CN107799882B - 天线和具有该天线的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天线和具有该天线的车辆。该天线包括：形成为中空圆柱体形状的第一天线主体，具有第一外表面、第一内表面及以圆形形状形成的第一辐射面；第二天线主体，将第一天线主体容纳在第二天线主体内部，第二天线主体形成为中空圆柱体形状，具有第二外表面、第二内表面及以环状形状形成的第二辐射面；多个第一隔板；以及多个第二隔板，其中，通过多个第一隔板形成的用于辐射第一无线电波的多个第一辐射窗形成在第一辐射面上，并且通过多个第二隔板形成的用于辐射第二无线电波的多个第二辐射窗形成在第二辐射面上。

Description

天线和具有该天线的车辆
技术领域
本公开内容的实施方式涉及天线和具有该天线的车辆，且更特别地涉及能够产生各种辐射图案(radial pattern，辐射状)的天线和具有该天线的车辆。
背景技术
车辆能够使用化石燃料和电力作为动力源在道路上进行运输。
近来，车辆通常包括音频设备和视频设备，以允许驾驶员听音乐和观看视频，以及简单地运输货物和人。此外，导航系统已被广泛地安装在车辆中以显示到由驾驶员期望的目的地的路线。
近来，对车辆与外部设备通信的需求日益增长。例如，在导航功能的情况下，为了引导到目的地的路线，需要关于道路的交通状况的信息来寻找最佳路线。因为交通状况频繁变化，所以可能需要车辆实时获得关于交通状况的信息。
此外，已经积极开发了用于驾驶员安全的系统，例如，前方碰撞警告系统(FCWS)和自主紧急制动(AEB)，以确保驾驶员的安全并为驾驶员提供便利。前方碰撞警告系统(FCWS)和自主紧急制动(AEB)可以基于由雷达设备检测到的行进车辆的位置信息来评估与行进车辆的碰撞是否可能以及碰撞估计时间。
用于与外部设备通信的通信设备和用于前方碰撞警告的雷达设备包括被配置为发送和接收无线电波的天线。
目前出售的汽车天线技术仅限于贴片天线阵列。这是因为可以以这种阵列实现重量轻和薄的天线。然而，对于贴片阵列天线，可能存在由于使用电介质基板而引起的介电损耗，因此由于介电损耗，天线的性能显著降低。特别地，在5G通信技术或使用几十GHz或更多作为高频的雷达中，贴片天线的效率小于30％。另外，贴片阵列天线使用串联的馈入结构，因此贴片阵列天线具有非常窄的频带特性。
发明内容
因此，本公开内容的一方面提供能够使天线占据的空间最小化的天线以及具有该天线的车辆。
本公开内容的另一方面提供具有与传输高频率电信号的电缆类似的形状的天线以及具有该天线的车辆。
本公开内容的另一方面提供能够输出具有方向性的辐射图案的无线电波的天线以及具有该天线的车辆。
本公开内容的另一方面提供具有能够输出具有方向性的辐射图案的无线电波的多个天线的天线结构以及具有该天线结构的车辆。
本公开内容的另外方面将在下面的描述中部分地阐述，并且本公开内容的另外方面将部分地从描述中变得显而易见，或者可以通过本公开内容的实践而获悉。
根据示例性实施方式的一个方面，天线可包括：以中空圆柱体形状(hollowcylindrical shape)形成的第一天线主体，具有第一外表面、第一内表面及成圆形形状的第一辐射面；第二天线主体，将第一天线主体容纳在第二天线主体内部并且以中空圆柱体形状形成，具有第二外表面、第二内表面及成环状形状的第二辐射面；多个第一隔板，从第一内表面向第一天线主体的中心轴突出；以及多个第二隔板，从第二内表面向第一天线主体的第一外表面突出。通过多个第一隔板形成的并且被配置为辐射第一无线电波的多个第一辐射窗可以形成在第一辐射面中，并且通过多个第二隔板形成的并且被配置为辐射第二无线电波的多个第二辐射窗可以形成在第二辐射面中。
多个第一辐射窗可以沿着第一天线主体的第一内表面彼此隔开相同的距离。
第一辐射窗中的每一个可以具有扇形形状，其中，第一天线主体的中心轴对应于顶点。
多个第一隔板可以在第一天线主体的中心轴中彼此接触。
第一隔板中的每一个在第一辐射面中的截面可以具有扇形形状，并且第一隔板中的每一个可以具有从第一辐射面沿着第一内表面延伸的扇形的锥体形状(sector-shapedcone shape)。
第一隔板中的每一个在第一辐射面中的截面可以具有扇形形状，并且第一隔板中的每一个可以具有从第一辐射面沿着第一内表面延伸的扇形的柱体形状(sector-shapedcylindrical shape)。
第一隔板中的每一个可以沿着第一辐射面从第一内表面向第一天线主体的中心轴延伸并且朝向中心轴突出的长度可以与到第一辐射面的距离成反比。
第一隔板中的每一个可以沿着第一辐射面从第一内表面向第一天线主体的中心轴延伸并且朝向中心轴突出的长度可以是恒定的。
多个第二辐射窗可以沿着第二天线主体的第二内表面彼此隔开相同的距离。
多个第二辐射窗可以形成在第一天线主体的第一外表面与第二天线主体的第二内表面之间。
多个第二辐射窗可以具有由第二隔板切断的环形形状。
第二隔板中的每一个可以沿着第二辐射面从第二内表面向第二天线主体的中心轴延伸并且第二隔板的宽度可以与到第二辐射面的距离成反比。
第二隔板中的每一个可以沿着第二辐射面从第二内表面向第二天线主体的中心轴延伸并且第二隔板的宽度可以是恒定的。
根据示例性实施方式的一个方面，车辆可包括第一天线和第二天线，以及选择控制器，配置为激活第一天线和第二天线中的任一个。第一天线可包括以中空圆柱体形状形成的第一天线主体和多个第一隔板，第一天线主体具有第一外表面、第一内表面及圆形形状的第一辐射面，多个第一隔板从第一内表面向第一天线主体的中心轴突出。第二天线可包括第二天线主体和多个第二隔板，第二天线主体被配置为使第一天线主体容纳在第二天线主体内部，并且以中空圆柱体形状形成，具有第二外表面、第二内表面及环状形状的第二辐射面，多个第二隔板从第二内表面向第一天线主体的第一外表面突出。通过多个第一隔板形成的并且被配置为辐射第一无线电波的多个第一辐射窗可以形成在第一辐射面中，并且通过多个第二隔板形成的并且被配置为辐射第二无线电波的多个第二辐射窗可以形成在第二辐射面中。
多个第一辐射窗和多个第二辐射窗可以沿着第一内表面和第二内表面彼此隔开相同的距离。
多个第一辐射窗中的每一个可以具有扇形形状，其中，第一天线主体的中心轴对应于顶点。
多个第一隔板可以在第一天线主体的中心轴中彼此接触。
多个第二辐射窗可以形成在第一天线主体的第一外表面与第二天线主体的第二内表面之间。
第一天线可以进一步包括第一馈入引脚，该第一馈入引脚设置在第一天线主体内部并且被配置为辐射第一无线电波至第一天线主体内部。第二天线可以进一步包括第二馈入引脚，该第二馈入引脚设置在第一天线主体与第二天线主体之间并且被配置为辐射第二无线电波至第一天线主体与第二天线主体之间。
从第一馈入引脚辐射的第一无线电波可以被多个第一隔板分开并且经由多个第一辐射窗辐射。从第二馈入引脚辐射的第二无线电波可以被多个第二隔板分开并且经由多个第二辐射窗辐射。
附图说明
通过以下结合附图进行的实施方式的说明，本公开内容的这些方面和/或其他方面将变得显而易见且更容易理解，在附图中：
图1是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的车辆的外部的视图；
图2是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的车辆的电子设备的视图；
图3是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的车辆中包括的雷达设备的实例的视图；
图4是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的车辆中包括的无线通信设备的实例的视图；
图5是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的天线结构的视图；
图6是示出了在图5中示出的天线结构的第一天线的视图；
图7是示出了在图5中示出的天线结构的垂直截面图；
图8A和图8B是示出了在图5中示出的天线结构中包括的第一隔板的视图；
图9是示出了在图5中示出的天线结构的第二天线的视图；
图10是示出了在图5中示出的天线结构的垂直截面图，其中省去了第一天线；
图11A和图11B是示出了在图5中示出的天线结构中包括的第二隔板的视图；
图12是示出了在图5中示出的天线结构的辐射窗(radiation aperture)的视图；
图13是示出了从在图5中示出的天线结构的第一天线辐射的无线电波的辐射图案的视图；
图14是示出了从在图5中示出的天线结构的第二天线辐射的无线电波的辐射图案的视图；
图15是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的天线结构的视图；
图16是示出了在图15中示出的天线结构的垂直截面图；
图17是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的天线结构的视图；
图18是示出了在图17中示出的天线结构的垂直截面图；
图19是示出了在图17中示出的天线结构的辐射窗的视图；
图20是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的天线结构的视图；
图21是示出了在图20中示出的天线结构的垂直截面图；
图22是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的车辆中包括的天线的操作的流程图；及
图23和图24是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的车辆中包括的天线的辐射图案的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图更全面地描述本公开内容，在附图中示出了本公开内容的示例性实施方式。如本领域技术人员应当认识到的，在完全不偏离本公开内容的精神或范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施方式进行修改。
为了具体并清楚地描述本公开内容，省略了与说明书不相关的部分，并且在整个说明书中相同的参考标记指代相同的元件。
图1是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的车辆的外部的视图，并且图2是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的车辆的电子设备的视图。
如图1所示，车辆1可包括车身10和移动车辆1的车轮20，车身形成车辆1的外型并且容纳各种组件。
车身10可包括引擎盖11、前翼子板12、顶板13、车门14、行李箱盖15、以及后侧围板16以形成驾驶员所在的内部空间。为了向驾驶员提供视图，车身10的前侧上可以安装前窗17并且车身10的侧边中可以安装侧窗18。此外，车身10的后侧可以安装后窗19。
车轮20可包括设置在车辆的前侧的前轮21和设置在车辆的后侧的后轮22，其中，车辆1可以通过车轮20的旋转前后移动。
为了驱动车辆1，可以在车身10的内部设置动力系统、传力系、转向系统、及制动系统。动力系统可以被配置为产生车轮20的转矩并且包括发动机、燃油设备、冷却设备、排气系统和点火系统，并且传动系可以被配置为将由动力系统产生的转矩传输至车轮20并且包括离合器、变速杆、变速箱、差动设备和驱动轴。转向系统可以被配置为改变车辆1的行驶方向并且包括方向盘、转向齿轮及转向拉杆。另外，制动系统可以被配置为通过停止车轮20的旋转来停止车辆1的驱动并且包括制动踏板、主缸、制动盘、及刹车片。
为了控制车辆1以及乘客和驾驶员的安全和便利，车辆1可包括车辆1的各种电子控制设备30以及上述机械设备。
例如，如图2所示，车辆1可包括发动机控制器31、变速器控制器32、电子制动系统33、电动助力转向34、音频/视频/导航(AVN)设备35、车身控制器36、雷达设备37及无线通信设备38。
发动机控制器31可以执行燃料喷射控制、空燃比反馈控制、稀薄燃烧控制、点火正时控制和怠速控制。
变速器控制器32可执行变速器控制、减振器离合器控制、摩擦离合器开启/关闭时的压力控制、以及变速时的发动机转矩控制。
电子制动系统33可以控制车辆1的制动系统，并且包括防锁死制动系统(ABS)。
电动助力转向34可以通过在低速行驶期间或者在停车期间减小转向力并且通过在高速行驶期间增加转向力来辅助驾驶员的转向操作。
响应于用户的输入，AVN设备35可以输出音乐或者图像或者显示至驾驶员输入的目的地的路径。
车身控制器36可以控制电子控制设备的操作，电子控制设备被配置为向驾驶员提供便利并且确保驾驶员的安全。例如，车身控制器36可以控制电动车窗、门锁设备、擦拭器、头灯、车厢灯、天窗、电动座椅及座椅电热线。
雷达设备37可以检测车辆1的前面、后面和/或侧面的障碍物或者其他车辆。雷达设备37可以用于前方碰撞回避功能、车道偏离警告功能、盲点检测功能及后方检测功能。例如，雷达设备37可包括前方碰撞警告系统(FCW)、先进紧急制动系统(AEBS)、自适应巡航控制(ACC)、车道偏离警告系统(LDWS)、车道保持辅助系统LKAS)、盲点检测(BSD)和后端碰撞警告系统(RCW)。
无线通信设备38可以通过无线通信技术与另一车辆、用户的终端或者通信中继设备进行通信。无线通信设备38可以用于车辆到车辆通信(V2V通信)、车辆到基础设施通信(V2I通信)、车辆到漫游设备通信(V2N通信)和车对电网通信(V2G通信)。
无线通信设备38可以通过使用各种通信协议传输并且接收信号。例如，无线通信设备38可以采用2G通信方法，例如，时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)，3G通信方法，例如，宽码分多址(WCDMA)、码分多址(CDMA)2000、无线宽带(Wibro)、世界微波接入互操作性(WiMAX)和4G通信方法，例如，长期演进(LTE)和无线宽带演进。另外，无线通信设备38可以采用5G通信方法。
车辆1中包括的各种电控制设备30可以经由车辆通信网络(NT)互相通信。
例如，发动机控制器31、变速器控制器32、电子制动系统33、电动助力转向34、音频/视频/导航(AVN)设备35、车身控制器36、雷达设备37及无线通信设备38可以经由车辆通信网络(NT)发送并且接收数据。车辆通信网络(NT)可以采用通信标准，例如具有24.5(兆比特每秒)Mbps的最大通信速度的媒体导向系统传输(MOST)、具有10Mbps的最大通信速度的FlexRay、具有125(千比特每秒)kbps至1Mbps的通信速度的控制器局域网(CAN)以及具有20kbps的通信速度的局域互连网络(LIN)。车辆通信网络(NT)可以采用单个通信标准，例如，MOST、FlexRay、CAN及LIN，但是还可以采用多个通信标准。
上述电控制设备30可以是车辆1中安装的电子器件的实例。在车辆1中，可以安装不同于上述电控制设备30的电子设备，可以安装除上述电控制设备30以外的另外的电子设备并且可以省去上述电控制设备30的一部分。
在下文中，将详细描述上述雷达设备37和无线通信设备38。
图3是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的车辆中包括的雷达设备的实例的视图。
如在图3中示出的，雷达设备37可包括发送器42、双工器43、接收器44、雷达数据处理器45、雷达控制器46和天线100。
发送器42可以使用本机振荡器的射频(RF)信号产生射频传输信号。
双工器43可以将从发送器42接收的射频传输信号提供至天线100，或者将从天线100接收的射频的反射信号提供至接收器44。
接收器44可以使用本机振荡器的射频(RF)信号从从双工器43接收的反射信号中提取雷达数据。
雷达数据处理器45可以通过处理从接收器44接收的雷达数据提取目标的位置信息。
雷达控制器46可以控制发送器42、双工器43、接收器44、雷达数据处理器45及天线100的操作。
天线100可以将从双工器43接收的雷达信号辐射至自由空间并且然后将从自由空间接收的反射信号提供至双工器43。
天线100可包括天线结构101、选择器开关102、及选择控制器103。
天线结构101可包括第一天线101a和第二天线101b，其中，第一天线101a和第二天线101b可以具有不同的辐射图案。例如，第一天线101a可以具有以窄辐射角辐射无线电信号的第一辐射图案，并且第二天线101b可以具有以宽辐射角辐射无线电信号的第二辐射图案。
选择器开关102可以根据选择控制器103的天线选择信号提供频率传输信号至第一天线101a和第二天线101b中的任一个，或者从第一天线101a和第二天线101b中的任一个接收射频接收信号。选择器开关102可包括至少一个高频晶体管。
选择控制器103可以根据雷达控制器46的控制信号选择第一天线101a和第二天线101b中的任一个，并且然后提供激活所选中的天线(即第一天线101a或者第二天线101b)的天线选择信号至选择器开关102。此外，选择控制器103可以根据经由第一天线101a和第二天线101b接收的信号强度选择第一天线101a和第二天线101b中的任一个。
选择器开关102和选择控制器103可以通过另外的处理器或者与发送器42、双工器43、接收器44、雷达数据处理器45和/或雷达控制器46集成的单个处理器实现。
如上所述，雷达设备37可以经由天线100辐射射频传输信号至自由空间，并且通过经由天线100获取从目标反射的反射信号来估计目标的位置信息。
图4是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的车辆中包括的无线通信设备的实例的视图。
如图4所示，无线通信设备38可包括发送数据处理器51、发送器52、双工器53、接收器54、接收数据处理器55、通信控制器56及天线100。
发送数据处理器51可以将从另一电子设备接收的数字传输数据转换为低频传输信号，并且提供低频传输信号至发送器52。
发送器52可以使用本机振荡器的射频(RF)信号调制低频传输信号为射频传输信号。
双工器53可以将从发送器52接收的射频传输信号提供至天线100，或者将从天线100接收的射频接收信号提供至接收器54。
接收器54可以使用本机振荡器的射频(RF)信号解调从双工器53接收的射频接收信号。
接收数据处理器55可以将从接收器54接收的低频接收信号转换为数字接收数据。
通信控制器56可以控制发送数据处理器51、发送器52、双工器53、接收器54、接收数据处理器55及天线100的操作。
天线100可以将从双工器53接收的雷达信号辐射至自由空间并且然后将从自由空间接收的反射信号提供至双工器53。
天线100可包括天线结构101、选择器开关102及选择控制器103。
天线100的构造和功能与图3中描述的天线100的那些类似，并且因此其具体描述由图3的天线100的描述替代。
如上所述，无线通信设备38可以经由天线100传输射频传输信号至外部设备，并且经由天线100从外部设备接收射频接收信号。
雷达设备37和无线通信设备38可共同包括天线100并且雷达设备37的天线100与无线通信设备38的天线100的构造与功能可以基本上彼此相同。
雷达设备37和无线通信设备38的性能可以通过天线100的特性确定。例如，当使用频率为30-300GHz(千兆赫兹)和波长为10-1mm的毫米波时，雷达设备37和无线通信设备38的性能可以基本上取决于天线100的特性。
此外，阵列天线可以用于提高天线100的性能。
在下文中，将描述根据本公开内容的示例性实施方式的车辆中包括的天线。
图5是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的天线结构的视图。
如在图5中示出的，天线结构101可包括第一天线101a和第二天线101b。
第一天线101a可包括第一天线主体110，第一天线主体具有带有中空的圆柱体形状，即，中空圆柱体形状，且第二天线101b可包括第二天线主体150，第二天线主体具有中空圆柱体形状。
第一天线主体110可以安置在第二天线主体150内部。因此，第一天线主体110在其内部可以具有圆柱体形状空间，并且中空圆柱体形状空间可以形成在第一天线主体110与第二天线主体150之间。
无线电波可以经由第一天线主体110内部的圆柱体形状空间传输。此外，无线电波可以经由第一天线主体110与第二天线主体150之间的中空圆柱体形状空间传输。
圆形形状的第一辐射面120可以形成在第一天线主体110的上侧以辐射无线电波至自由空间，并且环状形状的第二辐射面160可以形成在第二天线主体150的上侧以辐射无线电波至自由空间。
多个孔径可以分别形成在第一辐射面120和第二辐射面160上，并且随后将描述详细说明。从第一天线101a输出的无线电波可以经由第一辐射面120的孔径辐射并且从第二天线101b输出的无线电波可以经由第二辐射面160的孔径辐射。
在下文中，以下将描述第一天线101a和第二天线101b的详细说明。
图6是示出了在图5中示出的天线结构的第一天线的视图。图7是示出了在图5中示出的天线结构的垂直截面图。此外，图8A和图8B是示出了在图5中示出的天线结构中包括的第一隔板的视图。
参考图6至图8B，第一天线101a可包括形成为中空圆柱体形状的第一天线主体110。
第一辐射面120和第一馈入面130可以分别形成在第一天线主体110的上侧和下侧。第一辐射面120和第一馈入面130可以形成为圆形形状，并且第一辐射面120和第一馈入面130可以具有相同的形状。
在第一天线主体110的外部，第一外表面111可以沿着第一辐射面120和第一馈入面130的圆周形成。第一外表面111可以设置在第一辐射面120与第一馈入面130之间，其中，第一外表面111指向的方向与第一辐射面120和第一馈入面130指向的方向垂直。
在第一天线主体110的内部，穿过第一天线主体110的中空或者中空区域可以形成在与第一辐射面120和第一馈入面130垂直的方向上。中空可以具有圆柱体形状并且中空的中心轴可以与第一天线主体110的中心轴(C)相同。
此外，面对中空的第一内表面112可以形成在第一天线主体110的内部中。第一内表面112可以设置在第一辐射面120与第一馈入面130之间，其中，第一内表面112指向的方向与第一辐射面120和第一馈入面130指向的方向垂直。
因此，第一天线主体110可以具有中空圆柱体形状，该中空圆柱体形状具有第一外表面111和第一内表面112连同相对的底表面，即辐射面和馈入面。
第一天线主体110可以由导电材料形成。
在第一天线主体110的内部，可以设置多个第一隔板141、142、143、144、145及146。
如在图7中示出的，多个第一隔板141-146可以从第一天线主体110的第一内表面112突出至第一天线主体110的中心轴(C)。由于多个第一隔板141-146，第一天线主体110的一部分第一辐射面120可被封闭，并且多个第一辐射窗121、122、123、124、125及126可以形成在多个第一隔板141-146之间。以下将描述多个第一辐射窗121-126的详细说明。
根据附图，多个第一隔板141-146可以设置为沿着第一天线主体110的第一内表面112彼此隔开相同的距离，但是多个第一隔板141-146的布置不限于此。例如，多个第一隔板141-146可以沿着第一天线主体110的第一内表面112不规则地布置。此外，图6示出描述有六个第一隔板141-146，但是第一隔板的数目不限于此。因此，第一隔板的数目可以小于或大于六个。
多个第一隔板141-146可以围绕第一天线主体110的中心轴(C)彼此接触。因此，第一天线主体110的内部空间可以被多个第一隔板141-146分开。特别地，通过多个第一隔板141-146形成的多个第一辐射窗121-126可以彼此不连通。
多个第一隔板141-146的宽度(W1和W2)可以与到第一天线主体110的第一内表面112的距离成反比并且与第一天线主体110的中心轴(C)更接近而更小。特别地，多个第一隔板141-146邻近于第一天线主体110的第一内表面112的宽度(W1)会大于多个第一隔板141-146邻近于第一天线主体110的中心轴(C)的宽度(W2)。
因此，多个第一隔板141-146的水平截面，即，与第一天线主体110的中心轴(C)垂直的截面，可以具有扇形形状。特别地，多个第一隔板141-146在第一天线主体110的第一辐射面120中的水平截面可以具有扇形形状，其中第一天线主体110的中心轴(C)对应于顶点。
另外，多个第一隔板141-146可以从第一天线主体110的第一辐射面120向着第一馈入面130向下延伸。
多个第一隔板141-146从第一辐射面120向第一馈入面130延伸的距离(D1)可以小于第一天线主体110的高度(H)。换言之，多个第一隔板141-146可以从第一天线主体110的第一辐射面120延伸至第一馈入面130上的适当的高度或者延伸至第一馈入面130。
另外，多个第一隔板141-146从第一天线主体110的第一内表面112突向中心轴(C)的长度(L1和L2)可以与到第一辐射面120的距离成反比。特别地，如在图8A中示出的，多个第一隔板141-146邻近于第一天线主体110的第一辐射面120时延伸向中心轴(C)的长度(L1)可以大于多个第一隔板141-146邻近于第一天线主体110的第一馈入面130时延伸向中心轴(C)的长度(L2)。
因此，多个第一隔板141-146的垂直截面，即，与第一天线主体110的中心轴(C)平行的截面，可以具有直角三角形形状。
另外，多个第一隔板141-146的水平截面，即与第一天线主体110的中心轴(C)垂直的截面的面积可以与到第一辐射面120的距离成反比。特别地，如在图8B中示出的，多个第一隔板141-146在第一天线主体110的第一辐射面120的水平截面141a的面积(A1)可以大于多个第一隔板141-146在第一天线主体110的中心的水平截面141b的面积(A2)。
因此，多个第一隔板141-146可以具有底部是扇形形状的多角锥体形。另外，形成多个第一隔板141-146的扇形锥体的垂直截面可以是直角三角形。
因为多个第一隔板141-146具有底部为扇形形状的多角锥体形，所以第一天线101a内部的无线电波可以沿着多个第一隔板141-146的侧壁平稳地分开，并且然后经由形成在多个第一隔板141-146之间的多个第一辐射窗121-126辐射至自由空间。
多个第一隔板141-146可以由导电材料形成。
图9是示出了在图5中示出的天线结构的第二天线的视图。图10是示出了在图5中示出的天线结构的垂直截面图，其中省去了第一天线。另外，图11A和图11B是示出了在图5中示出的天线结构中包括的第二隔板的视图。
