[发明专利]多元件空腔耦合天线

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年2月4日提交的61/063,562号美国临时申请的权益，其通过引用被合并与此。

技术领域

本发明主题涉及天线。具体地，本发明主题涉及用于圆极化应用的微带天线。

背景技术

在本领域内已公知用于从人造卫星(例如卫星数字音频广播业务(SDARS))接收信号的天线。这些天线通常被装载到车辆上与车辆广播接收器一起使用。通常这些天线被装配到车辆的金属车顶上以使车顶作为天线的接地层。另外，这些天线通常具有从车辆外面看来不够美观的庞大外形。

许多现代的汽车将玻璃合并到其车顶。所使用的玻璃的量的范围可以从在车顶的一小部分上提供玻璃的典型天窗到遍布车辆整个车顶面积的全景型玻璃。不幸的是，在车顶结构内使用玻璃减少了可以被用作用于人造卫星天线的接地层的金属片的量。同样地，当被设置到玻璃上时，传统的人造卫星天线性能较差。

因此，天线仍然有机会与玻璃(例如车辆的玻璃车顶)集成到一起用于接收来自人造卫星的信号。

发明内容

本发明主题提供包括由导电材料形成的补缀元件的天线。该天线还包括由导电材料形成且具有限定空腔的内边缘的耦合元件。该耦合元件被设置为与补缀元件不在同一平面内且与其基本平行。多个辐射条由导电材料形成并且被设置为至少一个偶极对。辐射条被设置为与补缀元件不在同一平面内且与其基本平行。辐射条也被设置在耦合元件的内边缘内。天线还包括由非导电材料形成且夹在补缀元件与辐射条以及耦合元件之间的第一电介质层。天线还可以与具有由透明材料制成的非导电窗格的窗户集成到一起。

集成了天线的窗户可以是车辆的玻璃车顶。该天线的独特结构使其理想地穿过玻璃接收来自人造卫星的信号，其性能相当于现有技术中流行的装配了金属片的天线。具体地，本发明主题的天线提供覆盖小仰角(即角度覆盖小到20度，这是SDARS供给者所需的最小人造卫星仰角)的辐射图。

附图说明

通过结合附图参考以下的详细描述，本发明的其它优点将会易于领会，同样也会变得更好理解，在附图中：

图1A为具有由车辆的玻璃车顶支撑的天线的第一车辆的透视图；

图1B为具有由车辆的后车窗支撑的天线的第二车辆的透视图；

图2为通过玻璃窗格看到的示出补缀元件和第一电介质层的天线的第一实施例的俯视图；

图3为沿着图2中线3-3的天线的第一实施例的横截面侧视图，示出设置在耦合元件之下的辐射条；

图4为沿着图3中线4-4的天线的第一实施例的横截面俯视图，示出辐射条、耦合元件和第二电介质；

图5为天线的第二实施例的横截面侧视图，示出与耦合元件基本设置在同一平面内的辐射条；

图6为天线的第二实施例的横截面侧视图，示出被划分为第一子层和第二子层的第一电介质层；

图7为天线的侧视图，示出包围补缀元件、辐射条和电介质层的导电外壳；

图8为天线的供给网络的仰视图；

图9为示出天线在约零度方位角的仰角辐射图案的图表；以及

图10为示出天线在约90度方位角的仰角辐射图案的图表。

具体实施方式

参照附图，其中在这几幅附图中同一标记始终指相应的部件，天线用10示出。

参照图1A和图1B，天线10优选与车辆14的窗户12集成到一起。窗户12优选由透明材料(例如玻璃)制成的至少一个非导电窗格16形成。但是，其它材料也可以适用于形成透明的非导电窗格16，包括但不限于塑料和/或树脂。本领域的技术人员认识到透明材料允许光线从至少一个方向传播通过，从而可以看到在透明材料另一侧的物体。

窗户12可以是车辆14的后车窗(后挡玻璃)、前车窗(挡风玻璃)、天窗、顶窗或其它窗户或倾斜的/非倾斜的窗格。窗户12可以可替换地用于非车辆应用例如建筑物(未示出)中。天线10也可以被用于非窗户应用中，包括但不限于电子装置例如便携式电话。当然，本领域的技术人员可以意识到天线10的其它应用。