专利名称：组合式卫星和地面天线的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及无线电天线。具体地说，本发明涉及车辆及其他移动或固定结构的地面无线电和卫星通信天线。本发明也涉及包括外部安装到车辆或其他移动或固定结构(structure)的表面上的一个或多个天线的整体天线组合。
背景技术：
来看图1和2，业已提出一些天线系统用来在车辆及其他移动或固定结构上接收卫星传输信号。图1例示了一个允许隔着诸如玻璃之类的电介质传送RF能量、接收卫星发射信号的已知天线系统。图1所示出的天线用来通过玻璃或其他电介质表面传送射频(RF)能量，以避免为安装而必需例如在汽车的挡风玻璃或窗上钻孔。售后玻璃上安装天线系统是有益的，因为它们不需要在安装孔周围提供适当的密封以保护车辆的内部及其乘员不受外部天气情况的影响。
在图1所示的已知天线系统20中，来自天线22的RF信号通过一个通常利用电容耦合、隙缝耦合或小孔耦合的耦合装置经过玻璃表面24传导。耦合装置26的在车辆内部的部分连接到一个匹配电路28上，匹配电路28通过RF或同轴电缆30将RF信号提供给接收机34输入端处的低噪声放大器(LNA)32。
图2例示了图1的天线系统的另一个实施例，只是天线42已经移到车辆的顶上，用一个磁铁或其他固定装置固定。RF信号通过电缆54传到耦合器45，再通过车辆的玻璃(例如，背面的挡风玻璃)传给第二耦合器44。然后，RF信号通过RF电缆46A传给LNA 47，再通过RF电缆46B传给接收机48。
图1和2的窗上安装系统和顶上磁安装系统这两种天线安装系统都有着一些严重的缺点。首先，无论是图1还是图2的天线都很可能是一个第二个甚至是第三个天线，因此使车辆或结构外观不雅。对于图1的窗上安装系统来说，通过玻璃的RF耦合损耗通常为1dB或者更高一些。这增大了噪声系数，导致接收机灵敏度降低。
对于图2的车身安装系统来说，还有更为严重的缺点。例如，天线42安装得离LNA47较远，而通常认为无线电接收机48对于移动卫星业务的用户没有吸引力。这有几个原因。首先，安装在车辆顶上的天线增加了车辆的外廓高度，可以证明这在将车停放入车库时是麻烦的。通常，用户会忘记天线在顶上，从而损坏天线本身和/或车辆。或者，用户可能不得不停下车辆，卸去天线，以便停入车库。当然，这要耗费时间和精力。
其次，顶上安装的天线不好看，不仅对于外部的观察者，而且对于乘用人员也是这样，在安装中RF电缆必须走线通过车辆的内部。在窗上安装天线的情况下，耦合器可能会妨碍视线，通常使车辆外观不好看。
因此有必要开发一种车辆天线安装系统，可以将两个类型的天线(即，一个车辆OEM提供的AM/FM天线和一个接收SDARS信号的天线)设置在一起，以便即使不能完全免除也可以尽量减少在车辆外壳上再附加任何的孔或者不需要在汽车的玻璃上设置磁安装天线或在汽车的玻璃部分使用天线耦合器，然而提供一个安装在车辆的外表上的整体组件和一个接收地面AM/FM信号和卫星发射信号的有效装置。
发明内容
本发明提出了一种用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，克服了上述缺点，具有一系列优点。这种组合式卫星和天线系统包括一个安装在一个安装组合上的地面天线和一个与地面天线同心安装的卫星天线，安装组合包括一个低噪声放大器电路和一个座圈，座圈可用来容纳低噪声放大器。
本发明还提出了一种用于一个车辆的组合式卫星和地面天线系统，这种组合式卫星和天线系统包括一个安装在一个安装组合上的地面天线和一个与地面天线同心安装的卫星天线，安装组合包括一个低噪声放大器电路和一个座圈，座圈可用来容纳低噪声放大器，而安装组合安装在车辆上。
此外，本发明还提出了一种将一个组合式卫星和地面天线系统安装在一个结构上的方法，这种方法包括下列步骤将一个地面天线安装在一个安装组合上；将卫星天线安装成与地面天线同心；将安装组合安装在一个结构上的安装孔内，其中安装组合包括一个低噪声放大器电路和一个座圈，座圈可容纳低噪声放大器；将卫星接收机硬件设置在组合式卫星和地面天线系统附近；以及用适当的电缆连接卫星天线、地面天线、卫星接收机硬件和地面接收机硬件。
从以下结合附图对本发明的一些具体实施例的详细说明中可以清楚地看到本发明的这些新颖特征和优点，在这些附图中图1例示了一个允许隔着诸如玻璃之类的电介质传送RF能量、接收卫星发射信号的已知天线系统；图2例示了图1的天线系统安装在一个车辆上的另一个已知实施例；图3例示了按照本发明的一个实施例设计的一个组合式多频带地面和卫星天线系统安装在一个车辆上用来接收AM、FM、卫星信号以及地面转发的卫星信号的情况；图4例示了可用于按照本发明的一个实施例设计的一个组合式多频带地面/卫星天线的一个蚀刻在一个柔性基片上的四分天线；图5A和5B例示了按照本发明的一个实施例设计的一个组合式多频带地面/卫星天线的机械结构；图6例示了按照本发明的一个实施例设计的将一个组合式多频带地面/卫星天线安装在一个车辆内的情况；图7A和7B为按照本发明的另一个实施例设计的多频带地面天线、卫星天线、低噪声放大器和电缆布线的原理方框图；图8为按照本发明的另一个实施例设计的用来接收AM、FM、卫星信号和地面转发的卫星信号的组合式多频带地面和卫星天线系统的原理方框图；以及图9A-9C例示了按照本发明设计的组合式多频带地面/卫星天线的另一个实施例。
具体实施例方式
下面将结合这些
优选实施例的各个功能部件，在这些附图中同样的部分标以相同的标记字符。
图3例示了按照本发明的一个实施例设计的一个组合式多频带地面和卫星天线系统安装在一个车辆上用来接收AM、FM、卫星信号以及地面转发的卫星信号的情况。图3所示的组合式多频带地面/卫星天线系统300包括一个组合式多频带地面/卫星天线350，它本身包括多频带地面天线302、卫星天线304、座圈(bezel)306、螺母308、螺栓310、低噪声放大器(LNA)外壳326、SDARS卫星(SDARS/SAT)电缆312、SDARS地面(SDARS/TER)电缆316和AM/FM电缆322。这个系统还包括SDARS接收机(SDARS/RX)314、SDARS音频电缆330和组合头单元和AM/FM调谐器328。组合头单元和AM/FM调谐器328由AM/FM调谐器324和头单元(head unit)320组成。多频带地面天线302用来接收传统的AM和FM发射信号和地面转发的卫星发射信号。在其他实施例中，例如它可以接收和发射蜂窝电话信号。卫星天线304可以直接接收卫星发射信号。组合式多频带地面/卫星天线350示为安装在表面318上，表面318可以是一个汽车或其他车辆的表面(或护板)或者是许多其他固定或移动的结构的表面。
从图3可见，围着多频带地面天线302有与它同轴安装的卫星天线304。这两个天线用螺母308和螺栓310通过设置在表面318上的安装孔固定。这两个天线安装在座圈306上，它使天线可以始终是垂直的，即使是表面318有一些倾斜。座圈306安装在表面318上。SDARS/SAT电缆312、SDARS/TER电缆316和AM/FM电缆322穿过螺栓310，螺栓310有一个大小适当的空心部分让这三根电缆通过。在图8中，示出了本发明的第二实施例，SDARS/TER电缆316和AM/FM电缆322合并成AM/FM/SDARS/TER电缆718，电缆718还将结合图7进行讨论。低噪声外壳326，按照本发明的一个实施，可以驻留在座圈306内。LNA外壳326的其他配置也是可行的。座圈306、LNA外壳326(及其部件)、螺母308和螺栓310组成了安装组合350。LNA外壳326将在下面结合图7和8详细说明。
如果表面318是一辆汽车的表面，组合式地面/卫星天线系统300将安置在一个厂家所提供的孔上，即汽车制造厂为安装一个AM/FM桅杆式天线而设的那个孔上。这样，就不需要其他的孔，从而不会有破坏厂家所涂的保护漆和/或防锈物质的危险。
多频带地面天线302和卫星天线304这两个天线可以只占用一个空间，只用车辆或结构本体上的一个孔，然而可以提供接入至少两个不同的业务，如在下面要详细说明的那样。就这说明和附图来说，组合式多频带地面样/卫星天线300呈现为设置在汽车上使用，然而，如在下面要详细说明的那样，组合式多频带地面/卫星天线300也可以配合各种各样的车辆和结构使用。