参考图9至图11B，第二天线101b可包括形成为中空圆柱体形状的第二天线主体150，其中，上述的第一天线101a的第一天线主体110可以安置在第二天线101b的中空中。
第二辐射面160和第二馈入面170可以分别形成在第二天线主体150的上侧和下侧。第二辐射面160和第二馈入面170可以形成为环状形状，并且第二辐射面160和第二馈入面170可以具有相同形状。
在第二天线主体150的外部，第二外表面151可以沿着第二辐射面160和第二馈入面170的圆周形成。第二外表面151可以设置在第二辐射面160与第二馈入面170之间，其中，第二外表面151指向的方向与第二辐射面160和第二馈入面170指向的方向垂直。
在第二天线主体150的内部，穿过第二天线主体150的中空或者中空区域可以形成在与第二辐射面160和第二馈入面170垂直的方向上。中空可以具有圆柱体形状并且中空的中心轴可以与第二天线主体150的中心轴(C)相同。
此外，面对中空的第二内表面152可以形成在第二天线主体150的内部中。第二内表面152可以设置在第二辐射面160与第二馈入面170之间，其中，第二内表面152指向的方向与第二辐射面160和第二馈入面170指向的方向垂直。
因此，第二天线主体150可以具有中空圆柱体形状，该中空圆柱体形状具有第二外表面151和第二内表面152连同相对的底表面，即辐射面和馈入面。
第二天线主体150可以由导电材料形成。
在第二天线主体150的内部，可以设置多个第二隔板181、182、183、184、185及186。
如图10所示，多个第二隔板181-186可以从第二天线主体150的第二内表面152突向第一天线主体110。由于多个第二隔板181-186，第二天线主体150的一部分第二辐射面160会被封闭，并且多个第二辐射窗161、162、163、164、165及166可以形成在多个第二隔板181-186之间。以下将描述多个第二辐射窗161-166的详细说明。
根据附图，多个第二隔板181-186可以设置为沿着第二天线主体150的第二内表面152彼此隔开相同的距离，但是多个第二隔板181-186的布置不限于此。例如，多个第二隔板181-186可以沿着第二天线主体150的第二内表面152不规则地布置。此外，在附图中，描述了六个第二隔板181-186，但是第二隔板的数目不限于此。因此，第二隔板的数目可以小于或大于六个。
多个第二隔板181-186可以与第一天线主体110接触。换言之，多个第二隔板181-186可以从第二天线主体150的第二内表面152延伸至第一天线主体110的第一外表面111。因此，第一天线主体110与第二天线主体150之间的空间可以通过多个第二隔板181-186分开。特别地，通过多个第二隔板181-186形成的多个第二辐射窗161-166可以彼此不连通。
多个第二隔板181-186的宽度(W3)可以是恒定的，与到第二天线主体150的第二内表面152的距离无关。换言之，多个第二隔板181-186邻近于第二天线主体150的第二内表面152的宽度(W3)可以与多个第二隔板181-186邻近于第一天线主体110的第一外表面111的宽度(W3)相同。因此，多个第二隔板181-186的水平截面，即，与第二天线主体150的中心轴(C)垂直的截面，可以具有通过彼此面对并且平行的两条直线和彼此平行的两个圆弧形成的多边形形状。
然而，多个第二隔板181-186的宽度(W3)不限于此，并且因此多个第二隔板181-186的宽度(W3)可以根据与第二天线主体150的第二内表面152间的距离改变。例如，多个第二隔板181-186的宽度(W3)可以与到第二天线主体150的第二内表面152的距离成反比或者成正比。
多个第二隔板181-186可以从第二天线主体150的第二辐射面160向第二馈入面170延伸。此时，多个第二隔板181-186从第二辐射面160向第二馈入面170延伸的距离(D2)可以小于第二天线主体150的高度(H)。换言之，多个第二隔板181-186可以从第二天线主体150的第二辐射面160延伸至第二馈入面上方的某个高度或者至第二馈入面170。
多个第二隔板181-186的宽度(W3和W4)可以与到第二天线主体150的第二辐射面160的距离成反比。特别地，如在图11A和图11B中示出的，多个第二隔板181-186邻近于第二天线主体150的第二辐射面160的宽度(W3)可以大于多个第二隔板181-186邻近于第二天线主体150的中间高度的宽度(W4)。因此，当从第二天线主体150的中心轴(C)观察时，多个第二隔板181-186可以具有三角形形状。
另外，多个第二隔板181-186的水平截面，即与第二天线主体150的中心轴(C)垂直的截面的面积可以与到第二辐射面160的距离成反比。特别地，如在图11A和图11B中示出的，多个第二隔板181-186在第二天线主体150的第二辐射面160的水平截面181a的面积(A1)可以大于多个第二隔板181-186在第二天线主体150的中间的水平截面181b的面积(A2)。
如上所述的，因为多个第二隔板181-186的宽度(W3和W4)与到第二辐射面160的距离成反比，第二天线主体150内部的无线电波可以沿着多个第二隔板181-186的侧壁平稳地分开，并且然后经由形成在多个第二隔板181-186之间的多个第二辐射窗161-166辐射至自由空间。
然而，多个第二隔板181-186的宽度(W3和W4)不限于此，并且因此多个第二隔板181-186的宽度(W3和W4)可以不管与第二天线主体150的第二辐射面160间的距离而恒定的或者可以随着与第二天线主体150的第二辐射面160更远而增加。
多个第二隔板181-186可以以与第二天线主体150相同的方式由导电材料形成。
上述第一天线主体110、多个第一隔板141-146、第二天线主体150、及多个第二隔板181-186可以彼此一体形成。例如，第一天线主体110、多个第一隔板141-146、第二天线主体150、及多个第二隔板181-186可以通过使用3D打印机或者通过沉积多个金属板彼此一体制造。
替换地，第一天线主体110、多个第一隔板141-146、第二天线主体150、及多个第二隔板181-186可以单独制造并且然后彼此装配。
图12是示出了在图5中示出的天线结构的辐射窗的视图。
如在图12中示出的，第一辐射面120可以被多个第一隔板141-146分为多个第一辐射窗121-126，并且第二辐射面160可以被多个第二隔板181-186分为多个第二辐射窗161-166。
第一辐射窗121-126和第二辐射窗161-166的数目可以通过第一隔板141-146和第二隔板181-186的数目确定。例如，当天线结构101包括六个第一隔板141-146和六个第二隔板181-186时，可以形成六个第一辐射窗121-126和六个第二辐射窗161-166。然而，第一隔板和第二隔板的数目和第一辐射窗和第二辐射窗的数目不限于六个。因此，天线结构101可包括小于或者大于六个的第一隔板和第二隔板，并且可以形成小于或者大于六个的第一辐射窗和第二辐射窗。
第一辐射窗121-126和第二辐射窗161-166的面积可以通过第一隔板141-146和第二隔板181-186占据的面积确定。特别地，第一辐射窗121-126和第二辐射窗161-166的面积可以随着第一隔板141-146和第二隔板181-186占据的面积进一步增加而减小，并且第一辐射窗121-126和第二辐射窗161-166的面积可以随着第一隔板141-146和第二隔板181-186占据的面积进一步减小而增加。
第一辐射窗121-126中的每一个可以具有扇形形状，其中，第一辐射面120的中心轴(C1)对应于顶点，并且第二辐射窗161-166中的每一个可以具有通过彼此面对并且平行的两条直线和彼此平行的两个圆弧形成的多边形形状。
当多个第一隔板141-146和第二隔板181-186彼此隔开相同的距离时，各个第一辐射窗121-126的面积可以彼此相同并且各个第二辐射窗161-166的面积可以彼此相同。替换地，当多个第一隔板141-146和第二隔板181-186不规则地安置时，各个第一辐射窗121-126的面积可以彼此不同并且各个第二辐射窗161-166的面积可以彼此不同。
此外，第一辐射面120和第二辐射面160的直径、第一天线主体110和第二天线主体150的高度、以及第一辐射窗121-126和第二辐射窗161-166的面积可以根据期望通过天线结构101辐射的无线电波的频率改变。
被配置为供给功率至第一天线101a的第一馈入引脚131可以设置在第一天线主体110的第一馈入面130上，并且被配置为供给功率至第二天线101b的第二馈入引脚可以设置在第二天线主体150的第二馈入面170上。此时，第一馈入引脚131和第二馈入引脚可以是被配置为输出信号至第一天线101a和第二天线101b的电缆(未示出)的信号线。
第一馈入引脚131可以设置在第一馈入面130的中心(C2)上，但是第一馈入引脚131的位置不限于第一馈入面130的中心(C2)。因此，第一馈入引脚131可以安置在第一馈入面130的任何位置上。另外，第二馈入引脚可以设置在第二馈入面170的一侧上。
第一馈入引脚131和第二馈入引脚可以从电缆接收期望通过第一天线101a和第二天线101b辐射的高频信号，并且以无线电波的形式将所接收的高频信号辐射至第一天线101a和第二天线101b的内部。换言之，可以通过传输至第一馈入引脚131和第二馈入引脚的高频信号在第一天线101a和第二天线101b的内部产生高频无线电波。
另外，第一天线101a和第二天线101b内部产生的高频无线电波可以被多个第一隔板141-146和第二隔板181-186分开，并且然后经由第一辐射窗121-126和第二辐射窗161-166辐射出。此时，经由第一辐射窗121-126和第二辐射窗161-166辐射的无线电波中的每一个在第一天线101a和第二天线101b内部辐射的距离可以彼此相同。因此，通过第一辐射窗121-126和第二辐射窗161-166辐射的无线电波的相位和振幅可以彼此相同。
因此，从第一天线101a和第二天线101b辐射的无线电波可以具有方向性。
图13是示出了从在图5中示出的天线结构的第一天线辐射的无线电波的辐射图案的视图。特别地，图13示出通过第一天线101a关于辐射无线电波的方向所辐射的无线电波相对于天线结构101的中心轴(C)指向的方向的强度。
如在图13中示出的，从第一天线101a辐射的无线电波可以在垂直于第一天线101a的第一辐射面120的方向上集中。换言之，沿着第一天线101a的中心轴(C)辐射的无线电波可以具有最强的电力并且从第一天线101a辐射的无线电波可以具有朝向天线结构101的中心轴(C)的方向性。
图14是示出了从在图5中示出的天线结构的第二天线辐射的无线电波的辐射图案的视图。特别地，图14示出通过第二天线101b绕辐射无线电波的方向所辐射的无线电波相对于天线结构101的中心轴(C)指向的方向的强度。
如在图14中示出的，从第二天线101b辐射的无线电波可以在垂直于第二天线101b的第二辐射面160的方向的横向上集中。换言之，在偏离第二天线101b的中心轴(C)预定角度的方向上辐射的无线电波可以具有最强的电力并且从第二天线101b辐射的无线电波可以具有朝向与第二天线101b的中心轴(C)成预定角度的方向的方向性。“预定角度”可以通过第二天线101b的第二辐射面160的直径、第一天线101a的第一辐射面120的直径、第二天线主体150的高度以及多个第二辐射窗161-166的面积来确定。
如上所述，天线结构101可包括具有中空圆柱体形状的第一天线101a和第二天线101b，并且第一天线101a和第二天线101b可以具有不同的辐射图案。
第一天线101a可以辐射在垂直于第一辐射面120的方向上集中的无线电波，并且第二天线101b可以辐射在与垂直于第二辐射面160的方向偏离预定角度的方向上集中的无线电波。
此外，因为第一馈入面130和第二馈入面170具有圆形形状，所以它们能够容易地连接至供给信号的同轴电缆。另外，天线结构101可以容易地通过改变第一天线主体110和第二天线主体150的直径或者改变第一辐射窗121-126和第二辐射窗161-166的面积来调节天线增益。
在下文中，将根据本公开内容的示例性实施方式描述辐射具有方向性的无线电波的天线。
图15是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的天线结构的视图。图16是示出了在图15中示出的天线结构的垂直截面图。
参考图15和图16，天线结构201可包括第一天线201a和第二天线201b。
第一天线201a可包括第一天线主体210，其中，第一天线主体210可包括第一辐射面220、第一馈入面230、第一外表面211和第一内表面212。此外，第二天线201b可包括第二天线主体250，其中，第二天线主体250可包括第二辐射面260、第二馈入面270、第二外表面251及第二内表面252。
第一天线主体210和第二天线主体250的结构与在图5中示出的第一天线主体110和第二天线主体150的结构相同，并且因此将由在图5中示出的第一天线主体110和第二天线主体150的结构的描述替代其详细说明。
在第一天线主体210的内部，可以设置多个第一隔板241、242、243、244、245及246。
多个第一隔板241-246可以从第一天线主体210的第一内表面212突出至第一天线主体210的中心轴(C)。由于多个第一隔板241-246，第一天线主体210的一部分第一辐射面220会被封闭，并且多个第一辐射窗221-226可以形成在多个第一隔板241-246之间。
然而，多个第一隔板241-246的布置和数目可以不限于在图15和图16中示出的那些。
多个第一隔板241-246可以围绕第一天线主体210的中心轴(C)彼此接触。因为多个第一隔板241-246围绕第一天线主体210的中心轴(C)彼此接触，所以围绕第一辐射面220的中心(C1)的区域会被封闭。
多个第一隔板241-246的宽度(W1和W2)可以与到第一天线主体210的第一内表面212的距离成反比。特别地，多个第一隔板241-246的邻近于第一天线主体210的第一内表面212的宽度(W1)可以大于多个第一隔板241-246邻近于第一天线主体210的中心轴(C)的宽度(W2)。因此，多个第一隔板241-246的水平截面，即垂直于第一天线主体210的中心轴(C)的截面，可以具有扇形形状，其中，第一天线主体210的中心轴(C)对应于顶点。
多个第一隔板241-246可以从第一天线主体210的第一辐射面220向下向第一馈入面230延伸。此时，多个第一隔板241-246从第一辐射面220向第一馈入面230延伸的距离，即，多个第一隔板241-246的厚度(D1)可以小于第一天线主体210的高度(H)。特别地，多个第一隔板241-246的厚度(D1)可以足够薄并且在该情况下，多个第一隔板241-246可以具有板形状。
多个第一隔板241-246从第一天线主体210的第一内表面212突出至中心轴(C)的长度(L1)可以是恒定的。因此，多个第一隔板241-246的垂直截面，即，与第一天线主体210的中心轴(C)平行的截面可以具有矩形形状。
如上所述，根据多个第一隔板241-246的厚度(D1)，多个第一隔板241-246可以具有底部为扇形形状的多边形柱状。当多个第一隔板241-246的厚度(D1)足够薄时，多个第一隔板241-246可以是扇形板。
在第一天线主体210与第二天线主体250之间，可以设置多个第二隔板281、282、283、284、285及286。
多个第二隔板281-286可以从第二天线主体250的第二内表面252突出至第一天线主体210的第一外表面211。由于多个第二隔板281-286，第二天线主体250的一部分第二辐射面260会被封闭，并且多个第二辐射窗261-266可以形成在多个第二隔板281-286之间。
然而，多个第二隔板281-286的布置和数目可以不限于图15和图16。
多个第二隔板281-286可以与第一天线主体210接触。因此，通过多个第二隔板281-286形成的多个第二辐射窗261-266可以彼此不连通。
多个第二隔板281-286的宽度(W3)可以是恒定的，与到第二天线主体250的第二内表面252的距离无关。因此，多个第二隔板281-286的水平截面，即，与第二天线主体250的中心轴(C)垂直的截面，可以具有通过彼此面对并且平行的两条直线和彼此平行的两个圆弧形成的多边形形状。
然而，多个第二隔板281-286的宽度(W3)不限于此，并且因此多个第二隔板281-286的宽度(W3)可以与到第二天线主体250的第二内表面252的距离成反比或者成正比。
多个第二隔板281-286可以从第二天线主体250的第二辐射面260向下向第二馈入面270延伸。此时，多个第二隔板281-286从第二辐射面260向第二馈入面270延伸的距离，即，多个第二隔板281-286的厚度(D2)可以小于第二天线主体250的高度(H)。特别地，多个第二隔板281-286的厚度(D2)可以足够薄并且在该情况下，多个第二隔板281-286可以具有板形状。
多个第二隔板281-286从第二天线主体250的第二内表面252突出至第一天线主体210的第一外表面211的长度(L2)可以是恒定的。因此，多个第二隔板281-286的垂直截面，即，与中心轴(C)平行的截面可以具有矩形形状。
多个第二隔板281-286的宽度(W3)可以是恒定的，与到第二天线主体250的第二辐射面260的距离无关。因此，当从第二天线主体250的中心轴(C)观察时，多个第二隔板281-286可以具有矩形形状。
如上所述，根据第二隔板281-286的厚度(D2)，多个第二隔板281-286可以具有多边形柱状，其中，底部具有通过彼此面对并且平行的两条直线和彼此平行的圆弧形成的多边形形状。另外，当多个第二隔板281-286的厚度(D2)足够薄时，多个第二隔板281-286可以是具有彼此面对并且平行的两条直线和彼此平行的两个圆弧的多边形板。
多个第一隔板241-246和第二隔板281-286以及第一天线主体210和第二天线主体250可以由导电材料形成，并且多个第一隔板241-246和第二隔板281-286以及第一天线主体210和第二天线主体250可以一体地制造或者单独制造并且然后装配在一起。
第一辐射面220可以被多个第一隔板241-246分为多个第一辐射窗221-226，并且第二辐射面260可以被多个第二隔板281-286分为多个第二辐射窗261-266。
第一辐射窗221-226和第二辐射窗261-266的结构与在图12中示出的第一辐射窗121-126和第二辐射窗161-166的结构相同，并且因此其详细说明将由在图12中示出的第一辐射窗121-126和第二辐射窗161-166的结构的描述替代。
被配置为供给功率至第一天线201a的第一馈入引脚231可以设置在第一天线主体210的第一馈入面230上，并且被配置为供给功率至第二天线201b的第二馈入引脚271可以设置在第二天线主体250的第二馈入面270上。
第一馈入引脚231和第二馈入引脚271的结构和功能与在图7至图10中示出的第一馈入引脚131和第二馈入引脚的结构和功能相同，并且因此其详细说明将由在图7至图10中示出的第一馈入引脚131和第二馈入引脚的结构和功能的描述替代。
通过第一馈入引脚231在第一天线201a内部产生的高频无线电波可以被多个第一隔板241-246分开并且然后经由形成在第一辐射面220中的第一辐射窗221-226辐射出。通过第二馈入引脚271在第二天线201b内部产生的高频无线电波可以被多个第二隔板281-286分开并且然后经由形成在第二辐射面260中的第二辐射窗261-266辐射出。
此时，因为经由第一辐射窗221-226辐射的无线电波中的每一个在第一天线201a内部辐射的距离可以彼此相同，所以通过第一辐射窗221-226辐射的无线电波的相位和振幅可以彼此相同。另外，因为经由第二辐射窗261-266辐射的无线电波中的每一个在第二天线201b内部辐射的距离可以彼此相同，所以通过第二辐射窗261-266辐射的无线电波的相位和振幅可以彼此相同。
因此，从第一天线201a和第二天线201b辐射的无线电波可以分别具有方向性。
在下文中，将根据本公开内容的示例性实施方式描述辐射具有方向性的无线电波的天线。
图17是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的天线结构的视图。图18是示出了在图17中示出的天线结构的垂直截面图。图19是示出了在图17中示出的天线结构的辐射窗的视图。
参考图17至图19，天线结构301可包括第一天线301a和第二天线301b。
第一天线301a可包括第一天线主体310，其中，第一天线主体310可包括第一辐射面320、第一馈入面330、第一外表面311和第一内表面312。此外，第二天线301b可包括第二天线主体350，其中，第二天线主体350可包括第二辐射面360、第二馈入面370、第二外表面351及第二内表面352。
第一天线主体310和第二天线主体350的结构与在图5中示出的第一天线主体110和第二天线主体150的结构相同，并且因此将由在图5中示出的第一天线主体110和第二天线主体150的结构的描述替代其详细说明。
在第一天线主体310的内部，可以设置多个第一隔板341、342、343、344、345及346。
多个第一隔板341-346可以从第一天线主体310的第一内表面312突出至第一天线主体310的中心轴(C)。由于多个第一隔板341-346，第一天线主体310的一部分第一辐射面320可被封闭，并且多个第一辐射窗321-326可以形成在多个第一隔板341-346之间。
然而，多个第一隔板341-346的布置和数目可以不限于在图17和图18中示出的那些。
多个第一隔板341-346可以围绕第一天线主体310的中心轴(C)彼此接触。因为多个第一隔板341-346围绕第一天线主体310的中心轴(C)彼此接触，所以围绕第一辐射面320的中心(C1)的区域会被封闭。
多个第一隔板341-346可以形成为薄板形状并且其宽度(W)可以是恒定的。
多个第一隔板341-346可以从第一天线主体310的第一辐射面320向下向第一馈入面330延伸。此时，多个第一隔板341-346从第一辐射面320向第一馈入面330延伸的距离(D1)可以小于第一天线主体310的高度(H)。
另外，多个第一隔板341-346从第一天线主体310的第一内表面312突向中心轴(C)的长度(L1和L2)可以与到第一辐射面320的距离成反比。特别地，多个第一隔板341-346邻近于第一天线主体310的第一辐射面320时向中心轴(C)延伸的长度(L1)可以大于多个第一隔板341-346邻近于第一馈入面330时向中心轴(C)延伸的长度(L2)。
因此，多个第一隔板341-346可以具有直角三角形形状。
在第一天线主体310与第二天线主体350之间，可以设置多个第二隔板381、382、383、384、385及386。
多个第二隔板381-386可以从第二天线主体350的第二内表面352突出至第一天线主体310的第一外表面311。由于多个第二隔板381-386，第二天线主体350的第二辐射面360的一部分会被封闭，并且多个第二辐射窗361-366可以形成在多个第二隔板381-386之间。
然而，多个第二隔板381-386的布置和数目可以不限于在图17和图18中示出的那些。
多个第二隔板381-386可以与第一天线主体310接触。因此，通过多个第二隔板381-386形成的多个第二辐射窗361-366可以彼此不连通。
多个第二隔板381-386可以形成为薄板形状并且其宽度(W2)可以是恒定的。
多个第二隔板381-386可以从第二天线主体350的第二辐射面360向着第二馈入面370向下延伸。此时，多个第二隔板381-386从第二辐射面360向第二馈入面370延伸的距离(D2)可以小于第二天线主体350的高度(H)。
多个第二隔板381-386从第二天线主体350的第二内表面352突出至第一天线主体310的第一外表面311的长度(L3)可以是恒定的。因此，多个第二隔板381-386的垂直截面，即，与中心轴(C)平行的截面可以具有矩形形状。
多个第二隔板381-386的宽度(W2)可以是恒定的，与到第二天线主体350的第二辐射面360的距离无关。因此，当从第二天线主体350的中心轴(C)观察时，多个第二隔板381-386可以具有矩形形状。
如上所述，根据第二隔板381-386的宽度(W2)，多个第二隔板381-386可以具有多边形柱状，其中，其底部具有通过彼此面对并且平行的两条直线和彼此平行的圆弧形成的多边形形状。另外，当多个第二隔板381-386的宽度(W2)足够薄时，多个第二隔板381-386可以是矩形板。
多个第一隔板341-346和第二隔板381-386、和第一天线主体310和第二天线主体350可以由导电材料形成，并且多个第一隔板341-346和第二隔板381-386、和第一天线主体310和第二天线主体350可以一体制造或者单独制造并且然后装配在一起。
如在图19中示出的，第一辐射面320可以被多个第一隔板341-346分为多个第一辐射窗321-326，并且第二辐射面360可以被多个第二隔板381-386分为多个第二辐射窗361-366。
第一辐射窗321-326和第二辐射窗361-366的数目可以通过第一隔板341-346和第二隔板381-386的数目确定。另外，第一辐射窗321-326和第二辐射窗361-366的面积可以通过由第一隔板341-346和第二隔板381-386占据的面积确定。
多个第一辐射窗321-326可以具有扇形形状，其中，第一辐射面320的中心轴(C)对应于顶点，并且多个第二辐射窗361-366可以具有通过彼此面对并且平行的两条直线和彼此平行的两个圆弧形成的多边形形状。
当多个第一隔板341-346和第二隔板381-386彼此隔开相同的距离时，各个第一辐射窗321-326的面积可以彼此相同并且第二辐射窗361-366的面积可以彼此相同。替换地，当多个第一隔板341-346和第二隔板381-386不规则地安置时，各个第一辐射窗321-326的面积可以彼此不同并且各个第二辐射窗361-366的面积可以彼此不同。
此外，第一辐射面320和第二辐射面360的直径、第一天线主体310和第二天线主体350的高度、以及第一辐射窗321-326和第二辐射窗361-366的面积可以根据期望通过天线结构301辐射的无线电波的频率改变。
被配置为供给功率至第一天线301a的第一馈入引脚331可以设置在第一天线主体310的第一馈入面330上，并且被配置为供给功率至第二天线301b的第二馈入引脚371可以设置在第二天线主体350的第二馈入面370上。
第一馈入引脚331和第二馈入引脚371的结构和功能与在图7至图10中示出的第一馈入引脚131和第二馈入引脚的结构和功能相同，并且因此其详细说明将由在图7至图10中示出的第一馈入引脚131和第二馈入引脚的结构和功能的描述替代。通过第一馈入引脚331在第一天线301a内部产生的高频无线电波可以被多个第一隔板341-346分开并且然后经由形成在第一辐射面320中的第一辐射窗321-326辐射出。通过雷达设备371在第二天线301b内部产生的高频无线电波可以被多个第二隔板381-386分开并且然后经由形成在第二辐射面360中的第二辐射窗361-366中的一个辐射。
此时，因为经由第一辐射窗321-326辐射的无线电波中的每一个在第一天线301a内部辐射的距离可以彼此相同，所以通过第一辐射窗321-326辐射的无线电波的相位和振幅可以彼此相同。另外，因为经由第二辐射窗361-366辐射的无线电波中的每一个在第二天线301b内部辐射的距离可以彼此相同，所以通过第二辐射窗361-366辐射的无线电波的相位和振幅可以彼此相同。
因此，从第一天线301a和第二天线301b辐射的无线电波可以分别具有方向性。
在下文中，将根据本公开内容的示例性实施方式描述辐射具有方向性的无线电波的天线。
图20是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的天线结构的视图。图21是示出了在图20中示出的天线结构的垂直截面图。
参考图20和图21，天线结构401可包括第一天线401a和第二天线401b。
第一天线401a可包括第一天线主体410，其中，第一天线主体410可包括第一辐射面420、第一馈入面430、第一外表面411和第一内表面412。此外，第二天线401b可包括第二天线主体450，其中，第二天线主体450可包括第二辐射面460、第二馈入面470、第二外表面451及第二内表面452。
第一天线主体410和第二天线主体450的结构与在图5中示出的第一天线主体110和第二天线主体150的结构相同，并且因此将由在图5中示出的第一天线主体110和第二天线主体150的结构的描述替代其详细说明。
在第一天线主体410的内部，可以设置多个第一隔板441、442、443、444、445及446。
多个第一隔板441-446可以从第一天线主体410的第一内表面412突出至第一天线主体410的中心轴(C)。多个第一辐射窗421-426可以形成在多个第一隔板441-446之间。
然而，多个第一隔板441-446的布置和数目可以不限于在图20和图21中示出的那些。
多个第一隔板441-446可以围绕第一天线主体410的中心轴(C)彼此接触。因为多个第一隔板441-446围绕第一天线主体410的中心轴(C)彼此接触，所以围绕第一辐射面420的中心(C1)的区域会被封闭。
多个第一隔板441-446从第一内表面412突出至中心轴(C)的长度(L1)可以是恒定的。另外，多个第一隔板441-446的宽度(W1)也可以是恒定的并且多个第一隔板441-446的宽度(W1)可以足够薄。
多个第一隔板441-446可以从第一天线主体410的第一辐射面420向着第一馈入面430向下延伸。此时，多个第一隔板441-446从第一辐射面420向第一馈入面430延伸的距离，即，厚度(D1)可以是恒定的并且多个第一隔板441-446的厚度(D1)可以足够薄。
当多个第一隔板441-446的宽度(W1)和厚度(D1)足够薄时，多个第一隔板441-446可以具有线状。
在第一天线主体410与第二天线主体450之间，可以设置多个第二隔板481、482、483、484、485及486。
多个第二隔板481-486可以从第二天线主体450的第二内表面452突出至第一天线主体410的第一外表面411。由于多个第二隔板481-486，第二天线主体450的一部分第二辐射面460会被封闭，并且多个第二辐射窗461-466可以形成在多个第二隔板481-486之间。
然而，多个第二隔板481-486的布置和数目可以不限于在图20和图21中示出的那些。
多个第二隔板481-486可以与第一天线主体410接触。因此，通过多个第二隔板481-486形成的多个第二辐射窗461-466可以彼此不连通。
多个第二隔板481-486从第二天线主体450的第二内表面452突出至第一天线主体410的第一外表面411的长度(L2)可以是恒定的。另外，多个第二隔板481-486的宽度(W2)也可以是恒定的并且多个第二隔板481-486的宽度(W2)可以足够薄。
多个第二隔板481-486可以从第二天线主体450的第二辐射面460向着第二馈入面470向下延伸。此时，多个第二隔板481-486从第二辐射面460向第二馈入面470延伸的距离，即，厚度(D2)可以是恒定的并且多个第二隔板481-486的厚度(D2)可以足够薄。
当多个第二隔板481-486的宽度(W2)和厚度(D2)足够薄时，多个第二隔板481-486可以具有线状。
多个第一隔板441-446和第二隔板481-486、和第一天线主体410和第二天线主体450可以由导电材料形成，并且多个第一隔板441-446和第二隔板481-486、和第一天线主体410和第二天线主体450可以一体制造或者单独制造并且然后装配在一起。
第一辐射面420可以被多个第一隔板441-446分为多个第一辐射窗421-426，并且第二辐射面460可以被多个第二隔板481-486分为多个第二辐射窗461-466。
第一辐射窗421-426和第二辐射窗461-466的结构与在图19中示出的第一辐射窗321-326和第二辐射窗361-366的结构相同，并且因此其详细说明将由在图19中示出的第一辐射窗321-326和第二辐射窗361-366的结构的描述替代。
被配置为供给功率至第一天线401a的第一馈入引脚431可以设置在第一天线主体410的第一馈入面430上，并且被配置为供给功率至第二天线401b的第二馈入引脚471可以设置在第二天线主体450的第二馈入面470上。
第一馈入引脚431和第二馈入引脚471的结构和功能与在图7至图10中示出的第一馈入引脚131和第二馈入引脚的结构和功能相同，并且因此其详细说明将由在图7至图10中示出的第一馈入引脚131和第二馈入引脚的结构和功能的描述替代。
通过第一馈入引脚431在第一天线401a内部产生的高频无线电波可以被多个第一隔板441-446分开并且然后经由形成在第一辐射面420中的第一辐射窗421-426中的一个辐射。通过第二馈入引脚471在第二天线401b内部产生的高频无线电波可以被多个第二隔板481-486分开并且然后经由形成在第二辐射面460中的第二辐射窗461-466中的一个辐射。
此时，因为经由第一辐射窗421-426辐射的无线电波中的每一个在第一天线401a内部辐射的距离可以彼此相同，所以通过第一辐射窗421-426辐射的无线电波的相位和振幅可以彼此相同。另外，因为经由第二辐射窗461-466辐射的无线电波中的每一个在第二天线401b内部辐射的距离可以彼此相同，所以通过第二辐射窗461-466辐射的无线电波的相位和振幅可以彼此相同。
因此，从第一天线401a和第二天线401b辐射的无线电波可以分别具有方向性。
在上文中，已描述具有中空圆柱体形状或者圆柱体形状的天线结构101、201、301及401，但是天线结构的形状不限于中空圆柱体形状或者圆柱体形状。例如，天线结构可以具有其中辐射面的直径不同于馈入面的直径的截取顶端的锥形。
在下文中，将描述包括天线结构的天线100的操作。
图22是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的车辆中包括的天线的操作的视图。图23和图24是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的车辆中包括的天线的辐射图案的视图。
将参考图22至图24描述天线100的操作1000。
天线100可以以第一通信模式操作(1010)。
在第一通信模式期间，天线100可以激活第一天线101a。
特别地，天线100的选择控制器103可以提供选择第一天线101a的第一天线选择信号至选择器开关102。另外，接收第一天线选择信号的选择器开关102可以激活第一天线101a并且停用第二天线101b。
结果，如在图23中示出的，第一辐射图案(BP1)可以通过第一天线101a产生。换言之，第一天线101a可以辐射具有方向性的无线电波，并且从第一天线101a辐射的无线电波可以具有朝向车辆1的前面的方向性。因此，车辆1可以与前方的第一车辆(V1)通信。
在第一通信模式期间，天线100可以确定是否切换至第二通信模式(1020)。
天线100可以根据各种条件切换至第二通信模式。
例如，当由在第一通信模式期间激活的第一天线101a接收的信号强度小于第一参考强度时，选择器开关102可以切换天线100的操作模式至第二通信模式。
在另一实例中，当在第一通信模式期间从雷达控制器46或者通信控制器57接收到第二通信模式切换信号时，选择器开关102可以切换天线100的操作模式至第二通信模式。
当达到切换至第二通信模式的条件时(1020的是)，可以以第二通信模式操作天线100(1030)。
在第二通信模式期间，天线100可以激活第二天线101b。特别地，天线100的选择控制器103可以提供选择第二天线101b的第二天线选择信号至选择器开关102。另外，接收第二天线选择信号的选择器开关102可以激活第二天线101b并且停用第一天线101a。
结果，如在图24中示出的，第二辐射图案(BP2)可以通过第二天线101b产生。换言之，第二天线101b可以辐射具有方向性的无线电波，并且从第二天线101b辐射的无线电波可以具有朝向从车辆1的前面偏离预定角度的方向的方向性。因此，车辆1可以与车辆1前面的第二车辆(V2)或者第三车辆(V3)通信。
在第二通信模式期间，天线100可以确定是否切换至第一通信模式(1040)。
天线100可以根据各种条件切换至第一通信模式。
例如，当由在第二通信模式期间激活的第二天线101b接收的信号强度小于第二参考强度时，选择器开关102可以切换天线100的操作模式至第一通信模式。
在另一实例中，当在第二通信模式期间从雷达控制器46或者通信控制器57接收到第一通信模式切换信号时，选择器开关102可以切换天线100的操作模式至第一通信模式。
当达到切换至第一通信模式的条件时(1040的是)，可以以第一通信模式操作天线100(1010)。
如上所述，天线100可以设置为第一通信模式或者第二通信模式。此外，通过处于第一通信模式的天线100辐射的无线电波的辐射图案和通过处于第二通信模式的天线100辐射的无线电波的辐射图案可以彼此不同。
从上述描述显而易见，根据所提出的天线和具有该天线的车辆，可以使天线所占据的空间最小化。
另外，可以提供具有与能够传输高频率电信号的电缆类似的形状的天线以及具有该天线的车辆。
可以提供能够输出具有方向性的辐射图案的无线电波的天线以及具有该天线的车辆。
还可以提供具有能够输出具有方向性的辐射图案的无线电波的多个天线的天线结构以及具有该天线结构的车辆。
虽然本公开内容的示例性实施方式已经示出且描述，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本公开内容的原理和精神的情况下，可对这些实施方式进行改变，本公开内容的范围限定在权利要求及其等同物中。

Claims (20)

1.一种天线，包括：
第一天线主体，被形成为中空圆柱体形状，具有第一外表面、第一内表面和以圆形形状形成的第一辐射面；
第二天线主体，将所述第一天线主体容纳在所述第二天线主体内部，所述第二天线主体被形成为中空圆柱体形状，具有第二外表面、第二内表面和以环形形状形成的第二辐射面；
多个第一隔板，从所述第一内表面向所述第一天线主体的中心轴突出；以及
多个第二隔板，从所述第二内表面向所述第一天线主体的所述第一外表面突出，
其中，由所述多个第一隔板和所述第一内表面形成的多个第一辐射窗，形成在所述第一辐射面上，并且
由所述多个第二隔板、所述第一外表面和所述第二内表面形成的多个第二辐射窗，形成在所述第二辐射面上。
2.根据权利要求1所述的天线，其中，所述多个第一辐射窗中的每一个沿着所述第一天线主体的所述第一内表面彼此隔开相同的距离。
3.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一辐射窗中的每一个具有扇形形状，在所述扇形形状中，所述第一天线主体的所述中心轴对应于顶点。
4.根据权利要求1所述的天线，其中，所述多个第一隔板中的每一个在所述第一天线主体的所述中心轴中彼此接触。
5.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一隔板中的每一个在所述第一辐射面中的截面具有扇形形状，并且所述第一隔板中的每一个具有从所述第一辐射面沿着所述第一内表面朝着远离所述第一辐射面的方向延伸的扇形的锥体形状。
6.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一隔板中的每一个在所述第一辐射面中的截面具有扇形形状，并且所述第一隔板中的每一个具有从所述第一辐射面沿着所述第一内表面朝着远离所述第一辐射面的方向延伸的扇形的柱体形状。
7.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一隔板中的每一个沿着所述第一辐射面从所述第一内表面向所述第一天线主体的所述中心轴延伸，并且朝向所述中心轴突出的长度与距所述第一辐射面的距离成反比变化。
8.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一隔板中的每一个沿着所述第一辐射面从所述第一内表面向所述第一天线主体的所述中心轴延伸，并且朝向所述中心轴突出的长度恒定。
9.根据权利要求1所述的天线，其中，所述多个第二辐射窗中的每一个沿着所述第二天线主体的所述第二内表面彼此隔开相同的距离。
10.根据权利要求1所述的天线，其中，所述多个第二辐射窗形成在所述第一天线主体的所述第一外表面与所述第二天线主体的所述第二内表面之间。
11.根据权利要求1所述的天线，其中，所述多个第二辐射窗一起具有被所述第二隔板切断的环形形状。
12.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第二隔板中的每一个沿着所述第二辐射面从所述第二内表面向所述第二天线主体的中心轴延伸并且所述第二隔板的宽度与距所述第二辐射面的距离成反比变化。
13.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第二隔板中的每一个沿着所述第二辐射面从所述第二内表面向所述第二天线主体的中心轴延伸并且所述第二隔板的宽度恒定。
14.一种车辆，包括：
第一天线和第二天线；以及
选择控制器，用于激活所述第一天线和所述第二天线中的任一个，
其中，所述第一天线包括：
第一天线主体，被形成为中空圆柱体形状，具有第一外表面、第一内表面和以圆形形状形成的第一辐射面；以及
多个第一隔板，从所述第一内表面向所述第一天线主体的中心轴突出；并且
所述第二天线包括：
第二天线主体，将所述第一天线主体容纳在所述第二天线主体内部，并且所述第二天线主体被形成为中空圆柱体形状，
具有第二外表面、第二内表面和成环形形状的第二辐射面；以及
多个第二隔板，从所述第二内表面向所述第一天线主体的所述第一外表面突出，
其中，由所述多个第一隔板和所述第一内表面形成的多个第一辐射窗，形成在所述第一辐射面中，并且
由所述多个第二隔板、所述第一外表面和所述第二内表面形成的多个第二辐射窗，形成在所述第二辐射面中。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述多个第一辐射窗和所述多个第二辐射窗沿着所述第一内表面和所述第二内表面彼此隔开相同的距离。
16.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述多个第一辐射窗中的每一个具有扇形形状，在所述扇形形状中，所述第一天线主体的所述中心轴对应于顶点。
17.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述多个第一隔板中的每一个在所述第一天线主体的所述中心轴中彼此接触。
18.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述多个第二辐射窗形成在所述第一天线主体的所述第一外表面与所述第二天线主体的所述第二内表面之间。
19.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述第一天线进一步包括第一馈入引脚，所述第一馈入引脚设置在所述第一天线主体的内部、用于辐射第一无线电波至所述第一天线主体的内部，并且
所述第二天线进一步包括第二馈入引脚，所述第二馈入引脚设置在所述第一天线主体与所述第二天线主体之间、辐射第二无线电波至所述第一天线主体与所述第二天线主体之间。
20.根据权利要求19所述的车辆，其中，从所述第一馈入引脚辐射的所述第一无线电波被所述多个第一隔板分开并且经由所述多个第一辐射窗辐射出，并且
从所述第二馈入引脚辐射的所述第二无线电波被所述多个第二隔板分开并且经由所述多个第二辐射窗辐射出。
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