嵌入車輛車身面板的縫隙天線的制作方法
【專利摘要】公開了嵌入車輛車身面板的縫隙天線。嵌入金屬殼車身面板的縫隙天線利用車輛車身本身作為天線輻射器。將縫隙天線直接嵌入金屬車身面板將車輛車身從起RF屏蔽體的作用轉換為用作RF天線，這顯著改進了用于RF通信設備的寬范圍的移動通信接收。不同類型的縫隙天線可以被包括用于不同類型設備使用的不同通信信道。多頻帶縫隙天線被配置為接收更大頻率信道內的多個頻帶。雙極型天線被配置為接收在雙極模式中傳播的信號。多個縫隙部件可以被配置為多頻帶、雙極型天線。每個縫隙天線可以是無源的(無RF拾取器)或有源的，有源的縫隙天線具有PF拾取器以及將天線連接到諸如位于車輛內或以其他方式與車輛互連的接收器或放大器的電子設備的同軸電纜。
【專利說明】嵌入車輛車身面板的縫隙天線
相關申請的交叉引用
[0001 ]本申請是要求2015年I月7日提交的美國臨時申請序號62/100,535的優(yōu)先權益的正式申請，其公開的內容通過弓I用的方式將其全部公開內容并入本文。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及車輛通信系統(tǒng)，并且更具體地涉及嵌入車輛車身面板的縫隙天線。
【背景技術】
[0003]能夠連接計算機網絡的移動計算設備已變得普遍存在?；A設施允許多種移動網絡設備在移動車輛內部操作，諸如無線電、移動電話、平板電腦、導航設備、自動碰撞通知設備、防盜通知系統(tǒng)等。金屬車輛車身趨于屏蔽以相關波長傳播的電磁信號，這顯著弱化或阻礙車輛內部的服務，除非利用外部天線。雖然安裝在車輛外部的天線改善了接收，但是，它們增加了開支，需要安裝，影響外觀，并且增加了風阻。售后市場天線可能是不方便的，通常需要專業(yè)安裝，并且對于諸如移動電話和筆記本電腦的某些類型的設備可能不易獲得。另夕卜，諸如活動頂篷式汽車、軟頂越野車和輕型卡車的某些類型的車輛已經限制外部天線的安裝選擇。為不同類型的網絡設備安裝多個外部天線呈現(xiàn)影響很多車主重視的時尚界線的雜亂的外觀。
[0004]因此，需要用于在車輛內操作的移動網絡設備的改善的天線選擇。更具體地，存在對無需安裝在車輛上的外部天線而克服金屬車輛車身的屏蔽效應的天線選擇的需要。

【發(fā)明內容】

[0005]在本發(fā)明的一個示例性實施例中，具有外部車身的車輛包括金屬薄板部分和縫隙天線。天線包括通過金屬薄板部分的縫隙和填充縫隙的電介質材料?？p隙填充有電介質材料并尺寸被制得以形成用于在目標頻帶內傳播的通信信號的諧振天線輻射器。
[0006]根據(jù)另一個示例性實施例，金屬車輛車身部件裝載縫隙天線，縫隙天線包括通過車身部件的縫隙和填充縫隙的電介質材料?？p隙填充有電介質材料并尺寸被制得以形成用于在目標頻帶內傳播的通信信號的諧振天線輻射器。
本發(fā)明包括下述方案:
1.一種車輛，所述車輛包括外部車身，所述外部車身包括金屬薄板部分和縫隙天線，所述縫隙天線包括:
通過所述金屬薄板部分的縫隙；
填充所述縫隙的電介質材料；
其中，填充有電介質材料的縫隙的尺寸被制得以形成用于在目標頻帶內傳播的通信信號的諧振天線福射器。
2.如方案I所述的車輛，其中所述縫隙具有產生對應于移動通信設備的在電介質材料內傳播的目標頻率的諧振條件的長度尺寸，所述移動通信設備被配置成當位于車輛內時接收由不具有操作地連接到車輛的與縫隙相鄰的射頻(RF)拾取器的縫隙增強的目標頻率。
3.如方案2所述的車輛，進一步包括覆蓋所述金屬薄板部分、所述縫隙和所述電介質材料的外側的外部車身涂層，從而從車輛外部在視覺上隱藏所述天線。
4.如方案I所述的車輛，進一步包括射頻(RF)拾取器，所述射頻拾取器包括第一射頻拾取器和第二 RF拾取器，所述第一 RF拾取器電連接到與所述縫隙的第一細長側相鄰的金屬薄板部分，所述第二 RF拾取器電連接到與所述縫隙的第二細長側相鄰的金屬薄板部分，其中RF拾取器位于與帶有涂層的外側相對的金屬薄板部分的下側上。
5.如方案4所述的車輛，進一步包括同軸電纜，所述同軸電纜連接到沿所述金屬薄板部分的下側布置的RF拾取器。
6.如方案5所述的車輛，進一步包括位于所述車輛的內或以其他方式與所述車輛互連的放大器、接收器或天線輻射器，被連接到所述同軸電纜、配置為經由所述縫隙天線進行RF通信。
7.如方案6所述的車輛，進一步包括車頂內襯或其他內部車身部件，以從所述車輛的內部從視野上隱藏所述同軸電纜。
8.如方案I所述的車輛，其中金屬部分是外部車身部件，并且所述縫隙是第一縫隙，進一步包括位于共同的外部車身部件上的多個其他縫隙天線。
9.如方案I所述的車輛，其中金屬部分是外部車身部件，并且所述縫隙是第一縫隙，進一步包括位于不同的外部車身部件上的多個其他縫隙天線。
10.如方案I所述的車輛，其中所述縫隙是第一縫隙，進一步包括定向為垂直于所述第一縫隙的第二縫隙，以形成雙極型縫隙天線。
11.如方案I所述的車輛，其中所述縫隙是第一縫隙，進一步包括第二縫隙以形成多頻帶縫隙天線，第二縫隙定向為平行于第一縫隙并與第一縫隙相鄰以及具有不同于第一縫隙的長度。
12.如方案I所述的車輛，其中所述縫隙進一步包括沿第一方向延伸的具有不同長度的多個縫隙組件，其與沿垂直于第一方向的第二方向延伸的具有不同長度的多個縫隙組件互連以形成多頻帶、雙極型縫隙天線。
13.如方案I所述的車輛，其中所述縫隙是第一縫隙，進一步包括配置用于在專用于不同類型的通信設備的不同頻率信道內傳播通信信號的具有不同長度的多個其他縫隙。
14.一種帶有縫隙天線的金屬車輛車身部件，包括:
通過所述車身部件的縫隙；
填充所述縫隙的電介質材料；
其中，填充有電介質材料的縫隙的尺寸被制得以形成用于在目標頻帶內傳播的通信信號的諧振天線福射器。
15.如方案14所述的車輛車身部件，進一步包括覆蓋所述車身部件、所述縫隙和所述電介質材料的外側的外部車身涂層，以從所述車身部件的被涂層側在視覺上隱藏所述天線。
16.如方案14所述的車輛車身部件，進一步包括射頻(RF)拾取器，射頻(RF)拾取器包括第一 RF拾取器和第二 RF拾取器，所述第一 RF拾取器電連接到與所述縫隙的第一細長側相鄰的車身部件，所述第二 RF拾取器電連接到與所述縫隙的第二細長側相鄰的車身部件，其中，所述RF拾取器位于與帶有涂層的外側相對的車身部件的底側上。 17.如方案14所述的車輛車身部件，其中所述縫隙具有產生對應于移動通信設備的在電介質材料內傳播的目標頻率的諧振條件的長度尺寸，所述移動通信設備被配置成接收由不具有操作地連接到車輛的與縫隙相鄰的射頻(RF)拾取器的縫隙增強的目標頻率。
18.如方案14所述的車輛車身部件，其中所述縫隙是第一縫隙，進一步包括多個其他縫隙天線。
19.如方案14所述的車輛車身部件，其中所述縫隙是第一縫隙，進一步包括定向為垂直于第一縫隙的第二縫隙，以形成雙極型縫隙天線。
20.如方案14所述的車輛車身部件，其中所述縫隙是第一縫隙，進一步包括定向為平行于所述第一縫隙并與所述第一縫隙相鄰以及具有不同于所述第一縫隙的長度的第二縫隙，以形成多頻帶縫隙天線。
[0007]從在結合附圖進行的本發(fā)明的下述詳細描述，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其他特征和優(yōu)點是顯而易見的。
【附圖說明】
[0008]僅通過示例的方式，在下面的實施例的詳細描述中顯示其他特征、優(yōu)點和細節(jié)，該詳細描述參照附圖，其中:
[0009]圖1是根據(jù)實施例的帶有多個嵌入金屬車身面板的縫隙天線的汽車的概念圖解；
[0010]圖2是根據(jù)實施例的帶有多個嵌入金屬機身面板的縫隙天線的飛機的概念圖解；
[0011]圖3A是根據(jù)實施例的嵌入金屬車輛車身面板的示意性的有源單頻帶、單極型縫隙天線的正視圖；
[0012]圖3B是根據(jù)實施例的嵌入金屬車輛車身面板的示意性的無源單頻帶、單極型縫隙天線的正視圖；
[0013]圖4A是根據(jù)實施例的嵌入金屬車輛車身面板的示意性的有源多頻帶、單極型縫隙天線的正視圖；
[0014]圖4B是根據(jù)實施例的嵌入金屬車輛車身面板的示意性的多頻帶、單極型縫隙天線的正視圖；
[0015]圖5A是根據(jù)實施例的嵌入金屬車輛車身面板的示意性的有源單頻帶、雙極型縫隙天線的正視圖；
[0016]圖5B是根據(jù)實施例的嵌入金屬車輛車身面板的示意性的無源單頻帶、雙極型縫隙天線的正視圖；
[0017]圖6A是根據(jù)實施例的嵌入金屬車輛車身面板的示意性的有源多頻帶、雙極型縫隙天線的正視圖；
[0018]圖6B是根據(jù)實施例的嵌入金屬車輛車身面板的示意性的無源多頻帶、雙極型縫隙天線的正視圖；
[0019]圖7是根據(jù)實施例的利用嵌入車輛車身的有源縫隙天線的多信道通信系統(tǒng)的示意性框圖；
[0020]圖8是根據(jù)實施例的嵌入車輛車身面板的縫隙天線及相關聯(lián)的同軸電纜拾取器的不意性側視圖；
[0021 ]圖9是根據(jù)實施例的配置具有集成的縫隙天線的車輛邏輯流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面的描述實質上僅是示例性的并非意欲限制本公開、其應用或使用。應該理解的是在全部附圖中，相應的附圖標記指示相同或相應部件和特征。如本文所使用的，術語模塊指處理電路，該處理電路可以包括特定應用集成電路(ASIC)、電子電路、處理器(共享的、專用的或組)和執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的存儲器，組合邏輯電路和/或提供所描述功能的其他適合的組件。
[0023]根據(jù)實施例，車輛包括具有金屬薄板部分和縫隙天線的外部車身，縫隙天線包括通過金屬薄板部分的縫隙和填充縫隙的電介質材料。縫隙的尺寸被制作以形成用于在目標頻帶內傳播的通信信號的諧振天線輻射器?？p隙典型地具有對應于在電介質材料中傳播的目標頻率的半波長的整數(shù)倍的長度尺寸。外部車身涂層典型地覆蓋金屬薄板部分、縫隙和電介質材料的外側，從而在視覺上隱藏天線。在大多數(shù)情況下，執(zhí)行考慮車輛材料(例如，涂層、金屬薄板和形成縫隙天線的電介質材料)和車輛的幾何形狀的額外的精調諧階段以優(yōu)化天線性能。該過程經常導致與上面提到的通用規(guī)則的天線配置稍微不同的最終的天線配置，該通用規(guī)則作為一般初始指引或“經驗規(guī)則”被認為是有用的。
[0024]根據(jù)實施例的一個方面，第一射頻(RF)拾取器元件電連接到與縫隙的第一細長側相鄰的金屬薄板部分，以及第二 RF拾取器元件電連接到與縫隙的第二細長側相鄰的金屬薄板部分。RF拾取器典型地位于與涂層的外側相對的金屬薄板部分的下側上。連接到RF拾取器的同軸電纜可以沿車身部件的下側延伸。車頂內襯或其他內部車身組件可以從車輛的內部在視覺上隱藏同軸電纜。放大器或接收器可以被連接到同軸電纜并且被配置為經由縫隙天線進行RF通信。
