具有用于辐射图案改进的寄生元件的天线系统和天线模块技术方案

本发明专利技术涉及一种改进的天线系统和包含其的天线模块。天线系统包括沿轴线布置的第一平面天线元件和至少一个第二天线元件，以及布置在第一平面天线元件的近场内的平面寄生元件，平面寄生元件被布置为基本上平行于第一平面天线元件并且被布置在距第一平面天线元件一预定距离处。平面寄生元件的中心相对于第一平面天线元件的中心沿着轴线在远离至少一个第二天线元件的方向上偏移，以便减小第一平面天线元件的由于与至少一个第二天线元件的干扰造成的辐射图案的变形。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用于辐射图案改进的寄生元件的天线系统和天线模块
本专利技术涉及一种改进的天线系统，包括第一天线元件和第二天线元件和寄生元件，其中寄生元件允许改善天线元件中的至少一个的辐射图案。此外，本专利技术涉及包含该天线系统的天线模块。
技术介绍
在本专利技术的上下文中，天线系统将被理解为包括第一天线元件和第二天线元件的天线布置。通常，天线系统在技术上被广泛讨论，因为在一个系统中的多个天线元件的分组提供各种结构优点。特别地，作为单个结构模块的天线系统的组件允许在多个天线元件之间共享机械和电气部件。因此，在天线系统中，多个天线元件可以布置在相同的壳体、相同的基座内，并且因此共享相同的壳体、相同的基座，共享的相同的天线电路以及相同的电气连接元件(例如，插座/插头)，用于分别向天线系统内的多个天线元件发射来自外部的电信号或从天线系统内的多个天线元件接收来自外部的电信号。然而，天线系统中的多个天线元件的布置具有缺点，特别是当多个天线元件彼此布置在近场中时。在这种情况下，多个天线元件特别地遭受它们各自的辐射图案的相互干扰效应。在WO98/26471A1中，提出在天线系统中应用频率选择表面以减少两个天线元件之间的相互干扰效应。更详细地，所提议的天线系统包括第一天线元件和第二天线元件。第一天线元件能够以第一频率范围发射，并且第二天线元件能够以第二频率范围(即非重叠频率范围)发射。为了减少干扰效应，天线系统额外地包括频率选择表面，该频率选择表面对于第一频率范围中的射频能量是传导的，并且对第二频率范围中的射频能量是反射的。频率选择表面优选地包括对冲击在频率选择表面上的射频信号显示准带通滤波特性或准带阻滤波特性的重复的金属化图案结构。此外，US6,917,340B2还涉及包括两个天线元件的天线系统。为了减少电磁耦合和因此的干扰效应，两个天线元件中的一个被细分成具有对应于另一个天线元件的波长的八分之三的电气长度的段。此外，一个天线元件的段经由在另一个天线元件的频率范围内具有足够高的阻抗并且在一个天线元件的频率范围内具有足够低的阻抗的电抗电路而电互连。即使上述方法允许在两个天线元件的辐射图案中的减少的干扰，但是考虑到附加组件的结合，即电抗电路的结合的制造和布置，包括两个天线元件的天线系统的设计变得更加复杂。特别地，电抗电路的设计及其在相应天线元件上的布置是复杂的，并且需要额外的开发步骤。此外，电抗电路的部件以及例如到天线元件的电气连接例如焊接向频率特性引入不可接受的变动。
技术实现思路
在这方面，本专利技术的目的是提出一种改进的天线系统，其克服了上述缺点，例如，各个天线元件的更复杂的设计。此外，本专利技术的另一个目的是提出一种天线系统，其降低各个天线元件之间的干扰，从而改善相应的辐射图案。根据第一方面，一种天线系统除了具有第一平面天线元件和至少一个第二天线元件之外，还包括平面寄生元件。平面寄生元件允许有益效果，该有益效果是第一和第二天线元件之间的干扰被减小，从而改善各自的辐射图案。根据一实施例，天线系统包括第一平面天线元件和至少一个第二天线元件，其中，第一平面天线元件和至少一个第二天线元件沿着一轴线布置。天线系统还包括平面寄生元件，其布置在第一平面天线元件的近场内，该平面寄生元件布置为基本上平行于第一平面天线元件并且布置在距第一平面天线元件的预定距离处。平面寄生元件的中心相对于第一平面天线元件的中心沿着轴线在远离至少一个第二天线元件的方向上偏移，以便减小第一平面天线元件的由于与至少一个第二天线元件的干扰而造成的辐射图案的变形。根据天线系统的另一实施例，至少一个第二天线元件中的每一个布置在第一平面天线元件的近场内。根据天线系统的另一实施例，第一平面天线元件能够接收/发射具有圆偏振的电磁无线电波。根据天线系统的另一实施例，第一平面天线元件是角部截短的矩形贴片天线元件。根据天线系统的另一实施例，平面寄生元件的尺寸和形状及其与第一平面天线元件的距离根据第一平面天线元件确定。根据天线系统的另一实施例，平面寄生元件没有与RF电源的电气连接。根据天线系统的另一实施例，相对于第一平面天线元件的电气尺寸，平面寄生元件具有减小的电气尺寸，该减小的电气尺寸根据寄生平面元件与第一平面天线元件的距离确定。根据天线系统的另一实施例，平面寄生元件具有与第一平面天线元件相同的形状。根据天线系统的另一实施例，平面寄生元件与第一平面天线元件的距离为λ/10到λ/4，其中λ对应于第一平面天线元件的波长。根据天线系统的另一实施例，第一平面天线元件适于第一频带，并且至少一个第二天线元件适于第二频带，其中所述第一频带高于或等于所述第二频带。根据天线系统的另一实施例，第一平面天线元件包括设置在电介质基板上的贴片电极。在根据天线系统的另一实施例，平面寄生元件是由天线系统的壳体保持在适当位置的片状电极。根据天线系统的另一实施例，至少一个第二天线元件是倒F天线元件和/或折叠的倒F天线元件。