本发明专利技术涉及一种用于交通工具、更具体地用于飞行器的天线装置，所述天线装置包括天线组件和透镜，所述透镜包括第一透镜区域和第二透镜区域，所述第一透镜区域由具有第一介电常数的第一材料制成、覆盖所述天线组件，所述第二透镜区域由具有第二介电常数的第二材料制成、覆盖所述第一透镜区域，其中，第二介电常数小于第一介电常数，并且其中，第二透镜区域以曲线在纵向方向上且相对于高度方向延伸，所述高度方向相对于所述纵向方向横向取向。度方向相对于所述纵向方向横向取向。度方向相对于所述纵向方向横向取向。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于交通工具的天线装置和具有天线装置的交通工具
[0001]本专利技术涉及一种用于交通工具、特别是用于飞行器的天线装置，并且涉及一种具有这种天线装置的交通工具、特别是飞行器。
[0002]飞行器以及越来越多的其他交通工具或移动平台(比如汽车、卡车、公共汽车、火车、轮船等)包括雷达系统和/或移动通信系统。这些系统需要天线，这些天线典型地安装在交通工具的外蒙皮上。为了保护天线并使天线的空气动力学影响尽可能小，通常使用整流罩将天线封围在外蒙皮的外部表面区段上。
[0003]在此背景下，例如，US 7 967 253 B2描述了用于飞行器雷达天线的罩，该罩具有在空气动力学特性方面被优化的形状。
[0004]本专利技术的目的是提供针对移动平台(特别是飞行器)上的天线的改进的解决方案。
[0005]此目的相应地通过独立权利要求的主题得以实现。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于交通工具、特别是用于飞行器(例如飞机或无人机)的天线装置。根据本专利技术的天线装置包括天线组件和透镜，该透镜包括第一透镜区域和第二透镜区域，该第一透镜区域覆盖天线组件并由具有第一介电常数的第一材料制成，该第二透镜区域覆盖第一透镜区域并由具有第二介电常数的第二材料制成。第二介电常数小于第一介电常数。此外，第二透镜区域以弧形形状在纵向方向上且关于高度方向延伸，该高度方向相对于纵向方向横向定向。
[0007]根据本专利技术的第二方面，提供了一种交通工具，该交通工具具有外蒙皮和根据本专利技术的第一方面的天线装置，该外蒙皮具有形成流动表面的外部面，该天线装置连接至外蒙皮，其中，透镜的第二透镜区域从外蒙皮突出。
[0008]本专利技术的一个基本概念是将雷达系统或通信系统的天线至少部分地封装在双层或多层透镜中，该双层或多层透镜具有空气动力学上有利的弧形构型、或狭长的圆顶构型。透镜包括第一透镜部分或第一透镜区域、以及第二透镜部分或第二透镜区域，该第一透镜部分或第一透镜区域具有较高介电常数且因此具有较高的折射率，并且该第一透镜部分或第一透镜区域用于聚焦天线发射的电磁波束，该第二透镜或第二透镜区域具有较低介电常数且因此具有较低的折射率，并且该第二透镜或第二透镜区域具有空气动力学上优化的形状。第一透镜部分完全覆盖天线组件，并且例如可以具有大致圆顶形或拱形构型。第二透镜部分至少部分地封围第一透镜部分、优选地通过材料结合至该第一透镜部分，并且具有长形弧形构型。
[0009]在根据本专利技术的交通工具(其例如可以是飞行器)中，天线装置连接至交通工具的外蒙皮或紧固在其上，将天线装置对齐使得第二透镜区域沿预期的流动方向对齐，流体流优选地或在交通工具的预期使用期间沿着该预期的流动方向流过外蒙皮。
[0010]通过双层透镜结构实现了天线装置的特别紧凑且空气动力学上有利的结构，该双层透镜结构具有覆盖天线组件的、用于聚焦电磁辐射的第一透镜区域，以及覆盖第一透镜区域的、具有弧形构型的第二透镜区域。由于第二透镜区域覆盖或至少部分地封围或封装第一透镜区域，因而最佳地利用了可用空间。此外还有利的是，第二透镜区域也由固体材料形成，换言之，第二透镜区域的材料支承在第一透镜区域的表面上。以此方式，改善了装置
的机械稳定性，并且甚至更好地保护第一透镜区域免受外部影响。
[0011]可以结合描述，在引用独立权利要求的从属权利要求中找到有利的构型和改进。
[0012]根据一个实施例，第一介电常数可以处于9与12之间的范围内，第二介电常数可以处于2.1与3之间的范围内。在第一介电常数的此范围内，实现了电磁辐射的有效聚焦。因此，可以甚至更加紧凑地配置第一透镜区域，并且实现精确定向发射。范围在2.1与3之间的第二介电常数，有利地，第二透镜区域对发射的影响保持较小。可选地，第一透镜区域可以由硅或氮化铝形成、例如介电常数为12，第二透镜区域可以由塑料材料形成。
[0013]根据另一个实施例，第一透镜区域和第二透镜区域可以制造为单件，例如通过3D打印方法或注射成型方法。根据用于制造天线装置的一个示例性制造方法，可以藉由增材制造方法(例如藉由FDM方法)在天线组件上使用第一材料逐层构造第一透镜区域，并且可以藉由增材制造方法在第一透镜区域上和围绕第一透镜区域逐层构造第二透镜区域。这使得制造方法特别高效。此处，“FDM”是“熔融沉积成型”的缩写表示并且指代3D打印方法，在该方法中，通过将可熔材料液化、藉由喷嘴将经液化的材料挤出、以线的形式施加在期望的位置处、且随后通过冷却使材料固化的方式来逐层构造待制造的部件。通过单件构型，透镜区域通过材料结合至彼此，在透镜区域之间实现特别良好的机械连接。特别地，避免了湿气、灰尘等进入透镜区域之间。
[0014]根据另一个实施例，第一透镜区域和第二透镜区域可以粘接至彼此。以此方式，实现了透镜区域之间良好的机械连接，并且可靠地避免湿气、灰尘等进入透镜区域之间。
[0015]根据另一个实施例，天线组件可以集成在半导体装置上，该半导体装置紧固在载体板上。特别是在高频率下，可以通过将天线组件集成在半导体装置(例如半导体装置的半导体芯片或封装件)上、例如将天线组件打印在其上来实现天线装置的非常紧凑的结构。半导体装置可以安装在载体板上，该载体板进而提供简单的紧固结构，以用于紧固在交通工具的外蒙皮和/或电连接结构上。
[0016]根据另一个实施例，雷达收发器电路可以集成到半导体装置上，例如集成到半导体装置的半导体芯片上。特别地，在高频范围内，特别是频率在100GHz或更高的区域中，这种配置的优点是提供特别紧凑的结构和较高的性能。
[0017]根据另一个实施例，天线装置还可以包括电连接接口。例如，该连接接口可以是连接端子、焊接位置或类似的电连接件。
[0018]根据另一个实施例，天线组件形成为雷达天线。这还可以涉及成像类型的雷达，例如MIMO雷达或相控阵雷达。例如，连接接口可以形成为将天线组件连接至雷达收发器。作为替代方案，如已经解释的，雷达收发器电路可以集成到半导体装置的半导体芯片上。
[0019]根据另一个实施例，天线组件可以被配置成在60GHz与300GHz之间的频率范围内操作。在此频率范围内，可以制造紧凑构造的天线，例如，这些天线集成到半导体装置的半导体芯片或封装件上，如上所述。例如，天线组件可以被配置成在122GHz至123GHz频带内的频率操作。
[0020]根据交通工具的一个实施例，天线装置、特别是天线装置的载体板可以布置在外部面上。这提供的优点是，可以仅在外蒙皮上提供较小的馈通孔，以用于连接该天线装置。
[0021]根据交通工具的另一个实施例，外蒙皮可以包括接收凹部，该接收凹部在外部面与内部面之间延伸，该内部面被放置成与该外部面相反，透镜的第二透镜区域布置在外蒙
皮的接收凹部中。相应地，天线装置可以布置在外蒙皮和第二透镜部分或第二透镜区域下方，填充外蒙皮中设置的凹部。以此方式，进一步减小了天线装置的空气动力学影响。
[0022]根据另一个实施例，交通工具可以是飞行器，例如飞机或无人机。在飞行器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于交通工具(100)、特别是用于飞行器(101)的天线装置(1)，所述天线装置具有：天线组件(3)；以及透镜(4)，所述透镜包括第一透镜区域(41)和第二透镜区域(42)，所述第一透镜区域覆盖所述天线组件(3)并由具有第一介电常数的第一材料制成，所述第二透镜区域覆盖所述第一透镜区域(41)并由具有第二介电常数的第二材料制成；其中，所述第二介电常数小于所述第一介电常数；并且其中，所述第二透镜区域(42)以弧形形状在纵向方向(L1)且关于高度方向(H1)延伸，所述高度方向相对于所述纵向方向(L1)横向定向。2.如权利要求1所述的天线装置(1)，其中，所述第一介电常数处于9与12之间的范围内，并且其中，所述第二介电常数处于2.1与3之间的范围内。3.如权利要求1或2所述的天线装置(1)，其中，所述第一透镜区域(41)和所述第二透镜区域(42)制造为单件、特别是通过3D打印方法或注射成型方法制造为单件。4.如权利要求1或2所述的天线装置(1)，其中，所述第一透镜区域(41)和所述第二透镜区域(42)粘接至彼此。5.如前述权利要求之一所述的天线装置(1)，其中，所述天线组件(3)集成在半导体装置(30)上，所述半导体装置紧...
【专利技术属性】
技术研发人员：福尔克尔，
申请(专利权)人：空中客车防卫及太空有限公司，
类型：发明
国别省市：
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