[0025]在各個替代實施例中，多個縫隙天線可以位于相同的外部車身部件或不同的車身部件上?？p隙天線可以包括取向成垂直于第一縫隙的第二縫隙以形成雙極型縫隙天線。一個或多個附加縫隙可以取向為平行第一縫隙并與第一縫隙相鄰，具有不同于第一縫隙的長度，以形成多頻帶縫隙天線。在另一個替代方案中，天線包括具有在第一方向延伸的不同長度的多個縫隙組件，與具有垂直于所述第一方向延伸的不同長度的多個縫隙組件互連，以形成多頻帶、雙極型縫隙天線。車輛可以包括多個縫隙天線，多個縫隙天線配置為在專用于不同類型的通信設備的多個不同頻率信道中通信。在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，車輛車身部件包括一個或多個縫隙天線。也就是說，本發(fā)明的實施例包括帶有一個或多個縫隙天線的車輛和帶有一個或多個縫隙天線的外部車身部件。
[0026]將縫隙天線嵌入金屬車身面板將車輛車身本身轉變?yōu)樘炀€輻射器。這代表在車輛通信系統(tǒng)中的不同于已經使用外部天線或對于不利用外部天線的網絡設備而言接受車輛車身的RF屏蔽效應的傳統(tǒng)方案的范式轉移。將縫隙天線直接嵌入金屬車身面板將車輛車身本身從RF屏蔽體轉變?yōu)镽F天線，這顯著地改善了位于車輛內部或以其他方式與車輛互連的RF通信設備的寬范圍的移動通信接收?？梢园ㄓ糜谟芍T如移動電話、wifi設備、自動碰撞通知設備、車輛防盜通知設備等不同類型的設備使用的不同的通信信道。多頻帶縫隙天線被配置為在更大的頻率信道內接收多個頻帶。
[0027]例如，多頻帶縫隙天線可以在為移動電話通信保留的更大的通信信道內支持多個移動電話頻帶。雙極型天線可以用于接收以雙極型模式傳播的信號。多個縫隙組件可以被配置為多頻帶、雙極型天線。本公開中描述的任何縫隙天線都可以被部署成無源配置(無RF拾取器)或有源配置，有源配置具有PF拾取器以及將天線連接到諸如位于車輛內部或以其他方式與車輛互連的接收器或放大器的電子裝置的同軸電纜。
[0028]因此，應該意識到的是在無源配置中不要求RF拾取器以及在有源配置中不要求專門成形的拾取器部件(探針)。相反，縫隙被成形為作為用于目標頻率的諧振器，有效地將縫隙附近區(qū)域內的金屬車輛車身面板調節(jié)到目標頻率。由于縫隙的存在，因此允許沿著縫隙布置的RF拾取器元件接收在金屬車身中以目標頻率傳播的通信信號。還應該注意到縫隙的長度被選擇為用于在電介質材料中傳播的目標頻率的諧振器(即，在電介質材料中傳播的目標頻率的半波長(ηλ/2)的整數(shù)倍，或在大多數(shù)情況下，更專門設計的長度(其是考慮了全部天線相關的幾何形狀和結構參數(shù)的精調諧過程的結果))，然而，RF拾取器元件接收以目標頻率、主要沿金屬車輛車身的表面?zhèn)鞑サ男盘枴？p隙天線以能夠被使用電連接到縫隙附近的車身面板的一對RF拾取器元件拾取的方式局部調諧金屬車輛車身本身的能力是意想不到的結果。即使沒有RF拾取器，在目標頻率下通過車身面板的傳遞RF信號的適當?shù)刂频贸叽绲目p隙天線的效果也是不可預測的。雖然大多數(shù)天線包括成形為對應于目標頻率的導電元件，但是，本發(fā)明在導電的車輛車身中成形的縫隙(即，無導電材料)以對應于目標頻率。本基礎方案能夠被作為手段從而以經濟的、易生產的、高效的和視覺隱藏的方式構建一系列更精密復雜的天線配置。
[0029]在另一種縫隙天線的設置中，提出多輸出多輸入(MIMO)設置?，F(xiàn)代收發(fā)器使用多個天線以向它們的接收器和發(fā)射器饋送。該方案及相應的新引入的調制解調方案已經顯示出改善了移動無線寬帶通信的性能。所引入的縫隙天線也適用于MMO設置，其中少量的不同的縫隙被有源地連接到不同收發(fā)器的饋入端。
[0030]按照本發(fā)明的示例性實施例，圖1是帶有多個嵌入車輛的金屬車身面板的縫隙天線12a-n的汽車1的概念圖解。該圖示出基本概念，包括嵌入車輛的一個或多個金屬車身部件的一個或多個縫隙天線，有效地將車輛的金屬車身轉變?yōu)樘炀€輻射器。僅列舉了在車輛上示出的少量代表性的縫隙天線以避免使示圖雜亂。將多個不同的縫隙天線定位在具有不同的定向的不同的車輛車身面板上有助于在車輛相對于通信信號的傳播角度的改變定向時維持高質量接收。盡管圖在每個位置上都示出了相同類型的單縫隙天線，但是可以采用一系列不同類型的更復雜的天線，如下文所述。
[0031]嵌入車輛車身面板的縫隙天線非常適用于汽車，但不限于這種特定類型的車輛。相同的方案可以應用于容納移動通信設備的任何類型的金屬容器。隨著通信設備持續(xù)激增，潛在的應用范圍將因此持續(xù)增長。作為另一個示例，圖2示出帶有嵌入飛行器的金屬機體面板的多個縫隙天線22a和22b的飛行器20。其他示意性示例包括卡車、集裝箱、火車車廂、船舶、旋轉飛行器、無人飛行器、宇宙飛船和導彈等。
[0032]圖3A是示意性的嵌入金屬車輛車身面板31的單頻帶、單極型縫隙天線30的正視圖?；A天線包括通過金屬車身面板31填充有電介質材料34的縫隙32。電介質材料應該在它意圖的應用中是柔性但耐用的，并且展示相對高的電介質常數(shù)，諸如大約2到4(2<er<4，其中按照慣例真空電介質常數(shù)等于:er=l.0)。而對于相同的目標頻率，更高的電介質常數(shù)通常允許縫隙更小，將意識到的是電介質常數(shù)不是限制因素并且可以使用具有變化范圍的電介質常數(shù)的材料。很多聚合樹脂、纖維玻璃、聚合物、合成物和其他類型的電介質材料將令人滿意地充當電介質材料工作?？p隙32具有對應于在電介質材料34中傳播的目標頻率的半波長(ηλ/2)的整數(shù)倍的長度“L”以形成用于目標頻率的諧振腔。在大多數(shù)情況下，執(zhí)行考慮車輛材料(例如，包括縫隙天線的涂層、金屬薄板和電介質材料)和車輛幾何形狀的附加的精調諧階段以優(yōu)化天線性能。該過程最可能地以可能在某種程度上區(qū)別于上面提到的經驗規(guī)則的更通用的天線形式結束。由于雙工通信信道在發(fā)射和接收頻帶之間存在頻率間隙，因此不能期望對應于精確頻率的精確長度。另外，對功能性能不要求嚴格的對應。從實踐立場，縫隙長度的經驗規(guī)則應該充分接近地對應于標稱目標頻率的半波長的整數(shù)倍以允許縫隙作為以目標頻率傳播信號的諧振器。實際設計階段與考慮涉及材料和幾何形狀的附加效應的精調諧過程交叉以為特定車輛模型以及使用情況而優(yōu)化縫隙天線性能。
[0033]典型地，選擇整數(shù)倍來制造從制造角度而言具有很好地適于并入車輛車身面板31的長度的縫隙天線，諸如長度在5-lOcm的范圍?？p隙32還具有應該遠小于長度的寬度“W”。通常，縫隙的寬度控制縫隙天線的接收頻帶(Q)的銳度。因此，應該足夠寬以適應目標雙工通信應用的發(fā)射和接收子頻帶，同時也要足夠窄以限定目標頻率周圍的功能性通帶濾波器以及避免其他信號的干擾。作為通用指引，5-10mm范圍內的縫隙寬度被認為適合于具有5-1Ocm范圍的長度的縫隙天線。然而，將意識到的是這些僅是通用指引并且用于具體目標頻率的具體縫隙天線的具體長度和寬度將是設計選擇的問題。
[0034]每個縫隙天線可以是無源的(無RF拾取器)或有源的，有源的縫隙天線具有RF拾取器和將天線連接到諸如位于車輛內部或以其他方式與車輛互連的接收器或放大器的電子設備的同軸電纜。例如，無源天線可以被提供用于通常不連接輔助天線的移動電話和wifi設備，然而，RF拾取器可以提供用于通常連接至輔助天線的無線電裝置、導航設備和自動碰撞通知設備。為示出有源配置，圖3A包括具有第一 RF拾取器元件36和第二 RF拾取器38的RF拾取器，第一 RF拾取器元件36與縫隙32的第一細長側分隔開并相鄰，第二 RF拾取器38與縫隙的相對的細長側分隔開并相鄰。同軸電纜的中心導體通常連接到RF拾取器元件中的一個并且同軸電纜的屏蔽導體通常連接到另一個拾取器元件。圖3B示出無源單頻帶、單極型縫隙天線35的示例。
[0035]圖4A是示意性的嵌入金屬車輛車身面板31的多頻帶、單極型縫隙天線40的正視圖。多頻帶天線包括多個縫隙，在這個實例中，縫隙42、44和46典型地以平行的定向布置并且可以是無源的(無RF拾取器)或有源的(具有一對或多對RF拾取器元件)。該具體配置包括用于3個縫隙天線42、44和46的單對RF拾取器元件47、48。這允許全部3個縫隙天線拾取的信號通過單個同軸電纜傳輸?shù)脚渲脼樵谟刹煌目p隙接收的信號之間選擇性調諧的接收器。該類型的多頻帶天線可以適合于在用于具體類型的設備的更大通信信道內的若干不同頻帶中可獲得信號的應用。例如，縫隙天線42、44和46中的每一個的尺寸可以制成在由不同載波操作的具體頻帶內接收移動電話信號以允許多頻帶縫隙天線40從全部3個載波器中拾取信號。應當認識到的是在實踐中，3個縫隙的構成可以不必直接與和各自縫隙相關的3個離散的頻率對應。相反，該類型的結構能夠被預期接收與和單個縫隙的頻率相關的頻率范圍而非幾個離散頻率。圖4B示出無源多頻帶、單極型縫隙天線45的示例。
[0036]圖5A是示意性的嵌入金屬車輛車身面板31的單頻帶、雙極型縫隙天線50的正視圖。將意識到的是在一些情況下RF信號以雙極型模式傳送。為適應該情況，縫隙天線50包括彼此垂直布置的2個相同尺寸的縫隙52、54。該類型的縫隙天線還可以以無源(無RF拾取器)或有源(具有一對或多對RF拾取器元件)配置來部署。在有源配置中，單組RF拾取器元件56、58典型地被用于2個縫隙52、54，這允許單個同軸電纜將用于2個極性的信號傳輸?shù)轿挥谲囕v內部的接收器或放大器。圖5B示出無源單頻帶、雙極型縫隙天線55的實例。
[0037]圖6A是嵌入車輛車身面板31的多頻帶、雙極型縫隙天線60的另一個替代的實施例的正視圖。該天線被配置為單縫隙結構，該單縫隙結構包括沿第一定向(豎直)延伸的具有不同長度的幾個縫隙構件62a_c，該幾個縫隙構件62a_c與沿垂直定向(水平)的具有不同長度的幾個其他縫隙構件64a-c互連。因此，該配置將圖4A中示出的天線40的多頻帶方案和圖5A中示出的天線50的雙極型方案組合為單縫隙結構。如同本公開中的全部縫隙天線一樣，該類型的天線可以以無源(無RF拾取器)或有源(具有一對或多對RF拾取器元件)配置來部署。在有源配置中，單組RF拾取器元件66、67典型地被用于整個縫隙結構60，這允許單個同軸電纜將多頻帶、雙極型信號傳輸?shù)轿挥谲囕v內部使用公共同軸電纜的接收器或放大器。圖6B示出無源多頻帶、雙極型縫隙天線65的實例。
[0038]圖7是利用嵌入車輛車身面板31的有源和無源縫隙天線的多信道通信系統(tǒng)70的示意性框圖以示出各個替代的實施例。車輛車身71包括多個縫隙天線72a-n，該縫隙天線72a-n可以具有如上面所描述的不同的配置。對于無源天線配置，僅需要縫隙天線配置本身。對于有源天線配置，RF拾取器被提供成與縫隙天線相鄰以用于連接延伸到車輛內部的位置的同軸電纜。同軸電纜可以被連接到諸如接收器或放大器的通電的電子設備，或諸如另一個天線輻射器(轉播天線)的不通電的設備。將理解的是這些具體實例僅是示意性的，并且其他連接配置可以根據(jù)設計選擇的確定來使用。
[0039]為示出這些不同的替代方案，圖7示出多個具有不同有源和無源配置的縫隙天線72a-n，其中一些縫隙天線被連接到同軸電纜，而其他沒有被連接到同軸電纜。作為第一示例，電纜73a將天線72a連接到接收器76a，接收器76a通常連接到輔助天線，諸如無線電裝置、導航設備、自動碰撞通知設備、自動防盜通知設備或類似物。在該配置中，天線72a替代傳統(tǒng)的外部天線，諸如現(xiàn)在在車輛上經?？吹降谋逘钐炀€或鯊魚鰭式天線。作為第二示例，電纜73b將天線72b連接到通電的雙向放大器75b，雙向放大器75b增強位于車輛內部或以其他方式與車輛互連的一個或多個移動電話76b的移動電話信號。由于天線72b可以是多頻帶天線，因此它可以支持在由不同載波器操作的多個頻帶內的移動電話通信信號。作為第三示例，電纜73c將天線72c連接到位于車輛內部或以其他方式與車輛互連的未通電的天線輻射器75c(轉播天線)，在該示例中，這向位于車輛內部或以其他方式與車輛互連的一個或多個平板電腦76c提供改進的數(shù)據(jù)通信服務。在第四示例中，沒有RF拾取器的無源天線72d向位于車輛內部或以其他方式與車輛互連的一個或多個移動電話提供改進的通信服務。在第五示例中，同軸電纜73η將有源天線72η連接到wif i中繼器75η，這向位于車輛內部或以其他方式與車輛互連的由筆記本電腦76η代表的一個或多個無線計算設備提供諸如為互聯(lián)網或消息服務的無線通訊。在每個示例中，天線72a-n可以是單頻帶或多頻帶天線，具有單極型或雙極型輻射器，支持由不同載波器操作的以對應信道和模式內的數(shù)據(jù)通信信號。另外，每個替代方案可以向位于車輛內部的設備，或者如果需要，向在設備位于車輛外部時可操作性地與車輛互連的設備提供改進的通信服務。也就是說，將理解的是，本發(fā)明的實施例提供的改進的通信服務將用于移動設備，同時移動設備物理地位于車輛及位于車輛外部的移動設備內部，只要設備保持可操作地與車輛互連。因此，車輛車身本身可以作為天線以在車輛內部和車輛周圍區(qū)域內提供改進的通信服務。能夠預期雙向放大器或輔助天線的添加能改進實施例在車輛內部以及在車輛周圍的區(qū)域內提供改進的通信服務的能力。
[0040]圖8是整體地嵌入車輛車身面板81的縫隙天線80的示意性側視圖。電介質材料82填充縫隙并且位于外部涂層83的下面以使得平滑過渡在車身面板81上。天線典型地在最初制造過程期間被嵌入車輛車身面板內，以允許最初的車輛涂層被施加在填充有電介質材料的縫隙上，從而在視覺上隱藏天線。也就是說，縫隙天線不易被普通觀察者在購買情景中查看車輛時應用通常的觀察力看到。在有源配置中，RF拾取器84、85位于被涂層的外部車身表面相對的車身面板的底側上。沿面板的底側延伸的同軸電纜86具有電連接到第一 RF拾取器84的中心導體87和連接到另一個RF拾取器85的屏蔽導體88。同軸電纜和RF拾取器典型地被車頂內襯89或其他內部車身部件所隱藏。出于審美的原因，電纜可以被定位或者隱藏部件可以被成形或充分固定以避免多塊狀的外觀。以這種方式，多個縫隙天線可以被安裝并布線為原始的車輛裝置。
[0041]圖9是用于使車輛配置具有嵌入外部車身部件的縫隙天線的邏輯流程圖90。在框91，設計者確定容納于車輛內的通信信道，諸如用于不同類型的設備的信道。例如，信道可以包括那些通常用于AM/FM收音機、衛(wèi)星收音機、導航設備、移動電話、wifi及其他數(shù)據(jù)設備、自動碰撞通知設備、自動防盜通知設備等。在框92中，設計者確定通信信道內支持的多個頻帶。在框93中，設計者確定通信頻帶內支持的多個極性。在框94中，設計者確定哪個信道是無源的以及哪個是有源的。在框95中，設計者確定縫隙天線的布局，縫隙天線的布局可以包括在多個車身面板中的多個縫隙天線。在框96中，縫隙天線在最初的制造過程中被嵌入車身面板內。在框97中，有源縫隙天線在最初的制造過程中用同軸電纜布線。在框98中，一個或多個有源設備接收器和天線可以通過同軸電纜被附接至天線。
[0042]盡管已經參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員將理解的是在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以進行多種變化并且等效物可以替代其元件。另外，在不脫離本發(fā)明的實質范圍的情況下可以進行很多修改以使特定情況或材料適應本發(fā)明的教導。因此，意圖本發(fā)明不限于公開的具體實施例，而是本發(fā)明將包括落入本申請的范圍內的全部實施例。
【主權項】
1.一種車輛，所述車輛包括外部車身，所述外部車身包括金屬薄板部分和縫隙天線，所述縫隙天線包括: 通過所述金屬薄板部分的縫隙； 填充所述縫隙的電介質材料； 其中，填充有電介質材料的縫隙的尺寸被制得以形成用于在目標頻帶內傳播的通信信號的諧振天線福射器。2.如權利要求1所述的車輛，其中所述縫隙具有產生對應于移動通信設備的在電介質材料內傳播的目標頻率的諧振條件的長度尺寸，所述移動通信設備被配置成當位于車輛內時接收由不具有操作地連接到車輛的與縫隙相鄰的射頻(RF)拾取器的縫隙增強的目標頻率。3.如權利要求2所述的車輛，進一步包括覆蓋所述金屬薄板部分、所述縫隙和所述電介質材料的外側的外部車身涂層，從而從車輛外部在視覺上隱藏所述天線。4.如權利要求1所述的車輛，進一步包括射頻(RF)拾取器，所述射頻拾取器包括第一射頻拾取器和第二 RF拾取器，所述第一 RF拾取器電連接到與所述縫隙的第一細長側相鄰的金屬薄板部分，所述第二 RF拾取器電連接到與所述縫隙的第二細長側相鄰的金屬薄板部分，其中RF拾取器位于與帶有涂層的外側相對的金屬薄板部分的下側上。5.如權利要求4所述的車輛，進一步包括同軸電纜，所述同軸電纜連接到沿所述金屬薄板部分的下側布置的RF拾取器。6.如權利要求5所述的車輛，進一步包括位于所述車輛的內或以其他方式與所述車輛互連的放大器、接收器或天線輻射器，被連接到所述同軸電纜、配置為經由所述縫隙天線進行RF通信。7.如權利要求6所述的車輛，進一步包括車頂內襯或其他內部車身部件，以從所述車輛的內部從視野上隱藏所述同軸電纜。8.如權利要求1所述的車輛，其中金屬部分是外部車身部件，并且所述縫隙是第一縫隙，進一步包括位于共同的外部車身部件上的多個其他縫隙天線。9.如權利要求1所述的車輛，其中金屬部分是外部車身部件，并且所述縫隙是第一縫隙，進一步包括位于不同的外部車身部件上的多個其他縫隙天線。10.—種帶有縫隙天線的金屬車輛車身部件，包括: 通過所述車身部件的縫隙； 填充所述縫隙的電介質材料； 其中，填充有電介質材料的縫隙的尺寸被制得以形成用于在目標頻帶內傳播的通信信號的諧振天線福射器。
【文檔編號】H01Q13/10GK105896073SQ201610206101
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月7日
【發(fā)明人】K·J·謝姆, M·A·斯特夫卡, M·萊芬菲爾德, S·W·皮珀
【申請人】通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司