[发明专利]单馈点多频多极化天线

说明书

技术领域

本发明涉及天线，更具体地涉及用于接收多个频率和多极化(polarization)的信号的天线。

背景技术

在日益发展的无线世界中，天线正在变得越来越普遍。这一情况在汽车中尤为突出，汽车典型地包括用于AM无线电广播、FM无线电广播、卫星无线电广播、蜂窝式电话和GPS中的一个或更多个的天线。这些信号具有不同的频率和极化。例如，与卫星无线电广播相关的信号(例如，商标XM和Sirius)的范围为2.320GHz到2.345GHz并且被左旋圆极化(LHCP)；与全球定位系统(GPS)相关的信号的范围为1.574GHz到1.576GHz并且是被右旋圆极化(RHCP)。

已经研发了其中多个天线在多个馈点上接收多个信号以及输出多个信号的天线包(antenna package)。然而，无法令人满意的是这些天线包复杂而且昂贵，并且多馈点也是不理想的。尽管这些现有技术的天线包已经被实施并且开始普及，但是对于更加简单、紧凑而且低成本的设计的天线的需求日益增加。

发明内容

本发明中克服了上述多个问题，在本发明中，单独天线通过单个馈点接收多频率和多极化的信号，并通过所述单个馈点输出这些信号。

在所公开的实施方式中，天线包括共平面的内贴片和外贴片。所述外贴片围绕所述内贴片。这两个贴片彼此物理间隔开。单个馈点与所述内贴片连接。所述内贴片在第一频率与第一天线极化感应发生共振。所述外贴片在第二频率与第二天线极化感应发生共振。所述第一频率和所述第二频率是不同的。所述第一天线极化感应和所述第二天线极化可以相同或不同。两个信号都在所述单个馈点上被输出。

在进一步的优选实施方式中，所述两个贴片是位于衬底上的金属化层。

本发明的天线相对简单而且价格不高，更易于实施并且高效。其使得能够在单个馈点上输出具有不同频率以及不同极化的信号。

通过参照对本实施方式和附图的描述将更容易地理解和认识本发明的这些和其他目的、优点和特征。

附图说明

图1是天线的俯视立体图；

图2是天线的未示出衬底的仰视立体图；

图3是天线的俯视平面图；

图4是天线以及可想到的附接在其上的信号处理元件的示意图；

图5-14是例示了天线的性能的图和表。

具体实施方式

图1-3例示了根据本发明的当前实施方式构造的天线，并总体上将天线标记为10。该天线包括衬底12、内贴片(inner patch)14、外贴片(outer patch)16和单个馈点或引线18。内贴片14和外贴片16被安装在衬底12上。单个馈点18贯穿衬底12延伸并且连接至内贴片14。内贴片14接收具有第一频率和第一极化的信号，而内贴片14和外贴片16一起接收具有第二频率和第二极化的信号。所述的这两个频率和极化是不同的。这两个信号都在单个馈点18上输出。

衬底12对于熟悉天线领域的技术人员来说是公知的。衬底可以由诸如塑料或陶瓷的任意适用的不导电材料制成。衬底12支撑天线10的其余元件。

在图1-3中包括了X、Y和Z方向以简化在三个视角中的定向。X轴和Y轴位于两个共平面贴片14和16的平面内。Z轴与所述贴片的平面垂直，并且延伸贯穿所述贴片的中心。

当在平面图(具体参见图3)中观察时，内贴片14基本上或大体上为方形。因为是方形，所以其具有四个拐角20a、20b、22a和22b。如针对圆极化信号的天线的常规情况那样，在对角线上相对的两个拐角20a、20b基本是直角，而在对角线上相对的另外两个拐角22a、22b基本为非直角。在本实施方式中，拐角22a、22b与内贴片14的侧边呈45°锐角。熟悉本领域的技术人员可以想到形成非直角拐角22a、22b的其他适用技术。

像围绕内贴片14的相框那样成型外贴片16。外框16具有大体上为方形的内边缘24以及大体上为方形的外边缘26。该两个边缘24和26大体上是同心的。

外贴片16的内边缘24大体上为方形并且包括四个拐角30a、30b、32a和32b。在对角线上相对的两个拐角30a、30b基本为直角，而在对角线上相对的另外两个拐角32a、32b基本为非直角。非直角拐角32a、32b与内贴片14上的非直角拐角22a、22b靠近或相邻。