多频带地面天线302用来接收AM和FM无线电信号和地面转发的卫星发射信号。AM和FM无线电设备通常只是用来接收音频无线电广播，也就是说从本地无线电台用包括音乐、新闻、体育、“访谈”等各种广播节目格式传送的音频无线电。这些广播节目的格式为许多人所熟悉，是今天用户在他们的车辆和移动或固定结构内通常所接收的类型。然而，多频带地面天线302也可以用于双向蜂窝电话通信和接收地面转发的卫星发射信号。后一种应用将在下面说明。
第二个天线，卫星天线304，直接从一个或多个处于同步或非同步地球轨道上的卫星接收卫星发射信号。卫星传输可以用于音频广播节目，但是也可以用于其他用途。
如上面所提到的，优选的是多频带地面天线302可以用来接收AM和FM无线电广播和接收地面转发的卫星发射信号。射频传输往往受多路径衰落的影响。特别是对于卫星发射信号来说更是如此。由于发射机与接收机之间的物理障碍或业务中断可能会出现接收机信号阻塞。例如，移动接收机在通过隧道或在妨碍信号接收视线(LOS)的建筑物或树林附近运动时会遭到物理障碍。在噪声或多路径信号反射与有用信号相比足够高时可能出现业务中断。这时候，在卫星与卫星天线304之间的直接视线传输路径被阻塞时，从地面转发发射机转发卫星信号是很有用的。
再来看图3，可以看到卫星天线304围着多频带地面天线302同心设置(这也可以从图5A和5B更为清楚地看出)。优选的是，卫星天线304是一个四分螺旋天线。由一个四分螺旋天线(quadrifilar helixantenna)组成的卫星天线304在从同步轨道卫星接收卫星传输上具有良好的性能。由于卫星天线304围着多频带地面天线302同心设置，因此可以通过售后添加或原设备制造厂或OEM(汽车制造厂)安装卫星天线304。在这两种情况下，来自两个天线的RF电缆都将套入现有的预先开好的已经装有多频带地面天线302的孔内。
围着本身安装在一个OEM提供的孔内的多频带地面天线302安装卫星天线304就不需要在车辆或结构上再开另外一个孔，从而避免了破坏车辆或结构的外表罩面漆和/或外观。这也不需要用一个磁铁(对于一个顶上安装系统)或穿越玻璃的耦合器(对于窗上安装系统)。在汽车制造业内众所周知的是，涂覆油漆和罩面漆提供了一个装饰性的动人均匀外观，而且防止或阻止了在车辆的主体内或主体上生锈。开一个孔穿过这层罩面漆或油漆，就使汽车车身恶化的意义上来说有悖于厂家的意图。也就是说，这很可能不但会形成生锈而且水也可能渗入，损害车辆内部。此外，在一个车辆的护板的表面上钻孔增加了油漆和/或装饰物质剥落的危险，从而有损于车辆的外观。此外，许多人可能认为安置一个第二天线是不美观的。
再来看图3，组合式多频带地面/卫星天线300有三根电缆从它的底座引向系统的其他部件。第一根电缆是SDARS/SAT电缆312，将结合图7和8详细说明。SDARS/SAT电缆312承载经放大的所接收的卫星信号。第二根电缆是SDARS/TER电缆316，将结合图7和8进行说明。SDARS/TER电缆316承载经放大的地面转发的卫星(或蜂窝)信号。第三根电缆是AM/FM电缆322，承载多频带天线302接收到的AM/FM地面信号。然而，由于这两个天线是一起设置的，例如，设置在车辆的行李仓或后挡板上，组合式多频带地面/卫星天线系统300的其他部件例如，设置在车辆的行李仓，SDARS/TER电缆316也许会比别的安装方式短一些(特别是如果卫星天线304是顶上或窗上安装的话)。SDARS/SAT电缆312和SDARS/TER电缆316的较短长度将显著地减少电缆损耗，从而改善无线电设备的性能(即，提高信噪比，从而提高了灵敏度)。电缆短一些的另一个优点是节约了费用。
图4例示了可用于按照本发明的一个实施例设计的一个组合式多频带地面/卫星天线的一个蚀刻在一个柔性基片上的四分天线。卫星天线304包括四分螺旋天线及其他一些项，这将结合图5A和5B详细说明。一些导电的四分天线元402按照本领域技术人员众所周知的设计蚀刻在一个柔性的绝缘基片403上。可以在外表面上涂以耐天气变化的材料(未示出)，以便保护四分天线402不受雨淋、日照等不良天气的影响。此外，在制造成如图5A和B所示的最终形态时，还可以在四分天线304的内表面上涂以粘合剂(未示出)。
