[发明专利]包括圆极化天线的天线系统

说明书

技术领域

本主题发明主要涉及天线系统。更具体地，本发明涉及与系统一起使用的圆极化天线。

背景技术

传统上，机动车辆已经被装备为接收RF信号，特别是陆地广播信号，即AM和FM无线电广播。但是，最近的技术进展已经产生接收其他RF信号的需要，例如蜂窝（移动）电话信号、卫星数字音频无线电服务（SDARS）信号以及全球定位系统（GPS）信号。

为了接收例如SDARS或GPS信号的圆极化信号，已使用贴片天线。不过，这些贴片天线往往需要辐射元件包括专用扰动特征以生成具有能够影响天线性能的实际影响的圆极化。为了改善可靠性和性能，以及减少成本和产生更理想的美学效果，具有最小或没有扰动特征的圆极化贴片天线是理想的。而且，现有的贴片天线往往包括必须直接连接（例如焊接）到贴片天线的有线馈线。将馈线焊接到贴片天线对于某些天线实施是不实际的，并且是往往导致天线缺陷的劳动密集型过程。再者，当天线与车窗一起实施时，车窗的振动会影响焊点以及具有其他不利影响。

发明内容

本主题发明是用于接收和/或发射圆极化RF信号的天线。该天线包括第一辐射贴片和第二辐射贴片。第二辐射贴片被设置成与第一辐射贴片大体平行且不共面（non-planar）。馈送元件被设置在辐射贴片之间，用于经由电磁耦合从辐射贴片馈送出RF信号和/或将RF信号馈送给辐射贴片。细长轴线沿每个辐射贴片的最长长度定义。第一辐射贴片的细长轴线被设置成相对第二辐射贴片的细长轴线呈大约90度角。

可以通过将第一辐射贴片设置在不导电窗格上，而将天线与窗户集成在一起。

通过使用设置成细长轴线彼此垂直的贴片，CP天线实现了没有扰动特征需要的圆极化。这改善了天线的美学效果并有助于制造的努力。而且，通过使用馈送给CP天线贴片的电磁耦合，CP天线在不导电窗格上的安装变得明显简单，并且相对于必须将有线馈线焊接到辐射贴片的现有技术天线，变得更可靠。

附图说明

当结合随附附图参考下列详细描述时，本发明的其他优势变得容易领会，并且更好理解。其中：

图1示出天线系统第一实施例的框图，其具有设置在不导电窗格上并通过单端口电连接的圆极化（CP）天线和线性极化（LP）天线；

图2示出该系统第二实施例的框图，其中每个天线通过独立端口电连接；

图3示出具有支持CP和LP天线两者的窗户的车辆的透视图；

图4示出CP天线的横截面视图；

图5示出显示导电贴片之间角关系的CP天线俯视图；

图6示出显示CP天线反射系数幅值的图表；

图7示出显示CP天线俯仰波瓣图增益（elevation pattern gain）的图表；

图8示出LP天线的横截面视图；

图9示出LP天线的俯视图；

图10示出显示LP天线反射系数幅值的图表；

图11示出显示LP天线俯仰波瓣图增益的图表；

图12示出具有支持共享共同结构CP和LP天线两者的窗户的车辆的透视图；以及

图13示出共享共同结构的一个CP天线和一个LP天线的横截面视图。

具体实施方式

参考附图，本文示出天线系统10，附图中相似数字标记在几个视图中指示相似部件。参考图1和2，天线系统10优选地包括圆极化（CP）天线12和线性极化（LP）天线14，如在下面更详细描述的。然而，CP天线12和LP天线14也可以在系统10之外彼此单独实现。进一步优选地，系统10包括多个CP天线12和LP天线14。然而，为了易于描述，本文以单数时态描述CP天线12和LP天线14。

参考图3，天线12、14优选地与车辆18的窗户16集成在一起。窗户16可以是后窗16（后车窗）、前窗16（挡风窗）或者车辆18的任何其他窗户16。天线12、14还可以在与车辆18完全分离的其他环境中实施，例如在建筑物上。示出实施例的窗户16包括至少一个不导电窗格（pane）20。术语“不导电”是指诸如绝缘体或介电材料的材料，当该材料置于不同电势的导体之间时，其仅允许很小或忽略不计的电流与施加的电压流过该材料。通常情况下，不导电材料具有大约纳西/米量级的导电性。

在示出的实施例中，不导电窗格20被实现为至少一个玻璃窗格22。当然，窗户16可以包括不止一个玻璃窗格22。本领域的技术人员应该认识到，汽车车窗12（尤其是挡风窗）可以包括中间夹着聚乙烯醇缩丁醛（PVB）层的两层玻璃窗格。