CN114094307A - 天线装置和车辆 - Google Patents

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CN114094307A CN202011503726.9A CN202011503726A CN114094307A CN 114094307 A CN114094307 A CN 114094307A CN 202011503726 A CN202011503726 A CN 202011503726A CN 114094307 A CN114094307 A CN 114094307A
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Abstract

本公开提供一种天线装置，该天线装置包括：导电板，具有多个缝隙组；多个馈电线；以及电介质，设置在导电板和多个馈电线之间。多个缝隙组中的每一个可以包括形成在导电板中的主缝隙、副缝隙和缝隙耦合器。主缝隙、副缝隙和缝隙耦合器可以被构造成穿过导电板。缝隙耦合器可以被构造成从副缝隙延伸到主缝隙附近。

Description

天线装置和车辆
相关申请的交叉引用
本申请基于2020年4月27日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2020-0050671的韩国专利申请并要求该韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种天线装置和具有该天线装置的车辆，并且更具体地，涉及一种安装在前窗或后窗上的天线装置和具有该天线装置的车辆。
背景技术
车辆是使用化石燃料和/或电力作为动力源在道路和轨道上行驶的移动工具或运输工具。
车辆通常包括音频装置和视频装置，以使驾驶员能够听音乐和观看视频。此外，车辆中通常设置有导航系统，以向驾驶员显示到目的地的路线。
车辆与外部装置(或外部车辆)进行通信的需求不断增长。例如，与在前车辆和/或跟随车辆的车辆到车辆(V2V)通信的需求不断增加。
为了与在前车辆和/或跟随车辆顺利地进行V2V通信，优选在车辆的前部和/或后部布置用于发送/接收无线电信号的天线。
在以上背景技术部分中公开的信息是为了帮助理解本公开的背景，并且不应被认为是对该信息构成现有技术的任何部分的承认。
发明内容
本公开的一方面的目的在于提供一种设置在前窗和/或后窗上的天线装置。
本公开的另一方面的目的在于提供一种能够从倾斜的前窗和/或后窗朝向车辆的前方和/或后方形成波束的天线装置。
本公开的其它方面将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地从该描述中将是显而易见的，或者可以通过本公开的实践而获知。
根据本公开的一方面，一种天线装置可以包括：导电板，具有多个缝隙组；多个馈电线；以及电介质，设置在导电板和多个馈电线之间。多个缝隙组中的每一个可以包括形成在导电板中的主缝隙、副缝隙和缝隙耦合器。主缝隙、副缝隙和缝隙耦合器可以被构造成穿过导电板。缝隙耦合器可以被构造成从副缝隙延伸到主缝隙附近。
每个主缝隙在长轴的方向上的宽度可以大于在短轴的方向上的宽度。
与主缝隙邻近的另一主缝隙可以被设置为在主缝隙的长轴的方向上与主缝隙间隔开。
与主缝隙邻近的另一主缝隙可以被设置为在主缝隙的短轴的方向上与主缝隙间隔开。
副缝隙可以被设置为在主缝隙的长轴的方向上与主缝隙间隔开。
多个馈电线中的每一个可以被构造成在主缝隙的短轴的方向上延伸并与主缝隙交叉。
缝隙耦合器可以包括：耦合感应器，在主缝隙附近平行于主缝隙延伸；缝隙连接器，连接到副缝隙；以及相位延迟器，设置在耦合感应器和缝隙连接器之间。
相位延迟器可以为从耦合感应器延伸到缝隙连接器的字母S形状。
缝隙耦合器可以被构造成将副缝隙耦合到主缝隙。
根据本公开的另一方面，一种车辆可以包括：前窗；无线通信装置；以及天线装置，设置在前窗上并被构造成电连接到无线通信装置。天线装置可以包括：导电板，具有多个缝隙组；多个馈电线；以及电介质，设置在导电板和多个馈电线之间。多个缝隙组中的每一个包括形成在导电板中的主缝隙、副缝隙和缝隙耦合器。主缝隙、副缝隙和缝隙耦合器被构造成穿过导电板。缝隙耦合器可以被构造成从副缝隙延伸到主缝隙附近。
根据本公开的另一方面，一种天线装置包括：导电板；多个馈电线；以及电介质，设置在导电板和多个馈电线之间。导电板包括：多个主缝隙，具有在第一轴的方向上的第一宽度和在第二轴的方向上的第二宽度，第一宽度延伸大于第二宽度，并且第一轴垂直于第二轴；多个副缝隙，在多个主缝隙中的每一个的第一轴的方向上与多个主缝隙中的每一个间隔开；以及多个缝隙耦合器，从多个副缝隙中的每一个朝向多个主缝隙中的每一个附近延伸。多个馈电线中的每一个可以被构造成在主缝隙的第二轴的方向上延伸并与多个主缝隙中的每一个交叉。
附图说明
通过以下结合附图对实施例的描述，本公开的这些和/或其它方面将变得显而易见并且更容易理解，其中：
图1是示出根据本公开的实施例的车辆的视图。
图2是示出根据本公开的实施例的车辆的电子组件的视图。
图3A和图3B是示出根据本公开的实施例的天线装置的视图。
图4是示出包括主缝隙的缝隙天线的电流分布的视图。
图5是示出包括主缝隙和副缝隙的缝隙天线的电流分布的视图。
图6是示出根据本公开的实施例的天线装置的电流分布的视图。
图7是示出根据本公开的实施例的天线装置的辐射模式(pattern)的视图。
