天線組件的製作方法
2023-05-17 05:13:46 3
專利名稱：天線組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於車輛的天線。更具體地，本發明涉及用於車輛的包括被置於罩內的天線元件和印刷電路板放大器的天線。
背景技術：
常規地，無線電天線被置於車輛外部，駕駛員和車輛外的其他人員都可清晰地看至IJ。這些天線中的多種天線具有細長的杆狀形狀，從車輛的前部或後部向上延伸。然而，一些人發現這樣的天線使人分心且缺乏視覺吸引力。另一種類型的車輛天線被嵌入車輛的後擋風玻璃的玻璃中。然而，該設計也可能具有其缺點，因為這種設計可能會干擾駕駛員透過後擋風玻璃的能見度，或者可能干擾同樣可被嵌入後擋風玻璃中的加熱(除霜)元件。還有一種類型的天線組件是上文討論的鯊魚鰭(sharkfin)形天線組件，它與細長杆類型的天線組件相比可能更具有視覺吸引力，但是與細長杆類型的天線組件相比可能具有降低的性能，和/或可能製造起來非常昂貴。一種已知類型的用於車輛的鯊魚鰭形天線組件在PCT申請公布文本N0.TO2008/092312(下文中稱作「『312申請」)中示出。該『312申請公開了一種具有嵌在罩內的彈簧(螺旋型元件)的天線組件。選擇該彈簧的尺寸以在調頻(FM)波段內的預定頻率下提供諧振，在美國和歐洲，所述調頻(FM)波段從約88.0MHz延伸到108.0MHz0由於該設計所要求的複雜度和體積，『312申請的天線組件可能不能夠有效地接收調幅(AM)和/或衛星數字音頻無線電服務(SDARS)無線電信號。與其他已知的天線組件相比，該設計的複雜度還可能導致相對高的製造成本。另一種已知類型的鯊魚鰭形天線組件在歐洲專利N0.EP2040335(下文中稱作「『335專利」)中示出。該天線組件包括其上印刷有跡線(trace)的印刷電路板，且該跡線用作天線元件。天線線圈直接附接至該印刷電路板並與該跡線電接觸，即，該天線線圈是天線元件的一部分。該線圈的製造會是困難和/或昂貴的，這是因為所要求的高準確度和優化該天線元件的性能所要求的大尺寸。此外，由於該天線線圈的尺寸，還可能要求一個比原本可能理想的殼更大的殼。又一種類型的鯊魚鰭形天線組件在中國專利N0.CN2909556Y (下文中稱作「 『556專利」)中公開。該天線組件是偶極類型設計，並包括一個在FM頻率範圍內的一個預定頻率下諧振的天線元件。『556專利的設計主要為接收較高頻率的信號而設計，但是該設計也可用於接收AM無線電信號。上文討論的天線中的每一個都關注於提供一種在FM頻率範圍內的一個預定頻率下一例如在98.0MHz下一具有諧振的天線。然而，在這樣的頻率下獲得諧振要求天線要麼非常長，要麼看上去非常長。『312申請中教導的天線採用繞組線圈達到了該要求，由此使得該天線看上去比它的實際長度長。另一方面，『335專利通過線圈以及通過印刷電路板上的非常寬的跡線的印刷實現了這種拉長。總之，通常需要額外的空間來實現在上述這樣的頻率下的諧振。此外，這些複雜結構可增加重量，增加成本和/或降低天線組件的性能。再者，上述天線元件的複雜結構還可導致行進在相對的水平方向上的電磁電流矢量的消除，這會進一步降低天線組件的性能。甚至，這些天線組件通常不適於接收SDARS無線電信號，因此，如果具有任何上述天線組件的車輛想要接收衛星無線電服務，可能需要額外的天線組件。如果衛星無線電天線組件被鄰近於FM天線組件放置，則會由於兩個天線組件之間的陰影效應而導致衛星天線組件的性能降低。再者，由於上述天線組件的複雜度，這些天線組件可能具有低的回波損耗，這意味著天線元件所拾取的信號不被有效地傳送至放大器而然後被傳送至無線電設備上。因此，仍然持續地需要一種改進的天線組件:該天線組件小，使得它可以安裝在審美上令人愉悅的罩內；可以接收AM、FM和SDARS無線電信號；可以廉價地製造。
發明內容
根據本發明的至少一個方面，提供一種天線組件，該天線組件具有一個天線元件，該天線元件在一個高於調頻(FM)頻率範圍的頻率下諧振,用於接收調幅(AM)、FM和衛星數字音頻無線電服務(SDARS)無線電信號中的至少一種。所述天線元件與一個印刷電路板電通信，該印刷電路板放大由所述天線元件接收的無線電信號。一個具有高品質值的集總元件被置於所述印刷電路板上，用於增加由所述天線元件接收的無線電信號的帶寬。所述天線元件、印刷電路板和集總元件全都被置於一個罩內，該罩以審美上令人愉悅的方式被成形，例如以鯊魚鰭形被成形。由於所述集總元件被置於所述印刷電路板上，因此它可比其他已知天線組件的集總元件更小，且造價更低。此外，由於所述天線元件在這樣一個高的頻率下諧振，因此它不需要像其他已知的在相對較低的頻率下諧振的天線元件一樣長。因此，該天線組件與其他已知的天線組件相比可以更輕和/或更小，並可安裝在更小、審美上更令人愉悅的罩內。根據本發明的另一方面，所述集總元件具有大於60的品質值，且是線型感應器(wire-type inductor)或片型感應器(chip-type inductor)。因此,所述集總元件為所述天線組件提供額外的功能性，並以最小成本極大地增加了所述天線元件可接收的信號的帶寬。
在結合附圖考慮本發明時，通過參考下文的詳細描述，本發明變得被更好地理解，隨此本發明的這些和其他特徵和優點將易於理解，附圖中:圖1是安裝在車頂上的示例性天線組件的立體正視圖；以及圖2是罩被移除後的示例性天線組件的立體正視圖。
具體實施方式
參考附圖，圖1和圖2總體示出了根據本發明的至少一個方面構造的示例性天線組件20。天線組件20優選地供用在機動車22例如客車、卡車、公共汽車等上。然而，應理解，天線組件20可用在許多其他車輛或非車輛應用中。示例性天線組件20包括接地底座24、印刷電路板26、天線元件28和罩30。接地底座24優選地由金屬製成，並電接地至車輛的金屬部件，例如車頂或行李箱。接地底座24包括至少一個從其向上延伸的接地柱32和至少一個支撐件34，所述接地柱用於接收和支撐印刷電路板26，所述支撐件用於支撐天線元件28。示例性支撐件34是L形的，其中短腿固定至接地底座24，長腿向上延伸以接合天線元件28。除了支撐天線元件28之外，支撐件34還防止天線元件28在罩30內發出嘎嘎聲。儘管示例性接地底座24由金屬製成，但是應理解，接地底座24可以由任何期望的材料一包括例如塑料一製成。天線元件28可以採用任何期望的形狀，並可消除或不消除任何電磁電流。天線元件28優選地由金屬製成，並優選地通過衝壓工藝或壓制工藝形成。然而，應理解，天線元件28可以通過任何期望的工藝一包括例如擠壓或機械加工一形成。示例性天線元件28具有一對相對的平坦側面36，且該平坦側面36被定向在豎直平面內。然而，應理解，天線元件28定向上的偏移是可預期的，即，平坦側面36可以處於水平平面內，或處於介於水平平面和豎直平面之間的一個平面內。然而，當平坦側面36被定向在一個不同於豎直平面的平面內時，天線元件28的性能可能會降低。還應理解，天線元件28可採用許多其他形狀或形式，例如，天線元件可以是其上印刷有細長跡線的印刷電路板。如圖2中示出的，示例性天線元件28具有弓形形狀，該弓形形狀遵循示例性罩30(在圖1中示出)的輪廓。然而，應理解，天線元件28可採用任何期望的形狀。例如，天線元件28可延伸成之字形、不規則碎片形類型的形狀或任何其他形狀或環。 印刷電路板26也被稱作印刷線路板，包括用於放大調幅(AM)、調頻(FM)和/或衛星數字音頻無線電服務(SDARS)信號以及將放大後的信號傳送到車輛的無線電設備的電路。此外，集總元件38優選地是感應器，被置於印刷電路板26上。如將在下文進一步詳細討論的，集總元件38優選地具有一個非常高品質(Q)的感應器，用於提供天線元件28和印刷電路板26的放大器電路之間的阻抗匹配。由於集總元件38連同放大器電路一起被置於印刷電路板26上，因此它不是天線元件28的一個部件。為了安裝在小的、審美上令人愉悅的罩30內，天線元件28非常小，因此它在非常高的頻率下諧振。在示例性實施方案中，天線元件28在200至400MHz之間的頻率下諧振。因此，儘管天線元件28可運行在一個寬的頻率範圍內一該寬的頻率範圍包括AM(通常在250 至 1610kHz 之間)、FM(通常在 88.0 至 108MHz 之間)和 SDARS (通常在 2.31 至 2.36GHz之間)無線電信號的範圍，但是它不會在這些範圍內的任一個內諧振。由於在AM、FM和SDARS無線電信號頻率範圍內沒有諧振，天線元件28可在其本身的部分內或者在天線元件28與天線組件20的其他部件之間產生電容。上文描述的集總元件38通過共軛匹配技術來選擇，以具有減小天線元件28的電容的電感。這樣，集總元件38有效地增加可被天線元件28接收的頻率的帶寬，由此允許同一天線元件被用於接收AM、FM和SDARS無線電信號。集總元件38優選地安裝在印刷電路板26的表面上，在放大器電路的前端。集總元件38優選地是繞線型感應器(wire wound type inductor),以實現高Q值。然而,應理解，該感應器可以替代地為片型感應器。
如圖2示出的，包括集總元件38的示例性印刷電路板26優選地定向在豎直平面內，以使得接近接地底座24的部件的數量最少。此外，該定向允許罩30具有更造型優美的、審美上更令人愉悅的形狀，例如鯊魚鰭形狀。然而，應理解，印刷電路板26可以任何期望的取向被安裝。明顯地，根據上述教導，本發明的許多改型和變體是可能的，且這些改型和變體可以不同於具體描述的方式的方式實施而同時在隨附權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種天線組件，包括: 一個罩; 一個天線元件，該天線元件具有一個高於調頻頻率範圍的諧振頻率，用於接收調幅、調頻和衛星數字音頻無線電服務信號中的至少一種，且其中所述天線元件被置於所述罩內；一個印刷電路板，該印刷電路板被置於所述罩內並與所述天線元件電通信，用於接收來自所述天線元件的無線電信號；以及 一個集總元件，該集總元件具有高品質值且被置於所述印刷電路板上，用於增加被所述天線元件接收的無線電信號的帶寬。
2.根據權利要求1所述的天線組件，其中所述集總元件具有大於60的品質因數。
3.根據權利要求1所述的天線組件，其中所述印刷電路板被定向在一個豎直平面內。
4.根據權利要求1所述的天線組件，其中所述罩具有鯊魚鰭形狀。
5.根據權利要求1所述的天線組件，其中所述印刷電路板包括放大器電路，該放大器電路用於放大調幅、調頻和衛星數字音頻無線電服務信號中的所述至少一種。
6.根據權利要求5所述的天線組件，其中所述感應器被電氣地置於所述印刷電路板的所述放大器電路的前端。
7.根據權利要求1所述的天線組件，其中所述天線元件延伸成弓形形狀，並具有一對相對的平坦側面。
8.根據權利要求7所述的天線組件，其中所述天線元件的所述平坦側面被定向在一個豎直平面內。
9.根據權利要求1所述的天線組件，其中所述天線元件具有200至400MHz之間的諧振頻率。
10.根據權利要求1所述的天線組件，其中所述天線元件被配置為接收調幅、調頻和衛星數字音頻無線電服務信號。
11.根據權利要求1所述的天線組件，其中所述集總元件是線型感應器。
12.根據權利要求1所述的天線組件，其中所述集總元件是片型感應器。
13.根據權利要求1所述的天線組件，其中所述天線元件和所述印刷電路板被安裝在一個接地底座上。
14.根據權利要求13所述的天線組件，其中所述接地底座包括至少一個接地柱，所述接地柱向上延伸以接合所述印刷電路板。
15.根據權利要求13所述的天線組件，其中所述接地底座包括至少一個支撐件，所述支撐件向上延伸以接合所述天線元件。
16.根據權利要求15所述的天線組件，其中所述至少一個支撐件具有L形狀。
全文摘要
一種用於機動車的天線組件，包括一個天線元件，該天線元件具有一個高於調頻(FM)頻率範圍的諧振頻率，用於接收調幅(AM)、FM和衛星數字音頻無線電服務(SDARS)無線電信號中的至少一種。一個包括放大器電路的印刷電路板與所述天線元件電通信，用於放大由所述天線元件接收的無線電信號。一個具有大於60的品質值的集總元件被置於所述印刷電路板上，用於有效地增加可被所述天線元件接收的無線電信號的帶寬。所有這些部件被置於小的、審美上令人愉悅的罩例如鯊魚鰭形罩內。
文檔編號H01Q1/22GK103078170SQ20121004554
公開日2013年5月1日 申請日期2012年2月24日 優先權日2011年2月24日
發明者R·利拉臘特納 申請人:美國原田工業有限公司