CN105609933B - 用于机动车的多输入多输出缝隙天线、行李箱盖和轿车 - Google Patents

用于机动车的多输入多输出缝隙天线、行李箱盖和轿车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种天线系统、特别是用于机动车的天线系统，其包括：由能导电介质制成的面，空隙设在能导电的面内，能导电的面构成空隙的边缘；能导电的第一悬臂，第一悬臂在边缘第一侧上伸出、与第一侧导电连接、伸到空隙中、朝边缘的与第一侧对置的第二侧延伸并在与第二侧构成间隙的情况下结束，空隙分为第一和第二部分及连接两部分的间隙；至少两个电气线路，第一电气线路在第一部分中在设在第一悬臂上的、但与第一悬臂电分离的第一馈入点上伸出，第二电气线路在第二部分中在设在第一悬臂上的、但与第一悬臂电分离的第二馈入点上伸出，第一电气线路在第一部分中朝边缘延伸并与边缘容性耦合，第二电气线路在第二部分中朝边缘延伸并与边缘容性耦合。

Description

用于机动车的多输入多输出缝隙天线、行李箱盖和轿车
技术领域
本发明涉及一种多输入多输出(英语：Multiple Input Multiple Output)缝隙天线，该缝隙天线特别是可用于机动车。本发明还涉及一种具有这种天线系统的行李箱盖和一种配备这种行李箱盖的轿车。
背景技术
由于在乘车行驶期间接收信号的例如由临近的房屋引起的反射，安装在车辆中的天线的接收质量不断变化。因此人们转变为应用多个应尽可能好地抗相关的天线，其中，如此组合接收信号，使得改善相对于单个天线的接收质量。
由文献DE 100 25 931 A1已知一种天线模块，该天线模块具有边缘，在该边缘上两个悬臂(Steg)彼此相向延伸。在由边缘限定的空隙内引入不同的另外的天线结构，以便可利用多个应用不同频率的服务。
对于文献DE 100 25 931 A1不利的是，制造由于多个单个的天线元件是复杂和昂贵的并且对于低频(在此调频无线电广播)仅仅存在差的天线多样性。
发明内容
因此，本发明的任务在于，实现一种天线系统，该天线系统通过简单的方式提供至少两个抗相关的天线，这些天线提供非常高的多样性。
该任务通过一种具有如下所述特征的天线系统、一种具有按照本发明的天线系统的行李箱盖和一种配备这样的行李箱盖的轿车解决。
按照本发明的天线系统具有由能导电介质制成的面。在能导电的面之内设置有空隙，从而该能导电的面构成空隙的边缘。此外，天线系统具有至少一个能导电的悬臂，该悬臂在边缘的第一侧上伸出并且与该第一侧、亦即边缘导电连接并且伸到空隙中并且朝向边缘的与第一侧对置的第二侧延伸并且在那里在与该第二侧构成间隙的情况下结束，从而空隙被分为、也就是划分为第一部分和第二部分以及连接这两个部分的间隙。此外，天线系统为此包括至少两个电气线路，其中，第一电气线路在空隙的第一部分中、在设置在第一悬臂上的但与该第一悬臂电分离的第一馈入点上伸出，而第二电气线路在空隙的第二部分中、在设置在第一悬臂上的但与该第一悬臂电分离的第二馈入点上伸出。第一电气线路在此在空隙的第一部分中朝向边缘延伸并且例如以其端部与边缘容性耦合。同样也适用于第二电气线路，第二电气线路在空隙的第二部分中朝向边缘延伸并且例如以其端部同样与边缘容性耦合，所述第一馈入点与馈入装置的第一门能连接或相连接，并且所述第二馈入点与馈入装置的第二门能连接或相连接，其中，所述馈入装置给第一馈入点和第二馈入点供给共模信号和/或差模信号。
在相应相位正确的馈送时可以激励两个正交的共振模式。按照本发明的缝隙天线因此可以与两个物理分离的天线相比拟。
此外，在按照本发明的天线系统中存在的优点在于，构成有至少一个能导电的第二悬臂，该第二悬臂在边缘的第二侧上伸出并且与该第二侧导电连接并且伸到空隙中并且在该空隙内朝所述第一悬臂延伸，并且第一悬臂和第二悬臂在相互构成间隙的情况下结束。通过这两个悬臂轴向地优选相互同轴地定向并且优选正好相对置，由此形成间隙，实现在天线之间的高度抗相关。
此外，在按照本发明的天线系统中存在的优点在于，第一电气线路通过其端部并且第二电气线路通过其端部借助于分布的耦合电容和/或离散电容而与边缘容性连接、也就是耦合。通过这样的分布的耦合电容(该分布的耦合电容优选涉及与边缘电分离的导电面，该导电面设置在相同的平面或者相同的介电介质上，在所述相同的平面或者相同的介电介质上也设置有第一和/或第二电气线路)或者通过离散电容(该离散电容涉及正常电容器或可调节的电容、例如PIN二极管或借助于微电子机械系统(英语：microelectromechanical systems；德语：mikroelectromechanishe Systeme)可接通的面或可接通的离散电容)，可以调节天线系统的共振频率。端部理解为第一和第二电气线路的部分、也就是更远离馈入点的那个端部。对于应用离散电容的情况，该离散电容也可以装配在第一和第二电气线路的更靠近相应的馈入点设置的端部上。
附加地，在按照本发明的天线系统中存在的优点在于，分布的耦合电容和/或离散电容设置成与边缘离开的距离小于传输频带的最高频率的λ/5、优选小于λ/10、进一步优选小于λ/15、进一步优选小于λ/20、进一步优选小于λ/50、进一步优选小于λ/100、进一步优选小于λ/500或进一步优选小于λ/1000。
