[发明专利]宽频带天线系统

说明书

本发明涉及宽频带天线系统。宽频带和多频带天线(1)具有减小的尺寸、优选地用作车辆用远程天线。所述天线系统包括天线，所述天线包括：平面接地平面(2)；平面辐射元件(3)，所述辐射元件(3)具有由中央段(3a)以及从所述中央段(3a)延伸的第一横向段和第二横向段(3b，3c)形成的配置。馈电连接线(4)连接在所述中央段(3a)和所述接地平面(2)的边缘之间，并且接地连接线(5)连接在所述中央段(3a)和所述接地平面(2)的所述边缘之间。

技术领域

本发明总体涉及优选地用作车辆用远程天线的宽频带和多频带天线。

本发明的目的是提供一种可以装配在受限空间(例如在车辆内部)内的具有减小尺寸的宽频带和多频带天线。

本发明的另一目的是提供一种可以通过自身(即，没有附加附接手段)简单地附接至车辆且没有与车辆接地连接的车辆用远程天线，从而降低制造成本。

背景技术

由于一些电子设备的尺寸较大，难以在缩小的空间内容纳大型天线系统。出于该原因，机动车辆的许多通信设备需要外部天线来提高内部天线的性能。在这种情况下，外部天线的尺寸尽可能小是至关重要的，以便它可以装配在车辆内的缩小空间内。

外部天线相对于内部天线的另一个优点是其在电子噪声方面的性能。随着电子噪声源(时钟、微处理器等)越来越近，内部天线会获得整个系统的最差灵敏度。因此，在外部天线的情况下，这种情况得到改善，因为它们可以从这些噪声源中移出。

例如，LTE天线特别同时需要主天线和分集天线二者。然而，这两种LTE天线(主天线和分集天线)特别是在低频带(700MHz-1GHz)下不能容纳在鲨鱼鳍天线的狭窄内部，其中信号干扰很高，并且在天线之间获得的不相关的水平将很差。当移动系统上需要多于一个天线作为LTE时，天线之间必须尽可能不相关。

另一方面，平面倒F天线(PIFA)通常用于无线通信，例如，蜂窝电话、无线个人数字助理(PDA)、无线局域网(LAN)-蓝牙等。PIFA天线大致包括平面辐射元件和与辐射元件平行的接地平面，其中该接地平面大于天线的结构。导电的第一线在位于辐射元件一侧的边缘处的第一触点处耦合到辐射元件，并且第一线也耦合到接地平面。

导电的第二线沿着与第一线相同的一侧耦合到辐射元件，但是处于与第一线不同的边缘上的接触位置。第一线和第二线适于在PIFA的工作频率下耦合至期望的阻抗，例如50欧姆。在PIFA中，第一线和第二线垂直于它们所耦合的辐射元件的边缘，从而形成倒F形(因此是平面倒F天线的描述性名称)。

先前已知的平面倒F天线通过要求减小针对给定无线应用的PIFA的体积而牺牲了带宽。而且，它们的性能与连接天线的接地平面的物理尺寸密切相关。通常，为了在蜂窝频带(作为LTE的示例)的最低频率下的适当功能，需要大于100mm的接地平面。

因此，需要在不必增加其体积的情况下改善PIFA的带宽，并且不需要使用更大的接地平面用于天线安装。

此外，在这种减小的尺寸中集成多频带、高效率、低VSWR天线是一项挑战。

发明内容

本发明的天线包括两个倒F天线以便在辐射和带宽方面增加天线效率，使得由于两个F天线之间的协作，接地平面的尺寸减小。所述天线可以实施为2D平面天线，或者实施为3D体积天线。

本发明的一个方面涉及一种包括天线装置的宽频带和多频带天线系统，所述天线装置包括：基本上平面的接地平面；和基本上平面的辐射元件。在2D平面天线中，所述辐射元件和所述接地平面是共面的；而在3D实施例中，所述辐射元件布置在所述接地平面上方且基本上平行于所述接地平面。

所述辐射元件具有中央段以及从所述中央段延伸的第一横向段和第二横向段。馈电连接线连接在所述中央段和所述接地平面的一侧之间，并且接地连接线连接在所述中央段和所述接地平面的连接所述馈电连接线的同一侧之间。