图8是示出根据本公开的实施例的天线装置的视图。
图9是示出根据本公开的实施例的天线装置的辐射模式的视图。
图10A和图10B是分别示出安装在车辆中的传统天线装置的辐射方向和根据本公开的实施例的天线装置的辐射方向的视图。
图11是示出根据本公开的实施例的天线装置的视图。
具体实施方式
提供以下详细描述以帮助读者获得对本文描述的方法、装置和/或系统的全面理解。因此，将向本领域普通技术人员暗示本文描述的方法、装置和/或系统的各种改变形式、修改形式和等同形式。描述的处理操作的进度是示例；然而，除了必须以特定顺序发生的操作之外，操作的顺序不限于本文阐述的顺序，并且可以如本领域中已知的那样改变。另外，为了增加清晰度和简洁性，省略了对公知功能和构造的相应描述。
另外，现在在下文中参照附图更充分地描述示例性实施例。然而，示例性实施例可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施例。提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域普通技术人员充分传达示例性实施例。相同的附图标记始终表示相同的元件。
将理解的是，尽管本文可以使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何一个和所有组合。
将理解的是，当一个元件被称为“连接”或“联接”到另一元件时，一个元件可以直接连接或联接到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接联接”到另一元件时，不存在中间元件。
本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而不旨在进行限制。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。
现在将详细参照本公开的示例性实施例，本公开的示例性实施例的示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。
表述“a、b和c中的至少一个”应理解为仅包括a、仅包括b、仅包括c、包括a和b、包括a和c、包括b和c或包括a、b和c。
在下文中，参照附图描述本公开的操作原理和实施例。
图1是示出根据本公开的实施例的车辆的视图，图2是示出根据本公开的实施例的车辆的电子组件的视图。
车辆1可以包括形成车辆1的外观并容纳驾驶员和/或货物的车身10、具有除车身以外的车辆1的组件的底盘以及保护驾驶员并为驾驶员提供便利的电子组件。
参照图1和图2，车辆1可以包括发动机罩11、前护板12、顶板13、车门14、行李箱盖15和后顶盖侧板16等。此外，为了确保驾驶员的视线，前窗17可以被安装在车身10的前部，侧窗18可以被安装在车身10的侧面，并且后窗19可以被设置在车身10的后部。前窗17和后窗19中的每一个可以设置有能够分别与在前车辆和跟随车辆进行通信的天线装置100。
车辆1可以包括发动机管理系统(EMS)31、变速器控制单元(TCU)32、电子制动系统(EBS)33、电子助力转向系统(EPS)34、车身控制模块(BCM)35、显示器36、暖通空调(HVAC)37、音频装置38、无线通信装置50等。
无线通信装置50可以与另一车辆、用户终端或通信中继器等进行无线通信。无线通信装置50可以用于车辆到车辆(V2V)的通信、车辆到基础设施(V2I)的通信、车辆到移动装置(V2N)的通信以及车辆到电网(V2G)的通信等。
无线通信装置50可以通过各种通信方法来发送和接收信号。无线通信装置50可以使用诸如专用短程通信(DSRC)或车辆环境中的无线接入(WAVE)的短程无线通信方法。另外，无线通信装置50可以使用诸如时分多址(TDMA)或码分多址(CDMA)的移动通信方法。
无线通信装置50可以连接到天线装置100，以与另一车辆、用户终端或通信中继器交换无线信号。如图1所示，天线装置100可以安装在车辆1的前窗17和/或后窗19上。
另外，车辆1可以进一步包括用于保护驾驶员并为驾驶员提供便利的电子组件。例如，车辆1可以包括诸如门锁、雨刷、电动座椅、座椅加热器、组合仪表、室内灯、导航系统和多功能开关的电子组件30。
电子组件30可以通过车辆通信网络NT彼此进行通信。例如，电子组件30可以通过以太网、面向媒体的系统传输(MOST)、Flexray、控制器局域网(CAN)、本地互连网络(LIN)等来发送和接收数据。
图3A和图3B是示出根据本公开的实施例的天线装置的视图，图4是示出包括主缝隙的缝隙天线的电流分布的视图，图5是示出包括主缝隙和副缝隙的缝隙天线的电流分布的视图，图6是示出根据本公开的实施例的天线装置的电流分布的视图，图7是示出根据本公开的实施例的天线装置的辐射模式的视图。
图3A示出了天线装置100的外观，图3B示出了图3A的截面A-A′。
天线装置100可以是缝隙天线。缝隙天线通常包括细长孔或缝隙平板。缝隙的长度可以取决于辐射信号的频率或波长，并且缝隙的宽度可以取决于辐射信号的带宽。缝隙天线被广泛用于300MHz至25GHz的频带中，并且缝隙天线的辐射模式与偶极天线的辐射模式基本相似。
如图3A和图3B所示，天线装置100可以包括形成有主缝隙110、副缝隙120和缝隙耦合器130的导电板101。
导电板101可以由诸如金属的导电材料形成。例如，导电板101可以是薄金属薄膜，从而天线装置100可以弯曲。
