CN104466432A - 具有dsrc功能的多频带mimo车载天线组件 - Google Patents

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Abstract

具有DSRC功能的多频带MIMO车载天线组件。本发明涉及用于安装到具有DSRC功能的汽车车体壁上的多频带多入多出(MIMO)车载天线组件。在具体实施方式中，多频带MIMO车载天线组件通常包括被配置成在专用短程通信(DSRC)频率范围内操作的至少一个DSRC天线。该多频带MIMO车载天线组件也可以包括至少一个其它天线，例如被配置为在一个或更多个蜂窝频率(例如长期演进(LTE)等)上操作的至少一个蜂窝天线和/或配置为在一个或给多个卫星频率(例如，全球导航卫星系统(GNSS)、卫星数字音频无线服务(SDARS)等)上操作的至少一个卫星天线。

Description

具有DSRC功能的多频带MIMO车载天线组件
技术领域
本公开总体上涉及多频带车载天线组件。
背景技术
本部分提供与本公开相关但不一定是现有技术的背景信息。
在汽车工业中使用各种不同类型的天线，包括AM/FM无线天线、卫星数字音频无线电服务(SDARS)天线、全球定位系统系统(GNSS)天线、蜂窝电话天线等。汽车工业中也普遍使用多频带天线组件。多频带天线组件通常包括用于覆盖多个频率范围并在多个频率范围工作的多个天线。具有辐射天线元件的印刷电路板(PCB)是多频带天线组件的典型元件。
车载天线可以设置或安装在汽车表面上，诸如汽车的顶棚、行李箱或引擎罩上，以帮助确保天线具有在空中或朝向天顶的方向上的不受阻碍的视野。天线可以连接(例如经过同轴电缆等)到汽车的乘客室内的一个或多个电子装置(例如，无线接收机、触摸屏显示器、导航装置，蜂窝电话等)，使得多频带天线组件可用于向汽车内的电子装置发射信号和/或接收来汽车内的电子装置的信号。
发明内容
本部分提供了本公开的总体概要，而不是其全部范围或所有特征的综合公开。
根据不同方面，公开了用于安装在汽车车体壁上的多频带多输入多输出(MIMO)车载天线组件的多个示例性实施方式。在示例性实施方式中，多频带MIMO车载天线组件总体上包括至少一个专用短程通信(DSRC)天线，所述至少一个DSRC天线被配置为在DSRC频率上操作。该多频带MIMO车载天线组件还可以包括至少一个其它天线，例如至少一个蜂窝天线和/或至少一个卫星天线，所述至少一个蜂窝天线被配置为在一个或更多个蜂窝频率(例如长期演进(LTE)等)上操作，并且所述至少一个卫星天线被配置为在一个或更多个卫星频率(例如，全球导航卫星系统(GNSS)、卫星数字音频无线电服务(SDARS)等)上操作。
所述DSRC天线可以是双单极天线，其包括：隔离器，其被配置为在所述双单极天线和所述至少一个蜂窝天线之间提供隔离；以及彼此分开并沿所述隔离器的相对两侧设置的第一DSRC天线元件和第二DSRC天线元件。
该天线组件还可以包括：第一电路板，其连接到和/或支承所述至少一个蜂窝天线；以及第二电路板，其位于所述第一电路板上方。所述第二电路板可以连接到和/或支承所述双单极天线。所述第二电路板可由与所述第一电路板不同的材料形成，使得所述第二电路板在DSRC频率上具有比所述第一电路板低的损耗因数。例如，所述第一电路板可以包括FR4玻璃纤维增强环氧树脂叠层。所述第二电路板可以包括织物玻璃纤维聚四氟乙烯(PTFE)复合材料或其它低损耗因数高频衬底材料。
该天线组件可以配置为使得所述双单极天线的输出与至少一个其它天线输出在同一个传输线上。
所述至少一个蜂窝天线可以包括被配置成操作以接收和发送蜂窝信号的第一蜂窝天线，并且该天线组件可以被配置为使得所述双单极天线的输出经由耦合而与所述第一蜂窝天线的输出组合并通过所述第一蜂窝天线的输出馈送。
该天线组件还可以包括用于传送所述双单极天线输出的DSRC信号和由所述第一蜂窝天线输出的蜂窝信号的第一传输线。
所述至少一个蜂窝天线还可以包括第二蜂窝天线，所述第二蜂窝天线被配置成操作以仅接收而不发送蜂窝信号。该天线组件可以包括第一卫星天线，所述第一卫星天线被配置成操作以接收全球导航卫星系统(GNSS)信号。该天线组件还可以包括用于传送由所述第二蜂窝天线输出的蜂窝信号和由所述第一卫星天线输出的GNSS信号的第二传输线。
该天线组件还可以包括具有第一端口和第二端口的复用器，所述第一传输线和所述第二传输线分别路由到所述第一端口和所述第二端口，其中，所述第一端口被配置为接收由所述第一传输线传送的DSRC信号和蜂窝信号，所述第二端口被配置为接收由所述第二传输线传送的蜂窝信号和GNSS信号。所述复用器还可以包括：第三端口，其被配置为输出由所述第一蜂窝天线接收到的蜂窝信号；第四端口，其被配置为输出DSRC信号和GNSS信号；以及第五端口，其被配置为输出由所述第二蜂窝天线接收到的蜂窝信号以及DSRC信号。
所述复用器还可以包括：双工器；带通滤波器；放大器，其耦合到所述双工器和所述带通滤波器；耦合到所述第一端口和所述第三端口的抽取滤波器，所述抽取滤波器操作为分离蜂窝信号和DSRC信号，使得分离出的蜂窝信号和DSRC信号分别传递到所述第三端口和所述双工器；定向耦合器，其耦合到所述第二端口、所述第五端口和所述带通滤波器，使得在所述定向耦合器处从所述第二端口接收到的GNSS信号和蜂窝信号被发送到所述第五端口和所述带通滤波器。所述带通滤波器可以操作为允许GNSS信号通过但阻止蜂窝信号通过。所述放大器可操作为放大从所述带通滤波器接收到的GNSS信号。所述双工器可以操作为将来自所述第一端口的DSRC信号和来自所述第二端口的GNSS信号复用到所述第四端口。
该天线组件还可以包括用于DSRC的无线电单元，所述无线电单元包括调谐器、基带处理器、微控制器和输出系统。
所述至少一个蜂窝天线可以包括第一蜂窝天线和第二蜂窝天线。所述第一蜂窝天线可配置成操作为接收和发送长期演进(LTE)信号。所述第二蜂窝天线可配置成操作为仅接收但不发送LTE信号。该天线组件可以包括第一贴片天线和第二贴片天线。所述第一贴片天线可配置成操作为接收全球导航卫星系统(GNSS)信号。所述第二贴片天线可配置成操作为接收卫星数字音频无线电服务(SDARS)信号。该天线组件还可以包括底盘和联接到所述底盘的天线罩，使得所述天线罩和所述底盘共同地限定了内部空间。所述双单极天线、所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线以及所述第一贴片天线和所述第二贴片天线可以设置在该内部空间中。所述第一电路板可以联接到所述底盘和/或由所述底盘支承。所述第一电路板可以连接到和/或支承所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线以及所述第一贴片天线和所述第二贴片天线。所述第二电路板可以联接到所述第一电路板和/或由所述第一电路板支承。所述第二电路板可以由与所述第一电路板不同的材料形成，使得所述第二电路板在DSRC频率上具有比所述第一电路板低的损耗因数。所述第二电路板可以连接到和/或支承所述双单极天线。该天线组件可以配置为在从汽车外侧插入到汽车车体壁上的安装孔并被从汽车的内部隔间侧被夹住后安装并牢固地固定到汽车车体壁。
在另一个示例性实施方式中，一种用于安装到汽车车体壁上的多频带多输入多输出(MIMO)车载天线组件包括：至少一个专用短程通信(DSRC)天线，其被配置为在DSRC频率上操作；至少一个其它天线；连接到和/或支承所述至少一个其它天线的第一电路板；以及联接到所述第一电路板和/或由所述第一电路板支承的第二电路板。所述第二电路板由与所述第一电路板不同的材料形成，使得所述第二电路板在DSRC频率上具有比所述第一电路板低的损耗因数。所述第二电路板连接到和/或支承所述至少一个DSRC天线。
所述第一电路板可以包括FR4玻璃纤维加强环氧树脂叠层。所述第二电路板可以包括织物玻璃纤维聚四氟乙烯(PTFE)复合材料或其它低损耗因数高频衬底材料。
该天线组件可以被配置为使得所述DSRC天线的输出与至少一个其它天线的输出在同一个传输线上。
所述至少一个其它天线可以包括至少一个蜂窝天线和/或至少一个卫星天线，所述至少一个蜂窝天线被配置为在一个或更多个蜂窝频率上操作，所述至少一个卫星天线被配置为在一个或更多个卫星频率上操作。
所述至少一个其它天线可以包括连接到所述第一电路板和/或由所述第一电路板支承的所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线。所述第一蜂窝天线可以配置成操作为接收和发送长期演进(LTE)信号。所述第二蜂窝天线可以配置成操作为仅接收但不发送LTE信号。
所述至少一个其它天线也可以包括连接到所述第一电路板和/或由所述第一电路板支承的第一贴片天线和第二贴片天线。所述第一贴片天线可以配置成操作为接收全球导航卫星系统(GNSS)信号。所述第二贴片天线可以配置为操作以接收卫星数字音频无线电服务(SDARS)信号。该天线组件还可以包括底盘和联接到所述底盘的天线罩，使得所述天线罩和所述底盘共同地限定了内部空间。所述DSRC天线、所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线以及所述第一贴片和所述第二贴片天线可被设置在所述内部空间中。所述第一电路板可以联接到所述底盘和/或由所述底盘支承。该天线组件可以配置为在被从汽车外侧插入到在汽车车体壁上的安装孔并被从该汽车的内部隔间侧夹住后被安装和牢固地固定到汽车车体壁。
在进一步的示例性实施方式中，一种用于安装到汽车车体壁上的多频带多输入多输出(MIMO)车载天线组件包括：至少一个专用短程通信(DSRC)天线，其被配置为在DSRC频率上操作；以及至少一个其它天线。该天线组件被配置为使得所述至少一个DSRC天线的输出经由耦合与所述至少一个其它天线的输出组合并通过所述至少一个其它天线的输出馈送，由此该DSRC信号和来自所述至少一个其它天线的信号可以由相同的传输线传送。
