补片天线装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种改进的补片天线装置，其特征在于以下特征：在电介质(5)上设有补片电极(7)和包围该补片电极(7)的框架形补片电极(19)；还设有顶盖补片(23)，该顶盖补片(23)在电介质(5)的对面与补片电极面(7’)间隔开距离并且与环形或框架形补片电极面(19’)间隔开距离地设置；该顶盖补片(23)沿着纵向方向和横向方向具有的延伸尺寸为，顶盖补片(23)至少部分地不仅遮盖补片电极面(7’)而且遮盖框架形补片电极面(19’)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】补片天线装置
本专利技术涉及一种补片天线装置。
技术介绍
提到的补片天线经常也被用作为机动车天线。机动车天线可以例如具有翼片类似的结构。它们常常装配在车身上并且特别是在机动车车顶区域内在后车窗的前面不远处。在底盘上天线装置的罩顶之下通常有许多设置用于不同服务的单天线，例如用来接收陆地发射出的广播节目的天线，GPS补片天线，用于无线电波范围的天线，用来发射和接收不同频率范围内的无线电通话，可能也还有其他的用于接收经由卫星发射的广播节目例如SDARS节目的天线装置等。这种天线例如由EP1616367B1已知。由此这种天线结构要求并非不显著的结构空间。向进一步微型化相应天线装置方向的要求仍然要求更小的结构空间。关于补片天线的原理机制还可参阅DE102004016158B4，它描述一种传统的补片天线，它具有接地面、位于接地面上的衬底层和设于上侧上的补片电极，该补片电极可以覆盖有形成电介质的另一层。由US7405700B2已知一种多频率表面天线，借其可以接收和发送圆极化的电磁波。这种已知的天线包括衬底(电介质)，在该衬底上在中心布置地设有补片天线的长方形的或正方形的中央补片。围绕该补片天线延伸有框架形或环形的第二补片天线面，其内棱边相对于包围该中心补片天线的外棱边间隔开微小距离地延伸，由此也即在中央补片与环形或框架形补片天线之间形成间隔间隙。通过特别是在角部区域内特定地形成倒角而要确保，环形或框架形补片天线接收或发射与在中心设置的补片天线相反极化的电磁波。除了这种天线类型，原则上也已知其他的天线类型，例如由US2009/0058731A1已知以及由US2010/0283684A1已知，在其中相应地设有一种所谓的堆叠式补片天线，它除了接地面之外与接地面间隔开地包括第一发射补片面和进一步间隔开地包括在此在第一发射补片面上方设置的第二发射补片面。此外还要参阅US7253770B2，它在一个实施例中示出一种补片天线，其具有接地面、位于接地面上的电介质和在电介质上侧上的补片天线装置。在电介质的上侧上在中心布置地设有经由馈电线馈电的电极面，该电极面由另一个框架形补片天线在相同的高度位置上包围。在电介质上侧上两个补片天线之间形成有间隔间隙。该补片天线装置用来接收GPS信号和SDARS信号。在另一个实施例中与其相对地示出的传统的堆叠式天线，在其中彼此重叠地设置有两个补片面。US2003/0052825A1对此同样描述了一种天线装置，该天线装置具有内部的补片天线，该补片天线经由环形的间隙被包围该内部补片天线的环形补片天线包围。在另一个实施例中这样选择结构，使得相应垂直间隔开地重叠地设置有两个内部的圆形补片天线，正如两个包围内部补片天线的环形补片天线，它们也间隔开同样的垂直距离地重叠设置并且分别经由环形间隙与内部的补片天线分开。同类补片天线装置由US2010/0171679A1可见。所示出的是在俯视图中为正方形的内部的补片天线，该补片天线由框架形的补片天线包围，在两者之间形成间隔缝隙。在它们之上设有两个顶盖补片装置，该顶盖补片装置同样通过间隔缝隙彼此隔开，直接在位于其下面的被馈电的中央补片的上方设置有中心的顶盖补片，并且直接在位于其下面的框架形辐射器面的上方定位有第二框架形的顶盖补片。
技术实现思路
本专利技术目的在于，面对技术背景，实现一种改进的天线装置，它通过简单措施并且在仅极小结构空间的情况下允许一种补片天线装置，借此可发射或接收右旋圆极化的电磁波或左旋圆极化的电磁波。上述目的按照本专利技术通过补片天线装置来达到包括以下特征：设有补片天线；补片天线包括电介质，该电介质有长度、宽度和高度；在电介质的上侧上，补片电极以补片电极面设置；补片电极经由至少一条馈电线以电流或电容方式馈电；电介质在长度和宽度方向上具有的尺寸大于位于电介质的上侧上的补片电极面的长度和宽度延伸尺寸；补片电极面由形成环形补片天线的环形或框架形补片电极环绕；在补片电极面与包围该补片电极面的环形或框架形补片电极之间设有间距或间隙以用于电流分离；补片电极构成和/或馈电为，使得由此能产生或能接收左旋或右旋圆极化的电磁波；包围补片电极的环形补片电极构成为，使得由此能够发送和/或接收相反极化的电磁波；设有顶盖补片；该顶盖补片在电介质的对面与补片电极面间隔开距离并且与环形或框架形补片电极面间隔开距离地设置；其特征在于以下其它特征：该顶盖补片沿着纵向方向和横向方向的延伸尺寸为，顶盖补片至少局部地不仅覆盖补片电极面而且覆盖环形或框架形补片电极面。按照本专利技术的天线的特征还在于，它在需要比较小的结构空间情况下例如适合于接收GPS信号，也就是一般用来全球定位的信号。对于这种天线通常使用补片天线，这样也在本专利技术的范围内。当前按本专利技术的补片天线此外还创造了接收其他卫星信号的可能性，例如按照SDARS或SiriusXM标准发射的广播节目，如其尤其在北美地区可接收的那样。按本专利技术的解决方案在此从一种补片天线装置(例如用来接收GPS信号)出发，在该补片天线装置中补片天线装置的补片面在形成间隔缝隙的情况下被附加地设置的环形补片或框架形补片包围。该环形或框架形补片用作其他的补片天线，例如用来接收所述的SDARS或SiriusXM卫星信号。为了使环形或框架形的补片与中央的补片耦联(因为整个的补片天线装置例如只经由一个中心的馈电线馈电)，在本专利技术的范围内与现有技术相反而设定，两个补片天线装置借助一个共同的无源的顶盖补片遮盖。顶盖补片和中央补片天线的位于顶盖补片下面的有源的辐射补片在此形成一个平板电容器，由此在两个补片面之间建立电容。由此在本专利技术的范围内可以把能量从中央的补片电极传递到环形补片或者相反地传递。在此，对于电容而言一方面各补片面的面积和另一方面各补片面之间的间距都是有意义的。关于环形或框架形的补片因此就此而言涉及间接的天线馈电。在这里，本专利技术解决方案例如也相对于按US2010/0171679A1或US7045700B2的同类现有技术具有大的优点。因为在上述的同类现有技术中在中央的补片电极与包围该中央补片电极的环形或框架形补片电极面之间的间隔缝隙必须极其窄、也就是极其小，以便还保证足够的耦联。通过在本专利技术范围内设置的顶盖补片在这里形成这样的可能性，即实现在环形或框架形补片电极与中央补片电极面之间的非常改进的耦联并且这对公差有明显较低的要求。这最后也导致制造方面的明显的成本优点。因为在缝隙方面既使最小的偏差，在按本专利技术的天线范围内没有导致如现有技术中这种不利的改变，在该改变时缝隙最佳尺寸的最小改变立即导致天线发射或接收质量的可感觉到的恶化。按照优选方式通过对中央补片亦即中央补片的辐射面的几何选择可以确定，在这里是左旋圆极化还是右旋圆极化地辐射的补片。在SDARS天线的情况下必须把中央补片设定为左旋圆极化。通过相应的造型可以把环形补片这样设定，使其右旋圆极化地辐射，在这种情况下亦即适合用于接收例如SDARS或SiriusXM信号。在中央设置的补片的辐射面例如右旋圆极化起作用的设定可以通过所述的辐射面的造型来实现，这种设定例如由此实现，即优选正方形构成的补片面的两个对角地相对置的角部具有平化部，并且是按照已知的方式在相应定位天线馈电装置的情况下进行。备选地也可能的是，经由两个90°错开的馈入线实施馈入本文档来自技高网...

