[发明专利]设置有具备天线功能的导电元件的衬底

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括至少一个导电元件的衬底，所述导电元件提供天线功能，用以发送和/或接收电磁信号。

背景技术

窗玻璃是包括导电元件的已知衬底之一，被广泛用于汽车领域中。通常将导电元件用作加热迹线(tracks)，尤其是后窗上的加热迹线，但是也可以将它们设置在窗玻璃上，用以在此处提供警报和/或天线功能。

实际上，导电元件是由金属线构成的，所述金属线是通过导电膏的传统丝网印刷、形成预定图案并且烧制所述膏而形成的。

取决于所述元件的最终功能、例如关于天线的所需阻抗，所述图案为所述元件提供精确的宽度和精确的厚度。

由于这些导电元件所提供的有益功能(加热、天线、警报)，近年来它们在特定窗玻璃上的数量不断增加，而这会引起空间限制和可见度问题。因此，在迹线位于窗玻璃的视野之内时，从内部来看这些迹线是清晰可见的，从而可能妨碍到司机，并且从外部来看这些迹线也可能是清晰可见的，从而降低车辆的美感。

因此，近些年来，转而将导电元件制成透明金属膜的形式，将所述透明金属膜蚀刻或切割成所需图案。

此外，尽管几年前天线仅用来接收无线电波，然而电信领域中正在发展的技术不断要求提供被赋予诸如GPS、移动电话等各种发送和/或接收特性的天线。

因此，目前车辆设置有传统接收天线如设置在后窗上的导线，并且还设置有其它特定天线，例如用于GPS系统、移动电话系统、电话付款(telepayment)系统等，这些天线由导线天线或者配置为贴片形式并且例如放置在车辆顶部上的天线构成，或者由沉积在窗玻璃上的透明导电膜构成。

由于所有这些应用不是在同一频率下工作，因此需要为各种应用配置特定的天线。这不会简化车辆的制造，并且意味着附加的生产和车辆组合成本。

近来一种新型天线出现在市场上，称为分形天线，它使得单个器件在一个或多个频带上工作并且将其小型化成为可能。

分形天线的图案为分形几何图形，也就是说，可能以不同的和类似(homothetic)的尺寸比例重复几次基本图案，以覆盖一个或多个频带。

例如，专利US 6 300 914描述了一种环形的分形天线，其比等效低频的传统天线小5至10倍。这种天线例如通过在衬底上沉积导电膜并将其切割成所需形状来形成。

人们可以展望具有分形几何图形的天线的各种形状。因此，专利申请WO 02/01668公开了多种图案，例如三角形、Hilbert曲线、Von Koch雪花以及Sierpinski地毯图案，或者这些图案的组合，所述天线可从形成在衬底上的导电膜获得。

由透明膜形成的这些分形天线也可以通过沉积在如柔性塑料膜等支撑物上、然后层压在两个衬底之间以形成窗玻璃而整合到窗玻璃中。文献US6 552 690展示了这种类型的窗玻璃。然而，这种制造工艺的实施仍然很复杂。

这样的天线也是已知的，其形成在诸如塑料支撑物等刚性支撑物上，但是整合到后视镜组件中，从而将放置在顶部上的传统天线从视野中排除。

发明内容

本发明的目的是使用分形天线这种新技术来提供在更宽频率范围内的操作，受益于小型化尺寸，这些天线的制造易于实施，并且使它们易于迅速整合到最终用途设备中。

根据本发明，这种衬底为刚性的，并且包括至少一个提供天线功能的导电元件，用以发送和/或接收电磁信号，所述导电元件由导电材料形成，并且其图案为分形几何图形，所述衬底的特征在于导电元件是由导电油墨或者导电釉质形成，并且被直接印刷在衬底上。

术语“刚性衬底”应理解为是指表现出内在机械强度从而在将其垂直放置在其边缘上时不会破裂的衬底。

分形几何图形的天线与刚性衬底例如窗玻璃的结合具有许多优点，这些优点与以下相关：天线的小尺寸、所采用的衬底类型(其支撑天线并且这里由所述刚性衬底构成)、组合天线的方式(也就是印刷在衬底上)、以及导电材料的类型(油墨或釉质)。

尽管所采用的导电材料对于标准天线而言是已经熟知的，其中标准天线与对其进行整合的窗玻璃相比具有非常大的尺寸，从而具有可见性和频率范围限制缺陷，然而也可将这种材料用于具有更小尺寸且呈现分形几何图形的天线并不是显而易见的。

关于天线的小型化，可特别提出以下优点：

-在天线的图案、其尺寸及其形状上有很大灵活性，同时允许在一个或多个频带上工作；

-相比于现有技术的传统天线，占用的面积减小，尤其是长度至少除以2；

-有可能在同一衬底上印刷大量分形天线，而不会因此覆盖大面积的衬底；