所述至少一个其它天线可以包括至少一个蜂窝天线，所述至少一个蜂窝天线被配置为在一个或更多个蜂窝频率上操作。该天线组件还可以包括连接到和/或支承所述至少一个蜂窝天线的第一电路板；以及连接到所述第一电路板和/或由所述第一电路板支承的第二电路板。所述第二电路板可以由与所述第一电路板不同的材料形成，使得所述第二电路板在DSRC频率上具有比所述第一电路板低的损耗因数。所述第二电路板可以连接到和/或支承所述至少一个DSRC天线。
该天线组件还可以包括至少一个卫星天线，所述至少一个卫星天线配置为在一个或更多个卫星频率上操作。所述至少一个DSRC天线可包括双单极天线或倒F天线。
所述至少一个蜂窝天线可以包括第一蜂窝天线，所述第一蜂窝天线被配置成操作为接收和发送蜂窝信号。该天线组件可配置成使得所述至少一个DSRC天线的输出经由耦合与所述至少一个其它天线的输出组合并通过所述第一蜂窝天线的输出馈送。该天线组件还可以包括用于传送分别由所述至少一个DSRC天线和所述第一蜂窝天线输出的DSRC信号和蜂窝信号的第一传输线。
所述至少一个蜂窝天线还可以包括第二蜂窝天线，所述第二蜂窝天线被配置成操作为仅接收而不发送蜂窝信号。该天线组件可以包括第一卫星天线，所述第一卫星天线被配置成操作为接收全球导航卫星系统(GNSS)信号。该天线组件还可以包括复用器和用于传送由所述第二蜂窝天线输出的蜂窝信号和由所述第一卫星天线输出的GNSS信号的第二传输线。所述复用器可以包括：第一端口，其被配置为接收由所述第一传输线传送的DSRC信号和蜂窝信号；第二端口，其被配置为接收由所述第二传输线传送的蜂窝信号和GNSS信号；第三端口，其被配置为输出由所述第一蜂窝天线接收到的蜂窝信号；第四端口，其被配置为输出DSRC信号和GNSS信号；以及第五端口，其被配置为输出由所述第二蜂窝天线接收到的蜂窝信号以及DSRC信号。
所述复用器还可以包括：双工器；带通滤波器；耦合到所述双工器和所述带通滤波器的放大器；耦合到所述第一端口和所述第三端口的抽取滤波器，该抽取滤波器操作为分离蜂窝信号和DSRC信号，使得分离的蜂窝信号和DSRC信号分别经过所述第三端口和所述双工器；定向耦合器，所述定向耦合器耦合到所述第二端口、所述第五端口和所述带通滤波器，使得在所述定向耦合器处接收到的来自所述第二端口的GNSS信号和蜂窝信号被发送到所述第五端口和所述带通滤波器。所述带通滤波器可被操作为允许GNSS信号通过但阻止蜂窝信号通过。所述放大器可以被操作为放大从所述带通滤波器接收到的GNSS信号。所述双工器可以操作为将来自所述第一端口的DSRC信号和来自所述第二端口的GNSS信号复用到所述第四端口。
通过下面的描述，适用的其它方面将变得明显。在该概要中的描述和特定例子只是为了说明，而不是对本公开的范围的限制。
附图说明
这里描述的附图只是为了说明选择的实施方式，而并不是所有可能的实施方式，并且不用于对本公开的范围进行限制。
图1是根据示例性实施方式的具有DSRC(专用短程通信)功能的多频带MIMO(多输入多输出)天线组件的立体图，其中该天线组件包括DSRC天线、蜂窝天线和卫星天线；
图2是图1中示出的天线组件的相对侧的立体图；
图3是具有天线罩的图1和2中示出的天线组件的立体图，该天线罩被安装的位置以透明的方式示出以显示该天线罩下面的元件；
图4是根据示例性实施方式的用于DSRC、蜂窝和GNSS(全球导航卫星系统)的复用器或耦合器盒的立体图；
图5是示出根据示例性实施方式的图4中示出的DSRC/蜂窝/GNSS复用器或耦合器盒的部件的框图；
图6、图7、图8、图9和图10分别是以分贝对兆赫(MHz)频率的方式示出的如图1到5中示出的示例性天线组件和耦合器盒的样机的测量到的反射和匹配S11、S22、S33、S44和S55的线性图；
图11、图14、图15、图16、图18、图19和图20分别是以分贝对兆赫(MHz)频率的方式示出的如图1到图5中示出的示例性天线组件和耦合器盒的样机的测量到的隔离度S21、S51、S32、S42、S34、S35和S45的线性图；
图12、图13和图17分别是以分贝对兆赫频率的方式示出的如图1到图5中示出的示例性天线组件和耦合器盒的样机的测量到的插入损耗S31、S41和S52的线性图；
图21例示了图1到图3中示出的示例性天线组件的样机的辫子(pigtail)端在5850MHz、5875MHz、5900MHz以及5925MHz的DSRC频率上在一米直径的大体圆形接地平面内的天线增益；
图22是根据另一示例性实施方式的具有DSRC功能的多频带MIMO天线组件的分解立体图，其中该天线组件包括DSRC天线和蜂窝天线；
图23是根据另一示例性实施方式的具有DSRC功能的多频带MIMO天线组件的分解立体图，其中该天线组件还包括用于将该天线组件安装到汽车车体壁上的示例性紧固件、保持件以及密封件；
图24是根据另一示例性实施方式的具有DSRC功能的多频带MIMO天线组件的分解立体图，其中该天线组件除了DSRC天线和蜂窝天线外还包括卫星导航贴片天线；
图25是图24中示出的多频带MIMO天线组件被组装在一起后的立体图，其中没有示出盖或天线罩；
图26是根据另一示例性实施方式的具有DSRC功能的多频带MIMO天线组件的分解立体图，其中该天线组件除了DSRC天线、卫星导航贴片天线和蜂窝天线外还包括SDARS贴片天线；
图27是图26中示出的多频带MIMO天线组件被组装在一起后的立体图，其中没有示出盖或天线罩。
相应的附图标记在多个视图中始终表示相应的部分。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述示例性实施方式。
发明人意识到在包括多个天线的多频带天线车载系统中需要具有低相关性的高集成度。相应地，本发明人在这里公开了包括DSRC天线和一个或更多个其它天线的多频带MIMO天线组件或系统的示例性实施方式。例如，示例性实施方式可以包括DSRC天线和至少一个或更多个蜂窝天线(例如，倒F天线(IFA)、单极天线、倒L天线(ILA)、平面倒F天线(PIFA)、压印桅杆(stamped mast)式天线、其它桅杆式天线等)。在一些示例性实施方式中，该天线组件可以包括一个或更多个卫星天线，诸如卫星数字音频无线(SDARS)天线(例如SDARS贴片天线等)和/或卫星导航天线(例如全球导航卫星系统(GNSS)贴片天线、其它卫星导航天线等)。在示例性实施方式中，DSRC方案可以集成到或包括在多频带天线组件中，以在通信中向用户提供更大的多功能性。
如这里所描述的，DRSC功能可以增加到、集成到或改造到现有的、可生产的多频带天线组件和/或如在PCT申请WO2013/090783中公开的多频带MIMO天线组件中。PCT申请WO2013/090783的整个内容通过引用合并于此。公开了在DSRC频率和与蜂窝通信(例如长期演进(LTE)等)、Wi-Fi、卫星信号(例如SDARS、GNSS、GPS、GLONASS、卫星集成多普勒雷达和无线定位(DORIS)、北斗定位卫星系统(BDS)等)和/或陆地信号(例如，调幅(AM)、调频(FM)等)中的一个或更多个相关联的一个或更多个其它频率上工作的多频带MIMO车载天线组件的示例性实施方式操作。
所述DSRC天线可以输出到与一个或更多个其它天线输出相同样的、现有的传输或通信线路或链路(例如电缆等)上。例如，一些示例性实施方式可以包括将DSRC信号与LTE信号复用。DSRC可以被实现以避免(或至少减少)对现有天线模块及其蜂窝天线的任何干扰和/或劣化。
优选地在不改变现有的LTE MIMO性能和/或不增加现有组件的整体尺寸的情况下在多频带MIMO天线组件中实现DSRC功能。在示例性实施方式中，使用双单极天线以在辐射方向图中提供全向的阵列效应。双单极天线经由耦合(例如，电容或寄生耦合或电流耦合)与主蜂窝输出组合并通过主蜂窝输出馈送，以消除(或至少减少)与蜂窝输出阻抗的干扰。在蜂窝路径上，设置DSRC短截线或隔离器以在蜂窝和DSRC天线元件之间提供隔离。提供复用器或耦合器盒(例如图4等)以允许用户可选择地使用DSRC。在其它示例性实施方式中，DRSC天线可以包括倒F天线或其它合适的天线。
在一些示例性实施方式中，该天线组件包括第一或下部电路板以及第二或上部的电路板。第二电路板可以放置在第一电路板上方或第一电路板上。卫星天线(例如，GNSS、SDARS等)和蜂窝天线(例如，主LTE蜂窝天线和副LTE蜂窝天线等)可以联接到第一电路板或由第一电路板支承。DSRC天线元件和隔离器可联接到第二电路板或由第二电路板支承。第一电路板可包括在高频损耗趋于增大的FR4玻璃纤维增强环氧树脂叠层。第二电路板可包括更好兼容高频(诸如与DSRC等关联的5.9MHz频带)的材料。在示例性实施方式中，第二电路板在DSRC频率上比第一电路板损耗小或具有较低的损耗因数。例如，第二电路板可以包括织物玻璃纤维聚四氟乙烯(PTFE)复合材料或其它低损耗因数高频衬底材料。在一个示例性实施方式中，第二电路板包括Arlon Diclad 880PTFE/织物玻璃纤维迭层片，其具有低的玻璃纤维/PTFE比、低的介电常数和耗散因数、以及2.17和2.20的相对电容率。在另一个示例性实施方式中，第二电路板包括被来自Taconic的PTFE涂覆的TLP-5-0310-CLH/CLH玻璃纤维织物基质，其具有大约2.2的低介电常数。选择第二电路板的材料时需要考虑的重要参数包括材料的介电常数和损耗因数的稳定性。
在一些示例性实施方式中，在天线组件中增加了用于DSRC的“无线电”单元。该无线电单元包括Rx/Tx模块(射频(RF)调谐器)、基带处理器(BB处理器)、微控制器和输出系统(例如，通用串行总线(USB)、控制器局域网(CAN)总线、以太网、或任何其它适当种类的(车载)输出系统等)。
在一些示例性实施方式中，该天线组件包括：第一蜂窝天线或主蜂窝天线，其被配置为可在一个或更多个蜂窝频带(例如，长期演进(LTE)等)内操作为接收和发送通信信号；以及第二蜂窝天线或副蜂窝天线，其被配置为可在一个或更多个蜂窝频带(例如，LTE，等)内操作为接收(但不发射)通信信号。例如，主蜂窝天线可包括单极天线，并且第二蜂窝天线可包括倒L天线。又例如，主蜂窝天线可包括用于低频的桅杆式天线和用于高频带的单极天线，并且副蜂窝天线可以包括倒F天线。
