[发明专利]多层玻璃贴片天线

说明书

适用于5GHz WLAN/Wi‑Fi和DSRC频带的天线与车窗集成在一起，车窗包括通过中间层结合在一起的外透明层和内透明层。内透明层和中间层用作天线基板。第一导电层形成在外透明层的内表面上，并且限定耦合槽的第二导电层形成在内透明层的外表面上。天线可以被穿过耦合槽的同轴电缆或微带线激发。

相关申请

本申请要求于2019年12月6日提交的标题为“Multilayer Glass Patch Antenna”的美国临时专利申请No.62/944,669的优先权，其全部内容并入本文。

技术领域

本公开的发明涉及一种贴片天线，更具体地，涉及一种嵌入在层压窗户玻璃中并且接收和/或发送用于联网(connected)车辆通信的电磁信号的多层贴片天线。

背景技术

在诸如挡风玻璃和后窗的汽车窗玻璃(glazings)中，用于接收和/或发送诸如AM、FM、TV、DAB、RKE等的射频波的天线通常被承载或结合在窗玻璃中。此类天线是通过将诸如银或铜的导电线印刷到窗玻璃透明体上或通过在车辆窗玻璃的透明层之间层压金属线或条带而形成的。此类天线为车辆提供了空气动力学性能的优点，并为车辆提供了美观、流线型的外观。

近年来，汽车工业已经开发出能够经由射频信号和其它通信信道进行通信的车辆。此类车辆有时被称为“联网汽车”。新车型提供了越来越多的可选特征，诸如安全性改进，以及启用专用短程通信(DSRC)无线电用于车辆对车辆(V2V)和车辆对基础设施(V2I)通信的特征。目前，汽车行业正从辅助驾驶向自动驾驶迈进。每个新车联网，无论是通过蜂窝、WLAN还是DSRC，都需要支持相应通信通道的天线。在一些情况下，对于蜂窝服务可能需要多达六个天线，并且对于V2V和V2I通信可能需要另外六个DSRC天线。设计可以容纳在车辆上的可用空间的天线带来了重大挑战。将天线集成在车辆窗玻璃中具有以下优点：改善美观、简化天线封装、减轻重量、防止盗窃和破坏，以及消除车辆上容易进水的孔洞和其它问题。因此，需要能够在高频(例如，高于2GHz)操作并且可以安装在车辆上而不从车辆外部突出或进入到内部乘客舱中的天线。

美国专利申请US 2018/0037007 A1图示了一种贴片天线，该贴片天线附接到用于全球导航卫星系统(GNSS)应用的中间层玻璃的内面板的内表面。美国专利US 7,126,549B2描述了一种贴片天线，该贴片天线附接到用于卫星数字音频无线电服务(SDARS)的中间层玻璃的内面板的内表面。这两种贴片天线都附接到透明体的内表面并提供贴片天线特有的窄带。此外，这些设计需要相对昂贵的低损耗基板材料，并且由于车辆窗玻璃的曲率，基板可能无法适当地固定到窗玻璃。此外，出于美观原因，天线贴片印刷在透明体的内表面之一上，被黑漆覆盖。这种设计使得天线基板和贴片的对齐对于商业量产来说更加困难。

联网车辆通信的快速增长引起了在车辆上集成越来越多天线的需求。因此，需要DSRC、Wi-Fi、WLAN和蓝牙天线，这些天线可以安装到车辆表面，但不会从车辆外部延伸或伸入到内部乘客舱中。此外，实际需要这样的天线可以作为标准装备以最低成本被现有车辆零件容纳。还有，这种天线维持车辆的美感或外观并且只需对现有窗玻璃结构和制造工艺进行有限修改也是重要的。此外，还需要能够在整个Wi Fi和DSRC频带上接收和发送的具有宽带特性的单个天线。

发明内容

本公开的发明公开了一种适用于5GHz WLAN/Wi-Fi、DSRC、V2V和V2I通信的槽耦合玻璃贴片天线。所公开的贴片天线通过多种天线馈电方法嵌入到层压车辆窗户玻璃中。该天线具有宽带阻抗匹配和频率调谐能力。