另外，导电板101可以由透明材料制成，以便不遮挡驾驶员的视线。例如，导电板101可以包括铟锡氧化物(ITO)，或者可以包括碳纳米管或石墨烯。
主缝隙110、副缝隙120和缝隙耦合器130可以穿过导电板101形成。无线电波可以被由导电材料制成的导电板101阻断，但是可以穿过主缝隙110、副缝隙120和缝隙耦合器130。
主缝隙110具有细长形状。如图3A所示，主缝隙110在长轴X1方向上的宽度W1大于在短轴X2方向上的宽度W2。在长轴X1方向上的宽度W1可以取决于天线装置100发送和接收的无线电信号的波长或频率。在短轴X2方向上的宽度W2可以取决于天线装置100发送和接收的无线电信号的带宽。
副缝隙120可以形成在主缝隙110附近。副缝隙120可以位于主缝隙110的长轴X1的延长线上。换言之，副缝隙120可以设置在长轴方向上。
副缝隙120可以被设置为与主缝隙110间隔开。副缝隙120和主缝隙110之间的距离可以取决于天线装置100发射无线电波的辐射方向。
副缝隙120可以小于主缝隙110。换言之，副缝隙120的面积可以小于主缝隙110的面积。副缝隙120的尺寸(副缝隙在主缝隙的长轴方向上的宽度和副缝隙在主缝隙的短轴方向上的宽度)可以取决于天线装置100发射无线电波的辐射方向。
另外，副缝隙120可以具有各种形状。副缝隙120可以是例如近似圆形或近似椭圆形，或具有圆角的正方形，或具有圆角的长方形。
缝隙耦合器130可以被限定为与主缝隙110和副缝隙120邻近。
缝隙耦合器130可以包括：耦合感应器131，用于与主缝隙110感应耦合；相位延迟器132，用于在主缝隙110和副缝隙120之间进行相位延迟；以及缝隙连接器133，连接到副缝隙120。
参照图3A和图3B，缝隙耦合器130可以连接到副缝隙120。换言之，缝隙耦合器130可以是与副缝隙120一体化的缝隙或孔。另外，缝隙耦合器130和副缝隙120可以由一条闭合曲线限定。
连接到副缝隙120的缝隙耦合器130的一部分可以被定义为缝隙连接器133。
不同于缝隙耦合器130连接到副缝隙120，缝隙耦合器130可以不连接到主缝隙110。换言之，缝隙耦合器130可以是不与主缝隙110一体化的缝隙或孔。此外，缝隙耦合器130和主缝隙110可以不由一条闭合曲线限定，并且可以由至少两条不交叠的单独的闭合曲线限定。
然而，缝隙耦合器130可以被设置为相比副缝隙120更靠近主缝隙110以与主缝隙110耦合。换言之，缝隙耦合器130和主缝隙110之间的最短距离可以比副缝隙120和主缝隙110之间的最短距离短。
耦合到主缝隙110的缝隙耦合器130的一部分可以被定义为耦合感应器131。耦合感应器131可以在主缝隙110附近沿着主缝隙110的长轴X1方向延伸。例如，耦合感应器131可以从最靠近副缝隙120的主缝隙110的一端以平行于主缝隙110的方式朝向主缝隙110的另一端延伸。从主缝隙110的一端朝向主缝隙110的另一端延伸的耦合感应器131的长度可以取决于天线装置100发射无线电波的辐射方向。
相位延迟器132可以设置在缝隙连接器133和耦合感应器131之间。相位延迟器132可以调整主缝隙110和副缝隙120之间的相位延迟。
例如，主缝隙110的长轴X1的宽度大体上对应于无线电信号的波长的一半。当在主缝隙110和副缝隙120之间需要180度的相位延迟时，主缝隙110必须与副缝隙120间隔开相当于主缝隙110的长轴X1的宽度的距离。当主缝隙110和副缝隙120之间的距离增加时，天线装置100会大型化，天线装置100的效率会降低。
相位延迟器132可以增加通过耦合感应器131从主缝隙110耦合的电磁场行进到副缝隙120所通过的距离。由此，可以引起主缝隙110和副缝隙120之间的相位延迟。
例如，如图3A所示，相位延迟器132可以形成为字母S形或Z字形图案。字母S形或Z字形图案的相位延迟器132可以增加信号在主缝隙110和副缝隙120之间传播所通过的距离，并且将主缝隙110和副缝隙120之间的物理距离保持为最小。由此，可以在充分确保主缝隙110和副缝隙120之间的相位延迟的同时最小化主缝隙110和副缝隙120之间的距离。
天线装置100可以进一步包括馈电线102和电介质103。
电介质103可以设置在馈电线102和导电板101之间。电介质103可以支撑馈电线102和导电板101，并使馈电线102和导电板101电隔离。
电介质103可以由不流通电的非导体构成，并且可以包括例如广泛用于印刷电路板中的FR-4。电介质103可以由柔性材料制成，使得天线装置100可以弯曲。例如，电介质103可以包括聚酰亚胺膜或聚酯膜。
电介质103设置在馈电线102和导电板101之间。例如，馈电线102不与导电板101接触，并且可以被设置为基本平行于导电板101。
馈电线102可以被设置为在主缝隙110的短轴X2方向上延伸。另外，馈电线102的至少一部分可以与主缝隙110交叠。换言之，如图3A和图3B所示，主缝隙110和馈电线102可以以90度的角度交叉。
馈电线102电连接到车辆1的无线通信装置50。可以从无线通信装置50向馈电线102提供电信号。
当通过馈电线102输入电信号时，可以在馈电线102周围形成电磁场。在馈电线102周围形成的电磁场可以通过主缝隙110谐振。在主缝隙110中谐振的电磁场可以辐射到自由空间。
可以通过在主缝隙110中谐振的电磁场在主缝隙110周围感应电流。另外，在主缝隙110中谐振的电磁场可以在主缝隙110周围感应电流，并且在缝隙耦合器130的耦合感应器131周围感应电流。