此外，在按照本发明的天线系统中存在的优点在于，在第一电气线路中和/或在第二电气线路中构成有至少一个电感。这样的电感引起可以改变两个共振模式的共振频率。
此外，在按照本发明的天线系统中存在的优点在于，第一悬臂和第二悬臂通过至少一个另外的离散电容和/或通过至少一个另外的离散电感相互连接，其中，所述至少一个另外的离散电容和/或所述至少一个另外的离散电感设置、也就是构成在间隙之内。由此可以影响仅仅一个共振模式(共模激励)的共振频率。
此外，在按照本发明的天线系统中存在的优点在于，第一馈入点与馈入装置的第一门能连接或相连接，并且第二馈入点与馈入装置的第二门能连接或相连接，其中，馈入装置给第一馈入点和第二馈入点供给共模信号和/或差模信号(Gegentaktsignal)。通过对称的共模信号和/或通过对称的差模信号可以激励两个不同的模式。在此，借助于共模信号和/或差模信号的馈入也非常简单地是可能的，其方式是，例如对于馈入装置应用混合耦合器、特别是180°混合耦合器或者高频变压器在相应的布线中。
此外存在的优点在于，在按照本发明的天线系统中，第一馈入点与第一同轴电缆的内导体或者与第一印刷导线的导体电连接或者能电连接，和/或所述第二馈入点与第二同轴电缆的内导体或者与第二印刷导线的导体电连接或者能电连接。印刷导线可以例如涉及微带状导线或共面的带状导线或带状导线或缝隙导线。这引起：天线系统可以被非常简单地馈入。
此外，在按照本发明的天线系统中存在的优点在于，第一同轴电缆的外导体或第一印刷导线的接地面经由在第一悬臂上的第一接地触点与该第一悬臂电连接或者能电连接，和/或第二同轴电缆的外导体或第二印刷导线的接地面经由在第一悬臂上的第二接地触点与该第一悬臂电连接或者能电连接。由此确保：设计为缝隙天线的天线系统被尽可能有效地激励并且两个共振模式相互正交。
此外，在按照本发明的天线系统中存在的优点在于，在第一馈入点与第一接地触点之间的间距小于传输频带的最高频率的λ/100或优选小于λ/500或进一步优选小于λ/1000，和/或在第二馈入点与第二接地触点之间的间距小于传输频带的最高频率的λ/100或优选小于λ/500或进一步优选小于λ/1000。由此确保：优化地激励天线系统。
附加地，在按照本发明的天线系统中存在的优点在于，第一馈入点和/或第二馈入点设置成与所述间隙离开的距离小于传输频带的最高频率的λ/5、优选小于λ/10、进一步优选小于λ/15、进一步优选小于λ/20、进一步优选小于λ/50、进一步优选小于λ/100、进一步优选小于λ/500或进一步优选小于λ/1000。在此，可以涉及在馈入点与间隙的中心、也就是矩形间隙面的关于间隙长度和宽度的中心之间的距离。但是也可以涉及在馈入点与第一悬臂的邻接于间隙的角部之间的最短距离。
由此确保，非常好地激励天线系统。间隙在此应具有尽可能小的宽度并且其宽度应小于传输频带的最高频率的λ/5、优选小于λ/10、进一步优选小于λ/15、进一步优选小于λ/20、进一步优选小于λ/50、进一步优选小于λ/100、进一步优选小于λ/500或进一步优选小于λ/1000，其中，间隙的长度等于两个悬臂相互的间距或者第一悬臂与边缘的第二侧的间距。
此外，在按照本发明的天线系统中存在的优点在于，空隙的第一部分和空隙的第二部分大小相等，或者空隙的第一部分大于空隙的第二部分，或者空隙的第一部分小于所述空隙的第二部分。特别是如果空隙的第一和第二部分的面积大小相等，那么存在对称性并且按照本发明的天线系统的多样性是非常高的。如果空隙的第一部分和空隙的第二部分不仅具有相等的长度、而且具有相等的宽度，那么它们特别是大小相等的。对于空隙的第一部分具有的长度小于空隙的第二部分的长度并且同时空隙的第一部分的宽度大于第二部分的宽度，从而仍产生大小相等的面积的情况，由此实现的天线系统在其抗相关方面不是完全如当空隙的第一部分和空隙的第二部分具有相等长度和相等宽度时那么好。
此外，在按照本发明的天线系统中存在的优点在于，第一电气线路和/或第二电气线路垂直于第一悬臂朝向边缘延伸，或者第一电气线路和/或第二电气线路相对于第一悬臂具有在60°与120°之间、优选在70°与110°之间、进一步优选在80°与100°之间、进一步优选在85°与95°之间的角度。
优选，所述第一电气线路与第二电气线路镜像对称，其中，对称平面是第一悬臂的纵轴线。
附加地，在按照本发明的天线系统中存在的优点在于，所述第一电气线路和/或第二电气线路形成为在电介质上的导体电路，或者第一电气线路和/或第二电气线路构成为电缆或金属线。如果两个线路在电介质、例如印制电路板或薄膜上构成，那么实现非常好的可重复的特性。对于两个电气线路构成为电缆或金属线的情况，可实现天线系统的非常简单的结构。金属边缘在此必须正好如天线系统的第一悬臂和第二悬臂那么少地构成在固定的电介质上。
附加地在按照本发明的天线系统中存在的优点在于，第一悬臂设置在第一平面中，而第二悬臂设置在第二平面中，并且所述第一平面和第二平面以80°至280°、优选80°至200°、进一步优选85°至150°、进一步优选85°至120°、进一步优选85°至95°的角度相交。这样的天线系统也可以优选集成在轿车中、特别是在行李箱盖中。
这样的行李箱盖具有按照本发明的天线系统，其中存在特别的优点在于，行李箱盖在天线系统的空隙的区域中由介电材料制成或者以介电材料覆盖空隙。