现在参照附图，图1到图3例示了天线组件100的示例性实施方式，其包括了本公开的至少一个或更多个方面。如图所示，天线组件100包括多个天线104、108，、112、116、120，多个天线104、108，、112、116、120由底盘124(或基座)支承和/或联接到底盘124(或基座)，如这里公开的那样。更具体地，天线组件100包括DSRC天线104、第一或主蜂窝天线108、第二或副蜂窝天线112、第一贴片天线116和第二贴片天线120。
在此示例中，DSRC天线104包括具有两个天线元件128、132的双单极天线。天线元件128、132彼此隔开并且沿主蜂窝天线108的相对两侧布置，由此天线元件128、132在辐射方向图中提供全向的阵列效应。设置短截线或隔离器136(例如，通常是T形电路板轨迹(trace)等)以在DSRC天线元件128、132和主蜂窝天线108之间提供隔离。如图1所示，隔离器136通常被设置在主蜂窝天线108的一部分的下方。DSRC天线元件128、132在隔离器136的相对两侧。另选实施方式可包括被不同配置的DSRC天线(例如，倒F天线204(图22)、304(图23)、404(图24和图25)、DSRC天线504(图26和图27)等)。
DSRC天线104的输出经由耦合与主蜂窝天线的输出组合并通过主蜂窝天线的输出馈送，以消除(或至少减少)与蜂窝输出阻抗的干扰。天线组件100还包括复用器或耦合器盒140，如图4和图5所示。复用器140将设置在远程控制单元(TCU)的附近或与TCU相邻。
继续参照图1到图3，天线组件100包括第一或下部电路板或衬底144。天线组件100还包括第二或上部电路板或衬底148。第二电路板148位于第一电路板144的后部或背部的上方或第一电路板144的后部或背部上。蜂窝天线108、112和贴片天线116、120联接到第一电路板144和/或由第一电路板144支承(例如，通过焊接等)。第一和第二贴片天线116、120包括各自的连接器117、121(例如，馈电针(feed pin)、层间连接器等)，连接器117、112延伸穿过第一贴片天线116和第二贴片天线120，并且可被焊接到PCB 144上。在该示例中，贴片天线116、120相邻地或并排地设置于天线组件100的前部。另选地，贴片天线116、120可设置在其它位置，例如彼此层叠在一起等。
DSRC天线104(例如，DSRC元件128、132、隔离器136等)联接到第二电路板148和/或由第二电路板148支承。例如，隔离器136可包括沿第二电路板148的导电轨迹(广义上，导电体)。DSRC天线元件128、132可以被焊接129、133到第二电路板148的一部分上以电连接到馈电网络。
在该示例中，第一电路板144可包括在高频上损耗趋于增大的FR4玻璃纤维增强环氧树脂叠层。第二电路板148可以包括与高频(诸如与DSRC等关联的5.9MHz频带)具有更好兼容性的材料。例如，第二电路板148可包括织物玻璃纤维聚四氟乙烯(PTFE)复合材料或其它低损耗因数高频衬底材料。在一个示例性实施方式中，第二电路板148包括Arlon Diclad 880PTFE/织物玻璃纤维迭层片，其具有低玻璃纤维/PTFE比、低介电常数和耗散因数以及2.17或2.20的相对电容率。在另一个示例性实施方式中，第二电路板148包括被来自Taconic的PTFE涂覆的TLP-5-0310-CLH/CLH玻璃纤维织物基质，其具有大约2.2的低介电常数。
在一些示例性实施方式中，天线组件100中增加了用于DSRC的“无线电”单元。优选地，该无线电单元包括Rx/Tx模块(射频(RF)调谐器)、基带处理器(BB处理器)、微控制器和输出系统(例如，通用串行总线(USB)、控制器局域网(CAN)总线、以太网、或任何其它适当种类的(车载)输出系统等)。该射频单元可以布置在顶部的PCB板或第二电路板148上。仅为了举例，示例性实施方式包括来自Autotalks、NXP或Qualcomm Atheros的DSRC接收器芯片组。
第一或主蜂窝天线108被配置为可在一个或更多个蜂窝频带(例如，长期演进(LTE)等)内操作为接收和发送通信信号。此外，第一蜂窝天线108还可以被配置为可操作在调幅(AM)频带及调频(FM)频带和/或经由天线罩156(图3)中的开口152和电接触片160(图1)被连接到AM/FM桅杆式天线。另选实施方式可包括被不同配置的第一蜂窝天线，例如，压印金属宽带单极天线桅杆等。
第二或副蜂窝天线112被配置为可在一个或更多个蜂窝频带(例如，LTE等)内操作为接收(但不发射)通信信号。第二蜂窝天线112可被包括塑料或其它介质材料的支承件支承或保持在位置上。第二蜂窝天线112包括与第二蜂窝天线112的平坦表面168大体垂直的向下延伸部、腿或短片164。腿164被配置为插入或延伸至第一或下部电路板144的孔中以连接(例如焊接等)到馈电网络。另选实施方式中可以包括被不同配置的第二蜂窝天线(例如，倒L天线(ILA)、平面倒F天线(PIFA)等)。
第一贴片天线116和第二贴片天线120可被配置成操作为接收卫星信号。在例示的实施方式中，第一贴片天线116被配置成操作为接收GNSS信号(例如，GPS和/或GLONASS信号、GPS和/或北斗信号等)。第二贴片天线120被配置成操作为接收SDARS信号(例如，Sirius XM、远程控制单元(TCU)等)。在示例性实施方式中，SDARS信号可经由同轴电缆馈送至SDARS无线电，SDARS无线电可以位于独立于TCU和DSRC接收盒的仪表板(IP)中。
图4和图5例示了用于天线组件100的示例性复用器或耦合器盒140。如图所示，复用器140包括五个端口141、143、145、147和149。
在操作中，第一端口或输入端141可接收来自DSRC天线104的DSRC信号和来自主蜂窝天线108(Tx/Rx)的蜂窝信号(例如，LTE等)。因此，DSRC天线104输出可以和主蜂窝天线108的输出在相同的传输或通信线路上(例如，连接到第一端口141的单个同轴电缆等)，使得存在DSRC信号与蜂窝信号的复用。第二端口或输入端143可接收来自第一贴片天线116的卫星(例如，GNSS等)信号和来自副蜂窝天线112(仅Rx)的蜂窝信号(例如LTE等)。
第三端口或输出端145可将来自主蜂窝天线108(Tx/Rx)的蜂窝信号输出到例如远程控制单元(TCU)盒。第四端口或输出端147可以将DSRC信号和卫星(例如，GNSS等)信号输出到例如DSRC盒等。因此，示例中的DSRC信号和GNSS信号可以在相同的传输或通信线路或链路(例如，连接到第四端口147的单个同轴电缆等)上输出，使得存在DSRC信号和GNSS信号的复用。第五端口或输出端149可以将分别来自贴片天线116和第二蜂窝天线112(仅Rx)的卫星(例如，GNSS等)信号和蜂窝信号输出到例如远程控制单元(TCU)盒等。
除了141到149五个端口，复用器或耦合器盒140还包括各种电子部件、电路、射频轨迹和直流轨迹。更具体地，抽取滤波器151通常介于第一端口141和第三及第四端口145、147之间。抽取滤波器151经由轨迹153接收DSRC信号和蜂窝信号，这些信号通过第一端口或在第一端口处分别从DSRC天线104和主蜂窝天线108(Tx/Rx)接收。抽取滤波器151操作用于从蜂窝信号中分离或提取DSRC信号。
在滤波器151之后，蜂窝信号沿轨迹155发送或传播至该第三端口145。第三端口145将蜂窝信号输出至通信链路或线路(例如单个同轴电缆等)上。通信链路或线路可以从第三端口或输出端145路由至外部装置，诸如汽车上的车载控制台或远程控制单元(TCU)盒。
定向耦合器157通常位于第二端口143和第四及第五端口147、149之间。在操作期间，定向耦合器157经由轨迹159接收卫星信号和蜂窝信号，这些信号由第二端口143或在第二端口143处分别从第一贴片天线116和第二蜂窝天线112(仅Rx)接收。卫星和蜂窝信号从定向耦合器157发送到第五端口149(例如，经由定向耦合器157的第一传输线161和轨迹163等)。第五端口149将卫星信号和蜂窝信号输出至从第五端口149路由至外部装置(诸如汽车上的车载控制台或远程控制单元(TCU)盒)的通信链路或线路(例如单，个同轴电缆等)。
定向耦合器157接收到的卫星和蜂窝信号还可以从定向耦合器157发送至带通滤波器169(例如，经由定向耦合器157的第二传输线165和轨迹167等)。定向耦合器157的第二传输线165经由电阻器171(例如，50欧姆电阻器等)耦合接地。定向耦合器157的第一传输线161和第二传输线165可以包括电路板轨迹。
带通滤波器169允许卫星信号通过滤波器169，并经由轨迹175传播到放大器173。但是，带通滤波器169防止蜂窝信号通过滤波器169。
在带通滤波器169之后，卫星信号沿轨迹181发送或传播至双工器177。双工器177也经由轨迹183接收来自抽取滤波器151的DSRC信号。双工器177操作用于实现频域多路复用，使得第一端口141和第二端口143被复用到第四端口147。DSRC信号和卫星信号(例如GNSS信号等)占用不相交的频带，使得第一端口141上的DSRC信号和第二端口143上的卫星信号能够同时存在于第四端口147上，而没有彼此干扰。在操作中，卫星信号和DSRC信号经由轨迹193和195从双工器177传播到第四端口147。因此，这个示例性实施方式可包括DSRC信号和GNSS信号的双工(diplexing)。其它示例性实施方式可以包括DSRC信号和LTE信号的双工。在其它情况下，可以这样实现DSRC功能使得避免(或至少减少)对现有天线模块的任何干扰和/或劣化。
