用于車輛的可重配置多輸入多輸出天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛的可重配置ΜΙΜ0(多輸入多輸出)天線。具體地，但非排他地，本發(fā)明涉及一種用于安裝在車頂?shù)目芍嘏渲肕IMO天線。
【背景技術(shù)】
[0002]將多個(gè)天線用作發(fā)射器和接收器兩者的多輸入多輸出(MIMO)無(wú)線系統(tǒng)由于其在富含多路徑的環(huán)境中容量增加的潛力而吸引越來(lái)越多的關(guān)注。能夠使用這種系統(tǒng)，使在無(wú)額外頻譜要求的情況下通過(guò)使用多路徑傳播來(lái)增強(qiáng)通信性能(即，提高的信號(hào)質(zhì)量和可靠性)成為可能。這已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)關(guān)于2G和3G通信標(biāo)準(zhǔn)的高數(shù)據(jù)速率通信的公知和常用的解決方案。對(duì)于室內(nèi)無(wú)線應(yīng)用如路由器裝置而言，外部偶極子天線和單極子天線被廣泛使用。在這種情況下，高增益、全向偶極子陣列天線和共線天線最受歡迎。對(duì)于室外移動(dòng)裝置如汽車頂部天線系統(tǒng)而言，棒狀天線、薄膜天線以及PIFA(平面倒F型天線)尤其受歡迎。然而，市場(chǎng)上很少有具有MMO能力的便攜式裝置。其主要原因在于，當(dāng)在便攜式裝置中聚集若干輻射體時(shí)，給天線分配的小空間限制了在每個(gè)輻射體之間提供足夠隔離的能力。
[0003]用于4G LTE (長(zhǎng)期演進(jìn))系統(tǒng)的車載MMO天線的挑戰(zhàn)甚至?xí)螅糠衷蚴怯捎谄谕奶炀€的新形狀(諸如“鯊魚鰭”天線和平面頂部安裝式共形天線)，以及部分原因是由于較高的性能要求，而最嚴(yán)苛的要求是需要工作頻帶之間至少20dB的隔離。根據(jù)最新的LTE MIMO天線要求，LTE硬件裝置應(yīng)當(dāng)支持在13個(gè)頻帶上工作的用于LTE 3G的一個(gè)發(fā)射器和兩個(gè)接收器。更具體地，該裝置應(yīng)當(dāng)具有用于發(fā)送和接收功能的初級(jí)天線(PA)和用于MMO/接收分集功能的次級(jí)天線(SA)。
[0004]申請(qǐng)人已經(jīng)在W02012/072969中描述了第一可重配置MMO天線。描述了以下實(shí)施方式:天線包括位于PCB的第一端部的平衡天線和位于PCB的相對(duì)的第二端部的雙端口底盤天線。然而，在某些應(yīng)用中，這種構(gòu)造可能不是理想的或者甚至是不實(shí)用的，因?yàn)樗枰獌蓚€(gè)分開的區(qū)域以設(shè)置每個(gè)天線。然而，選擇該間隔以在每個(gè)天線結(jié)構(gòu)之間提供足夠的隔離。
[0005]因此，本發(fā)明旨在提供一種有助于解決上述問(wèn)題的用于車輛的可重配置MMO (多輸入多輸出)天線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，當(dāng)中提供了一種用于車輛的可重配置MMO(多出入多輸出)天線，該天線包括:安裝在支撐基板上的平衡天線和非平衡天線；其中，平衡天線和非平衡天線被定位成朝向基板的同一端部，并且其中，該基板包括大致三角形平面元件。
[0007]因此，本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種可重配置天線，其能夠被定位在大致三角形的支撐基板(例如，PCB)的一端，因此該可重配置天線易于集成到任何傳統(tǒng)的車頂安裝式天線罩，諸如“鯊魚鰭”設(shè)計(jì)中。例如，當(dāng)與W02012/072969中的可重配置MMO天線相比較時(shí)，該天線本身可以具有小且低的外形，并且制造相對(duì)便宜。該天線還可以提供高性能(即，良好的效率和增益)、寬的頻率覆蓋范圍以及每個(gè)輻射體之間的高隔離度。
[0008]非平衡天線可以被安裝為使得該非平衡天線基本上垂直于三角形平面元件延伸。在這種情況下，非平衡天線可以被設(shè)置在基本上垂直于三角形平面元件延伸的第二基板上。第二基板可以呈四分之一橢圓的形狀并且具有彎曲頂面和垂直端面，并且第二基板與平衡天線一樣，可以被定位成朝向基板的同一端部。
[0009]可替選地，非平衡天線可以被安裝為使得該非平衡天線基本上平行于三角形平面元件延伸。
[0010]非平衡天線可以位于平衡天線的大致中央處。
[0011]三角形平面元件可以包括底邊和長(zhǎng)度基本上相等的兩條側(cè)邊。
[0012]平衡天線和非平衡天線可以被定位成朝向三角形平面元件的底邊。
[0013]基板還可以包括被定位成與三角形平面元件的底邊相鄰的大致矩形平面元件。
[0014]平衡天線可以包括兩個(gè)對(duì)稱地布置的臂。每個(gè)臂可以包括朝向內(nèi)的L形平面元件。在具體的實(shí)施方式中，每個(gè)臂可以為支架形(例如，每個(gè)臂具有至少一個(gè)垂直元件)。可替選地，平衡天線可以由印刷偶極子構(gòu)成。
[0015]在每個(gè)臂包括朝向內(nèi)的L形平面元件的情況下，該L形元件可以符合基板的形狀。例如，當(dāng)平衡天線被設(shè)置在矩形平面元件上時(shí)，每個(gè)L形元件具有90度的內(nèi)角。然而，當(dāng)平衡天線被設(shè)置在三角形平面元件上時(shí)，每個(gè)L形元件具有小于90度的內(nèi)角。
[0016]平衡天線和/或非平衡天線可以是非諧振的。例如，非平衡天線可以包括相對(duì)于接地面而被饋電的非諧振元件，其中該接地面由基板或第二基板形成或在基板或第二基板上形成。與之相比，平衡天線可以相對(duì)于自身而被饋電。
[0017]天線還可以包括被布置成將平衡天線和/或非平衡天線調(diào)諧至期望的工作頻率的一個(gè)或更多個(gè)匹配電路。例如，天線可以被配置成覆蓋下述頻帶中的一個(gè)或更多個(gè):DVB-H 頻帶、GSM710 頻帶、GSM850 頻帶、GSM900 頻帶、GSM1800 頻帶、PCS1900 頻帶、SDARS頻帶、GPS1575頻帶、UMTS2100頻帶、Wifi頻帶、藍(lán)牙頻帶、LTE頻帶、LTA頻帶和4G頻帶。
[0018]在某些實(shí)施方式中，非平衡天線(例如，非諧振元件)可以被定位成:與平衡天線的至少一部分相鄰；至少部分地被平衡天線的至少一部分包圍；在平衡天線的至少一部分的覆蓋區(qū)內(nèi)；或者與平衡天線的至少一部分橫向?qū)R。
[0019]平衡天線和非平衡天線可以配備基本上位于中央的饋電線。這有利于保證天線具有尚性能。
[0020]支撐基板和第二基板可以由印刷電路板(PCB)構(gòu)成。
[0021]非平衡天線可以包括被蝕刻在基板上的至少一部分。可替選地，非平衡天線可以包括被設(shè)置在單獨(dú)結(jié)構(gòu)(例如，第二基板)上的至少一部分，其中所述單獨(dú)結(jié)構(gòu)被附接到基板上。
[0022]不對(duì)非平衡天線的形狀和構(gòu)造進(jìn)行特殊限制，并且可以針對(duì)具體應(yīng)用和/或期望的性能準(zhǔn)則來(lái)設(shè)計(jì)非平衡天線的形狀和構(gòu)造。類似地，不對(duì)平衡天線的形狀和構(gòu)造進(jìn)行特殊限制，并且可以針對(duì)具體應(yīng)用和/或期望的性能準(zhǔn)則來(lái)設(shè)計(jì)平衡天線的形狀和構(gòu)造。
[0023]在一個(gè)實(shí)施方式中，非平衡天線可以為矩形。在另一實(shí)施方式中，非平衡天線可以為支架形，例如具有基本上平行于基板(或第二基板)的第一元件以及基本上垂直于基板(或第二基板)的第二元件。
[0024]平衡天線可以位于基板上方或者基板周圍(即，基板外部)。在某些實(shí)施方式中，基板可以包括位于平衡天線下方的切口。
[0025]平衡天線和非平衡天線可以被設(shè)置在基板的相對(duì)表面上(雖然仍位于基板的同一端)。在某些實(shí)施方式中，平衡天線和非平衡天線可以僅被基板的厚度橫向分隔開。
[0026]基板(或者第二基板)可以具有印刷在其第一表面上的接地面。非平衡天線也可以被設(shè)置在第一表面上并且可以與接地面間隔開一間隙。
[0027]可以對(duì)于平衡天線和非平衡天線中的每一個(gè)設(shè)置多個(gè)匹配電路。通過(guò)對(duì)于平衡天線和/或非平衡天線選擇不同的匹配電路能夠獲得不同的工作模式。可以設(shè)置開關(guān)，以選擇用于特定工作模式的期望的匹配電路(即，特定的頻帶或波段)。
[0028]每個(gè)匹配電路可以包括至少一個(gè)可變電容器，以在特定頻率范圍上調(diào)諧相關(guān)平衡天線或相關(guān)非平衡天線的頻率。可變電容器可以由具有開關(guān)、變抗器或MEM電容器的多個(gè)固定電容器構(gòu)成。
[0029]可以將與非平衡天線相關(guān)聯(lián)的匹配電路耦接至第一信號(hào)端口，并且可以將與平衡天線相關(guān)聯(lián)的匹配電路耦接至第二信號(hào)端口。
[0030]每個(gè)信號(hào)端口和/或匹配電路可以與不同的極化相關(guān)聯(lián)。例如，在期望的工作頻率下，可以在每個(gè)端口 /匹配電路之間設(shè)置90度的相位差。
[0031]天線還可以包括連接至每個(gè)端口的控制系統(tǒng)，并且該控制系統(tǒng)包括用于選擇期望的工作模式的控制裝置。
[0032]基板可以具有任何合適的尺寸，并且在一個(gè)實(shí)施方式中，基板可以具有約0.5X 100X50mm2的表面積，使得其能夠易于被容納在傳統(tǒng)的頂部安裝式車輛天線罩內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解，基板的厚度通常為幾毫米厚(例如1mm、1.5mm、2mm或2.5mm)，但不限于此。
[0033]本發(fā)明的可重配置天線可以被配置為車頂安裝式天線。
【附圖說(shuō)明】
[0034]現(xiàn)在將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的某些實(shí)施方式，在附圖中:
[0035]圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的天線的頂部透視圖；
[0036]圖1B示出了圖1A中示出的天線的底部視圖；
[0037]圖