CN114079161A - 具有罗特曼透镜的多系统多波段天线组件 - Google Patents

具有罗特曼透镜的多系统多波段天线组件 Download PDF

Info

Publication number
CN114079161A
CN114079161A CN202110950775.5A CN202110950775A CN114079161A CN 114079161 A CN114079161 A CN 114079161A CN 202110950775 A CN202110950775 A CN 202110950775A CN 114079161 A CN114079161 A CN 114079161A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
array
rotman lens
signal processor
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110950775.5A
Other languages
English (en)
Inventor
H·Z·张
G·H·D·维韦罗
A·库玛
D·J·埃利斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of CN114079161A publication Critical patent/CN114079161A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/007—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns using two or more primary active elements in the focal region of a focusing device
    • H01Q25/008—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns using two or more primary active elements in the focal region of a focusing device lens fed multibeam arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/282—Modifying the aerodynamic properties of the vehicle, e.g. projecting type aerials
    • H01Q1/283—Blade, stub antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/285—Aircraft wire antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
    • H01Q15/06—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism comprising plurality of wave-guiding channels of different length
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0031—Parallel-plate fed arrays; Lens-fed arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/32—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by mechanical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/40—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with phasing matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本申请公开了具有罗特曼透镜的多系统多波段天线组件。描述了一种用于通信RF信号的方法和装置。在一个实施例中，该装置由多波段集成天线组件证明，该多波段集成天线组件包括具有导电接地平面的叶片天线、用于通信第二信号的平面天线阵列和信号处理器。平面天线阵列使用可用于具有环境挑战性的应用的无源罗特曼透镜波束成形器发射和接收信号。

Description

具有罗特曼透镜的多系统多波段天线组件
技术领域
本发明涉及用于经由天线通信信息的系统和方法，特别是关于多波段天 线系统。
背景技术
现有的无线通信系统为全向覆盖区域的单个波段部署自己的天线。多个 系统需要为指定的波段和覆盖部署多个天线。多天线的配置需要很大的表面 积。它与其他系统在表面积有限的交通工具上争夺极有价值的不动产。此外， 拥挤的天线场还增加了对机载其他已安装系统的干扰。多天线还负面地增加 了交通工具的重量和空气动力阻力。
发明内容
提供该发明内容是为了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。该发明内容不旨在识别所要求保护的主题的关键特 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。
为了满足上述要求，本文件公开了一种多波段集成天线组件。在一个实 施例中，该组件包括用于通信第一信号的叶片天线、用于通信第二信号的平 面天线阵列和信号处理器。
平面天线阵列包括天线元件的阵列和使用叶片天线作为导电接地平面的 罗特曼透镜。天线元件的阵列包括成行排列的多个天线元件。
罗特曼透镜具有罗特曼透镜阵列端口组和罗特曼透镜波束端口组。天线 元件的相应行的每个元件通信地耦合到罗特曼透镜阵列端口组的相应一个端 口。
信号处理器包括信号处理器第一端口组和用于通信第二信号的第二信号 处理器端口，每个信号处理器第一端口通信地耦合到罗特曼透镜波束端口中 的相应一个。信号处理器选择性地将第二信号处理器端口耦合到信号处理器 第一端口之一。
其他实施例通过使用叶片天线和平面天线阵列来通信一个或多个RF信 号并且可选地同时这样做的方法来证明。
上述集成天线组件支持多个无线系统和宽范围的频带。集成天线组件包 括全向叶片天线和在组件的侧面上的一个或多个天线阵列。在侧面上的天线 阵列覆盖整个水平范围(360度方位角)，并且叶片天线同时为相同或不同的 频带提供典型的全向辐射覆盖，并且可以用容纳多个单极子天线的面板替换， 以进行多输入多输出(MIMO)操作。
上述系统利用单个天线组件支持LTE/5G-sub6和mm波段的通信、减少 空间体积需求(包括用于装备保留、可访问性和可维护性的隔离区)、通过消 除多个天线来减轻交通工具重量、支持下一代天线通信和控制(如电子操控、 波束成形)，以及通过移除相控阵控制电路降低成本。
已经讨论的特征、功能和优点可以在本主题公开的各种实施例中独立地 实现，或者可以在其它实施例中组合，其进一步细节可以参考以下描述和附 图。
附图说明
现在参考附图，其中相同的附图标记始终表示相应的部分：
图1A是通信系统的示意图；
图1B是描绘用于通信信号的典型天线布置的示意图；
图2A-图2B是集成天线组件的示例性实施例的功能框图；
图3A是图示描绘图2A中呈现的集成天线组件的进一步细节的示意图的 示图；
图3B是图示描绘图2A中呈现的集成天线组件的进一步细节的示意图的 示图；