可以通过在耦合感应器131周围感应的电流在耦合感应器131内部产生电磁场。在耦合感应器131内部产生的电磁场可以沿着相位延迟器132传播到缝隙连接器133。此时，在电磁场沿着相位延迟器132传播的同时，相位可以被延迟。
传播到缝隙连接器133的电磁场可以被传输到副缝隙120。传输到副缝隙120的电磁场可以从副缝隙120辐射到自由空间。换言之，在主缝隙110中谐振的电磁场中的一部分电磁场可以通过副缝隙120辐射到自由空间。
另外，在电磁场通过缝隙耦合器130从主缝隙110传播到副缝隙120的期间，可以通过电磁场而在缝隙耦合器130周围感应电流。
这样，缝隙耦合器130可以将主缝隙110的电磁场引导到副缝隙120。如果不存在缝隙耦合器130，则副缝隙120不能耦合到主缝隙110。
例如，仅形成有主缝隙110的天线的电流分布如图4所示。如图4所示，天线的电流分布可以集中在主缝隙110周围。因此，确认无线电波从主缝隙110辐射到自由空间。
另外，仅形成有主缝隙110和副缝隙120的天线的电流分布如图5所示。如图5所示，天线的电流分布可以集中在主缝隙110周围。尽管副缝隙120位于主缝隙110周围，但是电流会集中在主缝隙110周围，而没有电流会分布在副缝隙120周围。因此，可以确认仅在主缝隙110中辐射无线电波，而在副缝隙120中没有辐射无线电波。
形成有主缝隙110、副缝隙120和缝隙耦合器130的天线装置100的电流如图6所示。如图6所示，天线的电流分布可以集中在主缝隙110周围，但是可以确认电流分布沿着缝隙耦合器130扩散到副缝隙120。因此，可以确认无线电波不仅从主缝隙110辐射而且从副缝隙120辐射。
如上所述，缝隙耦合器130可以将主缝隙110与副缝隙120耦合，并且使无线电波不仅从主缝隙110辐射而且从副缝隙120辐射。
如上所述，由于无线电波不仅从主缝隙110辐射而且从副缝隙120辐射，所以天线装置100的辐射模式会与一般的缝隙天线的辐射模式不同。
如前所述，缝隙天线的辐射模式可以与偶极天线的辐射模式大体相似。一般的缝隙天线可以在垂直于缝隙的方向(当缝隙的长轴的方向被定义为上/下侧时，为前后方向)和缝隙的短轴的方向(当缝隙的长轴的方向被定义为上/下侧时，为左右方向)上辐射无线电波。特别地，缝隙天线表现出中心线垂直于缝隙的辐射模式。
相比之下，因为无线电波不仅从主缝隙110辐射而且从副缝隙120辐射，所以天线装置100的辐射模式可以在倾斜方向上辐射无线电波。
天线装置100的向前和向后(垂直于缝隙的方向)的辐射模式如图7所示。如图7所示，天线装置100可以具有朝向前上方的辐射模式。换言之，天线装置100可以具有以主缝隙110为中心向设置副缝隙120的方向相反的方向偏置的辐射模式。另外，天线装置100可以具有朝向后下方的辐射模式。换言之，天线装置100可以具有以主缝隙110为中心向设置副缝隙120的方向偏置的辐射模式。
图8是示出根据本公开的实施例的天线装置的视图，图9是示出根据本公开的实施例的天线装置的辐射模式的视图，图10A和图10B分别示出安装在车辆中的传统天线装置的辐射方向和根据本公开的实施例的天线装置的辐射方向的视图。
参照图8，天线装置100a可以包括形成有多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n，多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n以及多个缝隙耦合器130a、130b、130c、……、130n的导电板101。在图8中，示出了四个主缝隙、四个副缝隙和四个缝隙耦合器，但是数量不受如图所示的数量的限制。
导电板101可以由与图3A和图3B所示的导电板相同的材料形成，并且多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n，多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n以及多个缝隙耦合器130a、130b、130c、……、130n穿过导电板101形成。
多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n可以包括第一主缝隙110a、第二主缝隙110b、第三主缝隙110c、……、第n主缝隙110n。
多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n中的每一个可以具有细长形状。特别地，多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n中的每一个在长轴X1方向上的宽度W1大于在短轴X2方向上的宽度W2。另外，多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n中的每一个具有与图3A和图3B所示的主缝隙110相同的形状，并且可以提供相同的功能。
多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n可以在长轴X1方向上布置成一排。例如，如图所示，第二主缝隙110b可以设置在第一主缝隙110a的下方，第三主缝隙110c可以设置在第二主缝隙110b的下方。换言之，多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n可以设置在多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n中的每一个的长轴X1的延长线上。
多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n可以包括第一副缝隙120a、第二副缝隙120b、第三副缝隙120c、……、第n副缝隙120n。
多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n可以分别形成在多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n附近(图中在主缝隙下方)。特别地，多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n可以分别位于多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n的长轴X1的延长线上。多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n中的每一个具有与图3A和图3B所示的副缝隙120相同的形状，并且可以提供相同的功能。
多个缝隙耦合器130a、130b、130c、……、130n可以包括第一缝隙耦合器130a、第二缝隙耦合器130b、第三缝隙耦合器130c、……、第n缝隙耦合器130n。
多个缝隙耦合器130a、130b、130c、……、130n可以设置在多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n以及多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n附近(图中在主缝隙和副缝隙的右侧)，具有与图3A和图3B所示的缝隙耦合器130相同的形状，并且可以提供相同的功能。
多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n，多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n以及多个缝隙耦合器130a、130b、130c、……、130n可以被划分为多个缝隙组a、b、c、……、n。
第一缝隙组a可以包括第一主缝隙110a、第一副缝隙120a和第一缝隙耦合器130a。第二缝隙组b可以包括第二主缝隙110b、第二副缝隙120b和第二缝隙耦合器130b。以相同的方式，第n缝隙组n可以包括第n主缝隙110n、第n副缝隙120n和第n缝隙耦合器130n。
天线装置100a可以进一步包括多个馈电线102a、102b、102c、……、102n以及电介质103。
电介质103可以设置在馈电线102和导电板101之间。电介质103可以支撑馈电线102和导电板101，并且使馈电线102和导电板101电隔离。电介质103可以具有与图3A和图3B所示的电介质相同的形状，并且可以提供相同的功能。
电介质103设置在多个馈电线102a、102b、102c、……、102n和导电板101之间。例如，多个馈电线102a、102b、102c、……、102n不与导电板101接触，并且可以被设置为基本平行于导电板101。
多个馈电线102a、102b、102c、……、102n可以被设置为分别在多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n的短轴X2方向上延伸。另外，多个馈电线102a、102b、102c、……、102n的至少一部分可以分别与多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n交叠。换言之，如图3A和图3B所示，多个馈电线102a、102b、102c、……、102n中的每一个可以与多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n中的每一个以90度的角度交叉。多个馈电线102a、102b、102c、……、102n中的每一个可以具有与图3A和图3B所示的馈电线相同的形状，并且可以提供相同的功能。
这样，天线装置100a可以包括并排布置的多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n以及多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n。多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n以及多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n可以分别由多个缝隙耦合器130a、130b、130c、……、130n耦合。另外，可以分别通过多个馈电线102a、102b、102c、……、102n将电信号提供给多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n。
通过在多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n中的每一个和多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n中的每一个之间耦合，多个缝隙组a、b、c、……、n中的每一个可以具有偏置的辐射模式。例如，如上述图7所示，多个缝隙组a、b、c、……、n中的每一个可以具有朝向前上方的辐射模式。
可以通过使多个缝隙组a、b、c、……、n的辐射模式交叠来形成天线装置100a的辐射模式。
天线装置100a的向前和向后(垂直于缝隙的方向)的辐射模式如图9所示。如图9所示，天线装置100a可以具有朝向前上方的辐射模式。换言之，天线装置100a可以具有以主缝隙110a、110b、110c、……、110n为中心向设置副缝隙120a、120b、120c、……、120n的方向相反的方向偏置的辐射模式。
与图7所示的辐射模式相比，天线装置100a的辐射模式可以具有薄且长的辐射模式形状。另外，确认图7所示的辐射模式的最大值可以为约“0”dBi(各向同性的dB)，图9中所示的天线装置100a的辐射模式的最大值可以为约“5”dBi。天线装置100a辐射的无线电波可以传播到更远的距离。
这样，当将天线装置100a安装在前窗17或后窗19上时，向上或向下偏置的辐射模式在与在前车辆或跟随车辆通信时可以具有有利的效果。在前车辆或跟随车辆通常会在与车辆1相同的平面(道路)上行驶，为了与在前车辆或跟随车辆通信，在与道路平行的方向上具有辐射模式是有利的。
前窗17和后窗19的表面通常会相对于道路或垂直于道路的平面倾斜。这样，当一般的缝隙天线设置在倾斜的前窗17和后窗19上时，天线的辐射模式会不与道路平行。例如，如图10A所示，当前窗17和后窗19相对于道路以45度倾斜布置时，可以预测到缝隙天线的辐射模式朝上45度。
另一方面，天线装置100a可以具有向上或向下倾斜的辐射模式。因此，当将天线装置100a安装在倾斜的前窗17和后窗19上时，天线装置100a可以表现出与道路基本平行的辐射模式。例如，如图10B所示，当具有以45度朝向前下方的辐射模式的天线装置100被安装在以45度倾斜设置的前窗17上时，天线装置100可以在与道路基本平行的方向上发射无线电波。
图11是示出根据本公开的实施例的天线装置的视图。
参照图11，天线装置100a可以包括形成有多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n，多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n以及多个缝隙耦合器130a、130b、130c、……、130n的导电板101。在图11中，示出了四个主缝隙、四个副缝隙和四个缝隙耦合器，但是数量不受图中所示的数量的限制。
导电板101可以由与图3A和图3B所示的导电板相同的材料形成，并且多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n，多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n以及多个缝隙耦合器130a、130b、130c、……、130n穿过导电板101形成。
多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n可以包括第一主缝隙110a、第二主缝隙110b、第三主缝隙110c、……、第n主缝隙110n。
多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n中的每一个可以具有细长形状。特别地，多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n中的每一个在长轴X1方向上的宽度W1大于在短轴X2方向上的宽度W2。另外，多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n中的每一个具有与图3A和图3B所示的主缝隙110相同的形状，并且可以提供相同的功能。
多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n可以在短轴X2方向上布置成一排。例如，如图所示，第二主缝隙110b可以设置在第一主缝隙110a的右侧，第三主缝隙110c可以设置在第二主缝隙110b的右侧。换言之，多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n可以设置在多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n中的每一个的短轴X2的延长线上。
多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n可以包括第一副缝隙120a、第二副缝隙120b、第三副缝隙120c、……、第n副缝隙120n。多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n可以分别形成在多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n附近(图中在主缝隙下方)。多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n中的每一个具有与图3A和图3B所示的副缝隙120相同的形状，并且可以提供相同的功能。
多个缝隙耦合器130a、130b、130c、……、130n可以包括第一缝隙耦合器130a、第二缝隙耦合器130b、第三缝隙耦合器130c、……、第n缝隙耦合器130n。多个缝隙耦合器130a、130b、130c、……、130n可以设置在多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n以及多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n附近(图中在主缝隙和副缝隙的右侧)，具有与图3A和图3B所示的缝隙耦合器130相同的形状，并且可以提供相同的功能。