除了上述功能和操作外，第三端口145还可用于对天线组件100的感应电阻器幻象电力。第四端口147还可以用于经由DC轨迹185、RF扼流器187和DC轨迹189对放大器173(例如，12分贝放大器等)输入的DC幻象电力(例如，在25mA最大5V等)。RF扼流器187可操作用于消除噪声，例如，在允许低频或直流电通过的同时阻止高频交流电通过。DC块191防止音频和直流电经由轨迹193和195流动回到双工器177，同时还为从双工器177经过该DC块191而传输到第四端口147的信号提供最小或很小的干扰。在该示例中，用于操作天线组件100和/或复用器140的电力(例如，直流电等)可以由DSRC盒(“直流幻象电力”)和/或远程控制单元(TCU)盒(“感应电阻器幻象电力”)提供。电力可经由相同的传输或通信线路或链路(例如，同轴电缆等)提供，所述线路或链路从第三和第四端口145和147路由以分别将蜂窝信号传输到远程控制单元(TCU)盒以及将组合的DSRC/GNSS信号传输到DSRC盒。另选地，可由除了DSRC盒和远程控制单元(TCU)盒以外的其它装置供电，如直接由汽车的电力系统等提供。
参照图1到图3，第一蜂窝天线108和第二蜂窝天线112通过例如焊接点109、113等连接到第一电路板144并由第一电路板144支承。第一蜂窝天线108可以在底部具有一个或更多个弯曲或成形的片(tab)，这可以为将第一蜂窝天线108焊接到第一电路板144提供面积。第一蜂窝天线108也可以包括向下延伸的突出部分，所述突出部分可以至少部分地插入到第一电路板144中的对应开口中，例如使得电连接到位于第一电路板144反面上的元件。另选地，其它实施方式可以包括用于将第一蜂窝天线108焊接或连接到第一电路板144的其它方式。
第一电路板144由底盘、基座或主体124支承。在示例性实施方式中，第一电路板144的前部经由紧固件172(例如，螺丝等)机械地固定到底盘124上。第一电路板144的后部经由紧固件176(例如，螺丝等)机械地固定到底盘124上。紧固件176也将第二电路板148机械地固定到第一电路板144上。
天线组件100还可以包括其它在结构和/或操作上与PCT申请WO2013/090783的附图9到图11中示出的天线组件100相应特征类似的或相同的元件和特征。PCT申请WO2013/090783的全部内容通过引用合并与此。
例如，天线组件100可以包括联接到底盘124底部的衬垫，该衬垫用于帮助确保底盘124被接地至车顶，同时还允许天线组件100用于不同顶部曲线。衬垫可以包括导电爪(finger)(例如，金属爪或金属弹簧夹等)。在示例性实施方式中，衬垫包括来自Laird Technologies公司的簧片垫片。
天线组件100也包括天线罩或盖156(图3)。如图3所示，盖156配置为适合罩住DSRC天线104、第一蜂窝天线108和第二蜂窝天线112、第一贴片天线116和第二贴片天线120，以使得天线104、108、112、116、120共同位于盖156的下面。
盖156被配置为固定到底盘124。在示出的实施方式中，盖156通过机械紧固件125(例如，螺丝等)固定到底盘124上。另选地，盖156可经由任何适当操作固定到底盘124上，所述操作例如为扣合(snap fit)连接、机械紧固件(例如，螺丝、其它固定装置等)、超声波焊接、溶剂焊接、热熔、锁扣、卡口连接、挂钩连接、集成固定装置等。
底盘或基座124可以配置为联接到汽车车顶上以将天线组件100安装到汽车。例如，天线组件100可以安装到汽车顶部、车蓬、车厢(例如，具有在空中或朝向天顶的方向的无障碍视野等)，在这些地方，汽车的安装表面充当了天线组件100的接地面并改善了信号的接收。接地面(例如，车顶等)的相对大的尺寸可以改善通常具有较低频率的无线电信号的接收。另选地，在本公开的范围内，盖156可以直接连接到汽车的车顶。
天线组件100可以包括紧固件(例如，具有六边形头部的螺纹安装螺栓等)、第一保持件(例如，绝缘体夹子等)和第二保持件(例如，保持夹子等)。紧固件和保持件可以用于将天线组件100安装到汽车顶部、车蓬、车厢(例如，具有在空中或者朝向天顶的方向的无障碍视野等)。
天线组件100可以包括被设置在底盘124和汽车车顶(或其它安装表面)之间的密封件(例如，O型环、有回弹性可压缩的弹性或泡沫衬垫、PORON微蜂窝聚氨酯泡沫垫片等)。密封件可大体将底盘124密封在车顶上并大体地密封车顶中的安装孔。天线组件100也可以包括被设置放置在天线罩156和底盘124之间的密封件(例如，O型环、有回弹性可压缩的弹性或泡沫衬垫、填缝料、粘接剂、其它合适的包装或密封件等)，该密封件用于将天线罩156大体密封在底盘124上。该密封件可至少部分地放置在沿底盘124限定的或由底盘124限定的槽中。还可以存在设置在天线罩156和车顶(或其它安装表面)之间的密封件，该密封元件可用于密封防止灰尘等，并作为掩护支架(shield support)。在一些实施方式中，可以通过一个或更多个集成的密封件而不是单独的密封机构来实现密封。
第一蜂窝天线108和第二蜂窝天线112彼此相对接近地布置。天线组件100可以配置为使得在蜂窝天线108、112之间具有足够的去相关性(例如，少于大约百分之25的相关性等)、足够低的耦合以及足够的隔离度(例如，至少大约15分贝等)。优选地，第一蜂窝天线108和第二蜂窝天线112被充分去相关以允许第一蜂窝天线108和第二蜂窝天线112可以彼此相对接近地布置而不会造成DSRC天线104和/或贴片天线116、120的性能的劣化。
在本公开的范围内，天线罩156可以由多种材料制成，例如，聚合物、聚氨酯、塑料材料(例如，聚碳酸酯混合物、聚碳酸酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-共聚物(PC/ABS)混合物等)、玻璃纤维增强塑料材料、复合树脂材料、热塑性材料(例如，GE PlasticsXP4034树脂等)等。
底盘124可由与用于制作天线罩156相类似的材料制成。例如，可以用一种或更多种合金，例如锌合金等制成底盘124的材料。另选地，在本公开的范围内，底盘124可由塑料、注塑成型的聚合物、钢和其它材料(包括复合物)用适当的形成工序(例如，压铸处理等)形成。
构建并测试了具有与天线组件100(图1至图3)和复用器140(图4和图5)的相应特征相类似的特征的样机天线组件。图6至图21提供了在通常一米直径的圆形接地平面上针对样机天线组件的测量的结果分析。大体上，这些结果表明在DSRC系统性能中的损耗被保持在最小或很低的水平，同时其它功能频带(诸如LTE和卫星)没有受到影响。图6至图21中示出的这些分析结果仅是为了说明的目的，并不是为了限制的目的。天线组件的另选实施方式可以具有不同的配置，并具有与图6至图21中示出的不同的操作或性能参数。
图6、图7、图8、图9和图10是针对包括复用器140的天线组件100的样机按照分贝对兆赫频率测量的反射或匹配S11、S22、S33、S44和S55的线形图。更具体地，并且参照图1至图5，图6是针对分别来自主蜂窝天线108和DSRC天线104的蜂窝信号和DSRC信号(在第一端口141处接收或由第一端口141接收)的测量的反射或匹配S11的线形图。图7是针对分别来自第二蜂窝天线112和贴片天线116的蜂窝信号和GNSS信号(在第二端口143处接收或由第二端口143接收)的测量的反射或匹配S22的线形图。图8是针对来自第一蜂窝天线108的蜂窝信号(从第三端口145输出或由第三端口145输出到例如远程控制单元(TCU)盒等)的测量的反射或匹配S33的线形图。图9是针对分别来自DSRC天线104和贴片天线116的DSRC信号和GNSS信号(从第四端口147输出到例如DSRC盒等)的测量的反射或匹配S44的线形图。图10是针对分别来自第二蜂窝天线112和贴片天线116的蜂窝信号和GNSS信号(从第五端口149输出到例如远程控制单元(TCU)盒等)的测量的反射或匹配S55的线形图。总体上，图6至图10示出样机天线组件在每个操作频带内都具有良好的回波损耗。
图11、图14、图15、图16、图18、图19和图20是针对包括复用器140的天线组件100的样机按照分贝对兆赫频率测量的隔离度S21、S51、S32、S42、S34、S35、和S45的线形图。更具体地，图11是来自第一蜂窝天线108和DSRC天线104的蜂窝信号和DSRC信号相对于分别来自第二蜂窝天线112和贴片天线116的蜂窝信号和GNSS信号的测量的隔离度S21的线形图。图14是来自第一蜂窝天线108和DSRC天线104的蜂窝信号和DSRC信号相对于分别来自第二蜂窝天线112和贴片天线116的蜂窝信号和GNSS信号(从第五端口149输出给例如远程控制单元(TCU)盒等)的测量的隔离度S51的线形图。图15是来自第二蜂窝天线112和贴片天线116的蜂窝信号和GNSS信号相对于分别来自第一蜂窝天线108的蜂窝信号(从第三端口145输出到例如远程控制单元(TCU)盒等)的测量的隔离度S32的线形图。图16是来自第二蜂窝天线112和贴片天线116的蜂窝信号和GNSS信号相对于分别来自DSRC天线104和贴片天线116的DSRC信号和GNSS信号(从第四端口147输出到例如DSRC盒等)的测量的隔离度S42的线形图。图18是来自第一蜂窝天线108的蜂窝信号(从第三端口145输出到(例如DSRC盒等))相对于来自DSRC天线104和贴片天线116的DSRC信号和GNSS信号(从第四端口147输出到例如DSRC盒等)的测量的隔离度S34的线形图。图19是来自第一蜂窝天线108的蜂窝信号(从第三端口145输出到(例如DSRC盒等))相对于分别来自第二蜂窝天线112和贴片天线116的蜂窝信号和GNSS信号(从第五端口149输出到例如远程控制单元(TCU)盒等)的测量的隔离度S35的线形图。图20是来自DSRC天线104和贴片天线116的DSRC信号和GNSS信号(从第四端口147输出到例如DSRC盒等)相对于分别来自第二蜂窝天线112和贴片天线116的蜂窝信号和GNSS信号(从第五端口149输出到例如远程控制单元(TCU)盒等)的测量的隔离度S45的线形图。大体上，图11、图14、图15、图16、图18、图19和图20示出样机天线组件在同时操作情况下对不同频带(特别是卫星信号和蜂窝/DSRC信号之间)具有良好的隔离度。
