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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 6. Mai 2016 eingereichten provisorischen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/332,628 unter dem Titel „CPW-Fed Circularly Polarized Applique Antennas for GPS and SDARS Bands“.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen eine flexible Dünnschicht-Breitbandantenne, die auf einem dielektrischen Substrat ausgebildet ist, und insbesondere eine flexible Dünnschicht-Breitbandantenne mit koplanarem Wellenleiter (CPW), die transparente Leiter umfassen kann, um zu ermöglichen, dass die Antenne an einen sichtbaren Teil von Fahrzeugglas geklebt wird, wobei die Antenne zum Empfangen von rechtsdrehend zirkular polarisierten Signalen für GPS-/GNSS-Frequenzbänder oder linksdrehend zirkular polarisierten Signalen für SDARS(Satellite Digital Audio Radio Services)-Frequenzbänder ausgelegt ist.
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Erörterung der verwandten Technik
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Moderne Fahrzeuge setzen verschiedene und viele Arten von Antennen ein, um Signale für verschiedene Kommunikationssysteme, wie beispielsweise terrestrischen Funk (AM/FM), Mobiltelefon, Satellitenfunk, dedizierte Nahbereichskommunikationen (DSRC), GPS usw., zu empfangen und zu senden. Ferner expandiert das Mobiltelefon zum Mobilfunkstandard Long Term Evolution (LTE) der vierten Generation (4G), der zwei Antennen zum Bereitstellen von Mehrfacheingangs-Mehrfachausgangs(MIMO)-Signalen erfordert. Die für diese Systeme verwendeten Antennen sind häufig auf einem Dach des Fahrzeugs montiert, um maximale Empfangsfähigkeit bereitzustellen. Ferner sind viele dieser Antennen oft in eine gemeinsame Struktur oder ein gemeinsames Gehäuse integriert, die/das auf dem Dach des Fahrzeugs montiert ist, wie beispielsweise ein auf dem Dach montiertes „Haifischflossen“-Antennenmodul. Mit zunehmender Anzahl von Antennen auf einem Fahrzeug nimmt auch die Größe der Strukturen zu, die erforderlich sind, um alle Antennen auf effiziente Weise und unter Bereitstellung maximaler Empfangsfähigkeit unterzubringen, was Auswirkungen auf die Konstruktion und das Styling des Fahrzeugs hat. Aus diesem Grund suchen Kraftfahrzeugingenieure und -konstrukteure nach anderen geeigneten Bereichen auf dem Fahrzeug, um Antennen anzuordnen, welche die Konstruktion und Struktur des Fahrzeugs nicht beeinträchtigen.
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Einer dieser Bereiche ist das Fahrzeugglas, wie beispielsweise die Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, was Vorteile hat, da Glas typischerweise ein gutes dielektrisches Substrat für eine Antenne abgibt. Auf dem Fachgebiet ist zum Beispiel bekannt, AM- und FM-Antennen auf das Glas eines Fahrzeugs zu drucken, wobei die gedruckten Antennen innerhalb des Glases als ein einzelnes Stück gefertigt werden. Diese bekannten Antennen weisen jedoch im Allgemeinen insofern Beschränkungen auf, als sie nur in einer Windschutzscheibe oder einer anderen Glasfläche in Bereichen des Fahrzeugs angeordnet werden können, in welchen es nicht notwendig ist, durch das Glas durchzusehen.
