各实施例基本上涉及天线装置。尽管各实施例可以通过实例描述为具有特定布置的一定数量的元件,但是实施例并不局限于此。例如,实施例可以包括更多或更少的元件,以及这些元件中的其它设置。
附图1是根据本发明示例性实施例的天线装置100的图示。该装置可以用于在两个或多个
频率波段传输和/或接收无线
信号。如附图1中所示,装置100包括单极天线102,第一载荷110和第二载荷112。
附图1示出了基本上沿轴线103延伸的单极天线102。该轴线可以是基本垂直的。另外,该附图示出了具有第一末端104和第二末端106的天线102。这些末端之间的距离表示为长度L。该长度可以大约是25至26毫米(即大约一英寸)。然而,各实施例不局限于此。馈电点108基本
定位在第二末端106。在此点处,信号输送介质(如同轴
电缆、电线或迹线(trace))可以连接到天线102上。
第一线性载荷110可以在第一末端104处或其附近连接到天线102上。附图1示出了围绕天线102对称的第一载荷110。第一载荷110可以设置用来传输和接收在第一频率波段内的垂直极化信号。该第一频率波段可以包括从大约824MHz到894MHz的高级
移动电话系统(AMPS)波段。另外或或者,该第一频段可以包括从大约880MHz到大约960MHz的欧洲全球数字移动电话系统(GSM)波段。然而,各实施例不局限于这些示例性
频率范围。
如附图1中所示,第二线性载荷112在馈电点108和第一载荷110连接的
位置之间的位置处连接到天线102上。附图1还示出了围绕天线102对称的第二载荷112。
第二载荷112可以设置用来提供在高于第一频段的第二频段内的垂直极化信号的传输和接收。更为特殊的是,第二载荷112作为扼流圈操作。该特征防止第二频段的
电流沿天线102通过第二载荷112传播。该第二频段可以包括从大约1850MHz到1990MHz的个人通信业务(PCS)波段。可替代地或另外地,该第二频段可以包括从大约1710MHz到大约1880MHz的欧洲数字蜂窝系统(DCS)DCS1800波段。然而,各实施例不局限于这些实例。
如附图1中所示,第二载荷112包括相对整流子片(opposing segment)114a和114b,以及相对整流子片116a和116b。这些整流子片基本垂直于轴103。另外,第二载荷112包括相对整流子片118a和118b,它们基本平行于轴线103。然而,附图1示出了这些整流子片围绕天线102对称。
整流子片116和118使第二载荷112具有U形部分。这部分可以将第一频段处的装置100的阻抗增强至希望在第二频段中传输和接收的值。
附图1示出了间距S1、S2和S3,它们存在于第二载荷112和装置100的其它部件(即天线102和第一载荷110)之间。这些间距可以设置成影响扼流圈部分114的阻抗。在各实施例中,这些间距基本大小相等。
如上所述,载荷110和112相对于天线102对称。在第一和第二频段中载荷的这种对称设置用于消除正常从非对称载荷发射的
辐射(例如,
水平辐射)。如螺旋状和螺旋形载荷之类的其他类型的载荷通常不提供这种消除。作为对称的结果,有利地减少了由于横向极化辐射所引起的损失。更为特殊的是,这种载荷减小了有助于垂直极化
能量和水平极化能量之间的转换的效率损失。
然而,通过载荷110和112,天线装置100表现出来好像“电高于”其实际尺寸。该特征可以有利地提供如载荷所具有的有效辐射
电阻。而且,载荷110和112之间的连接起到有利地改变载荷110的阻抗的作用。另外,载荷110和/或112可以还起到改善
电压驻波比(VSWR)频带宽度的作用。
同样,匹配网络(例如,无源网络)可以在馈电点108处连接到天线装置上。这种匹配网络可以用来进一步改进VSWR。
天线装置100的元件(如天线102,第一载荷110和第二载荷112)可以用一种或多种合适的材料制成。示例性材料包括如
铜、不锈
钢和
铝之类的导体。然而,本发明的实施例不局限于这些材料。这些导体可以具有各种厚度和横截面轮廓。
各种尺寸在附图1中示出。例如,附图1示出了具有宽度W1的第一载荷110。而且,第二载荷112示出为具有高度H和宽度W2。同样,如上所述,天线102具有长度L,并且间隔S1、S2和S3与第二载荷112相关。
本发明的各实施例可以包括由衬底支承的天线装置。例如,附图2A和2B示出了一个示例性设置,其中天线装置100的元件由印刷
电路板(PCB)202支承。尤其是,附图2A是一侧视图,示出了固定在或印刷到PCB202的表面203上的天线装置100的元件。
另外,PCB202在表面216处连接到基座204上。该连接可以以各种方式实现,如用采用机械
紧固件和/或粘接剂。表面216的相当大的部分可以由导电材料构成,以提供接地平面。
附图2A示出了基座204具有与表面216相对的表面218。基座204的该表面可以连接到车辆上,如机动车的外表面。该连接可以以各种方式实现,如用机械紧固件、粘接剂、
吸盘和/或
垫圈。
在各实施例中,其它天线装置也可以连接到基座204上。例如,附图2A示出了天线装置208和210。这些装置可以具有各种类型,如印刷天线、接地天线或微带天线。另外,装置208和210可以支承各种信号的传输,如蜂窝电话或卫星电话信号、全球定位系统(GPS)信号,视频和/或无线电
广播信号(模拟或数字)等。例如,在示例性设置中,装置208为GPS接地天线,装置210为数字卫星无线电接地天线,并且装置100的元件作为双波段蜂窝天线工作。
如附图2A中所示,连接器206、212和214连接到基座204上。这些连接器提供与天线装置的电连接。例如,连接器206可以连接到馈电点108上,连接器212可以连接到天线装置208上,并且连接器214可以连接到天线装置210上。如同轴电缆之类的传输线可以连接到这些连接器上。这些线又连接到车辆中的一个或多个装置上。示例性装置包括蜂窝电话、收音机、
射频信号接收机、电脑装置(例如,便携式电脑、
个人数字助理(PDAs)、GPS接收器等。
在备选设置中,天线装置可以通过采用一个或多个天线共用器共享连接器。该特征有利地减少了到达基座204所需的电缆数量。
各实施例可以包括辅助部件。例如,附图2A示出,基座204可以包括隐藏式内空腔220。空腔220可以容纳各种电路和/或部件。这种电路和部件的例子包括
放大器、天线共用器和/或匹配网络。
例如,空腔220可以容纳连接在装置208和连接器212之间的第一活动(active)
低噪声放大器(LNA),连接在装置210和连接器214之间的第二活动LNA。同样,空腔220可以容纳馈电点108和连接器206之间的天线共用器,以提供双向操作。而且,空腔220可以容纳一个或多个天线共用器,从而天线装置可以共享表面218上的连接器。另外或可替代地,匹配网络(例如,一个或多个电容器的设置)可以设置在馈电点108和连接器206之间。
空腔220可以用导电材料作为壁,如锌涂覆层,以提供
电磁干扰(EMI)屏蔽。然而,也可以使用其它材料。
在其他设置中,电路和/或部件可以放置在空腔220外部的位置处。这种位置可以包括基座204和/或衬底202上的一个或多个表面。例如,匹配网络可以放置在基座204的表面216上。如上所述,这种匹配网络可以连接在馈电点108和连接器206之间。这种电路和/或部件可以由导电材料封装,以提供EMI屏蔽。
附图2B是附图2A的设置的顶视图。该视图示出了具有较窄厚度的PCB202。当与传播方向222对准时,该设置提供降低的
风阻。同样,附图2B示出,导电材料221可以设置在表面216上,以提供接地平面。
附图3是类似于附图2A和2B中的设置的设置的剖视侧视图。然而,该设置包括天线罩302,该天线罩盖住附图2A和2B的元件,如衬底202、基座204、装置208和装置210。
附图4是另一天线罩400的透视图,该天线罩可以用于
覆盖附图2A和2B的元件。天线罩400具有低轮廓的空
气动力学外形。如附图4中所示,天线罩400包括突起402,以容纳衬底202。
天线罩302和400可以用各种材料制成,如具有适当
微波属性的塑料。这种属性的例子包括1至5之间的
介电常数,以及0.01至0.001之间的损耗因数。在各实施例中,这种天线罩可以由紫外线(UV)稳定注模塑料构成。
此处,已经阐述了数个具体细节,以完全理解各实施例。然而,本领域技术人员将理解的是,在不具有这些具体细节的情况下也可以实现各实施例。在其他例子中,已知操作、部件和电路未详细描述,从而未混淆各实施例。可以认识到,此处公开的具体结构和功能细节可能是代表性的,并不必须限制实施例的范围。
例如,当公开的是25至26毫米的示例性高度时,本领域普通技术人员将能够
修改该高度,以及载荷的尺寸和位置,以获得满意的双波段性能。另外,尽管此处所述的双波段处于AMPS波段和PCS波段范围,但是本领域技术人员也将能够修改天线装置的第一和第二载荷(天线和载荷的尺寸和形状),以在不同双波段配置中正确操作。这种波段的例子包括从大约880到960MHz的欧洲全球数字移动电话系统和从大约1710到1880MHz的欧洲数字蜂窝系统(DCS1800)波段。而且,本发明的各实施例可以在多于两个波段中操作。例如,各实施例可以包括辅助(例如,对称的)载荷。