[发明专利]车载天线

说明书

技术领域

本发明涉及车载天线。本发明尤其关注汽车对汽车(C2C)和汽车对基础设施(C2I)的通信。

背景技术

相信汽车对汽车和汽车对基础设施的通信是将来有助于安全智能移动的关键技术。汽车对汽车或汽车对基础设施的通信链接由多种组件构成，其中所述多种组件中的天线是本发明的主题。

目前的车辆配备有多种无线服务以便接收无线电和电视广播，并用于如同导航的手机和GPS一样进行通信。甚至将更多的通信系统实现为“智能驱动”，例如，专用短程通信(“DSRC”)。因此，增加了汽车天线的数量，最小化需要成为降低成本的重要因素。

通常，汽车中所熟知的分集系统利用彼此远离的两个或更多个不同天线单元以便增加它们之间的隔离。

可以在由S.J.Boyes、H.T.Chattha和Y.Huang所著的IEEE出版物：Comparison of Diversity Gain Performance of Single Element Dual-Feed PIFAs with Assorted MIMO Antennas中发现分集天线。

欧洲和美国的汽车对汽车通信系统使用IEEE802.11P标准，在5GHz频带内操作。

ITS-G5A和ITS-G5B： 5.855-5.925GHz

ITS-G5C：          5.470-5.725GHz(WLAN)

本发明涉及一种天线，在优选示例中，可以将所述天线设置在鲨鱼鳍形(shark fin)设置中。

图1示出了标准鲨鱼鳍形天线单元的示例，该鲨鱼鳍形天线单元位于车辆顶棚的背面。嵌入在鲨鱼鳍中天线的尺寸受到限制，并且应将天线设计为安装在壳体内。天线单元还针对天气防护、抗震强度和温度增加具有严格要求。

天线单元的标准尺寸是：最大高度为50到55mm(外部壳体高度60mm)、长度为120mm(外部壳体长度140mm)、宽度为40mm(外部壳体宽度50mm)。

由于存在对于频率和天线尺寸的依赖性，约50mm的可实现最大高度对可达到的频率具有一定影响。单个谐振天线单元的尺寸与操作波长成正比，与操作频率成反比。因此，低操作频率需要大型天线结构。谐振四分之一波长单极天线是用于车辆顶棚或接地面(ground plane)的典型天线。

内部尺寸影响能够集成的天线的数目。在天线之间具有足够长的距离的情况下，集成相同频带的多个天线单元并非总是可行的。

发明内容

由权利要求书来限定本发明。

根据本发明，提供了一种天线，包括：

面状衬底；

导体图案(conductor pattern)，印刷在所述衬底的一侧，其中导体图案包括分离的第一和第二连续导体区域，

其中第一导体区域通常位于所述衬底的一端，第二导体区域通常位于所述衬底的另一端，其中第一方向在所述两端之间延伸；

其中第一导体区域具有两个臂，每个外侧上一个，两个第一导体区域臂平行于第一方向延伸，在所述两个第一导体区域臂之间限定了第一狭缝，

其中第二导体区域具有两个臂，在所述两个臂之间限定了第二狭缝，两个第二导体区域臂平行于第一方向延伸，其中所述两个第二导体区域臂位于第一狭缝内，第一狭缝的一部分在两个第二导体区域臂的外侧；

第一天线馈源(feed)，将两个第二导体区域臂之一的一端与第一狭缝的基部桥接；以及

第二天线馈源，将两个第二导体区域臂中另一个的一端与第一狭缝的基部桥接。

这种设置将两个天线馈源结合为单个结构。导体区域彼此相对，在它们相交的位置处，一个平行臂进入在另一个平行臂中限定的狭缝，从而限定了臂和狭缝的交错设置。按照这种方式，朝向外侧边缘限定了两个开口的狭缝，并在中间位置处限定了一个闭合狭缝。

闭合狭缝提供了馈源之间的隔离。

本发明提供了一种适用于智能交通系统(ITS)的天线，能够成功地进行汽车对汽车和汽车对基础设施的通信。在单个天线单元中提供分集式或MIMO(多输入多输出)功能，例如，该单个天线单元可以连同例如COTS GPS模块和/或手机天线的其它组件安装在售后(aftermarket)鲨鱼鳍中。

天线提供了一个物理位置中将两个物理分离天线替换为单个天线。天线可以位于有限空间的其它位置处，例如，在侧面反光镜中。