根据天线系统的另一实施例，在以下情况下：多个第二天线元件被天线元件包括，以及第一平面天线元件布置在所述多个第二天线元件的两个第二天线元件之间，以及第一平面天线元件布置在其之间的所述两个第二天线元件相比于彼此具有不同的尺寸、形状或者布置在距第一平面天线元件的不同距离处，平面寄生元件的中心相对于第一平面元件的中心在远离所述多个第二平面天线元件中的主要干扰第一平面天线元件的那一个的方向上偏移。根据天线系统的另一实施例，第一平面天线元件的中心和至少一个第二天线元件中的每一个的底部中心布置在轴线上。此外，提出了天线模块的不同实施例，用于在车辆顶棚上使用。该天线模块包括根据前述实施例中的一个的天线系统，其中，所述轴线与车辆的纵向轴线对准，并且车辆顶棚为第一平面天线元件和至少一个第二天线元件提供接地平面。附图说明将附图并入说明书中并形成说明书的一部分，以说明本专利技术的若干实施例。这些附图和描述一起用于解释本专利技术的原理。附图仅仅是为了说明专利技术如何被制造和使用的优选和替代实例的目的，而不被解释为将专利技术限制为仅示出和描述的实施例。此外，实施例的若干方面可以单独地或以不同的组合形成根据本专利技术的解决方案。从以下对如附图中所示的本专利技术的各种实施例的更具体的描述中，更多的特征和优点将变得显而易见，在所述附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：图1a、1b和1c示出了根据本专利技术的第一实施例的示例性天线系统的透视图和侧视图及其模拟辐射图案；图2a和2b示出了可用于理解本专利技术的第一实施例的示例性天线系统的透视图及其模拟辐射图案；图3a和3b示出了根据本专利技术的第二实施例的示例性天线系统的透视图及其模拟辐射图案；图4a和4b示出了可用于理解本专利技术的第二实施例的示例性天线系统的透视图及其模拟辐射图案；图5a和5b示出了根据本专利技术的第三实施例的示例性天线系统的透视图及其模拟辐射图案；图6a和6b示出了可用于理解本专利技术的第三实施例的示例性天线系统的透视图及其模拟辐射模式。具体实施方式现在参考图1a、1b和1c，示出了根据本专利技术的第一实施例的示例性天线系统100的透视图和侧视图，以及模拟辐射图案。特别地，图1b中的模拟辐射图案示出了由包括在天线系统100中的寄生元件导致的有利效果。天线系统100包括第一平面天线元件110。特别地，该实施例限于天线系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线系统，包括：第一平面天线元件(110)，以及至少一个第二天线元件(120；320)，其中，所述第一平面天线元件和所述至少一个第二天线元件沿一轴线布置，所述天线系统还包括：平面寄生元件(130)，其布置在所述第一平面天线元件的近场内，所述平面寄生元件布置为基本上平行于所述第一平面天线元件并且布置在距所述第一平面天线元件的预定距离(d1)处，并且其中，所述平面寄生元件的中心相对于所述第一平面天线元件的中心沿着所述轴线在远离所述至少一个第二天线元件的方向(d2)上偏移，以便减小所述第一平面天线元件的由于与所述至少一个第二天线元件的干扰造成的辐射图案的变形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.04 EP 15166282.21.一种天线系统，包括：第一平面天线元件(110)，以及至少一个第二天线元件(120；320)，其中，所述第一平面天线元件和所述至少一个第二天线元件沿一轴线布置，所述天线系统还包括：平面寄生元件(130)，其布置在所述第一平面天线元件的近场内，所述平面寄生元件布置为基本上平行于所述第一平面天线元件并且布置在距所述第一平面天线元件的预定距离(d1)处，并且其中，所述平面寄生元件的中心相对于所述第一平面天线元件的中心沿着所述轴线在远离所述至少一个第二天线元件的方向(d2)上偏移，以便减小所述第一平面天线元件的由于与所述至少一个第二天线元件的干扰造成的辐射图案的变形。2.根据权利要求1所述的天线系统，其中，所述至少一个第二天线元件中的每一个布置在所述第一平面天线元件的近场内。3.根据权利要求1或2所述的天线系统，其中，所述第一平面天线元件能够接收/发射具有圆偏振的电磁无线电波。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的天线系统，其中，所述第一平面天线元件是角部截短的矩形贴片天线元件。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的天线系统，其中，所述平面寄生元件的尺寸和形状及其距所述第一平面天线元件的距离根据所述第一平面天线元件确定；和/或其中，所述平面寄生元件没有与RF电源的电气连接。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的天线系统，其中，与所述第一平面天线元件的电气尺寸相比，所述平面寄生元件具有减小的电气尺寸，所述减小的电气尺寸根据所述寄生平面元件距所述第一平面天线元件的距离确定。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的天线系统，其中，所述平面寄生元件具有与所述第一平面天线元件相同的形状。8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：W范吉尔斯，L范多梅伦，潘生根，C鲁施，A温克尔曼，D沃尔克曼，
申请(专利权)人：泰科电子连接荷兰公司，泰连德国有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL