能够按lte频率操作的多带mimo天线组件的制作方法
【专利摘要】根据各种方面，在本文中公开了可在多个频带上操作的多输入多输出(MIMO)天线组件的示例性实施方式，所述多个频带包括LTE(长期演进)频率(例如，4G、3G、其它LTE代、B17(LTE)、LTE(700MHz)等)。在各种实施方式中，天线组件一般地包括第一或主蜂窝天线和第二或辅助蜂窝天线。所述第一蜂窝天线可以被构造为可操作用于在一个或更多个蜂窝频带(例如，LTE等)内既接收且发送通信信号。所述第二蜂窝天线可以被构造为可操作用于在一个或更多个蜂窝频带(例如，LTE等)内接收通信信号。所述天线组件还可以包括用于接收卫星信号的另外的天线，所述卫星信号诸如为卫星数字音频无线电服务(SDARS)信号和/或全球定位系统(GPS)信号。
【专利说明】能够按LTE频率操作的多带ΜΙΜΟ天线组件
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本专利申请是要求2011年12月14日提交的美国临时专利申请No. 61/570,534 的优先权的PCT国际申请。在此段中所标识的申请的公开内容通过引用整体地并入在本文 中。
【技术领域】
[0003] 本公开一般地涉及能够在多个频带上操作的多输入多输出（ΜΜ0)天线组件，所 述多个频带包括LTE (长期演进）频率（例如，4G、3G、其它LTE代、B17 (LTE)、LTE (700MHz) 等）。
【背景技术】
[0004] 此部分提供与未必为现有技术的本公开内容相关的背景信息。
[0005] 存在现今存在的许多变化的无线通信标准，其中多数在不同的频带内操作。 示例包括Wi-Fi、全球定位系统（GPS)、宽带个人通信服务（PCS)/全球移动通信系统 1900 (GSM1900)、通用移动电信系统（UMTS) /先进无线服务（AWS)、放大调制电话服务 (AMPS)/全球移动通信系统850(GSM850)、调幅（AM)/调频（FM)无线电、长期演进（LTE)等。
[0006] 具有一个或更多个天线的天线系统可以被安装到汽车的一般地平坦的和/或金 属的表面（例如，到车顶、遮光板、主体等）以用于接收不同的蜂窝频率并且使得手机用户 能够与例如其他手机用户进行通信。典型地，虽然让用户接收在一个以上的频带中（例如， 基于一个以上的网络标准等）的频率，但是天线系统包括被构造成接收所期望的频带中的 一个或更多个的多个天线。
【发明内容】
[0007] 此章节提供本公开内容的一般性概要，并且不是其全范围或其特征中的全部的全 面公开内容。
[0008] 根据各种方面，在本文中公开了可在多个频带上操作的多输入多输出（ΜΜ0)天 线组件的示例性实施方式，所述多个频带包括LTE (长期演进）频率（例如，4G、3G、其它LTE 代、B17(LTE)、LTE(700MHz)等）。在示例性实施方式中，天线组件一般地包括第一或主蜂 窝天线和第二或辅助蜂窝天线。所述第一蜂窝天线可以被构造为可操作用于在一个或更多 个蜂窝频带（例如，LTE等）内既接收且发送通信信号。所述第二蜂窝天线可以被构造为 可操作用于在一个或更多个蜂窝频带（例如，LTE等）内接收通信信号。所述天线组件还 可以包括用于接收卫星信号的另外的天线，所述卫星信号诸如为卫星数字音频无线电服务 (SDARS)信号和/或全球定位系统（GPS)信号。
[0009] 应用的另外领域从本文中所提供的描述将变得显而易见。本
【发明内容】
中的描述和 具体示例仅意在供例示的目的使用，并且不旨在限制本公开内容的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 本文中所描述的图仅用于选择实施方式而非所有可能的实施方式的说明性目的， 并且不旨在限制本公开内容的范围。
[0011] 图1是根据示例性实施方式的天线组件的分解透视图；
[0012] 图2是图1中所示出的天线组件在部件已被组装并且定位在天线罩（其为了清楚 被示出为透明的）下面之后的透视图；
[0013] 图3是图2中所示出的天线组件的下部透视图；
[0014] 图4是根据第二示例性实施方式的天线组件的透视图，该天线组件包括单极天线 元件、倒F型天线（IFA)以及第一和第二贴片天线；
[0015] 图5是图4中所示出的天线组件的另一透视图，并且同样图示了示例性天线罩；
[0016] 图6是根据第三示例性实施方式的天线组件的分解透视图；
[0017] 图7是图6中所示出的天线组件在部件已被组装并且定位在天线罩（其为了清楚 被示出为透明的）下面之后的透视图；
[0018] 图8是图7中所示出的天线组件的下部透视图；
[0019] 图9是根据第四示例性实施方式的天线组件的分解透视图；
[0020] 图10是图9中所示出的天线组件在部件已被组装并且定位在天线罩（其为了清 楚被示出为透明的）下面之后的透视图；以及
[0021] 图11是图10中所示出的天线组件的下部透视图。
[0022] 对应的附图标记在全部视图中自始至终指示对应的部分。
【具体实施方式】
[0023] 现将参考附图更全面地描述示例实施方式。
[0024] 随着 LTE(长期演进）频率（例如，4G、3G、其它 LTE 代、B17(LTE)、LTE(700MHz) 等）的增加使用，发明人由此认识到了需要具有低相关性和低耦合的附加天线在汽车天线 系统和组件中的更多集成。因此，发明人已在本文中公开了可在多个频带（例如，LTE等） 上操作的多带ΜΜ0天线组件或系统的示例性实施方式。这样的示例性实施方式与卫星天 线（例如，GPS天线、SDARS天线等）相结合地包括多个蜂窝天线。在这样的示例性实施方 式中，蜂窝天线之间的相关性和耦合是低的，这允许蜂窝天线的相对接近的间隔实现，使得 附加的蜂窝天线不显著地增加天线组件的总体尺寸。
[0025] 在各种示例性实施方式中，天线组件一般地包括第一或主蜂窝天线和第二或辅助 蜂窝天线。第一蜂窝天线被构造成可操作用于在一个或更多个蜂窝频带内既接收且发送通 信信号。第二蜂窝天线被构造成可操作用于在一个或更多个蜂窝频带内接收通信信号。天 线组件还可以包括用于接收卫星信号的附加的卫星天线，所述卫星信号诸如卫星数字音频 无线电服务（SDARS)信号（例如，Sirius XM等）和/或与确定位置相关联的信号，诸如全 球定位系统（GPS)或Glonass (全球导航卫星系统）信号。
[0026] 在示例性实施方式中，第一或主蜂窝天线是单极天线（例如，模压金属宽带单极 天线杆等）。单极天线被构造成可操作用于在一个或更多个蜂窝频带内既接收且发送通信 信号。继续此示例，第二或辅助蜂窝天线是倒F型天线（IFA)，该倒F型天线（IFA)被构造 成可操作用于在一个或更多个蜂窝频带内接收（但不发送）通信信号。第一和第二蜂窝天 线靠近彼此相对地定位，但是天线组件被构造为使得存在充分去相关（例如，小于约25 % 的相关性等）和充分低耦合，而不管蜂窝天线的紧密间隔如何。通过示例的方式，天线组件 可以被构造为使得在蜂窝天线之间存在至少约15分贝的隔离。
[0027] 这种示例天线组件还包括第一和第二贴片天线。第一贴片天线可以被构造成可操 作用于接收SDARS信号（例如，Sirius XM等）。第二贴片天线可以被构造成可操作用于接 收GPS信号和/或Glonass信号等。
[0028] 发明人由此已经发现，第二蜂窝天线（例如，倒L型天线（ILA)、倒F型天线（IFA)、 平面倒F型天线（PIFA)等）与第一宽带单极蜂窝天线（例如，模压金属宽带单极天线杆 等）的组合提供适合于与汽车天线系统一起使用的低相关性、高效率且紧凑型组件。在一 些示例性实施方式中，多个天线被构造（例如，调整大小、成形、紧密地间隔、隔离等）使得 天线组件可以布置在一些现有天线罩或盖内或在其下面。这进而允许发明人的天线组件可 与一些现有天线罩一起使用而不管第二（接收）蜂窝天线的添加如何，因为总体尺寸尚未 显著地增加。
[0029] 因此，在本文中公开了具有可在各种蜂窝频带（例如，LTE频率等）内操作的两个 蜂窝天线以及提供GPS和卫星功能性的一个或更多个天线的天线组件的示例性实施方式。 这样的示例性实施方式被构造为使得在蜂窝天线之间存在充分隔离、充分低耦合以及充分 低相关性以允许蜂窝天线靠近彼此相对地定位（例如，共同位于公共机架上和/或在同一 天线罩下面等）。低相关性/耦合允许蜂窝天线的数目在不显著地增加天线组件的尺寸的 情况下并且在不相当地降低或者影响卫星天线（例如，GPS和/或Sirius XM等）的性能 的情况下增加。
[0030] 通过示例的方式，本文第一和第二天线中的任何一个或两者可以被构造成可在与 蜂窝通信相关联的一个或更多个频率带宽、与一个或更多个地区或国家相关联或只有一个 或更多个地区或国家才有的（一个或更多个）蜂窝频率带宽、来自下面的表1和/或表 2的一个或更多个频率带宽等内操作，所述蜂窝通信诸如AMPS/GSM850、GSM900、GSM1800、 PCS/GSM1900、UMTS/AWS、GSM850、GSM1900、AWS、LTE (例如，4G、3G、其它 LTE 代、B17(LTE)、 LTE (700MHz)等）、AMPS、PCS、EBS (教育宽带服务）、BRS (宽带无线电服务）、WCS (宽带无 线通信服务/因特网服务）中的一个或更多个（或全部）。在一些示例性实施方式中，第一 和第二蜂窝天线可以被构造为使得天线组件由于天线组件可在其上操作的许多且变化的 频率而事实上可在世界上的任何地方操作。
[0031] 表 1
[0032]
【权利要求】
1. 一种多带多输入多输出（MMO)天线组件，该多带多输入多输出（MMO)天线组件包 括： 第一蜂窝天线，该第一蜂窝天线被构造为可操作用于在一个或更多个蜂窝频带内接收 和发送通信信号； 第二蜂窝天线，该第二蜂窝天线被构造为可操作用于在一个或更多个蜂窝频带内接收 通信信号；以及 一个或更多个卫星天线，该一个或更多个卫星天线被构造为可操作用于接收卫星信 号。
2. 根据权利要求1所述的天线组件，其中，所述天线组件被构造为能够按长期演进 (LTE)频率操作。
3. 根据权利要求1或2所述的天线组件，其中，所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线 以及所述一个或更多个卫星天线共同位于公共机架上并且/或者在同一天线罩下面。
4. 根据前述权利要求中任何一项所述的天线组件，所述天线组件进一步包括： 机架，该机架支承所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线以及所述一个或更多个卫星 天线；以及 天线罩，该天线罩被耦接到所述机架使得所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线以及 所述一个或更多个卫星天线被封闭在由所述天线罩和所述机架所限定的内部空间内。
5. 根据前述权利要求中任何一项所述的天线组件，其中： 在所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线之间的隔离是至少约15分贝；并且/或者 在所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线之间的相关性小于约25% ;并且/或者 由此，所述天线组件被构造为使得所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线被充分地去 相关，以允许所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线靠近彼此相对地定位并且不明显地降 低所述一个或更多个卫星天线的性能。
6. 根据前述权利要求中任何一项所述的天线组件，其中，所述一个或更多个卫星天线 包括： 第一贴片天线，该第一贴片天线被构造为可操作用于接收卫星数字音频无线电服务 (SDARS)信号；以及 第二贴片天线，该第二贴片天线被构造为可操作用于接收全球定位系统（GPS)信号。
7. 根据前述权利要求中任何一项所述的天线组件，其中： 所述第一蜂窝天线包括单极天线；并且/或者 所述第二蜂窝天线包括倒F型天线、倒L型天线或平面倒F型天线。
8. 根据前述权利要求中任何一项所述的天线组件，其中： 所述第一蜂窝天线包括模压金属宽带单极天线杆；并且 所述第二蜂窝天线包括倒F型天线（IFA)。
9. 根据前述权利要求中任何一项所述的天线组件，其中，所述第一蜂窝天线被进一步 构造为可操作用于接收调幅（AM)带信号和调频（FM)带信号。
10. 根据前述权利要求中任何一项所述的天线组件，其中，所述第二蜂窝天线被构造为 可操作用于在一个或更多个蜂窝频带内仅接收通信信号并且不可操作用于在一个或更多 个蜂窝频带内发送通信信号。
11. 根据前述权利要求中任何一项所述的天线组件，其中，所述天线组件被构造为在被 从车辆的外侧插入到车辆主体壁中的安装孔中并且被从内部舱室侧夹住之后，被安装并且 固定地安置到所述车辆主体壁。
12. -种能够按长期演进（LTE)频率操作的多带多输入多输出（ΜΙΜΟ)车辆天线组件， 所述天线组件包括： 单极天线，该单极天线被构造为可操作用于在一个或更多个蜂窝频带内接收和发送通 信信号； 倒F型天线，该倒F型天线被构造为可操作用于在一个或更多个蜂窝频带内接收通信 信号； 第一贴片天线，该第一贴片天线被构造为可操作用于接收卫星信号； 第二贴片天线，该第二贴片天线被构造为可操作用于接收与由所述第一贴片天线接收 的所述卫星信号不同的卫星信号； 机架，该机架支承所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线以及所述一个或更多个卫星 天线；以及 天线罩，该天线罩被耦接到所述机架使得所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线以及 所述第一贴片天线和所述第二贴片天线被封闭在由所述天线罩和所述机架所限定的内部 空间内。
13. 根据权利要求12所述的天线组件，其中： 在所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线之间的隔离是至少约15分贝；并且 在所述第一蜂窝天线和所述第二蜂窝天线之间的相关性小于约25% ;并且 所述第一贴片天线被构造为可操作用于接收卫星数字音频无线电服务（SDARS)信号； 并且 所述第二贴片天线被构造为可操作用于接收全球定位系统（GPS)信号；并且 所述天线组件被构造为在被从车辆的外侧插入到车辆主体壁中的安装孔中并且被从 内部舱室侧夹住之后，被安装并且固定地安置到所述车辆主体壁。
【文档编号】H01Q21/06GK104115329SQ201280069756
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2012年12月14日 优先权日:2011年12月14日
【发明者】C·T·蒂亚姆, 艾曼·杜兹达尔, M·C·L·布里托, 哈桑·亚辛 申请人:莱尔德技术股份有限公司