CN113258264A - 多系统多频带天线和天线阵列组件 - Google Patents

多系统多频带天线和天线阵列组件 Download PDF

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CN113258264A CN202110182720.4A CN202110182720A CN113258264A CN 113258264 A CN113258264 A CN 113258264A CN 202110182720 A CN202110182720 A CN 202110182720A CN 113258264 A CN113258264 A CN 113258264A
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A·库玛
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Abstract

本申请公开了多系统多频带天线和天线阵列组件,并且描述了一种用于发送RF信号的方法和装置。在一些示例中,该装置由多频带天线组件证明。该多频带天线组件包括基部部分,支撑全向波束的叶片天线,而第二天线组件为具有定向波束的天线阵列。顶部部分包括背离基部部分的第一表面,该第一表面具有包括多个第一天线元件的第一天线阵列;面对基部部分的第二表面;以及外围表面,该外围表面在顶部部分的周边上并设置在第一表面和第二表面之间,该外围表面包括一个或多个另外的天线阵列,该另外的天线阵列具有多个另外的天线元件。

Description

多系统多频带天线和天线阵列组件
技术领域
本公开涉及用于经由天线,特别是在多频带天线的系统上传达信息的系统和方法。
背景技术
现有的无线通信系统将它们自己的天线部署在全向覆盖区域的单个频带上。多系统需要针对指定的频带和覆盖范围部署多天线。多天线的配置需要大的表面积。它与表面积有限的交通工具中的其他系统争夺极有价值的不动产。另外,拥挤的天线场会干扰交通工具上其他已安装的系统。多天线也不利地增加了交通工具的重量和气动阻力。
发明内容
提供本发明内容以简化形式介绍一些概念,这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。本发明内容并不旨在用于标识所要求保护的主题的主要特征或基本特征,也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
为了解决上述需求,该文件公开了一种多频带天线组件,包括:适于联接到交通工具的外表面的基部部分;叶片部分,该叶片部分具有联接到基部部分的第一端以及第二端;顶部部分,该顶部部分联接至远离叶片部分的第一端的叶片部分的第二端,该顶部部分包括:背离基部部分的第一表面,该第一表面具有包括多个第一天线元件的第一天线阵列;面对基部部分的第二表面;以及外围表面,该外围表面在顶部部分的周边上并设置在第一表面和第二表面之间,该外围表面包括一个或多个另外的天线阵列,该另外的天线阵列具有多个另外的天线元件。
在一个示例中,第一天线阵列具有朝向天顶(zenith)的第一视场,并且一个或多个另外的天线阵列扩大第一视场,以提供具有大于第一视场的视场的组合视场。在一些示例中,外围表面的至少一部分与第一表面形成角度θ。在一个此类示例中,θ>45。在又一示例中,一个或多个另外的阵列一起提供360度的方位角视场。
通过经由相同的天线组件发送第一RF信号和发送第二RF信号的方法证明了一些示例。该方法包括将第一RF信号和第二RF信号提供给天线组件,其中,该天线组件如上所述。该方法还包括发送还包括同时执行以下动作:经由第一多个天线元件发送第一RF信号和至少经由多个另外的天线元件的子集发送第二RF信号。
前述天线组件支持多无线系统和广泛的频带。天线组件包括带顶帽(top-hat)面板的叶片天线,该面板在面板的顶部和侧面均包含天线阵列。面板顶部上的天线阵列覆盖垂直辐射区域(最大90度仰角),而侧面上的天线阵列覆盖整个水平范围(360度方位角)。叶片天线同时为相同或不同频带提供典型的全向辐射覆盖范围,并且可以用容纳多单极天线的面板代替,以进行MIMO操作。
已经讨论的特征、功能和优点可以在本公开的各种示例中独立地实现,或者可以在其他示例中组合,其进一步的细节可以参考以下描述和附图来看到。
附图说明
现在参考附图,其中相似的附图标记始终表示对应的部件:
图1为通信系统的示意图;
图2A-图2C为集成天线组件的一个示例的示意图;
图3A-图3C为示出了利用集成天线组件实现的覆盖范围的示意图;
图4A-图4C为示出集成天线组件的一个示例的示意图,其中,外围表面成角度以相对于上表面形成一定角度;
图5A-图5B为示出外围表面的不同示例的示意图;
图6A和图6B为示出集成天线组件的一些示例的示意图;
图7为示出用于发送RF信号的用例的示意图;
图8为示出在第一用例下用于从天线组件发送RF信号的一种示例方法的示意图;
图9为示出在第二用例下用于从天线组件发送第一RF信号和第二RF信号的一种示例方法的示意图;
图10为示出另一种用例的示意图;以及
图11示出了可以用于实现以上公开的处理元件的一种示例计算机系统。
具体实施方式
在以下描述中,参考形成以下描述的一部分的附图,并且借助于图示的方式示出了若干示例。应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可以利用其他示例并且可以进行结构上的改变。
概述
本文公开的系统和方法将具有多用例的多系统的多天线和天线阵列合并到一个单天线组件中。它为较低的频带,诸如4G/长期演进(LTE)/第五代(5G)-亚6GHz频带(低于6GHz)提供全向覆盖范围,并同时为较高的频带,诸如5G-毫米波(mm波)波段提供定向波束覆盖范围。它解决了在诸如空中、陆地、海上或太空交通工具等受限环境中部署多无线通信系统所固有的安装、运行、性能和可维护性挑战。组件的紧凑的物理尺寸减少了由有限的安装表面积和由此产生的共址限制所引起的安装限制以及对交通工具的重量和气动阻力。带有天线阵列的组件解决了在较高频带上天线增益不足的问题。带有天线阵列的组件还解决了电气性能,诸如缺少电气扫描功能、无法进行空间复用以及连接链路范围有限的问题。单个组件解决了可维护性挑战,诸如多天线的维护和更换成本。
该组件组合用于多系统和多频带通信的多天线阵列,并且包括叶片,该叶片具有一个或多个单极天线(例如,用于LTE/5G-亚6GHz蜂窝通信),该单极天线带有顶帽面板(例如5G毫米波蜂窝/卫星通信)。叶片/单极天线工作在较低频带,而位于顶帽面板中的天线阵列工作在较高频带。该组件结构紧凑,提供360°覆盖范围,并解决了在受限环境(包括空中、陆地或海上)中行驶的交通工具的受限不动产、重量和气动阻力的问题。
该组件简化了交通工具的设计和制造,同时还减轻了整体重量。该组件还可以在具有物理受限环境的其他应用(诸如航空航天、汽车和/或海上)中使用。
通信系统
图1为通信系统100的示意图。该通信系统包括交通工具104(诸如飞机)和收发器102以及其他交通工具110,收发器102可以包括地面收发器102T和空中或卫星收发器102S中的一者或多者。这包括与配备了类似通信功能的其他交通工具进行通信。交通工具104包括一个或多个集成天线组件(IAA)106。在一个示例中,IAA 106包括安装在交通工具的上外表面上的第一或上IAA 106U和安装在交通工具104的下外表面上的第二或下IAA 106。IAA106通信耦合到通信控制器108,该通信控制器108提供和接受来自其他飞机子系统(包括IAA 106)的数据和控制。IAA 106用于传达数据,该数据可以包括乘客或机组人员的通信数据(例如,手机人对人通信,经由乘客互联网服务提供商(ISP)或飞机104提供的ISP的互联网通信)以及航空电子设备和/或座舱数据。
集成天线组件
图2A-图2C为IAA 106的一个示例的示意图。图2A描绘了IAA 106的侧视图。IAA106包括基部部分202、叶片部分204和顶部部分206。基部部分202设置在叶片部分204的第一端处,并适于联接至交通工具(例如,交通工具104)。顶部部分206设置在叶片部分204的第二端处。
在一些示例中,基部部分202例如通过将基部部分202的第一表面201安装至交通工具的外表面或表皮而联接至交通工具的外表面。在一些示例中,在交通工具104具有对RF能量透明的外表皮的情况下,IAA 106可以被安装到交通工具104的内表面。
IAA 106还包括具有第一端和第二端的叶片部分204。如图所示,叶片部分204的第一端联接至基部部分202的第二表面203,并且叶片部分204的第二端联接至顶部部分206的远离叶片部分204的第一端的第二表面205。在一些示例中,叶片部分204具有围绕与交通工具104的速度矢量基本共线的轴线伸延的横截面。叶片部分也可以具有空气动力学的泪滴形状的横截面。
顶部部分206还包括背离基部部分202的并且具有多个第一天线元件250的第一表面216。在示出的示例中,多个第一天线元件250布置在尺寸为8×8的第一天线阵列208中。可以使用其他第一天线阵列208的尺寸和大小。
顶部部分还包括在顶部部分的周边上的并且设置在第一表面216和第二表面205之间的外围表面212。外围表面212包括一个或多个天线阵列210。在所示的示例中,外围表面212基本上为矩形的,并且包括四个侧面或表面212A-212D。每个侧面212包括多个第一天线元件250。顶部部分通常设置在水平飞行中的交通工具的基本上垂直于天顶(在观察者正上方的天空或天球中的点)的平面中。
外围表面212包括一个或多个另外的天线阵列210,每个天线阵列具有多个另外的天线元件252。在所示的示例中,外围表面包括四个另外的天线阵列210A-210D,每个天线阵列设置在顶部部分的相应侧面212A-212D上,并且每个天线阵列具有各自的天线元件252A-252D。在示出的示例中,每个另外的天线阵列210的元件为2×8,但是可以使用其他数量和布置的另外的天线元件252。这些阵列对于飞行期间的交通工具到交通工具(一对一或一对多)机外通信特别有用。
在一些示例中,第一天线阵列208和另外的天线阵列210以Ku、K、Ka和V频带频率(10-86GHz的范围)工作。
图2B还示出了控制/RF模块262的使用。控制/RF模块262用于经由链路264接受来自交通工具104的命令和RF信号,并经由一个或多个链路260将来自交通工具的RF信号提供给天线阵列208和210,并控制阵列208和210的天线元件以执行波束形成和扫描。与天线阵列208和210并置(collocated with)的控制器可以将RF能量分配到各个阵列的天线元件。链路266为IAA 106的控制模块262和其他元件提供电力。
图3A-图3C为描绘利用IAA 106实现的覆盖范围的示意图。图3A描绘了描绘IAA106提供的视场302的IAA 106的正视图。第一天线阵列208在天顶Z的方向上提供第一视场302。随着扫描角度的增加的增益减小将遵循该阵列的典型余弦滚降。2D阵列可在方位角和仰角平面中操纵。视场302的中心在名义上朝向天顶,并且朝向地平线在所有方向上延伸角度θZ,从而在垂直于天顶Z的所有方向上提供180度或接近180度的覆盖范围。如图3B所示,每个另外的天线阵列210提供从垂直于天顶Z的水平面延伸的垂直视场304,具有角度θH。如图3C所示,在围绕天顶360度的方位角视场中提供覆盖范围,其中每个另外的天线阵列210A-210D有助于整个视场。如图所示,一些另外的天线阵列210可以具有与其他另外的天线阵列不同的视场,并且每个另外的天线阵列210的视场可以重叠。如图所示,一个或多个另外的天线阵列210扩大了第一视场302,以提供大于第一视场302的组合视场。例如,视场304的添加在水平面中360度从天顶将第一视场302延伸ΘΗ。此外,可以选择视场304以邻接或重叠视场302,从而提供从天顶到垂直视场304的较低范围的连续视场。
图4A-图4C为示出IAA 106的一个示例的示意图,其中,外围表面212成角度以相对于第一(上)表面216形成角度ΘP。此示例允许垂直视场304的中心围绕天顶Z朝向视场302向上成ΘP–90度的角度。这使垂直视场304的视轴朝向围绕天顶的视场302的边缘,从而改善了视场302、304相交或重叠的区域中的性能。在该示例中,ΘP>90度,但是可以使用其他示例,其中ΘP<90度,并且外围表面212远离天顶成角度。
图5A-图5B为示出外围表面212的一些示例的示意图。在图2A-图2C所示的示例中,外围表面具有四个侧面212A-212D,每个侧面具有另外的天线阵列210A-210D中的一个天线阵列。尽管示出为矩形,但是外围表面的横截面可以为正方形的,或者可以包括不同长度的四个侧面(例如,四边形)。
图5A为一个示例的示意图,其中外围表面为三角形的并且包括三个侧面512A-512C,每个侧面具有各自的另外的阵列510A-510C或另外的天线元件252。出于空气动力学的目的,该三角形可以为等腰三角形,其最小角度指向交通工具104的速度矢量。在一些示例中,在每一侧面上的另外的天线阵列的视场使得在水平面中实现完全覆盖。图5B为一个示例的示意图,其中外围表面基本上为圆形的,并且具有一个或多个另外的天线阵列511A-511A,其沿着外围表面以相等的角度间隔设置。示出了四个这样的另外的天线阵列511A-511D,但是,可以利用更少或更多数量的阵列。尽管未示出,但是外围表面也可以为椭圆形的,再次在其上设置一个或多个另外的天线阵列。在该示例中,椭圆的长轴通常将与交通工具104的速度矢量对齐。
在一些示例中,叶片部分204包括叶片天线。叶片天线为单极天线的一种变型,并且通常包括扁平导体,出于空气动力学的目的,其形状通常为梯形。导体通常包括槽口,以改善宽带性能。此类叶片天线可以用于服务LTE频带(2GHz,带宽约为100MHz)和/或5G亚6GHz频带。
图6A和图6B为示出IAA 106的一些示例的示意图。在该示例中,叶片部分包括设置在叶片204内的一个或多个单极天线602A-602D。在该示例中,叶片对RF能量透明。在一些示例中,第一天线阵列208和另外的天线阵列210在第一频带中工作,并且一个或多个单极天线602在与第一频带不同的第二频带中工作。例如,第一天线阵列208和另外的天线阵列210可以在12-86GHz的Ku和5G毫米波段中工作,而一个或多个单极天线在低于6GHz的第二频带中工作。
图7为示出用于发送RF信号的用例的示意图。在一个用例下,当交通工具处于地面上或附近时,第一天线阵列208和另外的天线阵列210用于与卫星收发器100S或设置在交通工具104上方的其他实体(例如,飞机)发送和接收信息。可以通过第一天线阵列208与设置在交通工具104正上方的卫星收发器100S进行通信,而可以通过一个或多个另外的天线阵列210与更靠近地平线设置的卫星100S进行通信。
图8为示出在该第一用例下用于从天线组件发送RF信号的一种示例方法的示意图。在框802中,将RF信号提供给IAA 106。在框804中,例如,取决于卫星收发器102S在哪个视场内,选择第一天线阵列208或一个或多个另外的天线阵列210来发送RF信号。使用哪个阵列210还可以取决于被传达的通信数据的优先级或类型。在框806中,经由所选的第一阵列或一个或多个另外的天线阵列210来发送信号。
在第二用例下,第一天线阵列208用于与卫星100S通信第一RF信号,而一个或多个另外的天线阵列210用于与地面收发器102T通信第二RF信号。这样的通信是独立的,并且可以同时发生。
图9为示出在第二用例下用于从天线组件发送第一RF信号和第二RF信号的一种示例方法的示意图。在框902中,将第一RF信号和第二RF信号提供给IAA 106。在框904中,经由第一天线阵列208同时发送第一RF信号,并且经由至少一个另外的天线阵列210发送第二RF信号。在一个示例中,第一RF信号经由第一天线阵列208被发送到卫星,并且第二RF信号经由另外的天线阵列被发送到地面收发器102T。在另外的示例中,在叶片部分中包括天线,这样的天线可以用于将第三RF信号传达到例如地面收发器102T或地面收发器102T。
图10为示出另一种用例的示意图。在此用例中,使用了两个IAA 106,包括上IAA106U和下IAA 106L。上IAA 106U用于与第一实体(诸如卫星100S)通信。名义上,使用第一天线阵列208,但是也可以使用另外的天线阵列210,特别是如果卫星收发器102S在地平线附近。类似地,下IAA 106L用于与第二实体(诸如地面收发器102T)通信。再次,典型地使用第一天线阵列208,但是也可以使用另外的天线阵列210,特别是如果地面收发器102T在地平线附近。
硬件环境
图11示出了示例性计算机系统1100,其可以用于实现上述公开的包括控制/RF模块262的处理元件。计算机1102包括处理器1104和存储器,诸如随机存取存储器(RAM)1106。计算机1102可操作地耦合到显示器1122,显示器1122在图形用户界面1118B上向用户呈现诸如窗口的图像。计算机1102可以耦合到其他装置,诸如键盘1114、鼠标装置1116、打印机1128等。当然,本领域技术人员将认识到上述部件的任何组合,或者任何数量的不同部件、外围装置和其他装置可以与计算机1102一起使用。
通常,计算机1102在存储在存储器1106中的操作系统1108的控制下操作,并与用户交互以接受输入和命令并通过图形用户界面(GUI)模块1118A呈现结果。尽管将GUI模块1118B描绘为单独的模块,但是执行GUI功能的指令可以驻留或分布在操作系统1108、计算机程序1110中,或者用专用存储器和处理器来实现。计算机1102还实现了编译器1112,其允许将以诸如COBOL、C++、FORTRAN或其他语言的编程语言编写的应用程序1110翻译成处理器1104可读代码。完成后,应用程序1110使用利用编译器1112生成的关系和逻辑来访问和操纵存储在计算机1102的存储器1106中的数据。计算机1102还可选地包括外部通信装置,诸如调制解调器、卫星链路、以太网卡或用于与其他计算机通信的其他装置。
在一些示例中,实现操作系统1108、计算机程序1110和编译器1112的指令有形地实施在计算机可读介质中,例如数据存储装置1120中,该计算机可读介质可以包括一个或多个固定或可移动数据存储装置,诸如zip驱动器、软盘驱动器1124、硬盘驱动器、CD-ROM驱动器、磁带驱动器等。此外,操作系统1108和计算机程序1110包含指令,这些指令在由计算机1102读取和执行时,使计算机1102执行本文所述的操作。计算机程序1110和/或操作指令也可以有形地实施在存储器1106和/或数据通信装置1130中,从而制造计算机程序产品或制品。这样,本文使用的术语“制品”、“程序存储装置”和“计算机程序产品”旨在涵盖可从任何计算机可读装置或介质访问的计算机程序。
本领域技术人员将认识到,在不脱离本公开的范围的情况下,可以对该配置进行许多修改。例如,本领域技术人员将认识到,可以使用上述部件的任何组合或任何数量的不同部件、外围设备和其他装置。此外,本公开包括示例,该示例包括:
一种天线组件,包括:适于联接到交通工具的外表面的基部部分;叶片部分,该叶片部分具有联接到基部部分的第一端以及第二端;顶部部分,该顶部部分联接至远离叶片部分的第一端的叶片部分的第二端,该顶部部分包括:背离基部部分的第一表面,该第一表面具有包括多个第一天线元件的第一天线阵列;面对基部部分的第二表面;以及外围表面,该外围表面在顶部部分的周边上并设置在第一表面和第二表面之间,该外围表面包括一个或多个另外的天线阵列,该另外的天线阵列具有多个另外的天线元件。
实施方式可以包括以下特征中的一者或多者:
前述天线组件,其中:第一天线阵列具有朝向天顶的第一视场;并且一个或多个另外的天线阵列扩大第一视场,以提供具有大于第一视场的视场的组合视场。
前述天线组件中的任一者,其中,外围表面的一部分与第一表面形成角度θ。
前述天线组件中的任一者,其中θ>45度。
前述天线组件中的任一者,其中,一个或多个另外的阵列一起提供360度的方位角视场。
前述天线组件中的任一者,其中:外围表面包括三个侧面,其中,三个侧面中的至少一个侧面具有至少一个另外的天线阵列。
前述天线组件中的任一者,其中:外围表面包括四个侧面,其中,四个侧面中的至少一个侧面具有至少一个另外的天线阵列。
前述天线组件中的任一者,其中:外围表面为基本上圆形的,其上设置有一个或多个另外的天线阵列。
前述天线组件中的任一者,其中:外围表面为基本上椭圆形的,其上设置有一个或多个另外的天线阵列。
前述天线组件中的任一者,其中,叶片部分包括叶片天线。
前述天线组件中的任一者,进一步包括设置在叶片部分内的一个或多个单极天线。
前述天线组件中的任一者,其中,第一天线阵列和一个或多个另外的天线阵列在第一频带中工作,并且一个或多个单极天线在第二频带中工作。
前述天线组件中的任一者,其中,第一频带为10至86GHz或Ku、K、Ka和V频带,并且第二频带在6GHz以下。
前述天线组件中的任一者,其中,叶片部分的横截面绕与交通工具的速度矢量基本共线的轴线伸延。
前述天线组件中的任一者,其中,顶部部分设置在基本上垂直于天顶的平面中。
通过从天线组件发送RF信号的方法证明一些示例,该方法包括:向天线组件提供第一RF信号,该天线组件包括:叶片部分;基部部分,该基部部分设置在叶片部分的第一端处并适于联接至交通工具的外表面;以及顶部部分,该顶部部分设置在远离叶片部分的第一端的叶片部分的第二端处,该顶部部分包括:背离基部部分的第一表面,该第一表面具有包括第一多个天线元件的第一天线阵列;面对基部部分的第二表面;以及外围表面,该外围表面在顶部部分的周边上并设置在第一表面和第二表面之间,该外围表面包括一个或多个另外的天线阵列,该另外的天线阵列具有多个另外的天线元件。发送方法还包括选择第一天线阵列或至少一个另外的天线阵列。
上述方法还可以包括经由所选择的第一天线阵列或至少一个另外的天线阵列来发送RF信号。
通过经由相同的天线组件发送第一RF信号和发送第二RF信号的方法证明了又一个示例,该方法包括:将第一RF信号和第二RF信号提供给天线组件,该天线组件包括:叶片部分;基部部分,该基部部分设置在叶片部分的第一端处并适于联接至交通工具的外表面;以及顶部部分,该顶部部分设置在远离叶片部分的第一端的叶片部分的第二端处,该顶部部分包括:背离基部部分的第一表面,该第一表面具有包括第一多个天线元件的第一天线阵列;面对基部部分的第二表面;外围表面,该外围表面在顶部部分的周边上并设置在第一表面和第二表面之间,该外围表面包括一个或多个另外的天线阵列,该另外的天线阵列具有多个另外的天线元件。
实施方式可以包括以下特征中的一者或多者:
前述方法,其中,同时进行以下动作:经由第一多个天线元件发送第一RF信号和至少经由多个另外的天线元件的子集发送第二RF信号。
前述方法中的任一项,其中:天线组件进一步包括设置在叶片部分内的一个或多个单极天线;该方法进一步包括:经由一个或多个单极天线发送第三RF信号。
上述方法中的任一项,其中,第一天线阵列和一个或多个另外的天线阵列在第一频带中工作,并且一个或多个单极天线在第二频带中工作。
上述方法中的任一项,其中,第一频带为10至86GHz或Ku、K、Ka、V频带,并且第二频带在6GHz以下。天线组件还可以包括多系统多频带天线和天线阵列组件。
结论
这结束了对本公开的优选示例的描述。出于说明和描述的目的,已经呈现了优选示例的前述描述。其并非旨在穷举或将本公开限制于所公开的精确形式。鉴于上述教导,许多修改和变化都是可能的。权利的范围旨在不受该详细描述的限制,而是受所附权利要求的限制。
至于在本文中使用的术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”及其变体的范围,此类术语旨在以类似于术语“包括”的方式包含为开放过渡词,并不排除任何附加或其他元件。

Claims (10)

1.一种天线组件,包括:
基部部分(202),所述基部部分适于联接到交通工具的外表面;
叶片部分(204),所述叶片部分具有联接至所述基部部分(202)的第一端和第二端;
顶部部分(206),所述顶部部分联接至远离所述叶片部分(204)的所述第一端的所述叶片部分(204)的所述第二端,所述顶部部分(206)包括:
第一表面(216),所述第一表面背离所述基部部分(202),所述第一表面(216)具有包括多个第一天线元件(250)的第一天线阵列(208);
面对所述基部部分(202)的第二表面(205);以及
外围表面(212),所述外围表面在所述顶部部分(206)的周边上并设置在所述第一表面(216)和所述第二表面(205)之间,所述外围表面(212)包括一个或多个另外的天线阵列(210),所述另外的天线阵列具有多个另外的天线元件(252)。
2.根据权利要求1所述的天线组件,其中:
所述第一天线阵列(208)具有朝向天顶的第一视场;以及
所述一个或多个另外的天线阵列(210)扩大所述第一视场,以提供具有大于所述第一视场的视场的组合视场。
3.根据权利要求1或2所述的天线组件,其中,所述外围表面(212)的一部分与所述第一表面(216)形成角度θ。
4.根据权利要求3所述的天线组件,其中,所述角度θ大于45度。
5.根据权利要求1或2所述的天线组件,其中,所述一个或多个另外的阵列一起提供360度的方位角视场。
6.根据权利要求5所述的天线组件,其中:
所述外围表面(212)包括三个侧面,其中,所述三个侧面中的至少一个侧面具有至少一个所述另外的天线阵列(210)。
7.根据权利要求5所述的天线组件,其中:
所述外围表面(212)包括四个侧面,其中,所述四个侧面中的至少一个侧面具有至少一个所述另外的天线阵列(210)。
8.根据权利要求5所述的天线组件,其中:
所述外围表面(212)基本上为圆形的,其上设置有所述一个或多个另外的天线阵列(210)。
9.一种从天线组件发送RF信号的方法,包括:
将所述RF信号提供给天线组件,所述天线组件包括:
叶片部分(204);
基部部分(202),所述基部部分设置在所述叶片部分(204)的第一端处,并适于联接至交通工具的外表面;以及
顶部部分(206),所述顶部部分设置在远离所述叶片部分(204)的所述第一端的所述叶片部分(204)的第二端处,所述顶部部分(206)包括:
第一表面(216),所述第一表面背离所述基部部分(202),所述第一表面(216)具有包括第一多个天线元件的第一天线阵列(208);
面对所述基部部分(202)的第二表面(205);以及
外围表面(212),所述外围表面在所述顶部部分(206)的周边上并设置在所述第一表面(216)和所述第二表面(205)之间,所述外围表面(212)包括一个或多个另外的天线阵列(210),所述另外的天线阵列具有多个另外的天线元件(252);
选择所述第一天线阵列(208)或至少一个所述另外的天线阵列(210);以及
经由所选的第一天线阵列(208)或至少一个所述另外的天线阵列(210)发送所述RF信号。
10.一种经由相同天线组件发送第一RF信号和发送第二RF信号的方法,包括:
将所述第一RF信号和所述第二RF信号提供给天线组件,所述天线组件包括:
叶片部分(204);
基部部分(202),所述基部部分设置在所述叶片部分(204)的第一端处,并适于联接至交通工具的外表面;以及
顶部部分(206),所述顶部部分设置在远离所述叶片部分(204)的所述第一端的所述叶片部分(204)的第二端处,所述顶部部分(206)包括:
第一表面(216),所述第一表面背离所述基部部分(202),所述第一表面(216)具有包括第一多个天线元件的第一天线阵列(208);
面对所述基部部分(202)的第二表面(205);以及
外围表面(212),所述外围表面在所述顶部部分(206)的周边上并设置在所述第一表面(216)和所述第二表面(205)之间,所述外围表面(212)包括一个或多个另外的天线阵列(210),所述另外的天线阵列具有多个另外的天线元件(252);以及
同时执行以下动作:经由所述第一多个天线元件发送所述第一RF信号和至少经由所述多个另外的天线元件(252)的子集发送所述第二RF信号。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3958396B1 (en) 2020-08-18 2022-09-14 The Boeing Company Multi-system multi-band antenna assembly with rotman lens
US11588227B1 (en) * 2021-09-07 2023-02-21 Aeroantenna Technology, Inc. Four-element phased array antenna
WO2023235534A1 (en) * 2022-06-02 2023-12-07 Gelest, Inc. High purity alkyl tin compounds and manufacturing methods thereof

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6061562A (en) * 1997-10-30 2000-05-09 Raytheon Company Wireless communication using an airborne switching node
US9306657B2 (en) * 2005-04-08 2016-04-05 The Boeing Company Soft handoff method and apparatus for mobile vehicles using directional antennas
US8334809B2 (en) * 2008-10-22 2012-12-18 Raytheon Company Active electronically scanned array antenna for satellite communications
US10103428B2 (en) * 2013-05-02 2018-10-16 Qualcomm Incorporated Low cost high performance aircraft antenna for advanced ground to air internet system
US20160064807A1 (en) 2014-08-29 2016-03-03 Laird Technologies, Inc. Multiband Vehicular Antenna Assemblies
US9491635B2 (en) * 2015-01-13 2016-11-08 Smartsky Networks LLC Architecture for simultaneous spectrum usage by air-to-ground and terrestrial networks
US10004135B2 (en) 2015-08-24 2018-06-19 Massachusetts Institute Of Technology Systems and methods for particle guiding
US10084231B2 (en) * 2015-12-29 2018-09-25 Blue Danube Systems, Inc. Low thermal impedance structure in a phased array
KR101852580B1 (ko) 2016-08-31 2018-06-11 엘지전자 주식회사 차량에 탑재되는 안테나 시스템
CN109660284A (zh) * 2017-10-11 2019-04-19 索尼公司 无线通信系统中的电子设备、通信方法和存储介质
US20190319345A1 (en) * 2018-04-17 2019-10-17 Furrion Property Holding Limited Antenna assembly for mobile devices and vehicles

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