图12、图13和图17是分别为包括复用器140的天线组件100的样机按照分贝对兆赫频率的插入损耗S31、S41和S52的线形图。更具体地，图12是来自相应的第一蜂窝天线108和DSRC天线104的蜂窝信号和DSRC信号相对于来自第一蜂窝天线108的蜂窝信号(从第三端口145输出到例如远程控制单元(TCU)盒等)的测量的隔离度S31的线形图。图13是来自相应的第一蜂窝天线108和DSRC天线104的蜂窝信号和DSRC信号相对于分别来自DSRC天线104和贴片天线116的DSRC信号和GNSS信号(从第四端口147输出到例如DSRC盒等)的测量的隔离度S41的线形图。图17是来自相应的第二蜂窝天线112和贴片天线116的蜂窝信号和GNSS信号相对于分别来自第二蜂窝天线112和贴片天线116的蜂窝信号和GNSS信号(从第五端口149输出到例如远程控制单元(TCU)盒等)的测量的隔离度S52的线形图。图12、图13和图17示出样机天线组件在操作的不同频带(特别在高频DSRC频带中)具有良好的插入损耗。
图21包括图1至图3中示出的样机天线组件的DSRC天线104的分贝各向异性(dBi)对兆赫频率的线性平均增益的线形图，其中天线增益是在辫子的端点处测量到的并且其中样机在5850MHz、5875MHz、5900MHz和5925MHz的DSRC频率上位于一米直径的大体圆形接地平面上。大体上，图21示出样机天线组件在DSRC频率带宽内具有良好的线性平均增益和相对良好的全向性。
图22例示了包括本公开的至少一个或更多个特征的天线组件200的另一示例性实施方式。如图所示，天线组件200包括多个天线204、208和212，多个天线204、208和212由底盘224(或基座)支承和/或联接在(例如，共同定位等)底盘224上，如这里公开的。如图22所示，天线组件200包括DSRC天线204、第一或主蜂窝天线208和第二或副蜂窝天线212。
天线组件200还可以包括其它在结构和/或操作上同图1至图5中示出的天线组件100的相应特征相似或相同的组件和特征。例如，天线组件200可以包括或使用复用器或耦合器盒140(图4和图5)，如这里公开的。
在例示的实施方式中，DSRC天线204包括倒F天线，如图22所示。此外，在示例性实施方式中，天线组件200不包括任何卫星贴片天线。
如之前的天线组件100那样，DSRC天线204的输出可以经由耦合而与主蜂窝输出组合并通过主蜂窝输出馈送，以消除(或至少减少)与蜂窝输出阻抗的干扰。天线组件200也可以包括与耦合器盒140(图4和图5)类似或相同的复用器或耦合器盒，所述复用器或耦合器盒可以放置在远程控制单元(TCU)附近或旁边。
继续参照图22，天线组件200包括电路板或基板244。DSRC天线204和蜂窝天线208、212联接(例如，焊接等)到第一电路板244和/或由第一电路板244支承。
在另一个示例性实施方式中，DSRC天线204可联接到第二电路板和/或由第二电路板支承，第二电路板被放置在电路板244的后部或背部的上方或其上。在其它的示例性实施方式中，电路板244可以包括在高频损耗趋于增大的FR4玻璃纤维增强环氧树脂叠层，第二电路板可以包括更好兼容高频(诸如与DSRC相关联的5.9MHz频带等)的材料。例如，第二电路板可包括织物玻璃纤维聚四氟乙烯(PTFE)复合材料或其它低损耗因数高频衬底材料。在一个示例性实施方式中，第二电路板包括Arlon Diclad 880PTFE/织物玻璃纤维迭层片，其具有低玻璃纤维/PTFE比、低的介电常数和耗散因数以及2.17或2.20的相对电容率。在另一个示例性实施方式中，第二电路板包括被来自Taconic的PTFE涂覆的TLP-5-0310-CLH/CLH玻璃纤维织物基质，该基质具有大约2.2的低介电常数。
在一些示例性实施方式中，在天线组件200中增加了用于DSRC的“无线电”单元。无线电单元包括Rx/Tx模块(射频(RF)调谐器)、基带处理器(BB处理器)、微控制器和输出系统(例如，通用串行总线(USB)，控制器局域网(CAN)总线、以太网、或任何其它适当种类的(车载)输出系统等)。可以在电路板上提供无线单元布置。例如，示例性实施方式可以包括来自Autotalks、NXP或Qualcomm Atheros的DSRC接收器芯片组。
第一或主蜂窝天线208是被配置为操作用于在一个或更多个蜂窝频带(例如，长期演进(LTE)等)内接收和发送通信信号的单极天线(例如，压印金属宽带单极天线桅杆等)。第二或副蜂窝天线212被配置为操作用于在一个或更多个蜂窝频带(例如，LTE，等)内接收(但不发射)通信信号。可以通过包括塑料或其它介质材料的支承件将第二蜂窝天线212支承或保持在位置上。
第一蜂窝天线208和第二蜂窝天线212通过例如焊接等连接到PCB 244并由PCB244支承。第一蜂窝天线208和第二蜂窝天线212包括向下延伸部，该向下延伸部被配置为插入或延伸至在电路板244的孔中以连接(例如，焊接等)到馈电网络。如图22所示，第一蜂窝天线208在底部具有一个或更多个弯曲或成形的片，这为将第一蜂窝天线208焊接到PCB 244提供面积。第一蜂窝天线208也可以包括向下延伸的突出部分，该突出部分可以至少部分地插入到PCB 244中的对应开口中，例如使得电连接到位于PCB 244反面上的PCB元件。另选地，其它实施方式可以包括用于将第一蜂窝天线208焊接或连接到PCB 244的其它方式。
另选的实施方式可包括不同配置的第一蜂窝天线(例如，压印金属宽带单极天线桅杆、其它桅杆式天线、单极天线等)和/或不同配置的第二蜂窝天线(例如倒L天线(ILA)、平面倒F天线(PIFA)等)。例如，主蜂窝天线可以包括单极天线，并且副蜂窝天线可以包括倒L天线。又例如，主蜂窝天线可以包括用于低频的桅杆式天线和用于高频带的单极天线，并且副蜂窝天线可包括倒F天线。
PCB 244由底盘、基座或主体224支承。在示例性实施方式中，PCB 244经由紧固件272(例如，螺丝等)机械地固定到底盘224上。
天线组件200还包括泡沫垫254。如图22所示，泡沫垫254可以放置在第一蜂窝天线208和第二蜂窝天线212的部分附近，例如以帮助保持天线的位置和/或避免在安装了天线组件200的汽车在行驶中的振动。
天线组件200可包括一个或更多个衬垫(例如，衬垫478(图24)等)。在操作中，衬垫帮助确保底盘224被接地至车顶同时也允许天线组件200被用于不同顶部曲线。衬垫可以包括导电爪(finger)(例如，金属爪或金属弹簧夹等)。在示例性实施方式中，衬垫包括来自Laird Technologies公司的簧片衬垫(fingerstock gasket)。
天线组件200也包括天线罩或盖256。在例示的实施方式中，例如盖256具有优美的、空气动力学的鲨鱼鳍造型。盖256配置为适合罩住DSRC天线204以及第一蜂窝天线208和第二蜂窝天线212，以使得天线204、208、212共同位于盖256的下面。
盖256被配置为固定到底盘224。在例示的实施方式中，盖256通过机械紧固件225(例如，螺丝等)连接到底盘224上。另选地，盖256可以经由任何适当操作固定到底盘224上，所述操作例如为扣合连接、机械紧固件(例如，螺丝、其它固定装置等)、超声波焊接、溶剂焊接、热熔、锁扣、卡口连接、挂钩连接、集成固定装置等连接。
底盘或基座224可以配置为联接到汽车车顶上以将天线组件200安装到汽车上。另选地，在本公开的范围内，盖256可以直接连接到汽车车顶。例如，天线组件200可以安装到汽车顶部、车蓬、车厢(例如，具有在空中或朝向天顶的方向的无障碍视野等)，在这些地方，汽车的安装表面充当了天线组件200的接地面并改善了信号的接收。接地面(例如，车顶)的相对大的尺寸可以改善通常具有较低频率的无线电信号的接收。另选地，在本公开的范围内，盖256可以直接连接到汽车的车顶。
天线组件200可以包括紧固件(例如，具有六边形头部的螺纹安装螺栓等)、第一保持件(例如，绝缘体夹子等)和第二保持件(例如，固定夹子等)。紧固件和保持件可以用于将天线组件200安装到汽车顶部、车蓬、车厢(例如，具有在空中或朝向天顶的方向的无障碍视野等)。
天线组件200可以包括被设置在底盘224和汽车车顶(或其它安装表面)之间的密封件(例如，O型环、有回弹性可压缩的弹性或泡沫衬垫、PORON微蜂窝聚氨酯泡沫衬垫等)。密封件可将底盘224牢固地密封在车顶上并充分地密封车顶中的安装孔。天线组件200也可以包括被设置在天线罩256和底盘224之间的密封件258(例如O型环、有回弹性可压缩的弹性或泡沫衬垫、填缝料、粘接剂、其它合适的包装或密封元件等)，密封件258用于将天线罩256密封到底盘124上。密封件可至少部分地放置在沿底盘224限定的或由底盘224限定的槽中。还可以存在设置在天线罩256和车顶(或其它安装表面)之间的密封件，该密封元件可用于密封防止灰尘等，并作为掩护支架。在一些实施方式中，可以通过一个或更多个集成密封件而不是单独的密封机构实现密封。
第一蜂窝天线208和第二蜂窝天线212彼此相对接近地布置。天线组件200可以配置为使得在蜂窝天线208、212之间具有足够的去相关性(例如，少于大约百分之25的相关性等)、足够低的耦合以及足够的隔离度(例如，至少大约15分贝等)。优选地，第一蜂窝天线208和第二蜂窝天线212被充分去相关以允许第一蜂窝天线208和第二蜂窝天线212可以彼此相对接近地布置而不会造成DSRC天线204的性能的劣化。
在本公开的范围内，天线罩256可以由各种材料制成，例如，聚合物、聚氨酯、塑料材料(例如，聚碳酸酯混合物、聚碳酸酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-共聚物(PC/ABS)混合物等)、玻璃纤维增强塑料材料、复合树脂材料、热塑性材料(例如，GE PlasticsXP4034树脂等)等。
底盘224可由与用于制作天线罩256相类似的材料制成。例如，可以用一种或更多种合金，例如锌合金等制成底盘224的材料。另选地，在本公开的范围内，底盘224可以由塑料、注塑成型的聚合物、钢和其它材料(包括复合物)用适当的形成工序(例如，压铸处理等)形成。
图23例示了包括本公开的至少一个或更多个特征的天线组件300的另一个示例性实施方式。如图所示，天线组件300包括多个天线304、308和312，多个天线304、308和312由底盘324(或基座)支承和/或联接(例如，协同定位等)到底盘324上，如这里公开的。具体地，天线组件300包括DSRC天线304、第一或主蜂窝天线308和第二或副蜂窝天线312。