图3C和图3D是用于实现集成天线组件的实施例的多层衬底的示意图；
图3E是用于实现集成天线组件的实施例的单层衬底的示意图；
图4A-图4D是描绘在单个壳体内使用多个集成天线组件的示例性天线模 块的示意图；
图5和图6是描述在单个壳体内使用多个集成天线组件的示意图；
图7是图示用于通信RF信号的用例的示意图；
图8和图9是图示使用集成天线组件通信一个或多个RF信号的方法的示 意图；以及
图10图示了可用于实现上述公开的处理元件的示例性计算机系统。
具体实施方式
在下面的描述中，参考构成本文的一部分的附图，附图以图示的方式示 出了几个实施例。应当理解，在不脱离本主题公开的范围的情况下，可以利 用其他实施例并且可以进行结构改变。
概述
本文公开的系统和方法将用于具有多个用例的多个系统的多个天线和天 线阵列整合到一个单个天线组件中。它为较低频带提供全向覆盖(诸如4G/ 长期演进(LTE)/第五代(5G)-亚6GHz波段(低于6GHz))，并且同时为 较高频带提供定向波束覆盖(诸如从7GHz到86GHz的5G毫米波(mm波) 波段，或X、Ku、K、Ka和V频带)。它解决了在受限环境(如空中、地面、 海上或空间飞行器)中部署多个无线通信系统所固有的安装、操作、性能和 可维护性挑战。组件的紧凑物理尺寸减少了由有限的安装表面积和由此产生 的共同场地限制所造成的安装限制，以及交通工具上的重量和空气动力阻力。 具有天线阵列的组件解决了对于更高频带的天线增益不足的问题。具有天线 阵列的组件还解决了诸如缺乏电扫描能力、不能进行空间复用和有限的连接 链路范围等电性能问题。单个组件解决了维护性挑战，诸如多天线的维护和 更换成本。
该组件将一个或多个叶片天线(例如，用于LTE/5G亚6GHz蜂窝通信) 与一个或多个相控阵天线(例如，用于5G毫米波蜂窝/卫星通信)组合。叶 片天线在较低的频带操作，而天线阵列在较高的频带操作。该组件结构紧凑， 提供360°覆盖，并解决了在受限环境(包括空中、地面或海上)中行驶的交 通工具中的不动产、重量和空气动力阻力有限的问题。该组件简化了交通工 具的设计和制造，同时也减轻了总重量。该组件还可用于具有物理约束环境 的其他应用，诸如航空航天、汽车和/或海事。
天线组件还利用罗特曼透镜向每个相控阵天线提供信号。罗特曼透镜用 于波束扫描。这允许昂贵且脆弱的相控阵控制波束扫描电路能够在很大程度 上被消除，或者在安装有组件的交通工具的内部空间中被布置，否则这些电 路将被布置在天线组件本身内(并且暴露在恶劣环境中，诸如极高和极低的 温度)。在交通工具内安装相控阵控制电路也可提高此类控制电路的可靠性， 从而减少检查、维护和备件的需求。在一个实施例中，具有罗特曼透镜的辐 射元件的阵列布置在作为叶片天线操作的大的接地平面上。相控阵天线在更 高的频带上提供360度方位定向波束覆盖，而大的接地平面(作为叶片天线 操作)同时为相同和/或不同的频带提供全向辐射覆盖。
该天线组件在单个壳体内提供以5G毫米波频带覆盖整个水平范围(360 度方位角)的多个天线阵列和作为多个叶片天线操作的多个接地平面，该多 个叶片天线为较低频带(诸如4G/LTE或5G-sub6蜂窝标准兼容频带)提供 MIMO操作。天线组件可由延伸部分升高以减小基座的尺寸并且改善辐射覆 盖。
典型通信系统
图1A是典型的通信系统100的示意图。该通信系统包括交通工具104(诸 如具有机身和附接在其上的机翼的飞行器)和收发机102，收发机102可以包 括地面收发机102T和机载或卫星收发机102S以及其他交通工具110中的一 个或多个，包括与配备有类似通信能力的其他交通工具110的通信。交通工 具104和110可以是飞行器、水上船只、太空飞行器或地面船只。
交通工具104包括一个或多个天线系统106A和106B。天线系统106A和 106B用于通信数据，这些数据可以包括乘客或机组通信数据(例如，手机人 对人通信、经由乘客互联网服务提供商(ISP)或由交通工具104提供的ISP 的互联网通信)以及航空电子设备和/或驾驶舱数据。
图1B是描绘用于通信信号的典型天线布置200的示意图。天线布置200 包括第一天线系统106A，其用于在诸如支持4G/LTE或5G sub-6通信系统的 这些频带的第一频带组中进行通信。第一天线系统106A包括第一调制解调器 204，诸如通信地耦合到射频(RF)转换器206的4G/LTE调制解调器。第一 调制解调器204调制引出信号以进行传输，并将经调制的信号提供给通信耦 合的RF转换器206，RF转换器206将调制器信号转换为用于由通信耦合到 其的叶片天线210传输的RF频率。叶片天线210接收引入信号，并将这些引 入信号提供给RF转换器206，用于下变频到适合调制解调器204的频率。调 制解调器204调制来自RF转换器206的信号。叶片天线210通常是简单的金 属平面，提供信号的全向接收和传输，并且布置在第一天线系统壳体208中。
天线布置200还包括第二天线系统106B，用于在诸如支持5G mm波通 信系统的这些频带的第二频带组中进行通信。第二天线系统106B包括第二调 制解调器212(例如5G调制解调器212)，该第二调制解调器212通信地耦合 到通信模块216。5G调制解调器212调制引出信号以进行传输，并且解调引 入信号以进行接收。通信模块216执行中频(IF)转换到RF频率且从RF频 率转换到中频、RF切换和数字波束成形功能。如下进一步所描述的，通信模 块216通信地耦合到平面阵列218。如图2所示，平面阵列218和通信模块 216布置在第二天线组件壳体214中。
如图1B所示，第一天线系统106A和第二天线系统106B由单独的结构 形成，并且布置在单独的壳体208和214中。因此，第一天线系统106A和第 二天线系统106B不形成集成结构。如图1所示，第一天线系统106A和第二 天线系统106B通常彼此布置有相当大的距离。
图1B还公开了第一天线系统106A的RF转换器206和调制解调器204 以及第二天线系统106B的调制解调器212，布置在交通工具外表面或蒙皮202 与第一天线系统壳体208和第二天线组件壳体214的相对的侧面上。由于通 信模块216被布置在交通工具外部，因此其暴露在极端温度和压力下。
集成天线组件
图2A-图2B是集成天线组件(IAA)250的示例性实施例的功能框图。 参考图3A讨论图2A，图3A是图示IAA 250的进一步细节的示意图。
IAA 250包括叶片天线210、平面天线阵列220和信号处理器224(例如， 包括RF开关和IF转换器)。在一个方面，叶片天线210由导电接地平面310 (例如，由电路板的导电层或具有接地平面310的所需形状的导电材料的衬 底)形成。叶片天线210通过导体312通信由通信耦合的RF转换器206和第 一调制解调器204提供的第一信号。
平面天线阵列220通信来自通信耦合的第二调制解调器212的信号，并 且包括以行306排列的天线元件302的阵列218。天线元件302可以由电路板 的顶层上的导电表面形成。在一些示例中，第一调制解调器304可用于4G/LTE (第四代/长期演进)通信，第二调制解调器可用于5G或未来网络通信。
罗特曼透镜
平面天线阵列220还包括罗特曼透镜222。罗特曼透镜222是基于无源微 波透镜的波束成形系统，其将罗特曼透镜波束端口252A-252H之一处呈现的 信号从第一相位和第一振幅被动地转换为罗特曼透镜阵列端口254A-354H中 一个或多个罗特曼透镜阵列端口处的具有第二相位和第二振幅的另一个信 号。罗特曼透镜222还对罗特曼透镜阵列端口254A-254H处呈现的信号进行 相位和振幅偏移，并将这些相位和振幅偏移的信号应用于罗特曼透镜波束端 口252A-252H。