多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n，多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n以及多个缝隙耦合器130a、130b、130c、……、130n可以被划分为多个缝隙组a、b、c、……、n。
第一缝隙组a可以包括第一主缝隙110a、第一副缝隙120a和第一缝隙耦合器130a。第二缝隙组b可以包括第二主缝隙110b、第二副缝隙120b和第二缝隙耦合器130b。以相同的方式，第n缝隙组n可以包括第n主缝隙110n、第n副缝隙120n和第n缝隙耦合器130n。
天线装置100a可以进一步包括多个馈电线102a、102b、102c、……、102n以及电介质103。
电介质103可以设置在馈电线102和导电板101之间。电介质103设置在多个馈电线102a、102b、102c、……、102n和导电板101之间。多个馈电线102a、102b、102c、……、102n可以被设置为分别在多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n的短轴X2方向上延伸。多个馈电线102a、102b、102c、……、102n中的每一个可以具有与图3A和图3B所示的馈电线相同的形状，并且可以提供相同的功能。
这样，天线装置100a可以包括并排布置的多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n以及多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n。多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n以及多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n可以分别由多个缝隙耦合器130a、130b、130c、……、130n耦合。另外，可以分别通过多个馈电线102a、102b、102c、……、102n将电信号提供给多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n。
通过在多个主缝隙110a、110b、110c、……、110n中的每一个和多个副缝隙120a、120b、120c、……、120n中的每一个之间耦合，多个缝隙组a、b、c、……、n中的每一个可以具有偏置的辐射模式。可以通过使多个缝隙组a、b、c、……、n的辐射模式交叠来形成天线装置100a的辐射模式。
天线装置100a可以具有朝向前上方的辐射模式。换言之，天线装置100a可以具有以主缝隙110a、110b、110c、……、110n为中心向设置副缝隙120a、120b、120c、……、120n的方向相反的方向偏置的辐射模式。
根据本公开的实施例，可以提供设置在前窗和/或后窗上的天线装置。
此外，根据本公开的实施例，可以提供能够从倾斜的前窗和/或后窗朝向车辆的前方和/或后方形成波束的天线装置。由此，天线装置可以顺利地与在前车辆和/或跟随车辆通信。
上面已经描述了本公开的示例性实施例。在上述示例性实施例中，一些组件可以被实现为“模块”。在此，术语“模块”是指但不限于执行某些任务的软件和/或硬件组件，例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。模块可以有利地被配置为驻留在可寻址存储介质上并且被配置为在一个或多个处理器上运行。
因此，作为示例，模块可以包括诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件的组件，进程，功能，属性，过程，子例程，程序代码段，驱动程序，固件，微代码，电路，数据，数据库，数据结构，表，数组和/或变量。可以将在组件和模块中提供的操作组合为更少的组件和模块，或者可以将在组件和模块中提供的操作进一步分离为附加的组件和模块。另外，组件和模块可以被实现为使得其使装置中的一个或多个CPU运行。
尽管如此，除了上述示例性实施例之外，还可以通过在例如计算机可读介质的介质中/上的计算机可读代码/指令来实现实施例，以控制至少一个处理元件来实现任何上述示例性实施例。介质可以对应于允许存储和/或传输计算机可读代码的任何介质。
计算机可读代码可以被记录在介质上或通过互联网传输。介质可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁带、软盘和光学记录介质。而且，介质可以是非暂时性计算机可读介质。介质也可以是分布式网络，从而可以以分布式方式存储或传输和执行计算机可读代码。更进一步地，仅作为示例，处理元件可以包括至少一个处理器或至少一个计算机处理器，并且处理元件可以被分布和/或包括在单个装置中。
尽管针对有限数量的实施例描述了示例性实施例，但是受益于本公开的本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离本文所公开的范围的情况下，可以设计出其它实施例。因此，范围应仅由所附权利要求书限制。
到目前为止，已经参照附图描述了本公开的实施例。对于本领域普通技术人员应显而易见的是，在不改变本公开的技术思想或基本特征的情况下，可以以除了上述实施例之外的其它形式来实践本公开。上面的实施例仅是示例性的，并且不应在限定的意义上进行解释。

Claims (18)

1.一种天线装置，包括：
导电板，具有多个缝隙组；
多个馈电线；以及
电介质，设置在所述导电板和所述多个馈电线之间，
其中所述多个缝隙组中的每一个包括形成在所述导电板中的主缝隙、副缝隙和缝隙耦合器，
所述主缝隙、所述副缝隙和所述缝隙耦合器穿过所述导电板，并且
所述缝隙耦合器从所述副缝隙延伸到所述主缝隙附近。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，
每个所述主缝隙具有在第一轴的方向上延伸的第一宽度和在第二轴的方向上延伸的第二宽度，所述第一宽度延伸大于所述第二宽度，并且所述第一轴垂直于所述第二轴，并且
与所述主缝隙邻近的另一主缝隙在所述主缝隙的第一轴的方向上与所述主缝隙间隔开。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其中，
每个所述主缝隙具有在第一轴的方向上的第一宽度和在第二轴的方向上的第二宽度，所述第一宽度延伸大于所述第二宽度，并且所述第一轴垂直于所述第二轴，并且
与所述主缝隙邻近的另一主缝隙在所述主缝隙的第二轴的方向上与所述主缝隙间隔开。
4.根据权利要求1所述的天线装置，其中，
所述主缝隙具有在第一轴的方向上延伸的第一宽度和在第二轴的方向上延伸的第二宽度，所述第一宽度延伸大于所述第二宽度，并且所述第一轴垂直于所述第二轴，并且
所述副缝隙在所述主缝隙的第一轴的方向上与所述主缝隙间隔开。
5.根据权利要求4所述的天线装置，其中，
所述多个馈电线中的每一个在所述主缝隙的第二轴的方向上延伸并与所述主缝隙交叉。
6.根据权利要求4所述的天线装置，其中，
所述缝隙耦合器包括：
耦合感应器，在所述主缝隙附近平行于所述主缝隙延伸；
缝隙连接器，与所述副缝隙连通；以及
相位延迟器，设置在所述耦合感应器和所述缝隙连接器之间。
7.根据权利要求6所述的天线装置，其中，
所述相位延迟器具有从所述耦合感应器延伸到所述缝隙连接器的“S”形状。
8.根据权利要求1所述的天线装置，其中，
所述缝隙耦合器将所述副缝隙耦合到所述主缝隙。
9.一种车辆，包括：
前窗；
无线通信装置；以及
天线装置，设置在所述前窗上，所述天线装置电连接到所述无线通信装置，
其中所述天线装置包括：
导电板，具有多个缝隙组；
多个馈电线；以及
电介质，设置在所述导电板和所述多个馈电线之间，
所述多个缝隙组中的每一个包括形成在所述导电板中的主缝隙、副缝隙和缝隙耦合器，
所述主缝隙、所述副缝隙和所述缝隙耦合器延伸穿过所述导电板，并且
所述缝隙耦合器从所述副缝隙延伸到所述主缝隙附近。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中，
包括在所述多个缝隙组中的每个所述主缝隙具有在第一轴的方向上延伸的第一宽度和在第二轴的方向上延伸的第二宽度，所述第一宽度延伸大于所述第二宽度，并且所述第一轴垂直于所述第二轴，并且
与所述主缝隙邻近的另一主缝隙在所述主缝隙的第一轴的方向上与所述主缝隙间隔开。
11.根据权利要求9所述的车辆，其中，
包括在所述多个缝隙组中的每个所述主缝隙具有在第一轴的方向上延伸的第一宽度和在第二轴的方向上延伸的第二宽度，所述第一宽度延伸大于所述第二宽度，并且所述第一轴垂直于所述第二轴，并且
与所述主缝隙邻近的另一主缝隙在所述主缝隙的第二轴的方向上与所述主缝隙间隔开。
12.根据权利要求9所述的车辆，其中，
所述主缝隙具有在第一轴的方向上延伸的第一宽度和在第二轴的方向上延伸的第二宽度，所述第一宽度延伸大于所述第二宽度，并且所述第一轴垂直于所述第二轴，并且
所述副缝隙在所述主缝隙的第一轴的方向上与所述主缝隙间隔开。
13.根据权利要求12所述的车辆，其中，
所述多个馈电线中的每一个在所述主缝隙的第二轴的方向上延伸并与所述主缝隙交叉。
14.根据权利要求12所述的车辆，其中，
所述缝隙耦合器包括：
耦合感应器，在所述主缝隙附近平行于所述主缝隙延伸；
缝隙连接器，与所述副缝隙连通；以及
相位延迟器，设置在所述耦合感应器和所述缝隙连接器之间。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中，
所述相位延迟器具有从所述耦合感应器延伸到所述缝隙连接器的“S”形状。
16.根据权利要求9所述的车辆，其中，
所述缝隙耦合器将所述副缝隙耦合到所述主缝隙。
17.根据权利要求9所述的车辆，其中，
所述天线装置在平行于所述车辆行驶的道路的方向上辐射无线电波。
18.一种天线装置，包括：
导电板；
多个馈电线；以及
电介质，设置在所述导电板和所述多个馈电线之间，
其中所述导电板包括：
多个主缝隙，具有在第一轴的方向上的第一宽度和在第二轴的方向上的第二宽度，所述第一宽度延伸大于所述第二宽度，并且所述第一轴垂直于所述第二轴；
多个副缝隙，在所述多个主缝隙中的每一个的第一轴的方向上与所述多个主缝隙中的每一个间隔开；以及
多个缝隙耦合器，所述多个缝隙耦合器中的每一个从所述多个副缝隙中的每一个延伸到所述多个主缝隙中的每一个附近，
所述多个馈电线中的每一个在主缝隙的第二轴的方向上延伸并与所述多个主缝隙中的每一个交叉。
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