天线组件300可以包括其它在结构和/或操作上同图22中示出的天线组件200的相应特征相似或相同的组件和特征。例如，DSRC天线304在天线组件300中包括倒F天线。此外，天线组件300的第一蜂窝天线308和第二蜂窝天线312、底盘324、PCB 344、天线罩或盖356、泡沫垫354、密封件358、紧固件325、372可以与图22中示出和上述的天线组件200的相应元件类似或相同。
如之前的天线组件100，DSRC天线304的输出可以经由耦合与主蜂窝输出组合并通过主蜂窝输出馈送，以消除(或至少减少)与蜂窝输出阻抗的干扰。天线组件300也可以包括与耦合器盒140(图4和图5)类似或相同的复用器或耦合器盒，所述复用器或耦合器盒可以放置在远程控制单元(TCU)附近或旁边。
如图23所示，天线组件300可以包括紧固件380(例如，具有六边形头部的螺纹安装螺栓等)、第一保持件382(例如，绝缘体夹子等)和第二保持件384(例如，固定夹子等)。紧固件380和保持件382、384可以用于将天线组件300安装到汽车顶部、车蓬、车厢(例如，具有在空中或朝向天顶的方向的无障碍视野等)，其中汽车的安装表面充当天线组件的接地面。
紧固件380和保持件382、384允许天线组件300安装和牢固地固定到汽车车体壁上。紧固件380和保持件382、384可以首先从汽车外部插入到汽车车体壁上的安装孔中，使得底盘324被设置在汽车车体壁的外侧上，并且从汽车内部可达到紧固件380。在安装过程的这个阶段中，天线组件300可以相对于汽车车体壁保持在第一安装位置上。
第一保持件382包括腿，第二固定元件384包括锥面。第一保持件382和第二保持件384也包括对准的开口，紧固件380穿过该开口以螺纹方式连接到底盘324中的螺纹开口。
第一保持件382的腿被配置为与第二保持件384的相应锥面接触。当通过在大体上朝向天线基座的方向推进紧固件380而以大体上朝向安装孔压紧的方式移动第一保持件382时，所述腿可能变形并抵靠汽车车体壁的内部车厢相对于安装孔向外扩展，由此在第二操作安装位置将天线组件300固定到汽车车体壁。
在另一个实施方式中，天线组件可以包括如在美国专利7,492,319中公开的紧固件、第一保持件和第二保持件，美国专利7,492,319的全部内容通过引用合并与此。在本公开的范围内，天线组件可以有不同的安装。例如，在本公开的范围内，天线组件可以安装于卡车、公交车、游乐车、船、没有发动机的车辆等。
天线组件300可以包括被设置在底盘324和汽车车顶(或其它安装表面)之间的密封件388(例如，O型环、有回弹性可压缩的弹性或泡沫衬垫、PORON微蜂窝聚氨酯泡沫衬垫等)。密封件388可以将底盘324牢固地密封在车顶上并充分密封车顶中的安装孔。天线组件300也可以包括设置在天线罩356和底盘324之间的密封件358(例如，O型环、有回弹性可压缩的弹性或泡沫衬垫、填缝料、粘接剂、其它合适的包装或密封件等)，密封件358用于将天线罩356充分密封到底盘324上。在示例中，密封件358可至少部分地放置在沿底盘324限定的或由底盘324限定的槽中。在此示例中，在天线罩356和车顶(或其它安装表面)之间还设置了密封件390。在操作中，密封件390可操作为针对灰尘等的密封并作为掩护支架。在一些实施方式中，可以通过一个或更多个集成密封件而不是单独的密封机构实现密封。
图24和图25例示了包括本公开的至少一个或更多个特征的天线组件400的另一个示例性实施方式。如图所示，天线组件400包括多个天线404、408、412和416，多个天线404、408、412和416由底盘424(或基座)支承和/或联接(例如，共同定位等)在底盘424上，如这里公开的。如图24和图25所示，天线组件400包括DSRC天线404、第一或主蜂窝天线408、第二或副蜂窝天线412以及贴片天线416。
除了贴片天线416，天线组件400的组件和特征可以在结构和/或操作上与图23中示出并在此公开的天线组件300的相应组件和特征相似或相同。例如，DSRC天线404在天线组件400中包括倒F天线。此外，天线组件400的第一蜂窝天线408和第二蜂窝天线412、底盘424、PCB 444、天线罩或盖456、泡沫垫454、密封件458、扣紧固件425、472可以与图23中示出的并如上所述的天线组件300的相应元件类似或相同。
贴片天线416可以被配置为操作为接收卫星信号。在例示的实施方式中，贴片天线416被配置为操作为接收GNSS信号(例如，GPS和/或GLONASS信号、GPS和/或北斗信号等)。贴片天线416包括连接器417(例如，馈电针、层间连接器等)，延伸穿过连接器417可以被焊接等到PCB 444。
在此示例中，贴片天线416和第一蜂窝天线408分别位于天线组件400的前部和后部。DSRC天线404位于第一蜂窝天线408和第二蜂窝天线412之间。第二蜂窝天线412位于DSRC天线404和贴片天线416之间。另选地，天线404、408、412、416可以相对于彼此定位在其它位置。
如前述的天线组件100那样，DSRC天线404的输出经由耦合与主蜂窝输出组合并通过主蜂窝输出馈送，以消除(或至少减少)与蜂窝输出阻抗的干扰。天线组件400还包括与图4和图5所示的耦合器盒140相似或相同的复用器或耦合器盒，所述复用器或耦合器盒可以设置在远程控制单元(TCU)的附近或旁边。
图24也示出了衬垫478。在操作中，衬垫478帮助确保当使用紧固件480(例如，具有六边形头部的螺纹安装螺栓等)、第一保持件482(例如，绝缘体夹子等)、第二保持件484(例如，固定夹子等)和密封件488、490将底盘424安装到车顶时底盘424被接地至车顶。衬垫478还允许天线组件400用于不同顶部曲线。衬垫478可以包括导电爪(例如，金属爪或金属弹簧夹等)。在示例性实施方式中，衬垫包括来自Laird Technologies公司的弹簧衬垫。
图26和图27例示了包括本公开的至少一个或更多个特征的天线组件500的另一个示例性实施方式。如图所示，天线组件500包括多个天线504、508、512、516和520，多个天线504、508、512、516和520由底盘524(或基座)支承和/或联接(例如，共同定位等)在底盘524上，如这里公开的。如图26和图27所示，天线组件500包括DSRC天线504、第一或主蜂窝天线508、第二或副蜂窝天线512、第一贴片天线516和第二贴片天线518。
天线组件500的一些组件和特征可以在结构和/或操作上同图24中示出的天线组件400的相应组件和特征相似或相同。例如，天线组件500的第一蜂窝天线508和第二蜂窝天线512、底盘524、PCB 544、天线罩或盖556、泡沫垫554、密封件558、紧固件525、572可以与图24中示出的并如上所述的天线组件400的相应元件类似或相同。
在此示例中，天线组件500包括第二贴片天线518。在此示例中，DSRC天线504具有不同于DSRC天线204、304、404(图23至图25中示出的IFA天线)和DSRC天线104(如图1至图3中示出的双单极天线)的配置。
第一贴片天线516可以被配置成操作为接收卫星信号。在例示的实施方式中，贴片天线516被配置成操作为接收GNSS信号(例如，GPS和/或GLONNASS信号、GPS和/或北斗信号等)。第一贴片天线516包括连接器517(例如，馈电针、层间连接器等)，延伸穿过连接器517可以焊接等到PCB 544上。
第二贴片天线518可以被配置成操作为接收卫星信号。在例示的实施方式中，贴片天线518被配置成操作为接收SDARS信号(例如，Sirius XM、远程控制单元(TCU)等)。在示例性实施方式中，可以经由同轴电缆将SDARS信号馈送至SDARS无线电，SDARS无线电可以位于独立于TCU和DSRC接收盒的仪表板(IP)中。第二贴片天线518包括连接器521(例如，馈电针、层间连接器等)，延伸穿过连接器521可以焊接等到PCB 544上。
在此示例中，贴片天线516、518彼此分开并且DSRC天线504位于贴片天线516、518之间。另选地，贴片天线516、518可以放置在其它位置，例如将其中一个叠放在另一个上等。
在此示例中，贴片天线516和第一蜂窝天线508分别位于天线组件500的前部和后部。DSRC天线504位于贴片天线516、518之间。另选地，天线504、508、512、516、518可以相对于彼此放置在其它位置。
如前述的天线组件100那样，DSRC天线504的输出经由耦合与主蜂窝输出组合并且通过主蜂窝输出馈送，以消除(或至少减少)与蜂窝输出阻抗的干扰。天线组件500还包括与图4和图5所示的耦合器盒140相似或相同的复用器和耦合器盒，复用器和耦合器盒将布置在远程控制单元(TCU)的附近或旁边。
图26也示出了衬垫578。在操作中，衬垫578帮助确保当使用紧固件580(例如，具有六边形头部的螺纹安装螺栓等)、第一保持件582(例如，绝缘体夹子等)、第二保持件584(例如，固定夹子等)和密封件588、590将底盘524安装到车顶时底盘524被接地到车顶。衬垫578还允许天线组件500被用于不同顶部曲线。衬垫578可以包括导电爪(例如，金属爪或金属弹簧夹等)。在示例性实施方式中，衬垫包括来自Laird Technologies公司的簧片衬垫。
这里公开的天线组件的示例性实施方式可被配置为用作多频带多输入多输出(MIMO)天线组件，该MIMO天线组件可操作在包括DSRC(专用短程通信)和与蜂窝通信、Wi-Fi、卫星信号和/或陆地信号等相关联一个或更多个频带的多个频带内。例如，这里公开的天线组件的示例性实施方式可以操作在DSRC频带(例如，从5850MHz到5925MHz的5.9GHz频带等)和下列频带中的一个或更多个或任意组合(或全部)：调幅(AM)、调频(FM)、全球导航卫星系统(GNSS)(例如，全球定位系统(GPS)、欧洲的伽利略系统、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗导航系统、印度的IRNSS等)、卫星数字音频无线电服务(SDARS)(例如，远程控制单元(TCU)、Sirius XM卫星广播等)、AMPS，GSM 850、GSM 900、PCS、GSM 1800、GSM1900、AWS、UMTS、数字音频广播(DAB)-VHF-III、DAB-L、长期演进(例如，4G、3G、其它代的LTE、B17(LTE)、LTE(700MHz)等)、Wi-Fi、Wi-Max、PCS、EBS(教育宽带服务)，WCS(宽带无线通信服务/互联网服务)、与一个特定的或更多个地理区域或国家相关联的蜂窝频带或所述一个特定的或更多个地理区域或国家特有的蜂窝频带、来自下面的表1和/或表2的一个或更多个频带等：
表1
系统/频带描述 较高频率(MHz) 较低频率(MHz)
700MHz频带 698 862
B17(LTE) 704 787
AMPS/GSM 850 824 894
GSM 900(E-GSM) 880 960
DCS 1800/GSM 1800 1710 1880
PCS/GSM 1900 1850 1990
WCDMA/UMTS 1920 2170
IEEE 802.11B/G 2400 2500
EBS/BRS 2496 2690
WilMAX MMDS 2500 2690
WIMAX(3.5GHz) 3400 3600
公共安全无线电 4940 4990
表2
有利地，这里公开的示例性实施方式可以提供集成于现有天线模块的有成本效益的DSRC功能，其中，在现有天线电缆(例如，主蜂窝天线电缆)中组合了DSRC输出。示例性实施方式可以为用户和汽车制造商提供通用性，例如，可以向用户提供在经销商级别集成DSRC的选择。在示例性实施方式中，DSRC天线被集成到现有的顶部安装的多频带(例如，具有双频带蜂窝、GNSS和SDARS的四个频带等)天线组件中，使得不会由于增加DSRC功能而影响或到现有的天线功能、形式、覆盖区或附件方案。
此外，可以将这里公开的各种天线组件(例如，100、200、300、400、500等)安装到很多支承结构，包括固定平台和移动平台。例如，可以将这里公开的各种天线组件(例如，100、200、300、400、500等)安装到公交车、火车、飞机、自行车、摩托车、船等移动平台的支承结构中。因此，这里对机动车或汽车的特定引用不是将对本公开的范围限制于任何特定类型的支承结构或环境。
提供示例实施方式旨在使本公开将彻底并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。阐述许多具体细节(例如，特定部件、装置和方法的示例)以提供对本公开的实施方式的彻底理解。对于本领域技术人员而言将显而易见的是，无需采用所述具体细节，示例实施方式可以按照许多不同的形式实施，不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施方式中，没有详细描述公知的处理、装置结构和技术。另外，通过本公开的一个或更多个示例性实施方式可以实现的优点和改进仅为了说明而提供，并不限制本公开的范围，因为本文公开的示例性实施方式可提供所有上述优点和改进或不提供上述优点和改进，而仍落入本公开的范围内。
本文公开的具体尺寸、具体材料和/或具体形状本质上是示例性的，并不限制本公开的范围。本文针对给定参数的特定值和特定值范围的公开不排除本文公开的一个或更多个示例中有用的其它值或值范围。而且，可预见，本文所述的具体参数的任何两个具体的值均可限定可适于给定参数的值范围的端点(即，对于给定参数的第一值和第二值的公开可被解释为公开了也能被用于给定参数的第一值和第二值之间的任何值)。例如，如果本文中参数X被举例为具有值A，并且还被举例为具有值Z，则可预见，参数X可具有从大约A至大约Z的值范围。类似地，可预见，参数的两个或更多个值范围的公开(无论这些范围是否嵌套、交叠或截然不同)包含利用所公开的范围的端点可要求保护的值范围的所有可能组合。例如，如果本文中参数X被举例为具有1-10或2-9或3-8的范围中的值，也可预见，参数X可具有包括1-9、1-8、1-3、1-2、2-10、2-8、2-3、3-10和3-9在内的其它值范围。
本文使用的术语仅是用来描述特定的示例实施方式，并非旨在进行限制。如本文所用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式的描述可旨在包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”仅指含有，因此表明存在所述的特征、要件、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或更多个其它特征、要件、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。本文描述的方法步骤、处理和操作不一定要按照本文所讨论或示出的特定顺序执行，除非具体指明执行顺序。还将理解的是，可采用附加的或另选的步骤。
当元件或层被称为“在……上”、“接合到”、“连接到”、或“耦接到”另一元件或层时，它可以直接在所述另一元件或层上、或直接接合、连接或耦接到所述另一元件或层，或者也可存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在……上”、“直接接合到”、“直接连接到”、或“直接耦接到”另一元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其它词语也应按此解释(例如，“之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”)等。如本文所用，术语“和/或”包括任何一个或更多个相关条目及其所有组合。
术语“大约”在应用于值时表示计算或测量允许值的一些微小的不精确性(值接近精确；大约近似或合理近似；差不多)。如果因为一些原因，由“大约”提供的不精确性在本领域中不以别的方式以普通意义来理解，那么如本文所用的“大约”表示可能由普通测量方法引起或利用这些参数引起的至少变量。例如，术语“大致”、“大约”和“基本上”在本文中可用来表示在制造公差内。无论是否由术语“大约”修饰，权利要求包括量的等值。
尽管本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语可仅用来区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。除非上下文清楚指示，否则本文所使用的诸如“第一”、“第二”以及其它数字术语的术语不暗示次序或顺序。因此，在不脱离示例实施方式的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分也可称为第二元件、部件、区域、层或部分。
为了易于描述，本文可能使用空间相对术语如“内”、“外”、“下面”、“下方”、“下部”、“上面”、“上部”等来描述图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除了图中描述的取向之外，空间相对术语可旨在涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果图中的装置翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件将被取向为在所述其它元件或特征“上面”。因此，示例术语“下方”可涵盖上方和下方两个取向。装置也可另行取向(旋转90度或其它取向)，那么本文所使用的空间相对描述也要相应解释。
提供以上描述的实施方式是为了说明和描述。其并非旨在穷尽或限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下可以互换，并且可用在选定的实施方式中(即使没有具体示出或描述)。这些实施方式还可以按照许多方式变化。这些变化不应视作脱离本公开，所有这些修改均旨在被包括在本公开的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年1月8日提交的美国非临时申请号14/150,016的优先权和2013年9月12日提交的美国临时申请号61/877,137的优先权。在此以引用的方式将上述申请的整个公开并入本申请中。

Claims (24)

1.一种安装到汽车车体壁的多频带多输入多输出MIMO车载天线组件，该多频带MIMO天线组件包括：
至少一个蜂窝天线，所述至少一个蜂窝天线被配置为在一个或更多个蜂窝频率上操作；
双单极天线，所述双单极天线被配置为在专用短程通信DSRC频率上操作，所述双单极天线包括：
隔离器，其被配置为在所述双单极天线与所述至少一个蜂窝天线之间提供隔离；以及
第一DSRC天线元件和第二DSRC天线元件，所述第一DSRC天线元件和所述第二DSRC天线元件彼此分开并沿所述隔离器的相对两侧设置。
2.根据权利要求1所述的多频带MIMO车载天线组件，该多频带MIMO天线组件还包括：
第一电路板，其连接到和/或支承所述至少一个蜂窝天线；以及
第二电路板，其位于所述第一电路板上方，所述第二电路板由与所述第一电路板不同的材料形成，使得所述第二电路板在DSRC频率上具有比所述第一电路板低的损耗因数，所述第二电路板连接到和/或支承所述双单极天线。
3.根据权利要求1所述的多频带MIMO车载天线组件，该多频带MIMO天线组件还包括至少一个卫星天线，所述至少一个卫星天线被配置为在一个或更多个卫星频率上操作。
4.根据权利要求3所述的多频带MIMO车载天线组件：
其中，所述至少一个蜂窝天线包括第一蜂窝天线和第二蜂窝天线，所述第一蜂窝天线被配置成操作以接收和发送长期演进LTE信号，所述第二蜂窝天线被配置成操作以仅接收但不发送LTE信号，
其中，所述至少一个卫星天线包括第一贴片天线和第二贴片天线，所述第一贴片天线被配置成操作以接收全球导航卫星系统GNSS信号，所述第二贴片天线被配置成操作以接收卫星数字音频无线电服务SDARS信号，
其中，该天线组件还包括：
底盘；