罗特曼透镜222使用注入到几何配置的波导中的信号的自由空间波长被 动地偏移输入到线性天线阵列中的相位，以便以任何期望的信号模式扫描波 束。它具有形状和适当长度的传输线，以便在输出端处产生一个波前，该波 前由信号传输中的时延定相。罗特曼透镜222使用到辐射元件的不同路径长 度所产生的等效时间延迟来实现波束扫描。
这些长度取决于结构上波束端口252A-252H和阵列端口251A-251H之间 的相对位置。只要路径长度在带宽上表现出恒定的时延特性，透镜就对恒定 相位波束成形器所表现出的波束斜视问题不敏感。每个输入端口将产生一个 独特的波束，该波束在系统输出端处发生角度偏移。
罗特曼透镜222的设计由设置焦点位置和阵列位置的一系列等式确定。 在系统设计过程中，输入包括所需的波束数、阵列元件数和元件的间距。在 图3所示的实施例中，罗特曼透镜222包括八个波束端口252A-252H和八个 阵列端口251A-251H，但是可以实现更多或更少数量的波束端口或阵列端口 251A-251H。
罗特曼透镜222包括罗特曼透镜阵列端口251A-251H组251和罗特曼透 镜波束端口252A-252H组252。罗特曼透镜阵列端口251A-251H中的每一个 通过电路板中的导电迹线316通信地耦合到天线元件302的阵列218的相应 行306。
平面天线阵列220还包括信号处理器224。信号处理器224包括信号处理 器第一端口254A-254H组254，其中每个信号处理器第一端口254A-254H经 由导电迹线317通信地耦合到罗特曼透镜波束端口252A-252H中的相应的一 个，从而形成微带馈电。信号处理器224还包括用于将第二信号通信到第二 调制解调器212并且从第二调制解调器212通信第二信号的第二端口270。信 号处理器224作为开关进行操作，并且根据要形成的波束，将第二端口270 选择性地耦合到处理器第一端口254A-254H中的一个。图2A的通信模块216 的数字波束成形功能由罗特曼透镜222执行，其余功能(RF切换和可选的IF 转换)由信号处理器224执行。
图3C是由多层衬底352制成的IAA 250的示意图。多层衬底352包括顶 层352A或顶层衬底以及底层352B或底层衬底。天线元件302布置在顶层352A的顶表面上，并且导电接地平面310布置在顶层352A和底层352B之间， 在底层352B的顶表面上或在顶层352A的底表面上。罗特曼透镜222和互连 信号处理器224与罗特曼透镜222的电路迹线316被布置在底层352B的底表 面上。导电接地平面310包括被布置在天线元件302下方的孔318，其将微带316耦合到天线元件302。
图3D是进一步图示在天线元件302的区域中的多层电路板或衬底的结构 的示意图。如图3C所示，罗特曼透镜222和互连信号处理器224与罗特曼透 镜222的电路迹线316被布置在底层352B的底表面上，导电接地平面310被 布置在顶层352A和底层352B之间。图3D进一步图示了天线元件302经由 布置在接地平面中并且在每个天线元件302和微带316之间的孔或槽318耦 合到微带316。
在图2A和图3A图示的实施例中，信号处理器224布置在与叶片天线210 相同的壳体256内。如图3A所示，信号处理器224也可以布置在具有导电接 地平面310的相同电路板上。IAA 250还可以实现在单层电路板上，导电接地 平面310形成叶片天线，其中罗特曼透镜222、电路迹线316和处理器224布 置在衬底的顶部。
图3E是使用单层衬底362或电路板结构的IAA 250的示例性实施例的示 意图。在本实施例中，阵列元件302、微带316和罗特曼透镜222全部布置在 单层衬底362的一个(例如顶)侧上并且互连在一起，而导电接地平面310 布置在单层衬底362的另一个(例如底)侧上。衬底的顶侧和底侧上的导电 元件由衬底362的非导电材料层隔开。
图2B和图3B图示了IAA 250的另一个实施例，其中信号处理器224既 不布置在与导电接地平面310相同的壳体256内，也不布置在相同的电路板 上。在这些实施例中，信号处理器224可以布置在交通工具104的内部空间 内。图3B中所示的实施例的电路迹线316和后面的电路迹线类似于图3A中 所图示的电路迹线，但是为了最小化绘图的复杂性而被示为直线。
图4A和图4B是描绘示例性天线壳体256的示意图，该示例性天线壳体 256在单个壳体256内使用多个IAA 250来共同提供360°方位角和180°仰 角的辐射波束。图4A呈现了壳体256的前视图，而图4B示出了壳体256的 侧视图。第一IAA 250A安装在面板412的一侧上的叶片部分404内，第二(或 者另外的)IAA 250B安装在面板412的相对的侧上。面板412安装在壳体256 内，壳体256安装在基座402的顶面403上。基座402的底面401适合安装 在交通工具104的外表面上。在交通工具104具有对RF能量透明的外蒙皮 202的实施例中，壳体256可以安装到交通工具104的内表面。叶片部分404 对于RF和微波能量是透明的。
图4C和图4D是描绘进一步利用布置在天线壳体256和交通工具104之 间的延伸部分414的天线壳体256的实施例的示意图。
图5和图6是描绘了在单个壳体内使用多个IAA 250的示意图。这些实 施例要求每个IAA 250在壳体中具有更小的视角。图5描绘了使用三个IAA 250A-250C的实施例，每个IAA安装在横截面为三角形的面板512的一侧。 壳体504包围面板512，并且横截面为三角形。壳体504布置在基座502上。
图6描绘了使用四个IAA 250A-250C的实施例，每个IAA安装在横截面 为梯形的面板512的一侧。图6还图示了使用空气动力泪滴形状的壳体604 来包围和保护面板612。壳体604布置在基座602上。类似形状的壳体可用于 上述任何实施例中。
图7A和图7B是图示用于通信(传输或接收)RF信号的用例的示意图。 图7A是图示其中利用单个集成天线的第一用例的示意图，并且图7B是图示 其中利用两个集成天线256的第二用例的示意图。在这两种情况下，第一RF 信号702A使用天线壳体256的叶片天线210在LTE/5Gsub6波段和协议中通 信。第二RF信号702B使用天线壳体256的平面天线阵列220中的一个或多 个在5Gmm波段和协议中通信。在图7B所示的用例中，通信处理器704确 定平面天线阵列220中的哪一个将用于通信第二RF信号702B，通常选择面 向最接近于站100T的方向的平面天线阵列220。如图所示，可以使用多个壳 体256。
图8是示出使用上述IAA 250通信一个或多个RF信号的方法的示意图。 在框802中，向IAA 250的两个平面天线阵列提供第一RF信号702A。在框 804中，经由平面天线阵列通信第一RF信号702A。
图9是图示使用上述IAA 250通信一个或多个其它RF信号的方法的示意 图。在框902中，第二RF信号702B被提供给IAA 250的叶片天线210。在 框904中，第二RF信号经由IAA250的叶片天线210被通信。图9中描绘的 操作可以与图8中的操作同时执行。因此，可以同时通信第一RF信号702A 和第二RF信号702B。
硬件环境
图10图示了可用于实现上述公开的处理元件的示例性计算机系统1000， 其包括通信处理器704。计算机1002包括处理器1004和存储器(例如随机存 取存储器(RAM))1006。计算机1002操作地耦合到显示器1022，显示器在 图形用户界面1018B上向用户呈现诸如窗口的图像。计算机1002可以耦合到 其他设备，诸如键盘1014、鼠标设备1016、打印机1028等。当然，本领域 技术人员将认识到，上述部件的任何组合，或任何数量的不同部件、外围设 备和其他设备可以与计算机1002一起使用。
通常，计算机1002在被存储在存储器1006中的操作系统1008的控制下 操作，并且通过图形用户界面(GUI)模块1018A与用户介接以接受输入和 命令并呈现结果。尽管GUI模块1018B被描绘为单独的模块，但是执行GUI 功能的指令可以驻留或分布在操作系统1008、计算机程序1010中，或者用专 用存储器和处理器实现。计算机1002还实现了编译器1012，编译器允许用诸 如COBOL、C++、FORTRAN或其他语言的编程语言编写的应用程序1010 被翻译成处理器1004可读代码。在完成之后，应用程序1010使用使用编译 器1012生成的关系和逻辑来访问和操控存储在计算机1002的存储器1006中 的数据。计算机1002还可选地包括外部通信设备，例如调制解调器、卫星链 路、以太网卡，或与其他计算机通信的其他设备。
在一个实施例中，实现操作系统1008、计算机程序1010和编译器1012 的指令有形地体现在计算机可读介质(例如数据存储设备1020)中，其可以 包括一个或多个固定或可移动数据存储设备，例如zip驱动器、软盘驱动器 1024、硬盘驱动器、CD-ROM驱动器、磁盘驱动器等。此外，操作系统1008 和计算机程序1010由当由计算机1002读取和执行时使计算机1002执行本文 描述的操作的指令组成。计算机程序1010和/或操作指令也可以有形地体现在 存储器1006和/或数据通信设备1030中，从而制造计算机程序产品或制品。 因此，本文中使用的术语“制品”、“程序存储设备”和“计算机程序产品” 旨在包括可从任何计算机可读设备或媒体访问的计算机程序。
本领域技术人员将认识到，在不脱离本主体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、外围设备和其他设备。
前述公开了一种天线组件，其包括：用于通信第一信号的叶片天线、用 于通信第二信号的平面天线阵列和信号处理器，该平面天线阵列包括：天线 元件的阵列，该天线元件的阵列包括使用叶片天线作为导电接地平面成行排 列的多个天线元件；罗特曼透镜，通过使用叶片天线作为导电接地平面形成， 该罗特曼透镜具有罗特曼透镜阵列端口组和罗特曼透镜波束端口组，天线元 件的相应行的每个元件通信地耦合到罗特曼透镜阵列端口组的相应一个端 口，该信号处理器具有：信号处理器第一端口组，每个信号处理器第一端口 通信地耦合到罗特曼透镜波束端口组中的相应一个；第二信号处理器端口， 用于传输第二信号的第二信号处理器端口；以及其中信号处理器将第二信号 处理器端口选择性地耦合到信号处理器第一端口中的一个或多个。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个：
根据上述权利要求所述的天线组件，其中：罗特曼透镜布置在衬底的第 一侧面上；叶片天线由用于衬底的第二侧面上的平面天线阵列的导电接地平 面形成。
根据上述任何权利要求所述的天线组件，其中：天线组件包括多层衬底， 该多层衬底包括第一衬底和第二衬底；天线元件阵列布置在第一衬底的顶侧 上；叶片天线由用于平面天线阵列的导电接地平面形成。
根据上述任何权利要求所述的天线组件还可以包括布置在第一衬底和第 二衬底之间；罗特曼透镜布置在第二衬底的底侧上，以及天线元件的相应行 的每个天线元件经由布置在第二衬底的底侧上的微带导体和布置在每个天线 元件下面的导电接地平面中的槽通信地耦合到罗特曼透镜阵列端口组的相应 端口。
根据上述任何权利要求所述的天线组件还包括：天线壳体，其具有包括 第一侧面和第二侧面的多个侧面；另一个平面天线阵列，用于通信第二信号， 另一个平面天线阵列包括：天线元件的另一个阵列，天线元件的另一个阵列 包括排列成另一行的多个另一个天线元件；另一个罗特曼透镜，其具有另一 个罗特曼透镜阵列端口组和另一个罗特曼透镜波束端口组，相应的另一行的 每个元件通信地耦合到另一个罗特曼透镜阵列端口中相应一个，其中：平面 天线阵列安装在天线壳体的第一侧面上；另一个平面天线阵列安装在天线壳 体的第二侧面上；信号处理器包括：信号处理器另一个第一端口组，每个信 号处理器另一个第一端口通信地耦合到另一个罗特曼透镜波束端口组中的相 应一个；第二端口，用于通信第二信号的第二端口；并且其中信号处理器进 一步将第二端口选择性地耦合到信号处理器另一个第一端口中的一个或多 个。
根据上述任何权利要求所述的天线组件还可以包括安装在天线壳体外部 的信号处理器。
根据上述任何权利要求所述的天线组件，其中：天线壳体安装在交通工 具的外表面，并且其中信号处理器布置在交通工具的内部空间内。
根据上述任何权利要求所述的天线组件，其中：天线壳体安装在交通工 具的外表面，并且其中信号处理器布置在天线壳体内。
根据上述任何权利要求所述的天线组件，其中：平面天线阵列和另一个 平面天线阵列被引导以共同提供360度方位角和高达180度仰角的辐射波束。
根据上述任何权利要求所述的天线组件，其中：多个侧面包括第三侧面， 天线壳体具有三角形横截面；并且第三侧面包括第三平面天线阵列。
根据上述任何权利要求所述的天线组件，其中：多个侧面包括第四侧面， 天线壳体具有梯形横截面；并且第四侧面包括第四平面天线阵列。
根据上述任何权利要求所述的天线组件，其中：罗特曼透镜端口组包括 罗特曼透镜阵列端口组和罗特曼透镜波束端口组，并且其中，罗特曼透镜被 动地将呈现在罗特曼透镜端口组的端口处的另一个信号从第一相位和第一振 幅转换为罗特曼透镜端口组的一个或多个其他端口处的具有第二相位和第二 振幅的一个或多个信号。
根据上述任何权利要求所述的天线组件，其中：第一信号在第一频带中， 第二信号在高于第一频带的第二频带中。天线组件，其中第一频带低于6GHz， 第二频带为7GHz至86GHz或X、Ku、K、Ka和V波段。
根据上述任何权利要求所述的天线组件，其中：叶片天线由衬底的导电 层形成。
根据上述任何权利要求所述的天线组件，其中：天线元件的每一行经由 微带馈电通信地耦合到罗特曼透镜阵列端口组中的相应一个。
根据上述任何权利要求所述的天线组件，其中：每个信号处理器第一端 口通过相关联的第二微带导体通信地耦合到罗特曼透镜波束端口组中的相应 一个。
另一个实施例由经由天线组件通信一个或多个射频(RF)信号的方法证 明，该方法包括：向天线组件的平面天线阵列提供第一射频(RF)信号和第 二RF信号中的至少一个，该天线组件包括：叶片天线、平面天线阵列和信号 处理器，该平面天线阵列被配置成利用叶片天线作为导电接地平面，该平面 天线阵列包括：天线元件阵列，天线元件阵列包括成行排列的多个天线元件； 以及罗特曼透镜，使用叶片天线作为导电接地平面，罗特曼透镜具有罗特曼 透镜阵列端口组和罗特曼透镜波束端口组，天线元件的相应行的每个元件通信地耦合到罗特曼透镜阵列端口组的相应一个端口，该信号处理器具有：信 号处理器第一端口组，每个信号处理器第一端口通信地耦合到罗特曼透镜波 束端口组中的相应一个；第二信号处理器端口，第二信号处理器端口用于通 信第二RF信号。用于通信一个或多个射频信号的方法还包括其中信号处理器 选择性地将第二信号处理器端口耦合到信号处理器第一端口中的一个或多 个。用于通信一个或多个射频信号的方法还包括经由叶片天线通信第一RF信 号和经由平面天线阵列通信第二RF信号中的至少一个。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个：
上述方法，还包括：第一射频信号经由叶片天线进行通信，第二RF信号 经由平面天线阵列进行通信；其中：第一RF信号在第一频带中；第二RF信 号在第二频带中；第一频带为6GHz以下，第二频带为7GHz至86GHz或X、 Ku、K、Ka、V波段；并且第一RF信号和第二RF信号同时通信。
另一个实施例由装配具有机身的飞行器的方法证明，该方法包括：在机 身的蒙皮上布置天线组件，该天线组件包括：用于通信第一信号的叶片天线、 用于通信第二信号的平面天线阵列和信号处理器，该平面天线阵列包括：天 线元件的阵列，天线元件的阵列包括使用叶片天线作为导电接地平面成行排 列的多个天线元件；罗特曼透镜，其通过使用叶片天线作为导电接地平面形 成，罗特曼透镜具有罗特曼透镜阵列端口组和罗特曼透镜波束端口组，天线 元件的相应行的每个元件通信地耦合到罗特曼透镜阵列端口组的相应一个端 口，该信号处理器具有：信号处理器第一端口组，每个信号处理器第一端口 通信地耦合到罗特曼透镜波束端口组中的相应一个；第二信号处理器端口， 该第二信号处理器端口用于通信第二信号；并且其中，信号处理器将第二信 号处理器端口选择性地耦合到信号处理器第一端口中的一个或多个，并且叶 片天线和平面天线阵列布置在蒙皮的与信号处理器相对的侧面上。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个：
上述方法，其中：罗特曼透镜布置在衬底的第一侧面上；叶片天线由用 于衬底的第二侧面上的平面天线阵列的导电接地平面形成。
上述任一方法，其中：天线组件包括多层衬底，多层衬底包括第一衬底 和第二衬底；天线元件的阵列布置在第一衬底的顶侧上；叶片天线由用于平 面天线阵列的导电接地平面形成。
此外，本公开包括根据以下条款的实施例：
条款1.一种天线组件，包括：
叶片天线(210)，用于通信第一信号；
平面天线阵列(220)，用于通信第二信号，平面天线阵列(220)包括：
天线元件(302)的阵列，天线元件(302)的阵列包括多个天线元 件(302)，多个天线元件(302)使用叶片天线(210)作为导电接地平面成 行排列；
罗特曼透镜(222)，通过使用叶片天线(210)作为导电接地平面形 成，罗特曼透镜(222)具有罗特曼透镜阵列端口组(254)和罗特曼透镜波 束端口组(252)，天线元件(302)的相应行的每个元件通信地耦合到罗特曼 透镜阵列端口组(254)的相应一个端口；
信号处理器(224)，具有：
信号处理器第一端口组，每个信号处理器第一端口通信地耦合到罗 特曼透镜波束端口组(252)中的相应一个；
第二信号处理器端口，该第二信号处理器端口用于通信第二信号； 并且
其中，信号处理器(224)选择性地将第二信号处理器端口耦合到信 号处理器第一端口中的一个或多个。
条款2.根据条款1所述的天线组件，其中：
罗特曼透镜(222)布置在衬底的第一侧面上；以及
叶片天线(210)由衬底的第二侧面上用于平面天线阵列(220)的导电 接地平面形成。
条款3.根据条款1所述的天线组件，其中：
天线组件包括多层衬底352，多层衬底352包括第一衬底和第二衬底；
天线元件(302)的阵列布置在第一衬底的顶侧上；
叶片天线(210)由用于平面天线阵列(220)的导电接地平面形成，布 置在第一衬底和第二衬底之间；
罗特曼透镜(222)布置在第二衬底的底侧上；以及
天线元件(302)的相应行的每个天线元件(302)经由布置在第二衬底 的底侧上的微带导体和布置在每个天线元件(302)下方的导电接地平面中的 槽通信地耦合到罗特曼透镜阵列端口组(254)的相应端口。
条款4.根据条款1所述的天线组件，还包括：
天线壳体(256)，具有包括第一侧面和第二侧面的多个侧面；
另一个平面天线阵列(220)，用于通信第二信号，另一个平面天线阵列 (220)包括：
另一个天线元件的阵列(302)，另一个天线元件的阵列(302)包括 排列成另一些行的多个另一个天线元件(302)；
另一个罗特曼透镜(222)，其具有另一个罗特曼透镜阵列端口组 (254)和另一个罗特曼透镜波束端口组(252)，相应的另一行的每个元件通 信地耦合到另一个罗特曼透镜阵列端口(254)中的相应一个；
其中：
平面天线阵列(220)安装在天线壳体(256)的第一侧面；
另一个平面天线阵列(220)安装在天线壳体(256)的第二侧面；
信号处理器(224)包括：
信号处理器另一个第一端口组，每个信号处理器另一个第一端 口通信地耦合到另一个罗特曼透镜波束端口组(252)中的相应一个；
第二端口，用于通信第二信号的第二端口；并且
其中，信号处理器(224)进一步选择性地将第二端口耦合到信 号处理器的另一个第一端口中的一个或多个；以及
信号处理器(224)安装在天线壳体(256)的外部。
条款5.根据条款4所述的天线组件，其中：
天线壳体(256)安装在交通工具的外表面上，并且其中信号处理器(224) 布置在交通工具的内部空间内。
条款6.根据条款4所述的天线组件，其中：
天线壳体(256)安装在交通工具的外表面上，并且其中信号处理器(224) 布置在天线壳体(256)内。
条款7.根据条款6所述的天线组件，其中：
平面天线阵列(220)和另一个平面天线阵列(220)被引导以共同提供360度方位角和高达180度仰角的辐射波束。
条款8.根据条款4所述的天线组件，其中：
多个侧面包括第三侧面，天线壳体(256)具有三角形横截面；以及
第三侧面包括第三平面天线阵列(220)。
条款9.根据条款4所述的天线组件，其中：
多个侧面包括第四侧面，天线壳体(256)具有梯形横截面；以及
第四侧面包括第四平面天线阵列(220)。
条款10.根据条款1所述的天线组件，其中罗特曼透镜端口组包括罗特 曼透镜阵列端口组(254)和罗特曼透镜波束端口组(252)，其中，罗特曼透 镜(222)将呈现在罗特曼透镜端口组的端口处的另一个信号从第一相位和第 一振幅被动地转换为具有第二相位和第二振幅的罗特曼透镜端口组的一个或 多个其他端口处的一个或多个信号。
条款11.根据条款1所述的天线组件，其中，第一信号在第一频带中， 第二信号在高于第一频带的第二频带中。
条款12.根据条款11所述的天线组件，其中，第一频带为6GHz以下， 第二频带为7GHz至86GHz或X、Ku、K、Ka、V波段。
条款13.根据条款1所述的天线组件，其中，叶片天线(210)由衬底的 导电层形成。
条款14.根据条款13所述的天线组件，其中，每行天线元件(302)经 由微带馈电通信地耦合到罗特曼透镜阵列端口组(254)中的相应一个。
条款15.根据条款14所述的天线组件，其中：
每个信号处理器第一端口通过相关联的第二微带导体通信地耦合到罗特 曼透镜波束端口组(252)中的相应一个。
条款16.一种经由天线组件通信一个或多个射频(RF)信号的方法，包 括：
向天线组件的平面天线阵列(220)提供第一射频(RF)信号和第二RF 信号中的至少一个，天线组件包括：
叶片天线(210)；
平面天线阵列(220)，其被配置成利用叶片天线(210)作为导电接 地平面，平面天线阵列(220)包括：
天线元件阵列(302)，天线元件的阵列(302)包括成行排列的 多个天线元件(302)；以及
罗特曼透镜(222)，使用叶片天线(210)作为导电接地平面， 罗特曼透镜(222)具有罗特曼透镜阵列端口组(254)和罗特曼透镜波束端 口组(252)，天线元件(302)的相应行的每个元件通信地耦合到罗特曼透镜 阵列端口组(254)的相应一个端口；以及
信号处理器(224)，具有：
信号处理器第一端口组，每个信号处理器第一端口通信地耦合 到罗特曼透镜波束端口组(252)中的相应一个；
第二信号处理器端口，所述第二信号处理器端口用于传输第二 RF信号；以及
其中，信号处理器(224)选择性地将第二信号处理器端口耦合到一 个或多个信号处理器第一端口；以及
经由叶片天线(210)通信第一RF信号和经由平面天线阵列(220)通信 第二RF信号中的至少一个。
条款17.根据条款16所述的方法，还包括：
第一RF信号经由叶片天线(210)通信，并且第二RF信号经由平面天 线阵列(220)通信；
其中：
第一RF信号在第一频带中；
