。

第二间隙的横向部分的另一端可以开口进入(open up into)天线基板一侧的不导电区域中，该不导电区域可以称作是开口区域。第一间隙的第二纵向部分或横向部分可以开口进入天线基板一侧的不导电区域中。所述开口区域可以是抵靠在基板边缘处的纵向延伸区域，其中不存在导电片。

所述开口区域使得所述间隙能够具有开口间隙的形式。开口间隙可以允许天线的谐振频率与所要求频率的波长的四分之一相关联。所述开口区域可以是基板的还没有涂覆导电材料的区域。所述间隙也可以是已经切掉或去除基板的区域。开口区域与一些实施例的间隙的不同之处在于，开口区域的边缘不是由导电区域的两个面对边缘限定。

第一间隙的第一纵向部分可以朝着第二间隙的纵向部分延伸，但是没有到达所述第二间隙的纵向部分。

所述天线还可以包括接地面(ground plane)，并且所述第三导电区域可以与接地面耦合。第三导电区域可以在第三导电区域的实质上全部横向宽度上与接地面耦合。按照这种方式，由于电流在第三导电区域的横向宽度上展开，减小了馈电端口和接地面之间的电流密度。这具有增加天线带宽的效果。

所述基板可以沿与接地面实质上垂直的方向延伸。这可以提供天线适合装配在鲨鱼鳍单元内的便捷结构。在一些示例中，可以将汽车车顶看作是接地面的扩展。

馈电端口可以包括信号端子和接地端子。馈电端口的信号端子可以位于第二导电片上。馈电端口的信号端子可以配置为与第一连接元件相连，以传导发射和接收信号。第一连接元件可以是同轴缆线的内部导体、配线(wire)、分离的电路板端子或任意其他合适的导电介质。馈电端口的接地端子可以位于第三导电片上。馈电端口的接地端子可以配置为与第二连接元件相连。第二连接元件可以是同轴缆线的导电屏蔽、配线、分离的电路板端子或者任意其他合适的导电介质。替代地，同轴缆线的导电屏蔽可以与天线所耦合的接地面直接相连。

馈电端口可以配置为使得信号端子和接地端子彼此接近(proximal)。馈电端口可以配置为使得信号端子可以位于靠近第二导电区域的边缘，而接地端子可以位于靠近第三导电片的面对边缘。

所述至少一个导电片可以设置在基板的单一侧。

可以将天线成形以便装配在鲨鱼鳍单元内，例如可以使远离接地面的天线边缘成斜坡状，使其与鲨鱼鳍单元的内部形状相对应。天线的最大高度可以小于55mm以便装配在鲨鱼鳍单元内。无法将现有技术的天线制造为能够装配在已知鲨鱼鳍单元内并具有针对感兴趣频带的合适频率响应。

可以提供一种包括这里所公开的任意多频带天线的鲨鱼鳍单元。

可以提供一种诸如小汽车之类的汽车，装配有这里公开的任意多频带天线或鲨鱼鳍单元。

附图说明

现在只作为示例参考附图进行描述，其中：

图1示出了鲨鱼鳍天线单元；

图2a和2b说明了根据本发明实施例的多频带天线；

图3用图表示出了图2的天线以分贝为单位的仿真回波损耗；

图4在史密斯圆图(Smith chart)上用图表说明了图2天线的性能；

图5示出了来自图4的史密斯圆图的虚部数据并且表示仿真输入电抗；

图6示出了来自图4的史密斯圆图的实部数据并且表示输入电阻；

图7用图表说明了图2的天线在900MHz的工作频率下的仿真方向性；

图8用图表说明了图2的天线在2GHz的工作频率下的仿真方向性；

图9说明了根据本发明实施例的多频带天线的示例尺寸(以毫米为单位)；以及

图10示出了图9的制造模型的测量回波损耗。

具体实施方式

本发明的一个或多个实施例涉及多频带天线，所述多频带天线包括基板上的至少一个导电片。所述导电片限定了第一导电区域、第二导电区域和第三导电区域，第一间隙位于第一导电区域和第二导电区域之间，以及第二间隙位于第二导电区域和第三导电区域之间。按照这种方式提供的区域和间隙使得能够实现紧凑的多频带天线，该多频带天线能够在约0.5GHz和3.5GHz(或者甚至更高)之间的频带上良好工作。具体地，可以实现能够装配到用于汽车的已知鲨鱼鳍单元中的多频带天线，该多频带天线可以利用在宽频率范围上接收和发射信号。

这种多频带天线可以包括馈电端口，所述馈电端口提供在第二导电区域和第三导电区域之间的横跨第二间隙的电连接，并且配置为传导在天线处接收的或者从天线发射的信号。

现今存在一种“绿色驾驶”的强烈趋势，其带来有关“智能驾驶”的多个项目。能够在汽车之间(车与车)以及汽车和路旁装置之间进行通信的新通信系统正在定义阶段。迄今还没有一种统一的全球标准，但是预期大多数这种系统将在5.8至6GHz频带内工作。

需要将多个天线一起封装在小体积中，并且将其按照所谓的“天线单元”定位于车辆车顶上。已经发现对于汽车之间的通信，要求至少两个已知的天线以抗击多径衰减并且应对汽车的不同相对方向。要求多个同轴缆线来将天线与电子装置相连。这些缆线造成了主要的成本负担。也期待在未来，将更多的电子部件定位于靠近天线，在这种情况下可以省略许多这种昂贵缆线。

在不同的地域按照几种不同的频带执行蜂窝通信。在欧洲，当前使用以下频带：

GSM 900：880-960MHz

GSM 1800：1710-1880MHz

UMTS：1920-2170MHz

预见到其他频带为未来使用。

美国的蜂窝通信当前使用下述频带：

GSM 850：824-894MHz

PCS：1850-1990MHz

预见到其他频带为未来使用。

智能驾驶可以使用的其他系统是：

GPS：1575.42±1.023MHz

WLAN 5.9：5875-5905MHz

WLAN 2.4：2404-2489MHz

图1示出了典型的鲨鱼鳍天线单元100，所述鲨鱼鳍天线单元可以放置于车辆顶部的背部。天线单元100内部的天线尺寸受限，并且天线不得不适配于所述单元100。天线单元100也具有针对天气保护、冲击行为和温升灵敏度的严格要求。由塑料天线罩(radome)封装天线单元100。

天线单元100的典型尺寸是：

最大高度50至55mm(外部天线罩高度60mm)；

长度120mm(外部天线罩长度140mm)；以及

宽度40mm(外部天线罩宽度50mm)。

在要求的信号频率与天线尺寸之间存在基本关系。单一谐振天线元件与要接收或发射的信号频率的波长成比例。这意味着工作频率越高，天线变得越小。然而，在存在固定频率要求的情况下，限制现有技术天线的尺寸以便使其尺寸符合标准外罩(housing)的尺寸，这具有减小其工作效率的影响。

谐振四分之一波单极天线(长度＝0.25λ)是一种可以在车顶之上或接地面之上使用的典型天线。GSM900标准定义了当前欧洲使用的通信标准的最低频带，并且要求77mm的谐振四分之一波长单极天线长度。对于700MHz的通信，要求87mm长度的天线长度。这两种长度都太长以至于不能在标准的“鲨鱼鳍”单元中实现。要求减小尺寸，但是这将降低利用已知单极天线可获得的部分带宽的重要性质。将部分带宽(百分比)定义为：

B_{F} = \frac{f_{2} - f_{1}}{\sqrt{f_{1} f_{2}}} \times 100

其中f₁和f₂分别是频带的下限频率和上限频率。

例如，可以按照-10dB的回波损耗的参考级别来测量f₁和f₂。回波损耗是由于天线与向天线馈电的线路之间较差的匹配阻抗而导致的天线处的信号损耗；所述回波损耗是由于反射信号导致的损耗。回波损耗是常用于定义射频信号与天线的匹配质量的参数。

此外，减小已知四分之一波单极天线的尺寸导致辐射阻抗的减小。例如，将尺寸减小至50％(即1/8λ)，对于天线的特定长/宽比，这将辐射阻抗减小至8欧姆。这导致了增加的回波损耗，从而导致天线与射频的次优匹配。

图2a示出了根据本发明实施例的多频带天线200的正视图，以及图2b示出了相同天线200的侧视图。天线200具有基板202。至少一个导电片204位于基板202上以定义第一导电区域206、第二导电区域208和第三导电区域210。

为了分离导电区域，第一间隙212位于第一导电区域206和第二导电区域208之间，以及第二间隙214位于第二导电区域208和第三导电区域210之间。在该示例中，第一、第二和第三导电区域206、208、210沿天线200的纵向方向间隔开，并且第一和第二间隙212、214大体上沿横向方向延伸。间隙的边缘由导电区域的面对边缘限定。间隙212、214也可以称作狭缝(slot)。第一间隙212比第二间隙214更远离接地面216。

第一间隙212和第二间隙214两者都开口进入在天线一侧的开口区域228中。具有开口间隙允许天线如同谐振四分之一波长单极天线那样高效地工作。

在该示例中，开口区域228是衬底中还没有涂覆导电材料的区域，类似间隙212、214。在该示例中，开口区域228与间隙的不同之处在于，开口区域228的边缘不是由导电区域206、208、210的两个面对边缘限定。

在该示例中，导电片204的第一、第二和第三导电区域206、208、210沿导电片204的纵向边缘231接合。第一导电区域206通过第一耦合区域207与第二导电区域208相耦合，而第二导电区域208通过第二耦合区域209与第三导电区域210相耦合。在图2a所示的示例中，这些第一和第二耦合区域在基板上纵向延伸。导电片的纵向边缘231(据此，第一、第二和第三导电区域206、208、210接合)可以在间隙212、214从其延伸的基板202另一侧。

图2a和2b的实施例示出了基板202的单一表面上的单一导电片204，并且这可以提供便捷和成本有效的制造。然而在其他实施例中，必要的导电区域可以由基板一侧或两侧上的一个或多个导电片构成(可能地，使用通孔来电连接基板202的相对两侧上的导电片)，以提供具有这里所述功能的天线。

基板202可以是诸如FR4之类的印刷电路板(PCB)材料，或者针对工作频带具有足够性能的任意电介质材料。基板202可以在材料和制造方面都是低成本的，因为针对印刷电路板的现有技术可以用于提供基板202上的导电区域206、208、210。导电区域206、208、210(也可以称作导电表面)可以是铜，或者是针对工作频带具有足够性能的任意其他材料。导电区域206、208、210可以非常薄，例如35微米。在一些示例中，导电区域206、208、210可以用保护层覆盖，以防止或减小导电区域206、208、210的氧化和/或减小由于温度导致的劣化。这些要求对于天线200满足汽车要求是有益的。

导电片204的第三导电区域210与接地面216相连，在该实施例中在第三导电区域210的整个横向宽度上相连。按照这种方式，可以将导电片204看作是接地面216的扩展。接地面216可以是鲨鱼鳍模块的导电底部，进而将看作是使用时鲨鱼鳍所附着至的车顶的扩展。因此，当将天线200在使用时定位于车顶上时，可以将接地面216看作是非常大的接地体。

在该示例中，天线200顶部侧的形状适配于鲨鱼鳍模块的形状。

基板202和导电片204与接地面216实质上垂直，并且在车顶上的典型使用位置处是垂直的。

第一间隙212包括横向延伸部分218(使用时是水平的)和两个纵向延伸部分220、222(使用时是垂直的)。第一纵向部分220从横向部分218的一端延伸，而第二纵向部分222从横向部分218的另一端延伸。

第二间隙214包括横向延伸部分224(使用时是水平的)和纵向延伸部分226(使用时是垂直的)。纵向部分220从横向部分218的一端延伸。横向部分224的另一端在天线200一侧开口进入开口部分228中。

沿着第二间隙214的横向部分224的中途部分(partway)处是“馈电端口”230。馈电端口230是衬底上可以安装插座(socket)的位置，至该插座可以进行外部电连接。在使用时，同轴缆线(未示出)与馈电端口230相连，以向天线200发送信号并从天线200接收信号。馈电端口230具有两个端子。馈电端口230的信号端子230a位于第二导电区域208上。在使用期间，同轴缆线的内部导体可以经由馈电端口230的信号端子230a与第二区域208直接耦合。馈电端口230的接地端子230b位于第三导电区域210上。在使用期间，同轴缆线的导电屏蔽可以经由馈电端口230的接地端子230b与第三导电区域230耦合。第三导电区域210也与接地面216耦合。

在该示例中，馈电端口230配置为使得信号端子230a和接地端子230b在第二间隙214的任一侧均彼此接近(proximal)。具体地，信号端子230a和接地端子230b定位为在各自的导电区域的边缘上彼此面对。

在该示例中，馈电端口230位于沿着第二间隙214的横向部分224的大致中途处。馈电端口230沿着横向部分224的精确位置可以影响天线的频率响应，并且可以在设计期间进行对馈电端口230进行定位以便精细调谐天线200的性能。

由天线200的高度定义了能够在天线200处接收/从天线200发射的最低工作频率。包括第一狭缝218，这使得能够达到比不包括第一狭缝218而可以达到的工作频率低得多的工作频率。

图2的天线200使得能够在两个主频带(低频带和高频带)中实现信号的充分适当的发射和接收。“充分适当的发射”可以看作是提供小于-10dB的回波损耗。低频带可以适合至少一种通信标准，例如GSM900。高频带可以适合许多现有的通信标准，并且适合预期的未来标准，例如WLAN通信。可以设置该实施例中间隙212、214的长度，以便对准(align)两个频带的下限带边缘，如现在将更加详细地描述的。

第一狭缝212的第一纵向部分220的长度影响高频带和低频带两者的下限。如果第一纵向部分220的长度减小，则高频带和低频带的下限增大，尽管不一定增大相同的量。也就是说，高频带的下限可以比低频带的下限更快地增大，或者低频带的下限可以比高频带的下限更快地增大。

第一狭缝212的第二纵向部分222的长度主要影响高频带的下限。如果第二纵向部分222的长度减小，那么高频带的下限增大。

第二狭缝214的纵向部分226的长度主要影响高频带的带宽。如果纵向部分226的长度减小，那么高频带的带宽增大。

第一间隙212的横向部分218的宽度影响高频带和低频带两者的下限。然而，这种影响可能与由第一纵向部分220的长度提供的影响(如上所述)不同，因此可以利用针对横向部分218和第一纵向部分220的值来设计间隙212，使得可以独立地调节这两个频带的下限。

第二间隙214的横向部分224的宽度影响高频带的带宽，并且可以影响高频带的上限。

根据间隙212、214的尺寸如何影响天线200的频率响应的以上描述，可以理解的是，可以根据所要求的规范对准频带。

清楚的是，可以用于限定频带的带边缘的是间隙212、214，因此构建了导电区域的材料的性质对带边缘的影响较小，这种材料的性质受到环境的强烈影响。这是一种令人感兴趣的概念，因为当与已知天线相比较时，这可以使得天线200对来自附近物体或其他天线的失谐(detuning)抵抗性强得多。这在其中大量天线位置靠近在一起的鲨鱼鳍单元的有限空间中是特别有利的。

应该理解的是在其他实施例中，间隙212、214不必由直的部分构成，也不必要求沿不同方向延伸的多于一个的部分。

在这里公开的天线的一些实施例中，可以将第二间隙214的尺寸看作是提供对天线200的输入阻抗的控制，使得可以相应地设置感兴趣频带的带宽。

图3用图表示出了图2的天线以分贝为单位的仿真回波损耗。利用例如来自Ansoft公司的HFSS或来自德国达姆施塔特的CST的MicrowaveStudio之类的工业领先的三维电磁仿真器，来执行所述仿真。

从图3可以看出，提供了低频带302和高频带304，其中频带定义为可以从图中看出的回波损耗小于-10dB的频率范围，回波损耗小于-10dB是针对在车载天线中可接受的RF性能的标准。在一些实施例中，高频带304可以非常宽，并且可以潜在地适应根据落在该频带内的多种标准的通信。

图4用史密斯圆图说明了图2的天线的性能。史密斯圆图是显示与天线的阻抗性能有关的复值信息的常用方法。圆周轴示出了相对于50Ω的参考级别的天线电抗系数。水平线轴示出了相对于该参考级别的电阻系数。在图中绘制的函数示出了不同频率处天线阻抗的两个分量，其中当该函数追踪顺时针移动时频率增大。