最后也可能的是，轿车具有所述的行李箱盖，其中，行李箱盖包含按照本发明的天线系统。在此，第一和第二电气线路从其出发的第一悬臂优选设置成大致平行于车道表面。第一悬臂可以在此优选也相对于车道表面倾斜小于5°或者小于10°或者小于15°或者小于20°。天线系统在行李箱盖中的集成在此比到轿车的后窗玻璃中的集成更有利，因为它可以跨越变型方案地发生。特别是用于不同车辆的多个不同的后窗玻璃使得这样的集成非常高成本和昂贵。正是在敞蓬汽车中产生附加的问题，因为后窗玻璃连同车顶是可折叠的。
附图说明
以下参照附图示例性地描述本发明的不同实施例。相同对象具有相同附图标记。附图的相应图详细示出：
图1示出按照本发明的天线系统的一个实施例的俯视图；
图2示出具有离散电容的按照本发明的天线系统的另一个实施例的俯视图；
图3示出在对称的共模馈入的情况下具有示出的电流分布的按照本发明的天线系统的另一个实施例的俯视图；
图4示出在对称的差模馈入的情况下具有示出的电流分布的按照本发明的天线系统的另一个实施例的俯视图；
图5示出具有附加的电感和另外的电容的按照本发明的天线系统的另一个实施例的俯视图；
图6示出按照本发明的天线系统的另一个实施例的俯视图，其中第一和第二电气线路设置成与第一悬臂成不等于90°的角；
图7示出按照本发明的天线系统的另一个实施例的俯视图，在该天线系统上示例性地描述通过180°混合耦合器的馈入；
图8示出按照本发明的天线系统的一个实施例的侧视图，该天线系统阐明同轴电缆连接到馈入点和接地触点上；
图9示出具有仅仅一个悬臂的按照本发明的天线系统的另一个实施例的俯视图；以及
图10示出轿车的空间视图，该轿车具有行李箱盖，按照本发明的天线系统集成在该行李箱盖中。
具体实施方式
图1示出按照本发明的天线系统1的一个实施例的俯视图。示出的是一个由能导电介质制成的面。该能导电介质可以例如包括钢、铜、铝、黄铜或钛或它们的组合。原则上可以应用金属或金属合金或能导电的塑料或覆盖有能导电层的塑料及其组合。该能导电的面具有一个空隙2，从而能导电的面构成空隙的边缘3。图1还示出两个能导电的悬臂41、42，这两个悬臂在边缘3的两个对置的侧上伸出并且与该边缘导电连接。所述至少两个能导电的悬臂41、42在此伸到空隙2中，从而这些悬臂相向延伸并且在空隙2之内在相互构成间隙5的情况下结束。由此，空隙2被分为第一部分61和第二部分62以及连接这两个部分61、62的间隙5。悬臂41、42和边缘3可以一件式或两件式地构成。
边缘3在图1的实施例中作为矩形面示出，该矩形面具有长度L和宽度B。长度L与宽度B的比例应如此选择，使得大致适用L+B＝λ/2。不过，与此的偏差可以被补偿直至一定的部分。波长λ——特别是用于在汽车中调频无线电接收的应用情况——在此优选如此选择，使得借助于天线系统1可以在大约87.5MHz至大约108MHz的范围中接收用于超短波(UKW)的频率范围。在这样的调谐中，接收UHF带III、例如DAB(英语：Digital Audio Broadcasting)或DMB(英语：Digital Multimedia Broadcasting)是可能的，其频率范围大约为UKW无线电广播的双倍。
在图1中同样还描绘了对称平面7和轴线8。第一悬臂41和第二悬臂42对于对称平面7关于其纵轴线同轴地设置。第一悬臂41和第二悬臂42此外共用一条纵轴线，这表示，第一悬臂和第二悬臂相互同轴地设置并且正好相对置。不过，第一悬臂和第二悬臂也可以相互错开地设置，其中，便谈及轴向定向。
也可能的是，不构成第二悬臂42并且第一悬臂41几乎延续直至边缘3。第一悬臂41伸到空隙2中并且朝向边缘3的与第一侧——也就是第一悬臂41伸出的那侧——对置的第二侧延伸，其中，该第一悬臂在那儿在与该第二侧构成间隙5的情况下结束。间隙5那么例如不是位于中心、也就是空隙2的中央，而是更靠近边缘3。
两个电气线路91、92设置在空隙2之内。第一电气线路91设置在空隙2的第一部分61中，而第二电气线路92设置在空隙2的第二部分62中。在空隙2的第一部分61中的第一电气线路91在设置在第一悬臂41上的、但与该第一悬臂电分离的第一馈入点101上伸出或者开始。第二电气线路92在空隙2的第二部分62中在设置在第一悬臂41上的、但与该第一悬臂电分离的第二馈入点102上伸出或者开始。
不仅第一馈入点101、而且第二馈入点102应尽可能靠近第一悬臂101设置。优选地，第一馈入点101和第二馈入点102如此靠近第一悬臂41设置，使得正好不存在导电连接。优选地，第一馈入点101和/或第二馈入点102设置成与第一悬臂41离开的距离小于传输频带的最高频率的λ/5、进一步优选小于λ/10、进一步优选小于λ/15、进一步优选小于λ/20、进一步优选小于λ/50、进一步优选小于λ/100、进一步优选小于λ/500或进一步优选小于λ/1000。
同样还示出第一接地触点111，该第一接地触点设置在第一悬臂41上并且与该第一悬臂电连接。第二接地触点112同样设置在第一悬臂41上并且与该第一悬臂电连接。第一接地触点111在此尽可能靠近第一馈入点101设置。第二接地触点112同样尽可能靠近第二馈入点102设置。
如稍后参见图8还阐明的那样，第一馈入点101可以与第一同轴电缆251的内导体电连接，而第一接地触点111可以与第一同轴电缆251的外导体电连接。同样的内容对于第二同轴电缆252适用于第二馈入点102和第二接地触点112。不过，优选地馈入不是借助于同轴导线进行，而是通过印刷导线进行，所述印刷导线例如可以涉及微带状导线或共面的带状导线或带状导线或缝隙导线。