第二RF信号在第二频带中；
第一频带为6GHz以下，第二频带为7GHz至86GHz或X、Ku、K、 Ka、V波段；以及
第一RF信号和第二RF信号同时通信。
条款18.一种装配具有机身的飞行器的方法，包括：
将天线组件布置在机身的蒙皮上，天线组件包括：
叶片天线(210)，用于通信第一信号；
平面天线阵列(220)，用于通信第二信号，平面天线阵列(220)包 括：
天线元件(302)的阵列，天线元件(302)的阵列包括多个天 线元件(302)，多个天线元件(302)使用叶片天线(210)作为导电接地平 面成行排列；
罗特曼透镜(222)，通过使用叶片天线(210)作为导电接地平 面形成，罗特曼透镜(222)具有罗特曼透镜阵列端口组(254)和罗特曼透 镜波束端口组(252)，天线元件(302)的相应行的每个元件通信地耦合到罗 特曼透镜阵列端口组(254)的相应一个端口；
信号处理器(224)，具有：
信号处理器第一端口组，每个信号处理器第一端口通信地耦合 到罗特曼透镜波束端口组(252)中的相应一个；
第二信号处理器端口，所述第二信号处理器端口用于传输第二 信号；以及
其中，信号处理器(224)将第二信号处理器端口选择性地耦合 到信号处理器第一端口中的一个或多个，并且叶片天线(210)和平面天线阵 列(220)布置在蒙皮的与信号处理器(224)相对的侧面上。
条款19.根据条款18所述的方法，其中：
罗特曼透镜(222)布置在衬底的第一侧面上；以及
叶片天线(210)由衬底的第二侧面上用于平面天线阵列(220)的导电 接地平面形成。
条款20.根据条款18所述的方法，其中：
天线组件包括多层衬底352，多层衬底352包括第一衬底和第二衬底；
天线元件(302)的阵列布置在第一衬底的顶侧上；
叶片天线(210)由用于平面天线阵列(220)的导电接地平面形成，布 置在第一衬底和第二衬底之间；
罗特曼透镜(222)布置在第二衬底的底侧上；以及
天线元件(302)的相应行的每个天线元件经由布置在第二衬底的底侧上 的微带导体和布置在每个天线元件(302)下面的导电接地平面中的槽通信地 耦合到罗特曼透镜阵列端口组(254)的相应端口。
结论
本主题公开的实施例的描述到此结束。为了说明和描述的目的，呈现了 上述实施例的描述。其目的不是详尽无遗，也不是将本公开限于所公开的确 切形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。其意图是权利的范围不 受此详细描述的限制，而是受附于此的权利要求的限制。
在本文中使用术语“包括”、“具有”、“包含”及其变体的范围内，这些 术语旨在以类似于术语“包括”作为开放过渡词的方式包括在内，而不排除 任何附加或其他元素。

Claims (10)

1.一种天线组件，其包括：
叶片天线(210)，其用于通信第一信号；
平面天线阵列(220)，其用于通信第二信号，所述平面天线阵列(220)包括：
天线元件(302)的阵列，所述天线元件(302)的阵列包括多个天线元件(302)，所述多个天线元件(302)使用所述叶片天线(210)作为导电接地平面成行排列；
罗特曼透镜(222)，其通过使用所述叶片天线(210)作为所述导电接地平面形成，所述罗特曼透镜(222)具有罗特曼透镜阵列端口组(254)和罗特曼透镜波束端口组(252)，所述天线元件(302)的相应行的每个元件通信地耦合到所述罗特曼透镜阵列端口组(254)的相应一个端口；
信号处理器(224)，其具有：
信号处理器第一端口组，每个信号处理器第一端口通信地耦合到所述罗特曼透镜波束端口组(252)中的相应一个；
第二信号处理器端口，所述第二信号处理器端口用于通信所述第二信号；以及
其中，所述信号处理器(224)选择性地将所述第二信号处理器端口耦合到所述信号处理器第一端口中的一个或多个。
2.根据权利要求1所述的天线组件，其中：
所述罗特曼透镜(222)布置在衬底的第一侧面上；以及
所述叶片天线(210)由所述衬底的第二侧面上用于所述平面天线阵列(220)的导电接地平面形成。
3.根据权利要求1或2所述的天线组件，其中：
所述天线组件包括多层衬底352，所述多层衬底352包括第一衬底和第二衬底；
所述天线元件(302)的阵列布置在所述第一衬底的顶侧上；
所述叶片天线(210)由用于所述平面天线阵列(220)的导电接地平面形成，布置在所述第一衬底和所述第二衬底之间；
所述罗特曼透镜(222)布置在所述第二衬底的底侧上；以及
所述天线元件(302)的相应行的每个天线元件(302)经由布置在所述第二衬底的所述底侧上的微带导体和布置在每个天线元件(302)下面的所述导电接地平面中的槽通信地耦合到所述罗特曼透镜阵列端口组(254)的相应端口。
4.根据权利要求1或2所述的天线组件，还包括：
天线壳体(256)，其具有包括第一侧面和第二侧面的多个侧面；
另一个平面天线阵列(220)，其用于通信所述第二信号，所述另一个平面天线阵列(220)包括：
另一个天线元件(302)的阵列，所述另一个天线元件(302)的阵列包括排列成另一些行的多个另一个天线元件(302)；
另一个罗特曼透镜(222)，其具有另一个罗特曼透镜阵列端口组(254)和另一个罗特曼透镜波束端口组(252)，相应的另一行的每个元件通信地耦合到另一个罗特曼透镜阵列端口(254)中的相应一个；
其中：
所述平面天线阵列(220)安装在所述天线壳体(256)的所述第一侧面上；
所述另一个平面天线阵列(220)安装在所述天线壳体(256)的所述第二侧面上；
所述信号处理器(224)包括：
信号处理器另一个第一端口组，每个信号处理器另一个第一端口通信地耦合到所述另一个罗特曼透镜波束端口组(252)中的相应一个；
第二端口，所述第二端口用于通信所述第二信号；以及
其中，所述信号处理器(224)进一步选择性地将所述第二端口耦合到所述信号处理器另一个第一端口中的一个或多个；以及
所述信号处理器(224)安装在所述天线壳体(256)的外部。
5.根据权利要求4所述的天线组件，其中：
所述天线壳体(256)安装在交通工具的外表面上，并且其中所述信号处理器(224)布置在所述交通工具的内部空间内。
6.根据权利要求4所述的天线组件，其中：
所述天线壳体(256)安装在交通工具的外表面上，并且其中所述信号处理器(224)布置在所述天线壳体(256)内。
7.根据权利要求6所述的天线组件，其中：
所述平面天线阵列(220)和所述另一个平面天线阵列(220)被引导以共同提供360度方位角和高达180度仰角的辐射波束。
8.根据权利要求4所述的天线组件，其中：
所述多个侧面包括第三侧面，所述天线壳体(256)具有三角形横截面；以及
所述第三侧面包括第三平面天线阵列(220)。
9.根据权利要求4所述的天线组件，其中：
所述多个侧面包括第四侧面，所述天线壳体(256)具有梯形横截面；以及
所述第四侧面包括第四平面天线阵列(220)。
10.一种经由天线组件通信一个或多个射频信号即RF信号的方法，包括：
向天线组件的平面天线阵列(220)提供第一射频信号即第一RF信号和第二RF信号中的至少一个，所述天线组件包括：
叶片天线(210)；
所述平面天线阵列(220)，其被配置成利用所述叶片天线(210)作为导电接地平面，所述平面天线阵列(220)包括：
天线元件阵列(302)，天线元件阵列(302)包括成行排列的多个天线元件(302)；以及
罗特曼透镜(222)，使用所述叶片天线(210)作为所述导电接地平面，所述罗特曼透镜(222)具有罗特曼透镜阵列端口组(254)和罗特曼透镜波束端口组(252)，所述天线元件(302)的相应行的每个元件通信地耦合到所述罗特曼透镜阵列端口组(254)的相应一个端口；以及
信号处理器(224)，具有：
信号处理器第一端口组，每个信号处理器第一端口通信地耦合到所述罗特曼透镜波束端口组(252)中的相应一个；
第二信号处理器端口，所述第二信号处理器端口用于传输所述第二RF信号；以及
其中，所述信号处理器(224)选择性地将所述第二信号处理器端口耦合到一个或多个导电信号处理器第一端口；以及
经由所述叶片天线(210)通信所述第一RF信号和经由所述平面天线阵列(220)通信所述第二RF信号中的至少一个。
CN202110950775.5A 2020-08-18 2021-08-18 具有罗特曼透镜的多系统多波段天线组件 Pending CN114079161A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063067151P 2020-08-18 2020-08-18
US63/067,151 2020-08-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114079161A true CN114079161A (zh) 2022-02-22

Family

ID=76920609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110950775.5A Pending CN114079161A (zh) 2020-08-18 2021-08-18 具有罗特曼透镜的多系统多波段天线组件

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11545762B2 (zh)
EP (1) EP3958396B1 (zh)
CN (1) CN114079161A (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10396443B2 (en) * 2015-12-18 2019-08-27 Gopro, Inc. Integrated antenna in an aerial vehicle
US11716111B2 (en) * 2021-05-06 2023-08-01 Westinghouse Air Brake Technologies Corporation Communication system and method
US11958512B2 (en) 2019-12-20 2024-04-16 Westinghouse Air Brake Technologies Corporation Monitoring and communication device of a vehicle
CA3113624C (en) 2020-04-06 2024-01-02 Transportation Ip Holdings, Llc Communication system and method
US11342678B1 (en) * 2020-11-17 2022-05-24 Malathi K Dual polarized MIMO UWB system: a method and device thereof
US11817626B2 (en) * 2021-06-16 2023-11-14 Qualcomm Incorporated Lens communication with multiple antenna arrays
DE102022003521A1 (de) * 2022-09-24 2024-04-04 Bundesrepublik Deutschland (Universität der Bundeswehr München) Steuerbare Gruppenantenne für Mehrfach-Strahlschwenkung im Zentimeterwellen-Bereich für Raumflugkörper

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6304225B1 (en) * 1998-08-21 2001-10-16 Raytheon Company Lens system for antenna system
US6275184B1 (en) * 1999-11-30 2001-08-14 Raytheon Company Multi-level system and method for steering an antenna
US6690333B2 (en) * 2001-05-07 2004-02-10 Rafael-Armament Development Authority Ltd. Cylindrical ray imaging steered beam array (CRISBA) antenna
US6680698B2 (en) * 2001-05-07 2004-01-20 Rafael-Armament Development Authority Ltd. Planar ray imaging steered beam array (PRISBA) antenna
US9306657B2 (en) 2005-04-08 2016-04-05 The Boeing Company Soft handoff method and apparatus for mobile vehicles using directional antennas
US20060229076A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Monk Anthony D Soft handoff method and apparatus for mobile vehicles using directional antennas
US8130171B2 (en) * 2008-03-12 2012-03-06 The Boeing Company Lens for scanning angle enhancement of phased array antennas
US8378921B2 (en) * 2008-08-28 2013-02-19 The Boeing Company Broadband multi-tap antenna
CN102369634B (zh) * 2009-01-29 2014-02-19 日立化成工业株式会社 多波束天线装置
US10103428B2 (en) * 2013-05-02 2018-10-16 Qualcomm Incorporated Low cost high performance aircraft antenna for advanced ground to air internet system
US9391375B1 (en) * 2013-09-27 2016-07-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Wideband planar reconfigurable polarization antenna array
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
US9917354B2 (en) 2015-07-27 2018-03-13 Laird Technologies (Shanghai) Co., Ltd. Multiband vehicular antenna assembly
US10004135B2 (en) 2015-08-24 2018-06-19 Massachusetts Institute Of Technology Systems and methods for particle guiding
EP3398228B1 (en) 2015-12-29 2022-03-23 Blue Danube Systems, Inc. A low thermal impedance structure in a phased array
KR101852580B1 (ko) 2016-08-31 2018-06-11 엘지전자 주식회사 차량에 탑재되는 안테나 시스템
US11329393B2 (en) * 2016-12-07 2022-05-10 Fujikura Ltd. Antenna device
FR3069713B1 (fr) * 2017-07-27 2019-08-02 Thales Antenne integrant des lentilles a retard a l'interieur d'un repartiteur a base de diviseurs a guide d'ondes a plaques paralleles
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
US11121462B2 (en) * 2018-02-21 2021-09-14 Antenna Research Associates Passive electronically scanned array (PESA)
US11411324B2 (en) * 2019-06-03 2022-08-09 Raymond Albert Fillion Phased array antenna with isotropic and non-isotropic radiating and omnidirectional and non-omnidirectional receiving elements
DE102019117627A1 (de) * 2019-06-30 2020-12-31 Airbus Operations Gmbh Elektronikanordnung für ein Flugzeug und Verfahren zum Bereitstellen einer solchen Elektronikanordnung
US11482775B2 (en) * 2019-09-09 2022-10-25 The Boeing Company Antenna assemblies having energy dissipation mechanisms
US10992037B2 (en) * 2019-09-18 2021-04-27 The Boeing Company Steerable antenna assembly
US10862199B1 (en) 2020-02-13 2020-12-08 The Boeing Company Multi system multi band antenna and antenna arrays assembly

Also Published As

Publication number Publication date
EP3958396A1 (en) 2022-02-23
EP3958396B1 (en) 2022-09-14
US20220059935A1 (en) 2022-02-24
US11545762B2 (en) 2023-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3958396B1 (en) Multi-system multi-band antenna assembly with rotman lens
Abulgasem et al. Antenna designs for CubeSats: A review
US10553947B2 (en) Lens antenna system
Gao et al. Advanced antennas for small satellites
EP2551959B1 (en) Wide-band linked-ring antenna element for phased arrays
KR20190123236A (ko) 위상 어레이들을 위한 단위 셀 안테나
US10910712B2 (en) Active electronically scanned array (AESA) antenna configuration for simultaneous transmission and receiving of communication signals
EP3866259B1 (en) Multi system multi band antenna and antenna arrays assembly
WO2003058753A2 (en) Structurally-integrated, space-fed phased array antenna system for use on an aircraft
US20210159597A1 (en) High-gain, wide-angle, multi-beam, multi-frequency beamforming lens antenna
US20220190474A1 (en) Digital conformal antenna
CN114256636A (zh) 具有多个相控天线阵列的电子设备
US11990670B2 (en) Direct air-to-ground antenna systems for aircraft
AU2021273812A1 (en) A high-gain, hemi-spherical coverage, multi-sided flattened luneburg lens antenna
US9300054B2 (en) Printed circuit board based feed horn
CN114421117A (zh) 一种星载多频段一体化接收天线
Tomasic et al. A geodesic sphere phased array antenna for satellite control and communication
Baggen et al. Phased array technology by IMST: A comprehensive overview
Schippers et al. Development of dual-frequency airborne satcom antenna with optical beamforming
US12021305B1 (en) Conformal antenna system
Shelley et al. Low profile scanning antennas for satcom “on-the-move”
CN110889220B (zh) 一种新型的ads-b、tcas共用天线的方法
Baggen et al. Designing integrated frontends for satcom applications
WO2024050198A1 (en) Base station antenna

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination