CN116686166A

CN116686166A - 车辆玻璃天线

Info

Publication number: CN116686166A
Application number: CN202180088656.1A
Authority: CN
Inventors: 中野和洋; M·帕恩; V·范登伯格
Original assignee: AGC Glass Europe SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 2020-11-05
Filing date: 2021-11-04
Publication date: 2023-09-01
Also published as: JP2023547508A; EP4289025A1; WO2022096594A1; US20240014539A1

Abstract

本发明涉及一种旨在放置到车辆车身的开口中的车窗窗格，该开口至少具有第一边缘和第二边缘并且这些边缘通过拐角连续地连接，该车窗窗格被设置有天线系统，该天线系统包括：‑设置在该拐角附近的至少第一天线和第二天线；‑第一天线和第二天线被设计为在基本上相同的频率范围内发射/接收无线电波；‑第一天线和第二天线分别具有靠近彼此放置的馈电部分；‑第一天线具有：‑第一部分，该第一部分平行于开口的第一边缘、拐角和边缘从其馈电部分延伸，所述第一部分是从馈电部分连同第一边缘、拐角和第二边缘一起延伸并且连同第二边缘一起终止于一个交叉点处的连续线，‑第二部分，该第二部分从所述第一部分上的交叉点延伸，该交叉点位于该第一部分的基本上平行于第二边缘的部分上，该第二部分在与开口的第二边缘基本上正交且相反的方向上从交叉点延伸；该第二天线具有基本上正交于开口的第一边缘的至少一部分，该部分被电连接到馈电部分；其中，第二天线的馈电部分与交叉点之间的距离D满足以下公式：D≧αλ_e/2，其中，α是窗户窗格上的无线电波长的缩短率，并且λe是在真空中处于频率fs的无线电波的波长，fe是其中第一天线和第二天线作为分集天线系统工作的频带的最高频率；并且其中，第一天线的第二部分与第一边缘之间的距离Du满足以下公式：其中，a是窗户窗格上的无线电波长的缩短率，并且As是在真空中处于频率fs的无线电波的波长，fs是其中第一天线和第二天线作为分集天线系统工作的频带的最低频率。

Description

车辆玻璃天线

技术领域

本发明涉及一种车辆玻璃，该车辆玻璃设置有以相同频带工作的至少两根天线。本发明还涉及一种车辆玻璃天线系统，该车辆玻璃天线系统包括以相同频带工作的至少两根天线。

背景技术

对于常规的玻璃天线，将用于相同频带的多根天线放置在一个窗户窗格上以形成分集天线系统。每根天线单独地连接到射频(RF)电缆和/或电子设备(例如，放大器模块)。一般地，两根或更多根天线需要彼此分开放置，以很好地电隔离。另一方面，这种分集天线系统使车辆的设计更复杂。实际上，需要为每根天线单独地配备一些附加电缆和/或电子器件。于是，材料成本、制造成本还以及车辆的重量都增加。

一般地，为了限制车辆设计的影响，将几根天线靠近彼此放置。然而，如果那些天线的馈电点靠近彼此放置以将电缆和电子器件集成，则将因那些天线之间的强耦合而无法获得分集天线系统的益处。

从EP 2009733已知一种玻璃天线，该玻璃天线设置在车辆的窗玻璃的表面上，以便借助于分集天线系统来接收和发射无线电波。EP 2009733中描述的玻璃天线具有馈电点彼此分开的多根天线，以通过减少每根天线之间的耦合来实现良好的分集天线系统。然而，使馈电点彼此分开会导致汽车制造商的设计问题，因为这时需要具有两个单独的馈电结构(需要更多的空间和电子设备)。

因此，需要甚至在那些天线的馈电点靠近彼此放置时也能很好隔离的天线。

发明内容

因此，本发明提出了一种要设置在车辆玻璃上的车辆天线系统，该车辆天线系统包括多根天线以甚至在那些天线的馈电点靠近此放置时也形成良好的分集天线系统。

然后，本发明的目的是提供一种车辆玻璃天线系统以及一种用于如权利要求1中披露的用于车辆玻璃天线的车窗玻璃，该车辆玻璃天线具有用于相同频带的至少两根天线，其中，它们的馈电点靠近彼此放置并且它们两者都具有良好的增益。例如，那些天线可以用于接收电视(TV)广播服务的无线电波。

根据本发明的设置到一个窗户窗格上的天线被设计为在相同的频率(f)下具有良好的增益(G)，并且在每根天线之间具有较小的相关因子(ρ)。根据本发明的天线有助于增强无线电信号的发射/接收性能。根据本发明，根据如下公式来计算每根天线的增益(G)：

在这里，f是要由天线接收/发射的无线电波的频率，是要在其上放置天线的车辆周围的方位角。/>是由天线朝向车辆周围的基本上水平平面中的方向/>接收/发射的信号强度。/>是包含信号的振幅和相位信息的复值。/>是测量的方位角的数量。因此，G₁(f)和G₂(f)表示第一天线和第二天线在频率f的增益，它们针对车辆周围的方位角进行平均。G_总表示第一天线A1和第二天线A2的信号强度的总和。在这里，G₁、G₂和G_总被计算为dB标度。

另外，根据本发明，根据如下公式来计算至少两根天线之间的包络相关系数(ECC)：

包络相关系数(ECC)是本领域技术人员众所周知的，如在以下网站中解释：http://www.antenna-theory.com/definitions/envelope-correlation-coeff icient- ecc.php.

一般地，为了提高这种分集天线系统的发射/接收性能，所有天线都应具有良好的增益，并且它们还应具有较小的相关因子。因此，本发明提出了一种具有较高G_总和较低ρ的车辆玻璃天线系统。

在本发明中，诸位发明人已经表明即使那些天线的馈电点靠近彼此放置也可以在根据本发明的至少玻璃天线系统之间获得良好增益和较小相关因子。

本发明提出了一种成本低且容易设计车辆的良好分集玻璃天线系统，该天线系统可以设置到要放置在车辆上的窗户窗格上。

为了实现以上目的，本发明提供了一种将放置到车辆车身的开口中的车窗窗格，该开口至少具有第一边缘E1和第二边缘E2，E1和E2通过拐角C1连续地连接，该车窗窗格被设置有天线系统100，该天线系统包括：

-设置在拐角C1附近的至少第一天线和第二天线(A1，A2)

-该第一天线和第二天线被设计为在基本上相同的频率范围内发射/接收无线电波

-该第一天线和第二天线分别具有靠近彼此放置的馈电部分FP1、FP2，

-第一天线A1具有：

-第一部分L11，该第一部分从其馈电部分FP1平行于开口O的边缘E1、拐角C1和边缘E2延伸。因此；，L11是从FP1连同E1、C1和E2一起延伸并且连同E2一起终止于一个交叉点BP处的连续线，

-第二部分L12，该第二部分从L11上的一个点(BP)延伸，该交叉点(BP)位于L11的基本上平行于E2的部分上。第二部分L12从交叉点(BP)在与开口O的边缘E2基本上正交且相反的方向上延伸，

-第二天线A2至少具有与开口O的边缘E1基本上正交的部分L2，L2被电连接到馈电部分FP2。

根据本发明，第二天线A2的馈电部分FP2与交叉点BP之间的距离D满足以下公式：D≧αλ_e/2，其中，α是窗户窗格上的无线电波长的缩短率，并且λ_e是在真空中处于频率f_e的无线电波的波长，f_e是其中第一天线A1和第二天线A2作为分集天线系统工作的频带的最高频率。根据本发明，第一天线(A1)的第二部分(L12)与第一边缘(E1)之间的距离D₁₁满足以下公式：其中，α是窗户窗格上的无线电波长的缩短率，并且λ_s是在真空中处于频率f_s的无线电波的波长，f_s是其中第一天线(A1)和第二天线(A2)作为分集天线系统工作的频带的最低频率。

在优选实施例中，至少第一天线A1和第二天线A2被设置在车辆的后窗玻璃上。

例如，第一天线和第二天线被设计为在470MHz与710MHz之间的频带中工作。在这种情况下，D≧αλ_e/2＝148mm，其中α＝0.7。通过这个特征，第一天线A1和第二天线A2可以具有高增益，从而保持低包络相关系数。

根据本发明，第一边缘E1可以是车辆车身的开口O的水平边缘(上边缘或底边缘)或竖直(侧向)边缘，并且如果边缘E1和边缘E2基本上正交，则第二边缘E2可以是上边缘或底边缘或者侧向边缘。

应注意，本发明中的“水平”用来意指大体平行于车辆的安装表面的方向，并且“竖直”是指大体正交于“水平”的方向。相应地，“水平”和“竖直”不一定指示严格的方向，并且例如，所谓的“水平”可能稍微倾斜，而不是严格地平行于车辆的安装表面。“水平”和“竖直”的含义贯穿本说明书是相同的。

根据本发明，馈电部分构成将天线导体电连接到车辆中的电缆和/或电子器件的部分，由此，窗户窗格被安装在车辆中的旨在接收窗户窗格的开口中。

根据本发明，至少第一天线和第二天线的馈电部分被设置成使得沿参考方向沿着窗户窗格的边缘中的至少一者对齐。此外，第一天线和第二天线靠近彼此放置。

此外，为了实现以上目的，本发明提供了一种车窗玻璃，根据本发明的玻璃天线被设置在该车窗玻璃上。

本发明的优点

根据本发明，可以获得设置在车辆玻璃面板上的性能良好的分集天线系统，该分集天线系统适用于在成本低且容易设计车辆的情况下接收用于电视(TV)广播服务的无线电波。

在优选实施例中，至少第一天线A1和第二天线A2被设置在典型的后窗玻璃上，并且它被装配在轿车形汽车上。优选地，那些天线被制作用于470MHz至710MHz的频带。在这种情况下，D≧αλ_e/2＝148mm，其中α＝0.7。

根据本发明的一个实施例，馈电部分FP1与馈电部分FP2之间的距离d满足以下公式：d≦50mm。因此，要连接到A1和A2的馈电电缆和/或电子器件更容易物理地集成。

根据本发明的一个实施例，馈电部分FP1与最近的开口车身边缘E1之间的距离d₁满足以下公式d₁≦αλ_s/8。在这里，λ_s仍是在真空中处于频率f_s的无线电波的波长，f_s是其中第一天线A1和第二天线A2作为分集天线系统工作的频带的最低频率。因此，更容易调整第一天线A1的输入阻抗，并且可以实现高效的馈电。此外，乘客不太能看到馈电点FP1，因为该馈电点靠近开口O的边缘。

根据本发明的一个实施例，FP2与最近的车辆车身边缘E1之间的距离d₂满足以下公式d₂≦αλ_s/8因此，可以更容易调整第一天线A2的输入阻抗，并且可以实现高效的馈电。此外，乘客不太能看到馈电点FP2，因为该馈电点靠近开口O的边缘。

根据本发明的一个实施例，第一天线A1的第一部分L11与开口O的边缘E1、C1和E2之间的距g满足g≦αλ_s/8。因此，第一部分L11对无线电波辐射的贡献可以通过在开口O上感应的影像电流而减少。第一天线A1之间的耦合也可以减少，并且第一天线A1与第二天线A2之间的包络相关系数变得较低。

根据本发明的实施例，从FP1到L12的终止端点的最短路径(连同天线A1)的长度L1满足以下公式：(2n₁-1)αλ_e/4≦L₁≦(2n₁-1)αλ_s/4，在这里，n₁≧2，是自然数。

因此，第一天线A1在指定的频率范围以高次模谐振，并且可以获得第一天线A1的良好增益。

根据本发明的实施例，天线A1的第二部分(L₁₂)的长度满足以下公式：(2n₁₂-1)αλ_e/4≦L₁₂≦(2n₁₂-1)αλ_s/4，*在这里，n₁₂≧1，是自然数。因此，第一天线A1上的交叉点BP变成指定频率范围中的电流分布的波腹，并且甚至可以增强A1的增益。

根据本发明的实施例，第二天线A2的部分L2的长度满足以下公式：(2n₂-1)αλ_e/4≦L₂≦(2n₂-1)αλ_s/4，其中，n₂≧1，是自然数。因此，第二天线A2在指定的频率范围以一次或高次模谐振，并且可以获得A2的良好增益。

根据本发明的实施例，馈电部分FP1和FP2各自电连接到放大器31电路。在优选实施例中，放大器31电路被设置在相同壳体中并且具有电连接到车辆车身的公共接地。因此，这种放大器的安装和部署变得更简单，并且制造成本和车辆的设计可以得到改进。

根据本发明的一个实施例，后窗玻璃(也称为后玻璃)被设置有除雾器。除雾器可以由与天线导体相同的材料(例如，银印刷线)形成。

在这里，“终止端部部分”可以是天线的一部分的延伸的终点，该部分在该终点的前面和附近。

通过在窗玻璃的窗格的内表面上印刷和背衬包含导电金属的糊剂(诸如银糊剂)来形成馈电部分FP1和FP2以及连接到馈电部分的天线部分。然而，本发明不限于这种形成方法。由诸如铜的导电材料制成的线性元件或箔元件可以形成在窗玻璃的内表面或外表面上，或者可以用粘合剂附连到窗玻璃上或可以设置在窗玻璃本身的内侧中。另外地，可以通过在窗玻璃的窗格的外表面的内表面上形成导体层给定合成树脂膜来形成玻璃天线，其中，天线导体的导体层被设置在合成树脂膜的内侧中或表面上。此外，可以通过在窗玻璃的窗格的内表面或外表面上形成柔性电路板来形成玻璃天线，在该柔性电路板上形成天线导体。

根据本发明的一个实施例，天线A1和A2的部分优选地由相同材料制成。在优选实施例中，天线A1和A2由电连接到与车辆车身电连接的接地部分的金属板制成。

另一方面，窗户窗格的周边可以设置有釉质以隐藏窗户窗格的不美观部分。优选地，FP1、FP2和L11被放置在釉质部分上并且从车辆的外部不可见。

另外，当两个同轴电缆用于经由馈电部分FP1和FP2对天线A1和A2进行馈电时，两个同轴电缆的内导体可以分别电连接到馈电部分FP1和FP2，而同轴电缆的外导体可以电连接到车辆的车身。

另外，当电子设备(典型地，放大器或调谐器)连接到天线时，简单的导电线可以分别从馈电部分FP1和FP2连接到那些电子器件的输入端，并且电子器件可以在同一壳体中，并且两个电子器件可以具有公共接地，并且公共接地可以连接到汽车车身。因此，电缆的长度可以较短并且电子器件的安装可以更简单，并且使得车辆设计能够简单，并且可以实现车辆的低材料成本和更轻的重量。

窗玻璃相对于车辆的安装角度优选地在15°至90°的范围内，并且更优选地在30°至90°的范围内。天线的设计应适于汽车的设计和窗户在开口内的安装。

附图说明

图1是其中安装了根据本发明的车窗玻璃的实施例的车辆的后窗的前视图。

图2a和图2b是根据本发明的车辆玻璃天线的工作示例的窗玻璃的平面图。

图3是图2a的环绕部分的放大。

图4a和图4b是根据比较示例1和示例2的窗玻璃的平面图。

图4c是根据本发明的一个实施例的窗玻璃的平面图。

图5a是比较示例和工作示例中的两根天线之间的水平极化无线电波的包络相关系数的测量数据

图5b和图5c是比较示例和工作示例的天线增益的测量数据。

图6a和图6b是根据本发明的实施例的窗玻璃的平面图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述用于执行本发明的实施例。在描绘实施例的附图中，当提及方向而没有提及查看附图的任何具体方向时，将参考附图上的方向。为了清楚起见，相同的附图标记用于图1至图4c中的相同部分。另外，附图可以被认为是在从车辆的乘客舱内部看时示出天线的视图的那些附图。应理解，玻璃天线的部分的相应尺寸取图2和图3中示出的值(以mm为单位)。例如，在窗玻璃1是安装在车辆的后部部分处的后窗玻璃的情况下，附图中的每一者上的左右方向对应于车辆宽度方向。另外，尽管馈电部分被设置为使得沿着本发明中的参考方向对齐，但参考方向可以根据要放置玻璃天线的区域自由地设置。特别地，在车辆的窗玻璃的情况下，参考方向优选地设置在平行于车辆车身的其中旨在放置窗玻璃的开口的边缘部分的方向、水平方向或竖直方向上。在下文将描述的实施例中，当车窗玻璃安装在车辆中时的水平面构成参考方向。本发明不限于应用于后窗玻璃，而是可以应用于挡风玻璃、安装在车辆的后部部分处的后窗玻璃(后)窗玻璃，或安装在车辆的侧部分中的侧窗玻璃。

图1是车辆的后部部分的前视图，其中，后窗玻璃1旨在被放置到设置在车辆车身的开口O中。开口O的大小略小于窗玻璃1的大小，并且被设计为与窗玻璃1的形状配合。开口至少具有第一边缘E1和第二边缘E2。边缘E1和边缘E2通过拐角C1连续地连接并且包括玻璃天线系统100。拐角C1一般是具有弧状形状的圆形弯曲拐角。一般地，后窗玻璃被胶合到开口O，并且在开口O的边缘与后窗玻璃之间设置垫圈以确保这两个部分之间的密封。

图2a是被提供根据本实施例的车窗窗格1的车辆的后窗1(后窗玻璃)的前视图。根据本发明，本实施例中的车窗窗格1是包括玻璃天线系统100的钢化窗户窗格1。车辆玻璃天线100至少包括以平面方式设置在车窗玻璃1上的第一天线和第二天线、用于每根天线的馈电部分FP1、FP2。馈电部分FP1、FP2靠近彼此放置并且连同开口O的边缘E1一起放置在预定参考方向(例如，水平或基本上水平方向)上。

作为天线导体图案，车辆玻璃天线100包括作为第一天线A1的天线元件、作为第二天线A2的天线元件，其中，每个馈电点用于将天线元件连接到车辆中的电缆和/或电子器件。根据本发明，第一天线A1和第二天线A2被设置到窗户窗格1的表面上、更特别是在车辆车身V的其中旨在放置窗户窗格1的开口O的拐角C1附近。第一天线A1和第二天线A2被放置在窗户窗格的同一边缘上。

根据本发明，设置到窗户窗格上的第一天线A1具有第一部分L11，该第一部分平行于车辆车身的其中将放置窗户窗格1的开口O的上边缘E1、拐角C1和右边缘E2从馈电部分FP1连续地延伸。根据本发明，第一天线A1的第一部分L11设置有交叉点BP，第二部分L12从该交叉点延伸。在这里，交叉点BP在L11的与开口O的右边缘E2平行的那部分上。

根据本发明，第一天线A1的第二部分L12从第一天线A1的L11上的交叉点BP延伸。第一天线A1的第二部分L12从交叉点BP延伸，该交叉点是天线A1的第一部分的端部，作为第二方向(附图中的向左方向)上的起始点，该第二方向是与第一方向相反的方向。

根据本发明，第一天线A1的第二部分L12在第二方向上延伸，该第二方向基本上正交于车辆车身的开口O的第二边缘E2；在这里，第二边缘E2是车辆车身的开口的侧向边缘。第二部分L12指向窗玻璃的外圆周的内部。

根据本发明，应理解，第一天线A1的第一部分和第二部分的大小由车辆的设计和天线预期要工作的频带来确定。在这里，第一天线A1、第二天线A2被设置有与银印刷线相同的材料。一般地，这些银印刷线的典型宽度在0.4mm与1.0mm之间，但它可以适配成甚至厚于1.0mm以优化天线的性能。

根据本发明，第二天线A2靠近第一天线A1设置。第一天线A1和第二天线A2的馈电部分FP1和FP2被放置成在拐角C1附近沿着参考方向并且沿着窗户窗格的同一边缘对齐。这里，在附图中，第一天线A1和第二天线A2位于窗玻璃的与车辆车身的开口的最近上边缘E1平行的同一上边缘上。第二天线A2从其馈电部分FP2延伸并且基本上正交于车辆车身的开口O的上边缘E1。第二天线A2指向窗玻璃的外圆周的内部。

图2b是被提供根据本实施例的车窗窗格1的车辆的另一示例。第一天线A1和第二天线A2的馈电部分FP1和FP2被放置成在拐角C1附近沿着参考方向并且沿着在图中表示为点线的窗户窗格EW的同一边缘对齐。这里，在附图中，第一天线A1和第二天线A2位于窗玻璃的与车辆车身的开口的最近右边缘E1平行的同一右边缘上。第二天线A2从其馈电部分FP2延伸并且基本上正交于车辆车身的开口O的右边缘E1。第二天线A2指向窗玻璃的外圆周的内部。

图3是图2a的环绕部分的放大，示出了根据本发明的天线系统100。第二天线A2的馈电部分FP2与第一天线A1上的交叉点BP分开了距离D，该距离满足以下公式：D≧αλ_e/2，其中，α是窗户窗格上的波长的缩短率，并且λ_e是处于频率f_e的无线电波的波长。f_e是要由根据本发明的天线接收和/或发射的无线电波的最高频率。第一天线(A1)的第二部分(L12)与第一边缘(E1)之间的距离D₁₁满足以下公式：其中，α是窗户窗格上的无线电波长的缩短率，并且λ_s是在真空中处于频率f_s的无线电波的波长，f_s是其中第一天线(A1)和第二天线(A2)作为分集天线系统工作的频带的最低频率。在图3中，根据本发明的示例，天线A1和A2以如下这样的尺寸进行设计。第二天线A2的馈电部分FP2与第一天线A1上的交叉点BP之间的距离D分开了距离D，该距离等于270mm。第一天线(A1)的第二部分(L12)与第一边缘(E1)之间的距离D₁₁等于120nm。根据本示例，第一天线A1的馈电部分FP1的中心与第二天线A2的馈电部分FP2分开的距离d等于20mm。根据本示例，分别在第一天线A1的馈电部分FP1的中心和第二天线A2的馈电部分FP2的中心与车辆车身的开口O的边缘E1之间的距离d1和d2等于20mm(d1＝d2)。第一天线A1的第一部分L11之间的距离g等于d1和d2并且等于20mm。根据本发明的一个实施例，第一天线A1的总长度L1介于345mm与545mm之间，而L12介于35mm与235mm之间。根据本发明的一个实施例，第二天线A2的长度L2等于80mm。

根据本发明示例和比较示例的一个实施例的示例

比较示例在图4a和图4b中示出，并且根据本发明的示例在图4c中示出。在这里，α＝0.7，f_s＝470MHz，f_e＝710MHz。这里，在附图中，除雾器30也放置在窗户窗格上。第一天线A1和第二天线A2未放置成与除雾器30接触。在这里，第一天线A1、第二天线A2和除雾器30被设置有与银印刷线相同的材料。这些银印刷线的宽度为0.4mm。

在图4a、图4b和图4c中，第一天线A1的馈电部分FP1的中心与第二天线A2的馈电部分FP2分开的距离d等于20mm。分别在第一天线A1的馈电部分FP1的中心和第二天线A2的馈电部分FP2的中心与车辆车身的开口O的边缘E1之间的距离d1和d2等于20mm(d1＝d2)。

在图4a中，第一天线A1被设置在玻璃窗格的与开口O的边缘E1平行的边缘上、在车辆车身的拐角C1附近。第一天线A1具有80mm的部分L1，该部分从馈电部分FP1的中心延伸到天线A1的末端。在这里，L1满足公式αλ_e/4≦L₁≦αλ_s/4，并且在与最近边缘E1正交的方向上从馈电点FP1延伸。第一天线A1便是四分之一波长单极天线。

第二天线A2并且更具体地其馈电部分FP2被靠近第一天线A1的馈电部分FP1放置。第二天线A2被设置在玻璃窗格的与天线A1相同的边缘上、在天线A1的左侧。

第二天线A2具有部分L2，该部分从其馈电部分FP2延伸并且基本上正交于车辆车身的开口O的边缘E1，并且长度L2为80mm。A2便也构成四分之一波长单极天线。

在图4b中，示出了第二比较示例。因此，第一天线A1被设置到窗户窗格上。第一天线A1具有第一部分L11，该第一部分平行于车辆车身的其中将放置窗户窗格1的开口O的上边缘E1、拐角C1和右边缘E2从馈电部分FP1连续地延伸。第一天线A1具有从馈电部分FP1的中心到天线A1的末端的80mm至310mm的总长度L₁。例如，当L1具有介于80mm与110mm之间的长度时，L1满足公式αλ_e/4≦L₁≦αλ_s/4以在频带内谐振。在L1的长度介于222mm与310mm之间的情况下，L1满足公式3αλ_e/4≦L₁≦3αλ_s/4以在频带内谐振。

第二天线A2并且更具体地其馈电部分FP2被靠近第一天线A1的馈电部分FP1放置。第二天线A2被设置在窗户窗格的与天线A1相同的边缘上、在天线A1的左侧。第二天线A2具有部分L2，该部分从其馈电部分FP2延伸并且基本上正交于车辆车身的开口O的边缘E1。第二天线A2具有80mm的长度。在这里，L2也满足公式αλ_e/4≦L₂≦αλ_s/4，并且第二天线A2便是四分之一波长单极天线。在比较示例2中，天线A2的设计与根据本发明的设计相同。与本发明相比，天线A1没有第二部分L12。

在图4c中，根据本发明的设置到窗户窗格上的天线系统100包括第一天线A1和第二天线A2。第一天线A1具有第一部分L11，该第一部分平行于车辆车身的其中将放置窗户窗格1的开口O的上边缘E1、拐角C1和右边缘E2从馈电部分FP1连续地延伸。另外，第一天线A1具有从L11上的交叉点BP延伸的第二部分L12。交叉点BP位于L11的基本上平行于E2的那部分上。在这里，第一部分L11具有310mm的长度，并且第二部分L12具有介于35mm与235mm之间的长度。因此，当L12具有介于60mm与235mm之间的长度时，总长度L1满足公式5αλ_e/4≦L₁≦5αλ_s/4。另外，当L12具有介于74mm与112mm之间的长度时，长度L12满足公式αλ_e/4≦L₁₂≦αλ_s/4。

第二天线A2并且更具体地其馈电部分FP2被靠近第一天线A1的馈电部分FP1放置。第二天线A2被设置在窗户窗格的与天线A1相同的边缘上、在天线A1的左侧。在这里，FP2与BP之间的距离D为270mm，并且满足D≧αλ_e/2。第二天线A2具有部分L2，该部分从其馈电部分FP2延伸并且基本上正交于车辆车身的开口O的边缘E1。部分L2具有80mm的长度。在这里，L2也满足公式αλ_e/4≦L₂≦αλ_s/4，并且第二天线A2便是四分之一波长单极天线。

为了基于天线增益测量来评估分集性能，发明人已经定义了两个指标。因此，所测量的第一指标是包络相关系数(ρ)。相关因子考虑到第一天线A1与第二天线A2之间的振幅和相位差异。因子ρ越低，第一天线A1与第二天线A2的隔离越好并且分集性能越好。所测量的第二因子是平均增益。平均值越高，包括第一天线A1和第二天线A2的天线系统100越好。

根据本发明的示例以及第一比较示例和第二比较示例的天线增益和包络相关系数在图5a、图5b和图5c中示出。如这些图所示，根据本发明的玻璃天线100示出用于接收高频带的无线电波的良好效率，并且特别适用于接收TV广播频带(470MHz至710MHz)。

然后，针对每个频率(f)，在那些天线上以围绕车辆的每1°方位角测量水平极化无线电波的远场天线增益。测试场地的地板状况被认为是自由空间。发射天线与地板之间的仰角是约8度。

由那些天线接收的信号强度被50ohm(欧姆)测量系统测量为复值并且以dBi标度来计算天线增益。车身金属与测量系统接地连接。

然后基于如下公式在所有测量的频率上对增益和包络相关系数进行平均：

在这里，N_f是指定的频带中的测量频率的数量。

如图5a、图5b和图5c所示，与比较示例相比，根据本发明的天线系统100实现了更低相关(ρ)和更高增益(G_总)，这意味着它们与比较示例相比是好得多的“分集天线系统”。

通过在根据本发明的第一天线A1上做出弯曲形状(与地面平行的L₁₁和与地面正交的L₁₂)，已经提高了第一天线A1的增益，从而使第二天线A2的增益保持几乎不变。

通过使第一天线A1的第一部分L11与第二天线A2的馈电部分FP2分开延伸(超过αλ_e/2)，第一天线A1与第二天线A2之间的有效距离变得足够大以在感兴趣的频率范围内很好地隔离(ρ更低)，即使第一天线A1的馈电部分FP1和第二天线A2的馈电部分FP2彼此非常靠近也是如此。

本发明用于优选地以介于470MHz与710MHz之间的频率接收地面数字TV广播和模拟TV广播的汽车玻璃天线。

图6a示出了根据本发明的窗户窗格的另一个示例，该窗户窗格包括第一天线A1和第二天线A2。在这里，第一天线A1具有连同右边缘E1一起的馈电部分FP1、第一部分L11，该第一部分平行于右边缘E1、拐角C1和上边缘E2从馈电部分FP1连续地延伸。另外，第一天线A1具有从L11上的交叉点BP延伸的第二部分L12。交叉点BP位于L11的基本上平行于上边缘E2的那部分上。第二天线A2被设置在窗户窗格的与天线A1相同的边缘上、在天线A1的下侧。第二天线A2具有部分L2，该部分从其馈电部分FP2延伸并且基本上正交于边缘E1。

根据本实施例，除了延伸的第二部分L12外，第一天线A1还具有延伸到馈电部分FP1并且基本上正交于边缘E1的第三部分L120、从第一部分L11延伸并且也基本上正交于边缘E1的第四部分L121、以及从第一部分L11延伸并且基本上正交于边缘E2并平行于第一天线A1的第二部分L12的第五部分L122。

根据本实施例，除了延伸的部分L2外，第二天线A2还具有从第二天线A2的馈电部分FP2延伸并且平行于开口的第一边缘E1的第二部分L21、以及从第二部分L21的端部延伸并且平行于第一部分L2的第二部分L22。

根据本发明，除了天线A1的第一部分和第二部分(L11，L12)以及天线A2的第一部分(L2)外的不同部分的数量、大小和形状根据目标频率而固定。

那些天线被设计在车窗玻璃上以在TV频带中充当分集天线系统，因此在这里，α＝0.7，f_s＝470MHz，f_e＝710MHz。每个部分的尺寸为；D＝350mm，L11＝355mm，L12＝110mm，L2＝270mm，并且d＝20mm，d1＝d2＝15mm，g＝40mm。在这里，满足D≧αλ_e/2，d1≦αλ_s/8，d2≦αλ_s/8，g≦αλ_s/8，5αλ_e/4≦L1＝L11+L12≦5αλ_s/4，αλ_e/4≦L12≦αλ_s，3αλ_e/4≦L2≦3αλ_s/4。应理解，在第一天线A1的多个部分的情况下，从第一天线A1的最远交叉点BP和天线A2的馈电点FP2计算D。因此，那些天线在TV频带中具有良好的增益和低相关系数。另外，由于两个馈电部分靠近彼此放置(d≦50mm)，因此容易将电缆和放大器物理地集成到同一壳体中，并且使车辆设计更简单且成本更低。A1和A2上的一些其他线被放置成增强与TV频带不同的频带中的天线增益，因此它们与本发明的效果不直接相关。

图6b示出了根据本发明的窗户窗格的另一个实际工作示例，该窗户窗格包括第一天线A1和第二天线A2。在这里，第一天线A1具有连同上边缘E1一起的馈电部分FP1、第一部分L11，该第一部分平行于上边缘E1、拐角C1和右边缘E2从馈电部分FP1连续地延伸。另外，第一天线A1具有从L11上的交叉点BP延伸的第二部分L12。交叉点(BP)位于L11的基本上平行于右边缘E2的那部分上。第二天线A2被设置在窗户窗格的与天线A1相同的边缘上、在天线A1的左侧。第二天线A2具有部分L2，该部分从其馈电部分FP2延伸并且基本上正交于边缘E1。

对于图6a，第一天线A1和第二天线A2具有一种分支作为天线A1和A2的部分。除了天线A1的第一部分和第二部分(L11，L12)以及天线A2的第一部分(L2)外的不同部分的数量、大小和形状根据目标频率而固定。

那些天线被设计在车窗玻璃上以在TV频带中充当分集天线系统，因此在这里，α＝0.7，f_s＝470MHz，f_e＝710MHz。每个部分的尺寸为；D＝270mm，L11＝260mm，L12＝90mm，L2＝110mm，并且d＝20mm，d1＝d2＝15m，g＝40mm。在这里，满足D≧αλe/2，d1≦αλ_s/8，d2≦αλ_s/8，g≦αλ_s/8，αλ_e/4≦L12≦αλ_s，αλ_e/4≦L2≦αλ_s/4。因此，那些天线在TV频带中具有良好的增益和低相关系数。另外，由于两个馈电部分靠近彼此放置(d≦50mm)，因此容易将电缆和放大器物理地集成到同一壳体中，并且使车辆设计更简单且成本更低。A1和A2上的一些其他线被放置成增强与TV频带不同的频带中的天线增益，因此它们与本发明的效果不直接相关。

工业适用性

本发明用于接收欧洲、美国、日本、中国的地面数字TV广播和模拟TV广播的汽车玻璃天线。本发明用于接收美国的地面数字TV广播(698MHz至806MHz)、欧盟地区的数字TV广播(470MHz至862MHz)或中华人民共和国的数字TV广播的汽车玻璃天线。另外，本发明还可以用于日本的FM广播频带(76MHz至90MHz)、美国的FM广播频带(88MHz至108MHz)、TV VHF频带(90MHz至108MHz，170MHz至222MHz)、用于汽车移动电话的800MHz频带(810MHz至960MHz)、用于汽车移动电话的1.5GHz频带(1.429GHz至1.501GHz)、UHF频带(300MHz至3GHz)、GPS(全球定位系统)、来自人造卫星的GPS信号(1575.42MHz)，以及VICS(商标名称)(车辆信息和通信系统：2.5GHz)。

此外，本发明还可以用于以下通信：ETC(电子收费系统：不停车自主收费系统，用于路边无线电通信系统的发射频率：5.795GHz或5.805GHz，用于路边无线电通信系统的接收频率：5.835GHz或5.845GHz)、DSRC(专用短程通信，915MHz频带、5.8GHz频带、60GHz频带)、微波(1GHz至3THz)、毫米波(30GHz至300GHz)、车辆的无钥匙进入系统(300MHz至450MHz)以及SDARS(卫星数字音频无线电服务(2.34GHz、2.6GHz)。

Claims

1.一种旨在放置到车辆车身(V)的开口(O)中的车窗窗格(1)，所述开口至少具有第一边缘(E1)和第二边缘(E2)，(E1)和(E2)通过拐角(C1)连续地连接，所述车窗窗格设置有天线系统(100)，所述天线系统包括：

-设置在所述拐角(C1)附近的至少第一天线和第二天线(A1，A2)；

-所述第一天线和第二天线(A1，A2)被设计为在基本上相同的频率范围内发射/接收无线电波；

-所述第一天线和第二天线(A1，A2)分别具有靠近彼此放置的馈电部分(FP1，FP2)；

-所述第一天线(A1)具有：

-第一部分(L11)，所述第一部分平行于所述开口(O)的所述第一边缘(E1)、所述拐角(C1)和所述边缘(E2)从其馈电部分(FP1)延伸，所述第一部分(L11)是连同所述第一边缘(E1)、所述拐角(C1)和所述第二边缘(E2)一起从所述馈电部分(FP1)延伸并且连同所述第二边缘(E2)一起终止于一个交叉点(BP)处的连续线，

-第二部分(L12)，所述第二部分从所述第一部分(L11)上的所述交叉点(BP)延伸，所述交叉点(BP)位于所述第一部分(L11)的基本上平行于所述第二边缘(E2)的部分上，所述第二部分(L12)在与所述开口(O)的第二边缘(E2)基本上正交且相反的方向上从所述交叉点(BP)延伸；

-所述第二天线(A2)具有基本上正交于所述开口(O)的第一边缘(E1)的至少一部分(L2)，所述部分(L2)电连接到所述馈电部分(FP2)；

其中，所述第二天线(A2)的馈电部分(FP2)与所述交叉点(BP)之间的距离D满足以下公式：D≧αλ_e/2，其中，α是窗户窗格上的无线电波长的缩短率，并且λ_e是在真空中处于频率f_e的无线电波的波长，f_e是其中所述第一天线(A1)和所述第二天线(A2)作为分集天线系统工作的频带的最高频率；

并且其中，所述第一天线(A1)的第二部分(L12)与所述第一边缘(E1)之间的距离D₁₁满足以下公式：其中，α是窗户窗格上的无线电波长的缩短率，并且λ_s是在真空中处于频率f_s的无线电波的波长，f_s是其中所述第一天线(A1)和所述第二天线(A2)作为分集天线系统工作的频带的最低频率。

2.根据权利要求1所述的车窗窗格，其中，所述第一天线(A1)的馈电部分(FP1)与所述第二天线(A2)的馈电部分(FP2)之间的距离d满足以下公式：d≦50mm。

3.根据权利要求1所述的车窗窗格，其中，所述第一天线(A1)的馈电部分(FP1)与最近的开口车身边缘(E1)之间的距离d₁满足以下公式d₁≦αλ_s/8。

4.根据权利要求1所述的车窗窗格，其中，所述第二天线(A2)的馈电部分(FP2)与所述最近的车辆车身边缘(E1)之间的距离d₂满足以下公式d₂≦αλ_s/8。

5.根据权利要求1所述的车窗窗格，其中，所述第一天线(A1)的第一部分(L11)与所述最近的车辆车身边缘(E1)之间的距离g满足以下公式g≦αλ_s/8。

6.根据权利要求1所述的车窗窗格，其中，从所述第一天线(A1)的馈电部分(FP1)到所述第一天线(A1)的第二部分(L12)的终止端点的最短路径、连同所述天线(A1)、的长度(L1)满足以下公式：(2n₁-1)αλ_e/4≦L₁≦(2n₁-1)αλ_s/4，其中n₁≧2，是自然数并且。

7.根据权利要求1所述的车窗窗格，其中，所述第一天线(A1)的第二部分(L12)的长度满足以下公式：(2n₁₂-1)αλ_e/4≦L₁₂≦(2n₁₂-1)αλ_s/4，其中n₁₂≧1，是自然数，其中。

8.根据权利要求1所述的车窗窗格，其中，所述第二天线(A2)的部分(L2)的长度满足公式：(2n₂-1)αλ_e/4≦L₂≦(2n₂-1)αλ_s/4，其中n₂≧1，是自然数。

9.根据权利要求1所述的车窗窗格，其中，所述第一天线(A1)和所述第二天线(A2)具有另外的延伸部分(L120，L121，L122，L21，L22)。

10.根据权利要求1所述的车窗窗格，其中，所述第一天线(A1)的馈电部分(FP1)和所述第二天线(A2)的第二馈电部分(FP2)各自电连接到放大器电路(31)，所述放大器电路被设置在相同的壳体中并且具有电连接到所述车辆车身(V)的公共接地。