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Für jene Antennen, welche Satellitensignale empfangen, wie beispielsweise GPS, GNSS, SDARS, GLONASS, Satellitenfunk usw., sind die gesendeten Signale links- oder rechtsdrehend zirkular polarisiert, da die Ionosphäre so wirkt, dass sie das gesendete Signal dreht, was andernfalls linear polarisierte Signale beeinträchtigen würde. Es besteht daher ein Bedarf an einer geeigneten Antenne, die auf Fahrzeugglas montiert und zum Empfangen von rechts- und linksdrehend zirkular polarisierten Signale angewendet werden kann.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung offenbart und beschreibt eine flexible Dünnschichtantenne, die spezielle Anwendung findet, um an ein dielektrisches Substrat auf einem Fahrzeug, beispielsweise Fahrzeugglas, geklebt zu werden, wobei die Antenne eine Breitbandantennengeometrie aufweist und zum Empfangen rechts- oder linksdrehend zirkular polarisierter Signale zum Beispiel von GPS- und SDARS-Satelliten ausgelegt ist. Die Antenne ist eine gedruckte planare Antenne, die an einem Substrat ausgebildet ist, und eine Masseplatte umfasst, die einen Außenumfangsabschnitt aufweist, der einen Schlitz darin definiert, und eine Mehrzahl von Seiten aufweist. Eine Abstimm-Blindleitung in Form einer T-Leitung erstreckt sich von einer der Seiten in den Schlitz, eine gekrümmte Abstimm-Blindleitung in Form einer Stichleitung erstreckt sich von einer Ecke, in welcher zwei Seiten des Umfangsabschnitts zusammentreffen, und erstreckt sich in den Schlitz, und ein Strahlerelement, das vom Umfangsabschnitt elektrisch isoliert ist, erstreckt sich in den Schlitz. Der Umfangsabschnitt ist so ausgelegt, dass er zirkular polarisierte Signale erzeugt, die durch das Strahlerelement empfangen werden sollen, wobei die Abstimmstichleitungen Phasenabstimmung der zirkular polarisierten Signale bereitstellen.
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Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Vorderansicht eines Fahrzeugs, die eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs darstellt;
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2 ist eine Rückansicht eines Fahrzeugs, die eine Heckscheibe des Fahrzeugs darstellt;
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3 ist eine Profilansicht eines Fahrzeugfensters, das eine dünne flexible Antenne umfasst, die darauf ausgebildet ist;
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4 ist eine Draufsicht einer Antennenstruktur, die eine CPW-Antennenstruktur umfasst, die zum Empfangen rechtsdrehend zirkular polarisierter GPS-Signale ausgelegt ist;
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5 ist eine isometrische Ansicht der in 4 dargestellten Antennenstruktur, die an einem gekrümmten Fahrzeugglas montiert ist;
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6 ist eine Darstellung einer CPW-Antennenspeisestruktur, die eine Koaxialkabel-Speiseleitung für die in 4 dargestellte Antennenstruktur umfasst;
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7 ist eine Draufsicht einer Antennenstruktur, die eine CPW-Antennenstruktur umfasst, die zum Empfangen linksdrehend zirkular polarisierter SDARS-Signale ausgelegt ist;
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8 ist eine Draufsicht einer Antennenstruktur, die eine CPW-Antennenstruktur umfasst, die zum Empfangen rechtsdrehend zirkular polarisierter GPS-Signale ausgelegt ist; und
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9 ist eine Draufsicht einer Antennenstruktur, die eine CPW-Antennenstruktur umfasst, die zum Empfangen linksdrehend zirkular polarisierter SDARS-Signale ausgelegt ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die folgende Erörterung der Ausführungsformen der Erfindung, die eine flexible Dünnschicht-Breitbandantenne betrifft, die zum Ankleben an eine gekrümmte dielektrische Struktur geeignet ist, ist rein beispielhafter Natur und soll die Erfindung oder ihre Anwendungen oder Verwendungsmöglichkeiten in keiner Weise einschränken. Zum Beispiel ist in der Erörterung hierin davon die Rede, dass die Antenne angewendet werden kann, um an Kraftfahrzeugglas geklebt zu werden. Für Fachleute ist jedoch zu erkennen, dass die Antenne auch auf andere dielektrischen Strukturen als auf Kraftfahrzeugstrukturen und auf andere als auf transparente oder durchscheinende Flächen Anwendung findet.
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1 ist eine Vorderansicht eines Fahrzeugs 10, das eine Fahrzeugkarosserie 12, ein Dach 14 und eine Windschutzscheibe 16 umfasst, und 2 ist eine Rückansicht des Fahrzeugs 10, die eine Heckscheibe 18 darstellt.
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Wie im Folgenden im Einzelnen erörtert wird, schlägt die vorliegende Erfindung die Bereitstellung einer flexiblen CWP-Dünnschicht-Breitbandantennenstruktur vor, die auf der Windschutzscheibe 16, der Heckscheibe 18 oder einem anderen Fenster oder dielektrischen Substrat des Fahrzeugs 10 montiert werden kann, wobei die Antennenstruktur flexibel ist, um sich an die Form der jeweiligen dielektrischen Struktur anzupassen, und wobei die Antennenstruktur an jeder geeigneten Stelle auf der dielektrischen Struktur montiert werden kann, darunter Stellen auf der Windschutzscheibe 16, durch die der Fahrer durchsehen muss. Die Antennenstruktur findet spezielle Anwendung zum Empfangen zirkular polarisierter Signale, wie beispielsweise GPS- und SDARS-Signale. In einer Ausführungsform ist die Antennenstruktur eine Breitband-Monopol-Appliqué-Antenne, die durch ein geeignetes Klebemittel direkt auf der Oberfläche der dielektrischen Struktur installiert ist. Die Antennenstruktur kann so ausgelegt sein, dass sie auf Fahrzeugglas verschiedener physischer Dicken und dielektrischer Eigenschaften funktioniert, wobei die Antennenstruktur wie beabsichtigt funktioniert, wenn auf dem Glas oder einem anderen Dielektrikum installiert, da das Glas oder das andere Dielektrikum im Konstruktionsprozess bei der Entwicklung des Antennengeometriemusters berücksichtigt wird.
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3 ist eine Profilansicht einer Antennenstruktur 20, die eine Windschutzscheibe 22 mit einer äußeren Glasschicht 24, einer inneren Glasschicht 26 und einer Polyvinylbutyral(PVB)-Schicht 28 dazwischen umfasst. Die Struktur 20 umfasst eine Antenne 30, die auf einem flexiblen Dünnschichtsubstrat 32, wie beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET), biaxial orientiertem Polyethylenterephthalat (BoPET), Mylar, flexiblen Glassubstraten, Kapton usw., ausgebildet und durch eine Klebeschicht 34 an eine Oberfläche der Schicht 26 geklebt ist. Die Klebeschicht 34 kann jedes geeignete Klebe- oder Transferband sein, das es auf wirksame Weise ermöglicht, das Substrat 32 an der Glasschicht 26 zu befestigen, und ferner kann das Klebe- oder Transferband, falls sich die Antenne 30 in einem sichtbaren Bereich der Glasschicht 26 befindet, transparent oder beinahe transparent sein, um minimale Auswirkungen auf das Erscheinungsbild zu haben und Lichtdurchlässigkeit dadurch aufzuweisen. Die Antenne 30 kann durch eine HF-verlustarme Passivierungsschicht 36, wie beispielsweise Parylen, geschützt sein. Ein Antennensteckverbinder 38 ist mit der Antenne 30 verbunden dargestellt und kann jeder geeignete HF- oder Mikrowellen-Steckverbinder, wie beispielsweise eine direkte Pigtail- oder Koaxialkabelverbindung, sein. Obwohl die Antenne 30 so dargestellt ist, dass sie an eine Innenfläche der inneren Glasschicht 26 gekoppelt ist, kann der Leiter 30 an die Außenfläche der äußeren Glasschicht 24 oder die Oberfläche der Schichten 24 oder 26 benachbart zur PVB-Schicht 28 oder den Oberflächen der PVB-Schicht 28 geklebt sein.
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Die Antenne 30 kann durch jeden geeigneten verlustarmen Leiter, wie beispielsweise Kupfer, Gold, Silber, Silberkeramik, Metallgitter/-netz usw., ausgebildet sein. Wenn die Antenne 30 an einer Stelle auf dem Fahrzeugglas ist, die erfordert, dass der Fahrer oder ein anderer Fahrzeuginsasse durch das Glas durchsieht, dann kann der Antennenleiter jeder geeignete transparente Leiter, wie beispielsweise Indium-Zinnoxid (ITO), Silber-Nanodraht, Zinkoxid (ZnO) usw., sein. Wenn die Antenne 30 aus einem transparenten Leiter hergestellt ist, könnte ihre Leistung durch Hinzufügen eines leitenden Rahmens entlang der Kanten der Antenne 30 verbessert werden, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist.
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Die Dicke des Kraftfahrzeugglases kann ungefähr zwischen 2,8 mm und 5 mm variieren und eine relative Dielektrizitätskonstante εr im Bereich von 4,5 bis 7,0 aufweisen. Die Antenne 30 umfasst einen Einschichtleiter und eine CPW(koplanarer Wellenleiter)-Speisestruktur zum Erregen des Antennenstrahlers. Die CPW-Speisestruktur kann zum Montieren des Steckverbinders 38 in einer Weise ausgelegt sein, die für die CPW-Speiseleitung oder für ein Pigtail oder ein Koaxialkabel geeignet ist. Wenn die Verbindung des Steckverbinders 38 oder des Pigtails mit der CPW-Leitung hergestellt ist, kann die Antenne 30 mit der Passivierungsschicht 36 geschützt werden. Wenn die Antenne 30 auf dem Glas installiert ist, kann in einer Ausführung eine Trägerschicht des Transferbandes entfernt werden. Durch Bereitstellen des Antennenleiters auf der Innenfläche der Windscheibe 22 des Fahrzeugs kann eine Verschlechterung der Antenne 30 durch Umwelt- und Wetterbedingungen verringert werden.
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Wie bereits erwähnt, ist es wünschenswert, Antennen auf Fahrzeugen bereitzustellen, die transparent sind und oberflächenkonform in die gekrümmte Windschutzscheibe oder anderes Fahrzeugglas integriert werden können. Die vorliegende Erfindung schlägt eine Antennenstruktur vor, die so ausgelegt ist, dass sie Signale in den GPS- oder SDARS-Frequenzbändern mit geeigneter Polarisation empfängt, wenn sie auf dem Fahrzeugglas montiert oder darin integriert ist. Die Antennenstruktur ist zu einem transparenten Leiter und einer koplanaren Struktur geformt und strukturiert, wobei sowohl die Antenne als auch die Masseleiter auf die gleiche Schicht gedruckt sind. Die Antenne kann kostengünstige Dünnschichten verwenden, die aus transparenten leitenden Oxiden und Nano-Silberdrähte mit einem die Antennenelemente umgebenden Metallrahmen mit hoher Leitfähigkeit bestehen.
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In einer Ausführungsform ist die Antennenstruktur eine Variante einer CPW-gespeisten Quadratschlitzantenne mit einer T-Leitung und einer Stichleitung, um zirkular polarisierte Signale zu erzeugen, die für eine gekrümmte Oberfläche eines Fahrzeugglases geeignet sind. 4 ist eine Draufsicht einer Antennenstruktur 40, die Anwendung findet, um in einem GPS-Frequenzband zu arbeiten, um rechtsdrehend zirkular polarisierte Signale zu empfangen, und von dem hierin erörterten Typ ist, der an Fahrzeugglas befestigt werden kann. 5 zum Beispiel ist eine isometrische Darstellung 42 der Antennenstruktur 40, die durch eine Klebeschicht 48 an einer Oberfläche 44 eines gekrümmten Fahrzeugglases 46 befestigt ist. Die Antennenstruktur 40 umfasst eine leitende Masseplatte 50, die einen quadratischen Außenumfangsabschnitt 54 aufweist, der einen quadratischen Schlitz 52 darin definiert, und die zusammen mit anderen leitenden Abschnitten der Antennenstruktur 40 auf ein geeignetes Substrat (nicht dargestellt), beispielsweise Mylar, strukturiert ist. Die Masseplatte 50 umfasst eine Abstimm-Blindleitung 56 in Form einer T-Leitung, die sich von einer Seite des Umfangsabschnitts 54 in den Schlitz 52 erstreckt, wobei die Stichleitung 56 einen Leitungsabschnitt 58 und ein T-Ende 60 umfasst. Die Masseplatte 50 umfasst außerdem eine Abstimm-Blindleitung 64 in Form einer Stichleitung, die elektrisch mit einer der Ecken des Umfangsabschnitts 54 gekoppelt ist und sich in den Schlitz 52 erstreckt, wobei die Abstimmstichleitung 64 einen abgewinkelten Abschnitt 66 und einen geraden Abschnitt 68 umfasst. Außerdem erstreckt sich ein Antennenstrahlerelement 70 in den Schlitz 52 und endet in einem mittleren Teil des Schlitzes 52 in der Nähe des T-Endes 60 der T-Leitungs-Abstimmstichleitung 56. Das Element 70 umfasst einen Speiseleitungsabschnitt 72, der innerhalb eines Spalts 74 im Umfangsabschnitt 54 positioniert und davon isoliert ist, wobei der Speiseleitungsabschnitt 72 Teil einer CPW-Speisestruktur 76 ist.
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Wenn die Antennenstruktur 40 GPS-Signale empfängt, werden Ströme im Umfangsabschnitt 54 erzeugt und pflanzen sich um den Schlitz 52 fort. Die Abstimmstichleitungen 56 und 58 empfangen diese Ströme und reflektieren sie in den Umfangsabschnitt 54 zurück, was die Phase der Signale ändert. Die zirkulare Polarisation wird durch eine 90°-Phasendifferenz zwischen den Strömen bereitgestellt, die sich in senkrechten Abschnitten des Umfangsabschnitts 54 fortpflanzen. Die Abstimm-Blindleitung 56 in Form einer T-Leitung stellt Kopplung der Ströme vom Umfangsabschnitt 54 mit dem Strahlerelement 60 bereit. Die Länge der Abstimm-Blindleitungen 56 und 64, der Winkel, in dem sich die Abstimm-Blindleitung 64 vom Umfangsabschnitt 54 erstreckt, usw. werden für das jeweilige Frequenzband von Interesse allesamt selektiv optimiert. In dieser Ausführungsform sind die GPS-Signale rechtsdrehend zirkular polarisierte Signale, so dass sich die Ströme in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn fortpflanzen. Die Abstimm-Blindleitung 56 in Form einer T-Leitung und die Abstimm-Blindleitung 64 in Form einer Stichleitung weisen verschiedene Geometrien und Winkel auf, was zu einer verbesserten Impedanzbandbreite von ~30 %, einer 3-dB-Bandbreite des Achsenverhältnisses von ~16,3 %, einem Gewinn von 3 dBic und einer Achsenverhältnis-Strahlbreite bei der Mittenfrequenz führt, die sich über einen Bereich größer als +–45° für die auf 1,575 GHz zentrierten GPS-Signale erstreckt.
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Zum Speisen des Antennenelements 70 kann jede geeignete Speisestruktur eingesetzt werden. 6 ist eine weggeschnittene Draufsicht der CPW-Antennenspeisestruktur 76, die ein geeignetes Beispiel darstellt. In dieser Ausführungsform stellt ein Koaxialkabel 80 die Eingangssignalleitung für die Speisestruktur 76 bereit und umfasst einen inneren Leiter 82, der mit dem Speiseleitungsabschnitt 72 elektrisch gekoppelt ist, und einen äußeren Masseleiter 84, der mit dem Umfangsabschnitt 54 elektrisch gekoppelt ist, wobei die Leiter 82 und 84 durch einen Isolator 86 getrennt sind.
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7 ist eine Draufsicht einer Antennenstruktur 100, die Anwendung findet, um in einem SDARS-Frequenzband zum Empfangen linksdrehend zirkular polarisierter Signale zu funktionieren, und von dem hierin erörterten Typ ist, der an einem Fahrzeugglas befestigt werden kann. Die Antennenstruktur 100 weist eine ähnliche Konfiguration wie die Antennenstruktur 40 auf, wobei sie eine leitende Masseplatte 102 mit einem quadratischen Außenumfangsabschnitt 104 umfasst, der einen quadratischen Schlitz 106 darin definiert. Die Masseplatte 102 umfasst eine Abstimm-Blindleitung 108 in Form einer T-Leitung und eine Abstimm-Blindleitung 110, wobei für die rechtsdrehend zirkular polarisierten Signale die Abstimm-Blindleitung 108 in Form einer T-Leitung auf einer der Abstimm-Blindleitung 56 gegenüberliegenden Seite des Umfangsabschnitts 104 ist, und die Abstimm-Blindleitung 110 in einer der Abstimm-Blindleitung 64 gegenüberliegenden Ecke ist, wie dargestellt. Die Antennenstruktur 100 umfasst außerdem ein Antennenstrahlerelement 112 mit einem Speiseleitungsabschnitt 114, der innerhalb eines Spalts 116 positioniert ist und der Teil einer Speisestruktur 118 ist. Hinsichtlich der Ausführungsform für SDARS-Signale, die in Nordamerika SiriusTM und XMTM im Frequenzband von 2320 bis 2345 MHz umfassen, weisen die Abstimm-Blindleitung 108 in Form einer T-Leitung und die Abstimm-Blindleitung 110 in Form einer Stichleitung verschiedene Geometrien und Winkel auf, was zu einer verbesserten Impedanzbandbreite von ~39 %, einer 3-dB-Bandbreite des Achsenverhältnisses von ~20 %, einem Gewinn von 3 dBic und einer Achsenverhältnis-Strahlbreite bei der Mittenfrequenz führt, die sich über einen größeren Bereich als +–45° erstreckt.
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Die vorstehend erörterten Ausführungsformen für die koplanaren zirkular polarisierten Antennenstrukturen stellen die erörterten Vorteile bereit und können auf dem Fahrzeugglas nahe einer Metallstruktur, wie beispielsweise einem Fahrzeugdach, positioniert werden, da die Außenumfangsabschnitte 54 und 104 als frequenzselektive Oberfläche fungieren, die verhindert, dass Oberflächenwellen in einer Weise, die den Fachleuten bekannt ist, davon nach außen abstrahlen. Diese Konstruktionen nehmen jedoch einen gewissen Platz in Anspruch und weisen zusätzliche Kupferstruktur auf, die für die Masseplatte erforderlich ist. Wenn leitende Flächen in der Nähe der Antenne kein Problem sind, dann können andere koplanare zirkular polarisierte Antennenstrukturen verwendet werden, die weniger Platz und weniger Massemetall benötigen. Zum Beispiel umfasst eine andere Ausführungsform eine Hülsenmonopolantennenstruktur mit koplanarem Wellenleiter, die ebenfalls Anwendung auf den Empfang von zirkular polarisierten GPS- und SDARS-Signalen findet.
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8 ist eine Draufsicht einer Antennenstruktur 120, die ebenfalls im GPS-Frequenzband funktioniert, aber in dieser Ausführungsform so ausgelegt ist, dass sie rechtsdrehend zirkular polarisierte Signale empfängt, wobei die Antennenstruktur 120 eine flexible koplanare Dünnschicht-Schlitzantenne von dem hierin erörterten Typ ist, der strukturierte Leiter umfasst, die auf ein dünnes flexibles Substrat gedruckt sind. Die Antennenstruktur 120 umfasst eine leitende Masseplatte 122 mit einem darin ausgebildeten Schlitz 124 und einer Abstimmhülse 128 in Form eines umgekehrten L mit einem vertikalen Abschnitt 130 und einem horizontalen Abschnitt 132, die als Teil der Masseplatte 122 gekoppelt ist. Ein leitendes Monopolstrahlerelement 136 ist benachbart zur Abstimmhülse 128, aber elektrisch isoliert davon positioniert und umfasst einen Speiseabschnitt 138, der innerhalb des Schlitzes 124 positioniert ist. Es kann jede geeignete Speisestruktur zum Speisen des Strahlerelements 136 vorgesehen sein, wie beispielsweise die in 6 dargestellte Speisestruktur 76. Das Strahlerelement 136 umfasst einen ersten horizontalen Abschnitt 140 und einen zweiten horizontalen Abschnitt 142, der sich von einem vertikalen Abschnitt 144 zum vertikalen Abschnitt 130 der Hülse 128 erstreckt, wie dargestellt. Wenn die Antennenstruktur 120 die GPS-Signale empfängt, werden Ströme in den orthogonalen Abschnitten 130 und 132 der Hülse 128 und dem Strahlerelement 136 sowohl in einer horizontalen als auch einer vertikalen Richtung erzeugt, die orthogonal zueinander sind, um die rechtdrehend zirkular polarisierten Signale zu erzeugen.
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Für GPS-Signale im Frequenzband von 1574,4 bis 1576,4 MHz kann die Masseplatte 122 eine Länge von 80 mm und eine Breite von 13,6 mm aufweisen, der vertikale Abschnitt 130 kann eine Länge von 20 mm aufweisen, und die kombinierte Länge des horizontalen Abschnitts 132 und der Breite des vertikalen Abschnitts 144 kann 14 mm betragen. Ferner kann ein Spalt 150 zwischen dem vertikalen Abschnitt 130 und dem horizontalen Abschnitt 142 1,9167 mm betragen, ein Spalt 152 zwischen dem horizontalen Abschnitt 132 und dem horizontalen Abschnitt 142 kann 0,8379 mm betragen, ein Spalt zwischen dem horizontalen Abschnitt 132 und dem vertikalen Abschnitt 144 kann 0,9080 mm betragen, und ein Spalt 156 zwischen dem horizontalen Abschnitt 140 und der Masseplatte 122 kann 1,9774 mm betragen.
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9 ist eine Draufsicht einer Antennenstruktur 160, die ebenfalls im SDARS-Frequenzband funktioniert, aber in dieser Ausführungsform so ausgelegt ist, dass sie linksdrehend zirkular polarisierte Signale empfängt, wobei die Antennenstruktur 160 eine flexible koplanare Dünnschicht-Schlitzantenne von dem hierin erörterten Typ ist, der strukturierte Leiter umfasst, die auf ein dünnes flexibles Substrat gedruckt sind. Die Antennenstruktur 160 ähnelt der Antennenstruktur 120, ist aber derart ausgerichtet, dass sie linksdrehend zirkular polarisierte Signale empfängt, und weist Abmessungen für das SDARS-Frequenzband auf. Die Antennenstruktur 160 umfasst eine leitende Masseplatte 162 mit einem darin ausgebildeten Schlitz 164 und einer Abstimmhülse 168 in Form eines umgekehrten L mit einem vertikalen Abschnitt 170 und einem horizontalen Abschnitt 172, die als Teil der Masseplatte 162 gekoppelt ist. Ein leitendes Monopolstrahlerelement 176 ist benachbart zur Abstimmhülse 168, aber elektrisch isoliert davon positioniert und umfasst einen Speiseabschnitt 178, der innerhalb des Schlitzes 164 positioniert ist. Das Strahlerelement 176 umfasst einen ersten horizontalen Abschnitt 180 und einen zweiten horizontalen Abschnitt 182, der sich von einem vertikalen Abschnitt 184 zum vertikalen Abschnitt 170 der Hülse 168 erstreckt, wie dargestellt. Wenn die Antennenstruktur 160 die GPS-Signale empfängt, werden Ströme in den orthogonalen Abschnitten 170 und 172 der Hülse 168 und dem Strahlerelement 176 sowohl in einer horizontalen als auch einer vertikalen Richtung erzeugt, um die linksdrehend zirkular polarisierten Signale zu erzeugen.
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Die vorstehende Erörterung offenbart und beschreibt lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Für einen Fachmann ist aus dieser Erörterung und den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen leicht zu erkennen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzbereich der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert, abzuweichen.