【技术保护点】
补片天线装置，包括以下特征：设有补片天线(A)；补片天线(A)包括电介质(5)，该电介质有长度、宽度和高度；在电介质(5)的上侧(5a)上，补片电极(7)以补片电极面(7’)设置；优选地在电介质(5)的下侧(5b)上设有接地面(9)；补片电极(7)经由至少一条馈电线(11)以电流或电容方式馈电；电介质(5)在长度和宽度方向上具有的尺寸大于位于电介质(5)的上侧(5a)上的补片电极面(7’)的长度和宽度延伸尺寸；补片电极面(7’)由形成环形补片电极(B)的环形或框架形补片电极(19)环绕；在补片电极面(7’)与包围该补片电极面(7’)的环形或框架形补片电极(19)之间设有间距或间隙(17)以用于电流分离；补片电极(7)构成和/或馈电为，使得由此能产生或能接收左旋或右旋圆极化的电磁波；包围补片电极(7)的环形补片电极(19)构成为，使得由此能够发送和/或接收相反极化的电磁波；设有顶盖补片(23)；该顶盖补片(23)在电介质(5)的对面与补片电极面(7’)间隔开距离并且与环形或框架形补片电极面(19’)间隔开距离地设置；其特征在于以下其它特征：该顶盖补片(23)沿着纵向方向和横向方向的延伸尺寸为，顶盖补片(23)至少局部地不仅覆盖补片电极面(7’)而且覆盖框架形补片电极面(19’)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.22 DE 102011122039.21.补片天线装置，包括以下特征：设有补片天线(A)；补片天线(A)包括电介质(5)，该电介质有长度、宽度和高度；在电介质(5)的上侧(5a)上，补片电极(7)以补片电极面(7’)设置；补片电极(7)经由至少一条馈电线(11)以电流或电容方式馈电；电介质(5)在长度和宽度方向上具有的尺寸大于位于电介质(5)的上侧(5a)上的补片电极面(7’)的长度和宽度延伸尺寸；补片电极面(7’)由形成环形补片天线(B)的环形或框架形补片电极(19)环绕；在补片电极面(7’)与包围该补片电极面(7’)的环形或框架形补片电极(19)之间设有间距或间隙(17)以用于电流分离；补片电极(7)构成和/或馈电为，使得由此能产生或能接收左旋或右旋圆极化的电磁波；包围补片电极(7)的环形或框架形补片电极(19)构成为，使得由此能够发送和/或接收相反极化的电磁波；设有顶盖补片(23)；该顶盖补片(23)在电介质(5)的对面与补片电极面(7’)间隔开距离并且与环形或框架形补片电极面(19’)间隔开距离地设置；其特征在于以下其它特征：该顶盖补片(23)沿着纵向方向和横向方向的延伸尺寸为，顶盖补片(23)至少局部地不仅覆盖补片电极面(7’)而且覆盖环形或框架形补片电极面(19’)。2.按照权利要求1所述的补片天线装置，其特征在于，补片电极面(7’)和环形或框架形补片电极面(19’)位于一个共同的平面(EP)中。3.按照权利要求1或2所述的补片天线装置，其特征在于，在一方为补片电极面(7’)和环形或框架形补片电极面(19’)与另一方为顶盖补片(23)之间设置有薄膜。4.按照权利要求1所述的补片天线装置，其特征在于，补片电极(7)设置有在两个相对置的角部区域上的平化部或倒角(15)，设置有至少在一个角部区域中加工出的角形的凹部(15a、15b)，设置有在角部区域中对角地伸出的加宽部(15c)和/或设置有在俯视图中对角地延伸的缝隙形的凹部(15d)，并且该补片电极经由一条馈电线(11)馈电。5.按照权利要求1所述的补片天线装置，其特征在于，补片电极(7)在一个侧面部段上具有在整个长度上或仅在部分长度上伸出的部段(15e、15f)、在一个或多个侧面部段上具有向内延伸的凹部(15a)和/或在补片电极面(7’)的内部区域中具有纵向缝隙，并且该补片电极(7)经由一条馈电线(11)馈电。6.按照权利要求5所述的补片天线装置，其特征在于，所述凹部是长方形的凹部(15g)。7.按照权利要求5所述的补片天线装置，其特征在于，所述纵向缝隙是长方形的纵向缝隙(15d)。8.按照权利要求4或5所述的补片天线装置，其特征在于，所述一条馈电线(11)的馈入点(F)在补片电极(7)的俯视图中关于在中心点(Z)居中地穿透补片电极(7)的轴线设置，使得该馈电线相对于通过该中心点(Z)延伸的一个方向矢量转过45°地设置，该方向矢量沿着朝向相应的凹部或者伸出的加宽部(15b、15c、15d、15e、15f、15g)的方向定向。9.按照权利要求1或2所述的补片天线装置，其特征在于，补片电极(7)经由两个错开90°的馈电线(11)馈电，这两个馈电线的馈入点(11a)位于极化平面的区域内。10.按照权利要求1或2所述的补片天线装置，其特征在于，在设于电介质(5)的下侧(5b)上的接地面(9)与顶盖补片(23)之间设有穿过电介质(5)延伸的电流的穿通接触部(27)，该穿通接触部与补片电极(7)是电流分离的，在顶盖补片(23)的俯视图中关于补片电极(7)和/或顶盖补片(23)和/或电介质(5)的中央的中心点(M)，穿通接触部(27)的馈入点(27a)相对于馈电线(11)在补片电极(7)上的馈入点(11a、F)错开90°。11.按照权利要求1或2所述的补片天线装置，其特征在于，补片电极(7)设计为用于发送或接收左旋圆极化的电磁波，并且包围该补片电极(7)的环形或框架形补片电极(19)设计为用于发送或接收右旋圆极化的电磁波。12.按照权利要求1或2所述的补片天线装置，其特征在于，补片电极(7)具有用于接收SDARS或SiriusXM服务的谐振频率，并且环形或框架形补片电极(19)作为天线具有用于接收同步卫星信号的谐振频率。13.按照权利要求12所述的补片天线装置，其特征在于，所述同步卫星信号是GPS卫星信号。14.按照权利要求1或2所述的补片天线装置，其特征在于，环形或框架形补片电极(19)具有位于内部的限界边缘(19a)，该内部的限界边缘基本上平行于补片电极(7)的指向外部的限界边缘(7a)延伸。15.按照权利要求1或2所述的补片天线装置，其特征在于，环形或框架形的补片电极(19)具有外部的限界边缘(19b)，该外部的限界边缘是长方形或正方形的或者是基本上长方形或正方形的。16.按照权利要求1或2所述的补片天线装置，其特征在于，补片电极(7)具有一条馈电线(11)，该馈电线与补片电极(7)以电流或电容的方式连接。17.按照权利要求1或2所述的补片天线装置，其特征在于，补片电极(7)经由两条馈电...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·多布里克，A·胡伯，
申请(专利权)人：凯瑟雷恩工厂两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE