用于机动车辆的天线的制作方法

1.本发明涉及一种用于机动车辆的天线。
2.根据本发明的天线特别适合于在汽车中使用(例如，安装在汽车的车顶或另一个安装表面上)，并且将在本文中通过参照这样的使用来描述，而不旨在以任何方式限制其在其他类型的机动车辆(例如，公共汽车、卡车、商用车辆等)中的可能应用。


背景技术：

3.如已知的，机动车辆已经成为现代通信系统的真实的
‘
流动的’节点，并且可以根据多年来已经逐渐引入的各种标准和相关的频率范围(例如lte(长期演进)、dmb(数字多媒体广播)、rf、fm等)，将各种类型的数据和信号发送到其他车辆、行人和固定的通信装置和结构，或从其他车辆、行人和固定的通信装置和结构接收各种类型的数据和信号。
4.为此，机动车辆需要数量不断增加的天线，这导致发送和接收的信号的实际质量的问题(例如，在由两个或更多个天线发送和接收的信号之间的可能的干扰方面)，以及还有与车辆周围的通信空间的充分覆盖相关的问题，该充分覆盖是机动车辆中由于存在大量用作天线本身的屏障的金属部件的存在而导致的特别关心的事情。
5.因此，最普遍采用的解决方案是在不同位置为机动车辆配备多个天线。
6.尽管这种解决方案在覆盖范围和发送和接收的信号的质量方面提供了良好的结果，但是在成本或实际实现方面，特别是在可用空间有限的汽车中，这并不完全令人满意。
7.目前，新的5g(第五代)通信系统的引入使这些问题更严重，已经为新的5g(第五代)通信系统分配了毫米波(mmw)频段，因此新的5g(第五代)通信系统需要在车辆上安装附加天线。


技术实现要素：

8.因此，本发明的主要目的是提出一种还包括用于5g应用的毫米波通信所必需的部件的解决方案，其结合了允许对信号的发送和接收范围进行充分覆盖的结构，该结构是紧凑的并且可以以相对较低的成本容易地生产。
9.通过具有权利要求1所述的特征的用于机动车辆的天线，达到了上述目的以及可能从以下描述中变得明显的其他目的。
10.特定的实施方式落在从属权利要求内，其内容通过引用并入本文。
附图说明
11.通过下面仅通过举例而非限制的方式通过参照附图提供的详细描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，附图表示：
12.图1是根据本发明的天线的各种部件的一个可能的实施方式的分解图；
13.图2是根据本发明的天线的各种部件的可能的实施方式的示意性侧视图；
14.图3是根据本发明的天线的各种部件的可能的实施方式的示意性前视图；
15.图4是根据本发明的天线的各种部件的可能的实施方式的立体图。
具体实施方式
16.应当注意，在下面的详细描述中，从结构和/或功能的角度来看相同或相似的部件可以具有相同或不同的附图标记，与它们是在本发明的不同实施方式中示出还是在不同的部分中示出无关。
17.应当进一步说明的是，为了提供本发明的清楚且简洁的描述，设计可不按比例绘制，并且描述的一些特征可示意性示出。
18.此外，当在提及作为整体的任何部件或某个部件的任何部分或部件的组合时在本文中使用术语“适应”或“组织”或“构造”或“成形”或任何类似术语时，必须理解，其意味着并对应地包括结构和/或构造和/或形式和/或定位。
19.图1是表示根据本发明的天线的各种部件的一个可能的实施方式的分解图，该天线整体由附图标记100表示，将被安装在机动车辆上，例如安装在适合于安装和定位天线100的机动车辆的车顶或任何其他外表面上，该外表面是金属、玻璃或塑料表面，或者由任何其他材料制成。
20.安装可以通过本领域技术人员已知或容易实现的方式来执行，在任何情况下，这些方式与本发明的目的并不相关，因此将不进行详细描述。
21.如图1所示，根据本发明的天线100至少包括：
22.安装基座1，该安装基座由导电材料制成并适合于连接到机动车辆的安装表面；
23.至少一个覆盖件15，该至少一个覆盖件适合于连接到安装基座1并与安装基座1一起界定壳体空间16；以及
24.多个辐射元件20、21、23、25、27、28，该多个辐射元件适合于发送和接收信号，并且将至少部分被容纳在壳体空间16中。
25.安装基座1可以由已经电镀或适当地装载有导电颗粒的任何导电材料(例如，zamac、铝或塑料)制成。
26.覆盖件15又包括中空形状的主体，该主体例如由塑料制成。
27.有用地，在根据本发明的天线100中，多个辐射元件包括一组波导21、23、25、27，该组波导被构造成发送和接收毫米波信号，该信号优选在20ghz和100ghz之间的频率范围内。
28.在图1所示的示例性实施方式中，除了毫米波波导之外，还示意性示出了分别适合于例如根据lte和gps标准发送和接收在其他频段中的信号的两个其他的辐射元件20和28；当然，在根据本发明的天线100中，可以使用根据其他标准操作的附加辐射元件和/或元件。
29.波导21、23、25、27相对于彼此定位成使得每个波导具有分配的发送接收方向。
30.特别地，在例如图1所示的一个可能的实施方式中，该组波导21、23、25、27包括相对于彼此基本上成十字构造布置的四个波导，或由相对于彼此基本上成十字构造布置的四个波导构成。
31.替代地，在根据本发明的天线100中使用的该组波导包括成星形构造布置的多于四个的波导，例如五个或更多个。
32.在这种情况下，安装基座1可以例如由基本上为圆形形状的金属主体制成。
33.在一个可能的实施方式中，如图1、图3和图4所示，波导21、23、25、27中的一个或多
个(优选它们全部)具有四边形横截面，更优选地具有正方形或矩形横截面。
34.替代地，所使用的波导中的一个或多个具有圆形或椭圆形横截面。
35.在可能的实施方式中，天线100包括固定到安装基座1的顶部侧的至少一个附加元件，其在图1、图3和图4中用附图标记5表示。
36.如图1所示，波导21、23、25、27各自又具有中空管状主体，该中空管状主体至少部分地由形成在安装基座1中并且在顶部由至少一个附加元件5封闭的对应的腔体21a、23a、25a、27a构成，如图4所示。
37.特别地，在该实施方式中，在图1中可以看到，每个波导21、23、25和27包括与附加元件5相对的下壁或底壁(在图2和图3中由相应的附图标记21c、23c、25c和27c表示)、封闭的后壁(在图1中由相应的附图标记21d、23d、25d和27d表示)、从封闭的后壁和底壁延伸的一个或多个侧壁以及与封闭的后壁相对的打开的前壁(在图2中由相应的附图标记21f、23f、25f和27f表示)。
38.例如，如图3所示，在具有四边形横截面的波导的情况下，每个波导包括平行于彼此从底壁延伸到打开的前壁的两个壁，并且在图3中都由相应的附图标记21e、23e、25e和27e表示。
39.在一个可能的实施方式中，安装基座1又包括基本上平坦的上表面2，以支撑附加元件5，上表面2具有与每个波导的两个侧壁21e、23e、25e和27e和封闭的后壁21d、23d、25d和27d的至少一部分的上边缘对应的突起，该突起在图3中由附图标记3表示。
40.突起3朝着附加元件5延伸并且被布置成在附加元件5固定到安装基座1上时与附加元件5建立机械干涉。
41.实际上，突起3形成围绕每个波导的上周边边缘的突出边界，以便确保彼此面对布置的两个部件1和5之间的最佳可能的电接触。
42.在一个实施方式中，安装基座1包括围绕侧壁21e、23e、25e和27e和封闭的后壁21d、23d、25d和27d的至少一部分延伸的至少一个狭槽。
43.在图1中由附图标记6表示的狭槽例如由直线部分形成，其中每个直线部分布置在距波导的对应的侧壁或底壁的预定距离处并且基本上平行于波导的对应的侧壁或底壁。
44.为了简单起见，在图1中，仅示出围绕波导27的狭槽；当然，可以为所使用的任何波导(优选为它们全部)设置狭槽6。
45.在一个可能的实施方式中，所述狭槽6或每个狭槽6具有等于大约四分之一波长的深度。
46.此外，每个狭槽6或其一部分被布置成与相关联的波导的相应边缘相距大约等于四分之一波长的距离。
47.此外，根据应用，每个波导周围的狭槽6可以作为突起3的替代或补充而使用，如图3示意性所示。
48.在可能的实施方式中，如图2示意性所示，附加元件5包括支撑件或层5a，在该支撑件或层5a上限定了至少一个导体9，该至少一个导体9适合于连接到波导21、23、25和27中的至少一个波导的电子控制装置。
49.该导体9例如可由导电材料(例如铜)的条带形成。
50.另外，如图2所示，天线100包括引脚10，该引脚10与导体9的一端连接并且突出到
至少一个波导中，以便经由导体9本身来交换将在电子装置与至少一个波导之间收发的毫米波信号。
51.优选地，为所使用的每个波导提供导体9和相应的引脚10。
52.在图2虚线所示的另一个可能的实施方式中，与至少一个波导相关联的导体9包括端部分9a，该端部分9a在非金属化的开口11中在至少一个波导上方延伸并因此面向其内部，并且被构造为用于发送和接收毫米波信号。
53.实际上，在该实施方式中，端部分9a用作引脚10的替代，并且具有大于导体本身的横截面或宽度。例如，导体9可以是矩形的并且在其端部变宽以形成较宽的正方形或矩形的端部分9a。
54.在这种情况下，也优选为每个所使用的波导提供具有相应加宽的端部分9a的导体9。
55.在可能的实施方式中，例如如图4所示，所使用的波导中的一个或多个(优选全部)包括中空管状主体，该中空管状主体由第一部分和附加地第二部分21b、23b、25b、27b构成，如上所述，该第一部分由形成在安装基座1中并且在顶部由附加元件5封闭的通孔21a、23a、25a、27a构成，第二部分21b、23b、25b、27b由中空管状元件构成，该中空管状元件例如由与安装基座1相同的导电材料制成，该第二部分与相应的第一部分邻接地布置并且远离安装基座1侧向突出。
56.便利地，在一个可能的实施方式中，用于控制天线100的各种辐射元件(特别是波导21、23、25、27)的电子装置包括至少一个印刷电路板。
57.特别地，至少一个印刷电路板包括被构造为选择性地控制多个波导21、23、25、27中的至少一个波导的芯片，该芯片在图2中由附图标记8表示。
58.在这种情况下，芯片8例如连接到导体9，导体9的自由端与引脚10连接或包括端部分9a。
59.特别地，可以将单个芯片8用于所使用的所有波导，其中芯片8经由对应的导体9与每个波导连接并且根据具体情况选择性地选择波导发送信号，替代地可以使用多个芯片，其中每个芯片与一个或多个波导连接。
60.便利地，在一个可能的实施方式中，附加元件5包括至少一个印刷电路板或由至少一个印刷电路板构成，该至少一个印刷电路板的封闭波导的腔体的顶部的下表面被金属化。
61.在这种情况下，图2所示的支撑件5a可以由所述板本身的衬底构成。
62.替代地，元件5可由导电材料的板形成，并且印刷电路板可定位在该板上方。
63.在未在图中详细示出的一个可能的实施方式中，每个波导21、23、25、27具有完全由完全形成在安装基座1中的对应的腔体形成的中空管状主体。
64.在也未在图中示出的另外的替代实施方式中，每个波导21、23、25、27包括中空管状元件或由中空管状元件构成，该中空管状元件由导电材料制成，并且在壳体空间16中布置在安装基座1上方并与安装基座1相距一定距离，或者在外部邻近并围绕安装基座1本身的侧面。
65.有用地，所使用的波导21、23、25、27中的一个或多个(优选全部)各自包括布置在相应的波导内部的至少一个膜片，该膜片在图2中由附图标记22示意性表示。
66.另外，所使用的波导21、23、25、27中的一个或多个(优选全部)至少部分地填充有介电材料，例如树脂。
67.实际上，已经发现，根据本发明的天线100实现了预期目的，因为它以紧凑的结构在其部件中还包括用于发送和接收5g应用的毫米波信号的辐射元件，该结构允许对这些信号的发送接收范围进行充分覆盖并且可以以相对较低的成本容易地生产。
68.当然，在不损害本发明的原理的情况下，所述实施方式和具体实施方式可以在不脱离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下从本文提供的纯示例性和非限制性的描述和图示中广泛地改变，本发明的范围包括上述的可能实施方式的全部或部分的任何可能的组合。例如，天线100可包括第二覆盖件或外部覆盖件，该第二覆盖件或外部覆盖件适合于在外侧覆盖上述覆盖件15，并且基本上用作美观目的的覆盖件；可以存在多个印刷电路板，例如，彼此邻近布置并且彼此对准的两个板，这两者都固定到安装基座1上并且可操作地与各种辐射元件等结合。

技术特征：
1.一种用于机动车辆的天线(100)，所述天线(100)至少包括：安装基座(1)，该安装基座由导电材料制成并适合于连接到所述机动车辆的安装表面；至少一个覆盖件(15)，该至少一个覆盖件适合于连接到所述安装基座(1)并与所述安装基座(1)一起界定壳体空间(16)；多个辐射元件(20、21、23、25、27、28)，该多个辐射元件适合于收发信号并至少部分被容纳在所述壳体空间(16)中，所述天线(100)的特征在于，所述多个辐射元件(20)包括被构造为收发毫米波信号的一组波导(21、23、25、27)。2.根据权利要求1所述的天线(100)，其特征在于，所述一组波导(21、23、25、27)包括彼此基本上成十字构造布置的四个波导或成星形图案布置的五个或更多个波导，或者由彼此基本上成十字构造布置的四个波导或成星形图案布置的五个或更多个波导构成。3.根据权利要求1所述的天线(100)，其包括在上面固定到所述安装基座(1)的至少一个另外的元件(5)。4.根据权利要求3所述的天线(100)，其特征在于，每个波导(21、23、25、27)具有中空管状主体，所述中空管状主体至少部分地由在所述安装基座(1)中获得并且在上面由所述至少一个另外的元件(5)封闭的对应的腔体(21a、23a、25a、27a)形成。5.根据权利要求3或4所述的天线(100)，其特征在于，每个波导包括与所述另外的元件(5)相对的底壁(21c、23c、25c、27c)、后壁(21d、23d、25d、27d)、从所述后壁延伸的一个或多个侧壁(21e、23e、25e、27e)以及与所述后壁相对的打开的前壁(21f、23f、25f和27f)，并且所述安装基座(1)包括用于所述另外的元件(5)抵靠的基本上平坦的顶表面(2)，所述顶表面(2)在每个波导的所述一个或多个侧壁和所述后壁的上边缘处具有突起(3)，在所述另外的元件(5)固定到所述安装基座(1)上时，所述突起(3)朝着所述另外的元件(5)延伸并且能够与所述另外的元件(5)建立机械干涉。6.根据权利要求3或4所述的天线(100)，其特征在于，每个波导包括与所述另外的元件(5)相对的底壁(21c、23c、25c、27c)、后壁(21d、23d、25d、27d)、从所述后壁延伸的一个或多个侧壁(21e、23e、25e、27e)以及与所述后壁相对的打开的前壁(21f、23f、25f、27f)，并且所述安装基座(1)包括围绕所述侧壁和所述后壁中的每一个的至少一部分延伸并且与所述侧壁和所述后壁中的每一个间隔开的至少一个狭槽(6)。7.根据权利要求3至6中任一项所述的天线(100)，其特征在于，所述另外的元件(5)包括支撑件(5a)，在所述支撑件(5a)上设置有至少一个导体(9)，所述至少一个导体(9)适合于连接到用于驱动所述一组波导中的至少一个波导的电子装置，并且设置有引脚(10)，所述引脚(10)连接到所述导体(9)并且突出到所述波导中以用于通过所述导体(9)交换将在所述电子装置与所述至少一个波导之间收发的毫米波信号。8.根据权利要求3至6中任一项所述的天线(100)，其特征在于，所述另外的元件(5)包括支撑件(5a)，在所述支撑件(5a)上设置有至少一个导体(9)，所述至少一个导体(9)适合于连接到用于驱动所述一组波导中的至少一个波导的电子装置，所述导体(9)具有端部分(9a)，所述端部分(9a)延伸到面向所述至少一个波导的开口(11)中并且被构造为用于收发毫米波信号。9.根据前述任一项权利要求所述的天线(100)，其特征在于，所述波导中的至少一个包括由第一部分和第二部分(21b、23b、25b、27b)形成的中空管状主体，所述第一部分包括形
成在所述安装基座(1)中并且在顶部处由所述至少一个另外的元件(5)封闭的贯通腔体(21a、23a、25a、27a)，所述第二部分由中空管状元件形成，所述第二部分被布置成与所述第一部分邻接并且远离所述安装基座(1)延伸。10.根据权利要求3所述的天线(100)，其特征在于，所述另外的元件(5)包括至少一个印刷电路板。11.根据权利要求10所述的天线(100)，其特征在于，所述印刷电路板包括芯片(8)，所述芯片(8)被构造为选择性地驱动所述一组波导(21、23、25、27)中的至少一个波导。12.一种机动车辆，其包括至少一个根据权利要求1所述的天线。

技术总结
本发明提供一种用于机动车辆的天线(100)，其至少包括：安装基座(1)，该安装基座由导电材料制成并适合于连接到所述机动车辆的安装表面；至少一个覆盖件(15)，该至少一个覆盖件适合于连接到所述安装基座(1)并与所述安装基座(1)一起界定壳体空间(16)；多个辐射元件(20、21、23、25、27、28)，该多个辐射元件适合于收发信号并至少部分被容纳在所述壳体空间(16)中，所述多个辐射元件(20)包括被构造为收发毫米波信号的一组波导(21、23、25、27)。27)。27)。


技术研发人员：马泰奥
受保护的技术使用者：ASK工业股份公司
技术研发日：2023.02.10
技术公布日：2023/8/14