第一电气线路91在空隙的第一部分61中朝向边缘3延伸并且以其端部与边缘容性耦合。第一电气线路91的端部可理解为电气线路91的距离第一馈入点101最远的那个部分。同样的内容也适用于第二电气线路92，该第二电气线路在空隙的第二部分中从第二馈入点102开始朝向边缘3延伸并且以其端部同样与边缘3容性耦合。
第一电气线路91和/或第二电气线路92垂直于第一悬臂41延伸。在另一未示出的实施例中同样可能的是，第一电气线路91和/或第二电气线路92在其长度的超过90％或其长度的超过80％或其长度的超过60％上垂直于第一悬臂41延伸。
第一电气线路91的端部与第二电气线路92的端部与边缘3的容性耦合在图1的实施例中通过分布的耦合电容121、122实现。第一电气线路91的端部在此与第一分布的耦合电容121电连接。第二电气线路92的端部同样与第二分布的耦合电容122电连接。分布的耦合电容121、122优选涉及电介质上的金属层，在该电介质上优选也设置有第一和/或第二电气线路91、91。分布的耦合电容121、122可以例如作为铜层构成在印制电路板或薄膜上。分布的耦合电容121、122的形状可以任意地设计。重要的是，分布的耦合电容121、122相对于边缘3的间距和大小如此选择，使得调节天线系统1的期望的共振频率。经验已经证实，大约1pF至大约10pF的分布的耦合电容121、122是期望值。分布的耦合电容121、122的结构在图1的实施例中是矩形的。不过，其他形状也是可能的，例如菱形或三角形。也可能的是，多个分布的耦合电容121、122与第一电气线路91的端部和第二电气线路92的端部连接。也可能的是，在分布的耦合电容121、122与边缘3之间构成有在电气线路91、92上的印刷电容，其中，电气线路91、92的端部与边缘3连接。
第一电气线路91和第二电气线路92优选一致地相对于轴线8延伸，其中，轴线8将天线系统1的侧面、也就是天线系统1关于其长度L在中心平分。轴线8和对称平面7优选相互垂直。第一电气线路91与第二电气线路92镜像对称，其中，对称平面7是第一悬臂41的纵轴线。第一悬臂41的纵轴线和第二悬臂42的纵轴线在该情况下是一致的。
第一悬臂41的长度在此大于第二悬臂42的长度。悬臂41、42的长度被视为相应的悬臂41、42从边缘3开始延续到空隙2中的距离。悬臂41、42的宽度被理解为相应的悬臂41、42朝向侧面、也就是垂直于长度扩展的尺寸。
优选地，第一悬臂41和第二悬臂42就其尺寸来看长于其宽度。第一悬臂41的长度大于第一悬臂41的宽度，而第二悬臂42的长度大于第二悬臂42的宽度。第一悬臂41和第二悬臂42优选同宽。宽度在此应选择小的，其中必须确保：在第一悬臂41和第二悬臂42之间或者在除去第二悬臂42的情况下在第一悬臂41和边缘3的第二侧之间构成这样的电容，使得实现相应的共振频率。如果还将离散的电容14在中间连接到间隙5中，那么宽度也可以更小。两个悬臂41、42的宽度可以在边缘3的宽度的1/3直至最小宽度的范围中变动，该最小宽度在使用离散电容14的情况下是可能的。
但是也可以的是，第一悬臂41宽于或不宽于第二悬臂42。
空隙2的第一部分61和空隙2的第二部分62在图1的实施例中大小相等。第一部分61的长度优选等于第二部分62的长度，并且空隙2的第一部分61的宽度优选等于第二部分62的宽度。
不过，也可能的是，空隙2的第一部分61大于空隙2的第二部分62。在相反情况下自然也可以的是，空隙2的第一部分61小于空隙2的第二部分62。
环绕第一馈入点101和第二馈入点102设置的半圆应表明：两个馈入点101、102和两个接地触点111、112可以通过同轴电缆251、252被馈入。不过，馈入优选通过印刷导线实现，所述印刷导线例如可以涉及微带状导线或共面的带状导线或带状导线或缝隙导线。
图2示出按照本发明的天线系统1的另一实施例的俯视图。与图1的实施例的不同之处在于，第一电气线路91的端部和第二电气线路92的端部不是与分布的耦合电容121、122连接，而是与离散电容131、132连接。在本情况下，第一电气线路91的端部与第一离散电容131连接，而第二电气线路92的端部与第二离散电容132连接。第一离散电容131又与边缘3电连接。同样的内容适用于第二离散电容132，该第二离散电容同样与边缘3电连接。离散电容131、132优选构造成SMD器件(英语：Surface Mounted Device)并且设置在相同的电介质上，在该电介质上也安装有第一电气线路91和/或第二电气线路92。
离散电容131、132也可以作为可调节的电容实现。例如考虑PIN二极管或这样的借助于MEMS可接通的二极管。在应用可调节的电容的情况下，可以借助于控制信号在第一电气线路91和第二电气线路92上改变、也就是调节电容。天线系统1的共振频率可以因此在运行中变化，从而天线系统1可以匹配于变化的环境。例如，按照本发明的天线系统1可以集成到行李箱盖中，其中，那么通过可调节的电容可能的是，协调给行李箱加载能导电的材料和/或介电材料，从而按照本发明的天线系统1此外具有期望的参考频率。对于离散电容131、132——如也对于分布的耦合电容121、122那样——适用：该离散电容优选尽可能靠近边缘安装。在此，离散电容131、132设置成与边缘3或与相应的馈入点101、102离开的距离小于传输频带的最高频率的λ/5、优选小于λ/10、进一步优选小于λ/15、进一步优选小于λ/20、进一步优选小于λ/50、进一步优选小于λ/100、进一步优选小于λ/500或进一步优选小于λ/1000。
此外，在图2内，另一离散电容14构成在第一悬臂41与第二悬臂42之间。该另一离散电容14构成在间隙5之内并且将第一悬臂41与第二悬臂42连接。这同样允许在按照本发明的天线系统1的共模激励的情况下匹配共振模式的共振频率。代替该另一离散电容14或附加于该另一离散电容14，还可以在间隙5之内构成有至少一个另外的离散电感，该另外的离散电感将第一悬臂41和第二悬臂42相互连接。由此也可以调节天线系统1的共振频率。
图3示出按照本发明的天线系统1的另一实施例的俯视图。在图3的实施例之内示例性地示出在馈入对称的共模信号时的电流分布。示出的箭头越粗，那么电流密度越高。在第一馈入点101与第二馈入点102之间的相位差为0°。电流密度在边缘的外部区域上高于在第一和第二悬臂41、42中。电流密度在第一电气线路91的端部和第二电气线路92的端部容性耦合到边缘3中所在的点处最高。离散电容131、132涉及可调节的电容。在天线系统1中因此将整个边缘用作发射体，从而天线系统非常宽带地工作。
图4示出按照本发明的天线系统1的另一实施例的俯视图。在该实施例中示出在馈入对称的差模信号时的电流分布。在第一馈入点101馈入的信号与在第二馈入点102馈入的信号之间的相位差为180°。箭头粗度同样也对应于电流密度。可见的是，在边缘3的如下部分上电流密度是最高的，悬臂41、42从所述部分延伸到空隙2的中心中。电流密度在悬臂41、42之内是最低的或者在那儿不发生电流。从边缘的、第一电气线路91的端部和第二电气线路92的端部容性耦合到该边缘中所在的部分开始，电流密度沿着边缘直至边缘3的、悬臂41、42朝向空隙2的中心延伸所在的那个部分上升。
图3和4阐明：借助于按照本发明的天线系统1可以激励两个不同的共振模式，这两个共振模式优选相互正交。由此实现非常强抗相关的天线，从而实现非常高的天线多样性。
图5示出，在第一电气线路91之内附加地集成有电感151。而且在第二电气线路92之内集成有电感152。电感151、152优选与相应的馈入点101、102间隔开小于传输频带的最高频率的λ/15、进一步优选小于λ/20、进一步优选小于λ/50、进一步优选小于λ/100、进一步优选小于λ/500或进一步优选小于λ/1000的间距。
在第一悬臂41与第二悬臂42之间构成有以可调节的电容形式的另一离散电容14。其他的大小可变的电容同样是可用的。附加的电容和电感引起：即使在对于按照本发明的天线系统1的长度和宽度来说空间尺寸较小的情况下也可以可靠地实现期望的共振频率。
图6示出按照本发明的天线系统1的另一实施例的俯视图。在此，第一电气线路91和第二电气线路92设置成相对于第一悬臂41成不等于0°的角。第一电气线路91和/或第二电气线路92相对于第一悬臂41成在60°至120°之间、优选在70°至110°之间、进一步优选在80°至100°之间、进一步优选在85°至95°之间的角α。第一电气线路91相对于悬臂41形成的角应等于第二电气线路92相对于悬臂42形成的角。
图7示出按照本发明的天线系统1的另一实施例的俯视图，在该天线系统上示例性地描述通过馈入装置20的馈入，该馈入装置优选以180°混合耦合器20的形式构成。示出的180°混合耦合器20具有四个门211、212、213、214。在此，门211、212、213、214优选设有同轴接头。借助于印刷导线的连接同样是可能的。
第一门211具有内导体和外导体。180°混合耦合器20的第一门211的内导体优选通过第一同轴电缆251与第一馈入点101电连接。180°混合耦合器20的第一门211的外导体优选同样通过同轴电缆与第一接地触点111电连接。
180°混合耦合器20的第二门212的内导体优选通过第二同轴电缆252与第二馈入点102电连接。180°混合耦合器20的第二门212的外导体同样通过第二同轴电缆252与第二接地触点112连接。
此外，180°混合耦合器20还具有第三门213和第四门214，第三门和第四门例如可以与各一个未示出的放大器或者多个放大器和/或调谐器连接。第三门213和第四门214的外导体与边缘3导电连接。优选地，第三门和第四门的外导体与第一悬臂41导电接触。
180°混合耦合器20可以给第一馈入点101和第二馈入点102输出或者从这些馈入点接收对称的共模信号和对称的差模信号。
未示出的是高频变压器的应用，该高频变压器同样可以用于馈入。在高频变压器的初级侧上馈入差模模式，其中，在中间抽头上在次级侧上馈入共模模式。在次级侧上的两个其他接头便与两个馈入点101、102连接。高频变压器在此允许阻抗变换，以便改善天线阻抗的匹配。
图8示出按照本发明的天线系统1的一个实施例的侧视图，该天线系统阐明同轴电缆251、252到馈入点101、102和接地触点111、112上的连接。第一同轴电缆251通过第一接线连接器261接触导通第一馈入点101和第一接地触点111。第二同轴电缆252通过第二接线连接器262接触导通第二馈入点102和第二接地触点112。第一电气线路91在示出的实施例中构成在电介质27上。第二电气线路92同样构成在电介质27上。第一电气线路91和第二电气线路92可以构成在相同或不同的电介质27上。第一悬臂41在示出的实施例中同样构成在电介质27上。不过，第一悬臂41同样可以如第二悬臂42和边缘3那样没有另外的固定的基底足以。悬臂41、42也可以由每种其他能导电的材料在不应用介电载体材料的情况下组成。第一接线连接器261和第二接线连接器262优选涉及同轴插座。可见的是，第一同轴电缆251的内导体与第一电气线路91电连接，而第一同轴电缆251的外导体与第一悬臂41导电连接。同样的内容同样适用于第二同轴电缆251。该第二同轴电缆的内导体与第二电气线路92导电连接。该第二同轴电缆的外导体与第一悬臂41导电连接。第一馈入点101和第二馈入点102可以涉及所谓的VIA(垂直互连接入，英语：Vertical Interconnect Access)，第一接线连接器261和第二接线连接器262嵌入并焊接到所述VIA中。同轴电缆251、252从接线连接器261、262的电介质27的与电气线路91、92设置所在的那侧相反的侧输入。
馈入点101、102和接地触点111、112也可以通过以微带状导线或共面的带状导线或带状导线或缝隙导线形式的印刷导线被馈入。
图9示出按照本发明的天线系统1的另一实施例的俯视图。与此前的实施例相反，图9的实施例不具有第二悬臂42。能导电的第一悬臂41在边缘3的第一侧上伸出、亦即开始并且与该第一侧并因此与边缘3导电连接。第一悬臂41伸到空隙2中并且朝向边缘3的与第一侧对置的第二侧延伸并且在那里在与该第二侧构成间隙5的情况下结束。由此将空隙2分为第一部分61和第二部分62以及连接两个部分61、62的间隙5。第一悬臂41的在图9中示出的设置可转用到其他图中的其余实施例上。
图10示出轿车30的空间视图，该轿车具有一个行李箱盖31，其中，按照本发明的天线系统1集成在行李箱盖31之内。可见的是，第一悬臂41设置在第一平面中，而第二悬臂42设置在第二平面中，其中，这两个平面以优选90°的角度相交。这两个平面也可以以80°至280°、优选80°至200°、进一步优选85°至150°、进一步优选85°至120°、进一步优选85°至95°的角度相交。第一悬臂41优选大致平行于轿车30的车道表面设置。但是，第一悬臂41也可以相对于车道表面倾斜小于15°、优选小于10°、进一步优选小于5°。
行李箱盖31在空隙2的区域中由介电材料形成。介电材料可以例如在空隙2的区域中覆盖天线系统1。如此集成到行李箱盖31中的天线系统1关于天线多样性相比于常规的集成到轿车30的后窗玻璃中的天线系统具有多重更好的特性。
通过按照本发明的天线系统1可以激励至少两个正交的共振模式，这些共振模式的发射图是非常不同的并且在此非常好地相互补充，这导致这些共振模式的非常好的抗相关。因此，2-天线多样性系统可以非常良好绝缘地在狭窄的结构空间上实现。天线系统1也可以用作多带天线，只要较高的带分别是第一带的谐波。
行李箱盖31的承载结构在此由导电材料制成，而饰板用非导电材料、也就是电介质实现。由此可以激励整个行李箱盖31，从而通过行李箱盖31的大的机械尺寸相对于UKW波长可以实现宽带的发射。
间隙5的长度小于第一悬臂41或第二悬臂42的总长度的10％、优选小于20％、进一步优选小于30％。该长度在此总是应如此选择，使得产生期望的共振频率。如果对此必要的电容借助于间隙5单独不可实现，那么可以借助于离散构件实现匹配。
本发明不限于所述实施例。在本发明的范围中，所有描述和/或描绘的特征可任意相互组合。

Claims (47)

1.天线系统(1)，具有以下特征：
由能导电介质制成的面；
空隙(2)，所述空隙设置在能导电的面之内，从而能导电的面构成空隙(2)的边缘(3)；
其特征在于以下特征：
至少一个能导电的第一悬臂(41)，所述第一悬臂在边缘(3)的第一侧上伸出并且与该第一侧导电连接并且伸到空隙(2)中并且朝向边缘(3)的与第一侧对置的第二侧延伸并且在那里在与所述第二侧构成间隙(5)的情况下结束，从而空隙(2)被分为第一部分(61)和第二部分(62)以及连接所述第一部分(61)和第二部分(62)的间隙(5)；
至少两个电气线路(91、92)，其中，第一电气线路(91)在空隙(2)的第一部分(61)中、在设置在第一悬臂(41)上的但与该第一悬臂电分离的第一馈入点(101)上伸出，而第二电气线路(92)在空隙(2)的第二部分(62)中、在设置在第一悬臂(41)上的但与该第一悬臂电分离的第二馈入点(102)上伸出；
所述第一电气线路(91)在空隙(2)的第一部分(61)中朝向边缘(3)延伸并且与边缘(3)容性耦合，而所述第二电气线路(92)在空隙(2)的第二部分(62)中朝向边缘(3)延伸并且与边缘(3)容性耦合；
所述第一馈入点(101)与馈入装置(20)的第一门(211)能连接或相连接，并且所述第二馈入点(102)与馈入装置(20)的第二门(212)能连接或相连接，其中，所述馈入装置(20)给第一馈入点(101)和第二馈入点(102)供给共模信号和/或差模信号。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，构成有至少一个能导电的第二悬臂(42)，所述第二悬臂在边缘(3)的第二侧上伸出并且与该第二侧导电连接并且伸到空隙(2)中并且在该空隙之内朝第一悬臂(41)延伸，并且第一悬臂(41)和第二悬臂(42)在相互构成间隙(5)的情况下结束。
3.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述第一悬臂(41)和第二悬臂(42)长度相等，或者所述第一悬臂(41)长于所述第二悬臂(42)，或者所述第二悬臂(42)长于所述第一悬臂(41)。
4.根据权利要求1至3之一所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统(1)是用于机动车的天线系统。
5.根据权利要求1至3之一所述的天线系统，其特征在于，所述馈入装置(20)是混合耦合器。
6.根据权利要求1至3之一所述的天线系统，其特征在于，所述馈入装置(20)是180°混合耦合器。
7.根据权利要求1至3之一所述的天线系统，其特征在于，所述馈入装置(20)是高频变压器。
8.根据权利要求1至3之一所述的天线系统，其特征在于，所述第一馈入点(101)与第一同轴电缆(251)的内导体或者第一印刷导线的导体电连接或者能电连接，和/或所述第二馈入点(102)与第二同轴电缆(252)的内导体或者第二印刷导线的导体电连接或者能电连接。
9.根据权利要求8所述的天线系统，其特征在于，所述第一同轴电缆(251)的外导体或所述第一印刷导线的接地面经由在所述第一悬臂(41)上的第一接地触点(111)与该第一悬臂电连接或者能电连接，和/或所述第二同轴电缆(252)的外导体或所述第二印刷导线的接地面经由在所述第一悬臂(41)上的第二接地触点(112)与该第一悬臂电连接或者能电连接。
10.根据权利要求9所述的天线系统，其特征在于，在所述第一馈入点(101)与所述第一接地触点(111)之间的间距小于传输频带的最高频率的λ/100，和/或在所述第二馈入点(102)与所述第二接地触点(112)之间的间距小于传输频带的最高频率的λ/100。
11.根据权利要求10所述的天线系统，其特征在于，在所述第一馈入点(101)与所述第一接地触点(111)之间的间距小于传输频带的最高频率的λ/500，和/或在所述第二馈入点(102)与所述第二接地触点(112)之间的间距小于传输频带的最高频率的λ/500。
12.根据权利要求11所述的天线系统，其特征在于，在所述第一馈入点(101)与所述第一接地触点(111)之间的间距小于传输频带的最高频率的λ/1000，和/或在所述第二馈入点(102)与所述第二接地触点(112)之间的间距小于传输频带的最高频率的λ/1000。
13.根据权利要求1至3之一所述的天线系统，其特征在于，所述第一馈入点(101)和/或所述第二馈入点(102)设置成与所述间隙(5)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/5。
14.根据权利要求13所述的天线系统，其特征在于，所述第一馈入点(101)和/或所述第二馈入点(102)设置成与所述间隙(5)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/10。
15.根据权利要求14所述的天线系统，其特征在于，所述第一馈入点(101)和/或所述第二馈入点(102)设置成与所述间隙(5)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/15。
16.根据权利要求15所述的天线系统，其特征在于，所述第一馈入点(101)和/或所述第二馈入点(102)设置成与所述间隙(5)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/20。
17.根据权利要求16所述的天线系统，其特征在于，所述第一馈入点(101)和/或所述第二馈入点(102)设置成与所述间隙(5)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/50。
18.根据权利要求17所述的天线系统，其特征在于，所述第一馈入点(101)和/或所述第二馈入点(102)设置成与所述间隙(5)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/100。
19.根据权利要求18所述的天线系统，其特征在于，所述第一馈入点(101)和/或所述第二馈入点(102)设置成与所述间隙(5)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/500。
20.根据权利要求19所述的天线系统，其特征在于，所述第一馈入点(101)和/或所述第二馈入点(102)设置成与所述间隙(5)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/1000。
21.根据权利要求1至3之一所述的天线系统，其特征在于，所述空隙(2)的第一部分(61)和所述空隙(2)的第二部分(62)大小相等，或者所述空隙(2)的第一部分(61)大于所述空隙(2)的第二部分(62)，或者所述空隙(2)的第一部分(61)小于所述空隙(2)的第二部分(62)。
22.根据权利要求1至3之一所述的天线系统，其特征在于，所述第一电气线路(91)通过其端部并且所述第二电气线路(92)通过其端部借助于分布的耦合电容(121、122)和/或离散电容(131、132)与所述边缘容性耦合。