图4说明了在顺时针迹线末端附近，由于函数中的回环402，导致对高频带的加倍调谐(double tune)。加倍调谐是一种用于增大部分带宽(斤actional bandwidth)的已知技术，通常通过向天线馈电端口添加分立元件(discrete component)来实现。设计并且选择这种外部分立元件，以补偿在特定频带上的输入阻抗的电抗，从而增大其中认为回波损耗可接受(例如回波损耗小于-10dB)的频率范围。

图5和图6每一个均按照更加容易理解的方式示出了图4的史密斯圆图的一些信息。图5示出了来自史密斯圆图的虚部数据，并且表示以欧姆为单位的仿真输入电抗。图6示出了来自图4的史密斯圆图的实部数据，并且表示以欧姆为单位的输入电阻。

从图5中可以特别注意到的是高频带中的电抗补偿，其中针对超过约1.5GHz的频率，电抗接近0。

在图6中可以清楚地看出位于低频带带边缘以上和以下的两个反谐振(anti-resonant)频率602、604。从图6中也可以看出两个反谐振频率602、604之间约50Ω的相对恒定的输入阻抗，这表示低频带中良好和一致的性能。稳定的50Ω阻抗允许天线与无线电电路具有良好的阻抗匹配，确保了天线高效地工作。

图7用图表说明了在900MHz工作频率上水平面内图2天线的仿真方向性(dbi)，900MHz工作频率在低频带中。图8用图表说明了在2GHz工作频率上水平面内图2天线的仿真方向性(dbi)，2GHz工作频率在高频带中。

图7和图8都说明了当工作在两个频带中时天线是高度全向性的。

图7示出了增益702在900MHz下对于所有方向几乎恒定在5dBi(在径向轴上示出)。900MHz下的主波瓣方向704处于224°的角度，可以将天线看作具有360°的角宽度，在该角宽度下，增益中的纹波小于3dB。

图8示出了增益802在2GHz下针对所有方向始终接近5dBi，尽管不像图7所示针对900MHz那样非常一致。然而，当与在这些高频率下工作的现有技术天线进行比较时，该全向性可以视为非常好。2GHz处的主波瓣方向804处于207°的角度，可以将天线看作具有119.5°的角宽度，，在该角宽度下，增益中的纹波小于3dB。在图8中用参考数字806示出了角宽度的边界。

应该理解的是，良好的全向性是车辆天线中的重要考量，其中车辆和天线会始终改变方向。

图9说明了根据本发明实施例的多频带天线90的示例尺寸(以毫米为单位)。使用的基板材料是低成本的FR4印刷电路板材料，具有1.6mm的厚度和4.4的介电常数。

从图9可以看出，天线900的总高度小于50mm，使其适合装配在典型的鲨鱼鳍单元内。同样，天线900顶部成形为适合装配在保护天线罩中。

图10示出了针对图9的制造模型的测量回波损耗(db)。在1平方米的地平面上测量天线，并且将其放置于ABS材料的保护天线罩中。

从图10可以看出测量了以下频带具有-10db的回波损耗：

低频带：880至960MHz；以及

高频带：1.7至大于4GHz。

因此，当与现有技术相比较时具有减小尺寸的图9的多频带天线可以用于多种标准，例如：

GSM 900：880-960MHz；

GSM 1800：1710-1880MHz；

UMTS：1920-2170MHz；

GSM 850：824-894MHz；

PCS：1850-1990MHz；

WLAN 2.4：2404-2489MHz；以及

工作于至少高达4GHz的其他未来标准。

已经通过实验发现，图9的天线可以对于感兴趣的两个频带提供效率82％，并且该天线可以看作是多频带天线的非常好的实现。

应该理解的是图9的天线模型只是本发明实施例的示例，所示尺寸不应该看作是限制性的，可以设计天线以适合于其他频带。

可以将这里公开的一个或多个实施例看作是涉及多频带车辆天线，其形成车顶或其他接地面的导电扩展，并且包含两个开口间隙/狭缝以在尺寸减小情况下进行多频带操作。可以在单面低成本基板材料上生产该天线，并且对于附近物体或其他天线导致的失谐具有相对较强的抵抗性。如果天线位于其他天线附近，例如如果多于一个天线位于鲨鱼鳍中，则这可以是尤为有利的。

应该理解的是，因为天线实施例的工作参数的至少一些是通过间隙的位置和/或尺寸设置的，而不仅仅依赖于导电区域，所以由于附近导体导致的失谐影响可以减小，因为它们不会直接改变间隙的特性。

可以将本文公开的天线实施例与天线将连接的电子装置相独立地设计。可以将RF集成电路定位于天线实施例的下方，以便消除或减少对同轴缆线的需求。

Claims

1.一种多频带天线(200)，包括：

基板(202)，所述基板(202)具有横向和纵向；

所述基板(202)上的至少一个导电片(204)，所述导电片限定了第一导电区域(206)、第二导电区域(208)和第三导电区域(210)，其中第三导电区域(210)在整个横向宽度上与接地面(216)相接合；

其中第一、第二和第三导电区域(206、208、210)配置为限定：

第一导电区域(206)和第二导电区域(208)之间的第一间隙(212)，以及

第二导电区域(208)和第三导电区域(210)之间的第二间隙(214)；以及

馈电端口(230)包括信号端子(230a)和接地端子(230b)，其中所述信号端子(230a)位于第二导电区域(208)以及接地端子(230b)位于第三导电区域(210)，其中所述信号端子(230a)与第一连接元件相耦合以传导发射信号或接收信号，所述接地端子(230b)与第二连接元件相耦合；其中，所述馈电端口(230)位于所述第二间隙的横向部分的中途部分。

2.根据权利要求1所述的多频带天线(200)，其中三个导电区域(204、206、208)沿基板(202)的长度纵向间隔开。

3.根据权利要求2所述的多频带天线(200)，其中所述第一间隙(212)和所述第二间隙(214)从所述基板(202)的纵向边缘沿大体上横向方向延伸。

4.根据任一前述权利要求所述的多频带天线(200)，其中所述至少一个导电片是单一导电片(204)；

第一导电区域(206)通过第一耦合区域(207)与第二导电区域(208)接合；以及

第二导电区域(208)通过第二耦合区域(209)与第三导电区域(210)接合。

5.根据任一前述权利要求所述的多频带天线(200)，其中所述第一间隙(212)包括：

横向部分(218)；

第一纵向部分(220)；以及

第二纵向部分(222)，以及

其中所述第一纵向部分(220)从横向部分(218)的一端延伸，而所述第二纵向部分(222)从横向部分(218)的另一端延伸。

6.根据权利要求5所述的多频带天线(200)，其中所述第二纵向部分(222)开口进入天线(200)一侧上的不导电区域(228)。

7.根据任一前述权利要求所述的多频带天线(200)，其中所述第二间隙(214)包括：

横向部分(224)；以及

纵向部分(226)，以及

其中所述纵向部分(226)从横向部分(224)的一端延伸。

8.根据权利要求7所述的多频带天线(200)，其中横向部分(224)的另一端开口进入天线(200)一侧上的不导电区域(228)。

9.根据从属于权利要求6的权利要求7所述的多频带天线(200)，其中所述第一间隙(212)的第一纵向部分(220)朝着所述第二间隙(214)的纵向部分(226)延伸，但是没有到达所述第二间隙的纵向部分。

10.根据任一前述权利要求所述的多频带天线(200)，其中第一连接元件是同轴缆线的内部导体，并且其中所述馈电端口(230)还包括接地端子(230b)，所述接地端子(230b)配置为将第三导电区域(210)与同轴缆线的屏蔽导体相耦合。

11.根据权利要求1所述的多频带天线(200)，其中所述基板(202)在与接地面(216)实质上垂直的方向上延伸。

12.根据权利要求1中任一项所述的多频带天线(200)，其中所述接地面(216)配置为与同轴缆线的导电屏蔽相连。

13.根据任一前述权利要求所述的多频带天线(200)，其中所述至少一个导电片(204)设置在基板(202)的单一侧。