天线罩，其联接到所述底盘，使得所述天线罩和所述底盘共同地限定了内部空间，所述双单极天线、所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线以及所述第一贴片天线和所述第二贴片天线被设置在所述内部空间中；
第一电路板，其联接到所述底盘和/或由所述底盘支承，所述第一电路板连接到和/或支承所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线以及所述第一贴片天线和所述第二贴片天线；以及
第二电路板，其联接到所述第一电路板和/或由所述第一电路板支承，所述第二电路板由与所述第一电路板不同的材料形成，使得所述第二电路板在DSRC频率上具有比所述第一电路板低的损耗因数，所述第二电路板连接到和/或支承所述双单极天线，
由此该天线组件被配置为在被从汽车外侧插入到在汽车车体壁上的安装孔并被从所述汽车的内部隔间侧夹住后被安装并牢固地固定到所述汽车车体壁。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的多频带MIMO车载天线组件，其中，该天线组件被配置成使得所述双单极天线的输出与所述至少一个其它天线的输出在同一个传输线上。
6.根据权利要求1、2或3所述的多频带MIMO车载天线组件，其中：
所述至少一个蜂窝天线包括第一蜂窝天线，所述第一蜂窝天线被配置成操作以接收和发送蜂窝信号，并且
该天线组件被配置成使得所述双单极天线的输出经由耦合通过所述第一蜂窝天线的输出被组合并馈送。
7.根据权利要求6所述的多频带MIMO车载天线组件，该多频带MIMO车载天线组件还包括第一传输线，所述第一传输线用于输送由所述双单极天线输出的DSRC信号和由所述第一蜂窝天线输出的蜂窝信号。
8.根据权利要求7所述的多频带MIMO车载天线组件，其中：
所述至少一个蜂窝天线还包括第二蜂窝天线，所述第二蜂窝天线被配置成操作以仅接收但不发送蜂窝信号，
该天线组件包括第一卫星天线，所述第一卫星天线被配置成操作以接收全球导航卫星系统GNSS信号，并且
该天线组件还包括第二传输线，所述第二传输线输送由所述第二蜂窝天线输出的蜂窝信号和由所述第一卫星天线输出的GNSS信号。
9.根据权利要求8所述的多频带MIMO车载天线组件，该多频带MIMO车载天线组件还包括具有第一端口和第二端口的复用器，所述第一传输线和所述第二传输线分别路由到所述第一端口和所述第二端口，其中：
所述第一端口被配置成接收由所述第一传输线输送的DSRC信号和蜂窝信号，并且
所述第二端口被配置成接收由所述第二传输线输送的蜂窝信号和GNSS信号。
10.根据权利要求9所述的多频带MIMO车载天线组件，其中，所述复用器还包括：
第三端口，其被配置成输出所述第一蜂窝天线接收到的蜂窝信号；
第四端口，其被配置成输出DSRC信号和GNSS信号；以及
第五端口，其被配置成输出所述第二蜂窝天线接收到的蜂窝信号以及DSRC信号。
11.根据权利要求10所述的多频带MIMO车载天线组件，其中，所述复用器还包括：
双工器；
带通滤波器；
耦合到所述双工器和所述带通滤波器的放大器；
耦合到所述第一端口和所述第三端口的抽取滤波器，所述抽取滤波器操作以从蜂窝信号中分离出DSRC信号，使得分离出的蜂窝信号和DSRC信号分别穿过所述第三端口和所述双工器；
定向耦合器，所述定向耦合器耦合到所述第二端口、所述第五端口和所述带通滤波器，使得在所述定向耦合器处接收到的来自所述第二端口的GNSS信号和蜂窝信号被发送到所述第五端口和所述带通滤波器，
其中：
所述带通滤波器操作为允许GNSS信号通过并防止蜂窝信号通过，
所述放大器操作为放大从所述带通滤波器接收到的GNSS信号，并且
所述双工器操作为将来自所述第一端口的DSRC信号与来自所述第二端口的
GNSS信号复用到所述第四端口。
12.根据权利要求1、2、3或4所述的多频带MIMO车载天线组件，该多频带MIMO车载天线组件还包括用于DSRC的无线电单元，所述无线电单元包括调谐器、基带处理器、微控制器和输出系统。
13.一种用于安装到汽车车体壁上的多频带多输入多输出MIMO车载天线组件，该多频带MIMO天线组件包括：
至少一个专用短程通信DSRC天线，所述至少一个DSRC天线被配置成在DSRC频率上操作；
至少一个其它天线；
第一电路板，其连接到和/或支承所述至少一个其它天线；以及
第二电路板，其联接到所述第一电路板和/或由所述第一电路板支承，所述第二电路板由与所述第一电路板不同的材料形成，使得所述第二电路板在DSRC频率上具有比所述第一电路板低的损耗因数，所述第二电路板连接到和/或支承所述至少一个DSRC天线。
14.根据权利要求13所述的多频带MIMO车载天线组件，其中：
所述第一电路板包括FR4玻璃纤维增强环氧树脂叠层，并且
所述第二电路板包括织物玻璃纤维聚四氟乙烯PTFE复合材料或其它低损耗因数高频衬底材料。
15.根据权利要求13所述的多频带MIMO车载天线组件，其中，该天线组件被配置成使得所述DSRC天线的输出与所述至少一个其它天线的输出在同一个传输线上。
16.根据权利要求13所述的多频带MIMO车载天线组件，其中，所述至少一个其它天线包括：
至少一个卫星天线，所述至少一个卫星天线被配置为在一个更或多个卫星频率上操作；和/或
至少一个蜂窝天线，所述至少一个蜂窝天线被配置为在一个或更多个蜂窝频率上操作。
17.根据权利要求13、14或15所述的多频带MIMO车载天线组件，其中，所述至少一个其它天线包括：
连接到所述第一电路板和/或由所述第一电路板支承的第一蜂窝天线和第二蜂窝天线，所述第一蜂窝天线被配置成操作以接收和发送长期演进LTE信号，所述第二蜂窝天线被配置成操作以仅接收但不发送LTE信号；以及
连接到所述第一电路板和/或由所述第一电路板支承的第一贴片天线和第二贴片天线，所述第一贴片天线被配置成操作以接收全球导航卫星系统GNSS信号，所述第二贴片天线被配置成操作以接收卫星数字音频无线电服务SDARS信号，
其中，该天线组件还包括底盘和联接到所述底盘的天线罩，使得所述底盘和所述天线罩共同限定了内部空间，所述DSRC天线、所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线以及所述第一贴片天线和所述第二贴片天线被设置在所述内部空间中，
其中，所述第一电路板联接到所述底盘和/或由所述底盘支承，并且
由此该天线组件被配置成从汽车外侧插入到汽车车体壁上的安装孔并被从所述汽车的内部隔间侧夹住后被安装和牢固地固定到所述汽车车体壁。
18.一种安装到汽车车体壁的多频带多输入多输出MIMO车载天线组件，该多天线组件包括：
至少一个专用短程通信DSRC天线，所述至少一个DSRC天线被配置为在DSRC频率上操作；以及
至少一个其它天线；
其中，该天线组件被配置成使得所述至少一个DSRC天线的输出经由耦合通过所述至少一个其它天线的输出被组合并馈送，由此DSRC信号和来自所述至少一个其它天线的信号由相同的传输线输送。
19.根据权利要求18所述的多频带MIMO车载天线组件，其中，所述至少一个其它天线包括至少一个蜂窝天线，所述至少一个蜂窝天线被配置成在一个或更多个蜂窝频率上操作。
20.根据权利要求19所述的该多频带MIMO车载天线组件，该天线组件还包括：
第一电路板，其连接到和/或支承所述至少一个蜂窝天线；以及
第二电路板，其联接到所述第一电路板和/或由所述第一电路板支承，所述第二电路板由与所述第一电路板不同的材料形成，使得所述第二电路板在DSRC频率上具有比所述第一电路板低的损耗因数，所述第二电路板连接到和/或支承所述至少一个DSRC天线。
21.根据权利要求19所述的多频带MIMO车载天线组件，其中：
该天线组件还包括至少一个卫星天线，所述至少一个卫星天线被配置为在一个或更多个卫星频率上操作，和/或
所述至少一个DSRC天线包括双单极天线或倒F天线。
22.根据权利要求19、20或21所述的多频带MIMO车载天线组件，其中：
所述至少一个蜂窝天线包括第一蜂窝天线，所述第一蜂窝天线被配置成操作以接收和发送蜂窝信号，
该天线组件被配置成使得所述至少一个DSRC天线的输出经由耦合通过所述第一蜂窝天线的输出被组合并馈送；以及
该天线组件还包括第一传输线，所述第一传输线用于输送分别由所述至少一个DSRC天线和所述第一蜂窝天线输出的DSRC信号和蜂窝信号。
23.根据权利要求22所述的多频带MIMO车载天线组件，其中：
所述至少一个蜂窝天线还可以包括第二蜂窝天线，所述第二蜂窝天线被配置成操作以仅接收但不发送蜂窝信号，
该天线组件包括第一卫星天线，所述第一卫星天线被配置成操作以接收全球导航卫星系统GNSS信号，并且
该天线组件还包括复用器和第二传输线，所述第二传输线用于输送由所述第二蜂窝天线输出的蜂窝信号和由所述第一卫星天线输出的GNSS信号；
所述复用器包括：
第一端口，其被配置成接收由所述第一传输线输送的DSRC信号和蜂窝信号；
第二端口，其被配置为接收由所述第二传输线输送的蜂窝信号和GNSS信号；
第三端口，其被配置为输出所述第一蜂窝天线接收到的蜂窝信号；
第四端口，其被配置为输出DSRC信号和GNSS信号；以及
第五端口，其被配置为输出所述第二蜂窝天线接收到的蜂窝信号以及DSRC信号。
24.根据权利要求23所述的天线组件，其中：
所述复用器还包括：
双工器；
带通滤波器；
耦合到所述双工器和所述带通滤波器的放大器；
耦合到所述第一端口和所述第三端口的抽取滤波器，所述抽取滤波器操作为从蜂窝信号中分离出DSRC信号，使得分离出的蜂窝信号和DSRC信号分别穿过所述第三端口和所述双工器；以及
定向耦合器，所述定向耦合器耦合到所述第二端口、所述第五端口和所述带通滤波器，使得在所述定向耦合器处从所述第二端口接收到的GNSS信号和蜂窝信号被发送到所述第五端口和所述带通滤波器，
其中：
所述带通滤波器操作为允许GNSS信号通过但防止蜂窝信号通过，
所述放大器操作为放大从所述带通滤波器接收到的GNSS信号，并且
所述双工器操作为将来自所述第一端口的DSRC信号和来自所述第二端口的GNSS信号复用到所述第四端口。
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