23.根据权利要求22所述的天线系统，其特征在于，所述分布的耦合电容(121、122)和/或离散电容(131、132)设置成与所述边缘(3)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/10。
24.根据权利要求23所述的天线系统，其特征在于，所述分布的耦合电容(121、122)和/或离散电容(131、132)设置成与所述边缘(3)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/15。
25.根据权利要求24所述的天线系统，其特征在于，所述分布的耦合电容(121、122)和/或离散电容(131、132)设置成与所述边缘(3)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/20。
26.根据权利要求25所述的天线系统，其特征在于，所述分布的耦合电容(121、122)和/或离散电容(131、132)设置成与所述边缘(3)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/50。
27.根据权利要求26所述的天线系统，其特征在于，所述分布的耦合电容(121、122)和/或离散电容(131、132)设置成与所述边缘(3)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/100。
28.根据权利要求27所述的天线系统，其特征在于，所述分布的耦合电容(121、122)和/或离散电容(131、132)设置成与所述边缘(3)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/500。
29.根据权利要求28所述的天线系统，其特征在于，所述分布的耦合电容(121、122)和/或离散电容(131、132)设置成与所述边缘(3)间隔开的距离小于传输频带的最高频率的λ/1000。
30.根据权利要求22所述的天线系统，其特征在于，所述离散电容(131、132)是电容器。
31.根据权利要求30所述的天线系统，其特征在于，所述离散电容(131、132)是可调节的电容。
32.根据权利要求1至3之一所述的天线系统，其特征在于，在所述第一电气线路(91)中和/或在所述第二电气线路(92)中构成有至少一个离散电感(151、152)。
33.根据权利要求2至3之一所述的天线系统，其特征在于，所述第一悬臂(41)与所述第二悬臂(42)或者与所述边缘(3)的第二侧通过至少一个另外的离散电容(14)和/或通过至少一个另外的离散电感相互连接，其中，所述至少一个另外的离散电容(14)和/或所述至少一个另外的离散电感构成在所述间隙(5)之内。
34.根据权利要求1至3之一所述的天线系统，其特征在于，所述第一电气线路(91)和/或第二电气线路(92)垂直于第一悬臂(41)延伸，或者所述第一电气线路(91)和/或第二电气线路(92)相对于第一悬臂(41)具有在60°至120°之间的角度(α)。
35.根据权利要求34所述的天线系统，其特征在于，所述角度(α)在70°至110°之间。
36.根据权利要求35所述的天线系统，其特征在于，所述角度(α)在80°至100°之间。
37.根据权利要求1至3之一所述的天线系统，其特征在于，所述第一电气线路(91)与第二电气线路(92)镜像对称，其中，对称平面(7)是第一悬臂(41)的纵轴线。
38.根据权利要求1至3之一所述的天线系统，其特征在于，所述第一电气线路(91)和/或第二电气线路(92)形成为在电介质上的导体电路，或者所述第一电气线路(91)和/或第二电气线路(92)构成为电缆或金属线。
39.根据权利要求2至3之一所述的天线系统，其特征在于，所述第一悬臂(41)设置在第一平面中，而所述第二悬臂(42)或所述边缘(3)的第二侧设置在第二平面中，并且所述第一平面和第二平面以80°至280°的角度相交。
40.根据权利要求39所述的天线系统，其特征在于，所述第一平面和第二平面以80°至200°的角度相交。
41.根据权利要求40所述的天线系统，其特征在于，所述第一平面和第二平面以85°至150°的角度相交。
42.根据权利要求41所述的天线系统，其特征在于，所述第一平面和第二平面以85°至120°的角度相交。
43.根据权利要求42所述的天线系统，其特征在于，所述第一平面和第二平面以85°至95°的角度相交。
44.行李箱盖(31)，具有根据权利要求1至43之一所述的天线系统(1)，其特征在于，所述行李箱盖(31)在空隙(2)的区域中由介电材料制成或者能够以介电材料作饰板。
45.轿车(30)，具有根据权利要求44所述的行李箱盖(31)，其特征在于，所述第一悬臂(41)设置成大致平行于车道表面，或者所述第一悬臂(41)相对于所述车道表面倾斜小于15°。
46.根据权利要求45所述的轿车(30)，其特征在于，所述第一悬臂(41)相对于所述车道表面倾斜小于10°。
47.根据权利要求46所述的轿车(30)，其特征在于，所述第一悬臂(41)相对于所述车道表面倾斜小于5°。
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