图5A和5B例示了按照本发明的一个实施例设计的一个组合式多频带地面/卫星天线的机械结构。图5A为组合式多频带地面/卫星天线300的正视图。卫星天线304内有一个地面天线孔504，用来容纳多频带地面天线302。LNA外壳326设置在组合式多频带地面/卫星天线300的底部。在一个实施例中，LNA外壳326设计成能包藏在座圈306内。在另一些实施例中，LNA外壳可能设置在离组合式多频带地面/卫星天线300几英尺处。LNA外壳326将结合图7和8进一步说明。
图5B为组合式多频带地面/卫星天线350的顶视图。在这里可以看到，位于卫星天线304中央或附近的孔504大到足以让地面天线302通过，用安装胶或环氧树脂牢固地与多频带地面天线302保持接触。四分天线304围着衬垫(spacer)506设置，衬垫506内形成地面天线孔504。
图6例示了按照本发明的一个实施例设计的将一个组合式多频带地面/卫星天线安装在一个车辆上的情况。图6示出了两个高度，第一高度(h)为卫星天线304的高度，而第二高度(H)为车辆602车顶(roof)的高度。此外，还示出了角Φ。角Φ为由从第一h和第二H得出的垂线与长度为l的水平线形成的角。长度l为由组合式多频带地面/卫星天线确定的垂线到车顶的最靠近组合式多频带地面/卫星天线300位置的顶端(apex)之间的距离。角Φ应该小于20度，以便满意地接收到处在北半球纬度的同步轨道卫星发出的信号。角Φ等于tan-1((H-h)/(l))。
有三个因素影响角Φ。第一个为对于给定长度l和第二H，使第一h较大会减小角Φ。相反，减小第一h会增大角Φ(众所周知大多数车辆都满足条件Φ＜20度)。第二个因素为，对于给定的第二H和第一h，使长度l增长会减小角Φ。相反，减小长度l会增大角Φ。最后，对于给定的长度l和第一h，使第二H短一些，会减小角Φ。相反，增大第二H会增大角Φ。
因此，可以看到，在一些情况下角Φ会太大，如果配置成所示出的那样。在这些情况中，可以将一个衬垫放在卫星天线304下垫高，使第一h增大，从而使角Φ减小。这些关系如下所示AngleΦ=tan-1(H-hl)]]>Tan20＝0.363∴H-hl≤0.363]]>图7A为按照本发明的一个实施例设计的多频带地面天线、卫星天线、低噪声放大器和安装点处的电缆线路的原理方框图。图7A示出了使组合式多频带地面/卫星天线350适当进行工作的必要电器部件。每个天线各有一根从它引出的RF电缆。在卫星天线304的情况下，它为卫星天线输出电缆702，而在多频带地面天线302的情况下，它为多频带地面天线输出电缆706。这两根电缆都引入LNA外壳326。
在LNA外壳326内，卫星天线输出电缆702直接连接到卫星低噪声放大器(SAT/LNA)704上，而多频带地面天线输出电缆706连接到地面低噪声放大器(TER/LNA)710和电感器708上。多频带地面天线输出电缆706通过电感器708与AM/FM电缆322连接。电感器708对于卫星地面转发频率呈现为开路(即高阻抗)，而对于普通的AM和FM无线电传输信号频率呈现为短路(低阻抗)。这种配置不会使任何一个天线系统(即，地面天线302或卫星天线304)性能有任何恶化。电感器708和TER/LNA710包含在SDARS/AM/FM组合器716内，而组合器716本身包含在LNA外壳502内。卫星天线输出电缆702和多频带地面天线输出电缆706非常短，因此使SAT/LNA704和TER/LNA710保持低的噪音系数。
电感器708可以用一个可以配置成以与电感器708相同的方式工作的电路750代替。这可以从除了电路750替换电感器708外与图7A完全相同的图7B看出。也就是说，电路750可以包括多个无源器件、有源器件，或者无源和有源器件的组合，对卫星地面转发频率呈现为开路(即高阻抗)，而对普通AM和FM无线电传输信号频率呈现为短路(低阻抗)。这种配置不会使任何一个天线系统(即，地面天线302或卫星天线304)性能有任何恶化。电路750和TER/LNA710都包含在SDARS/AM/FM组合器716内(如以上所说明的电感器708那样)，而组合器716本身包含在LNA外壳502内。没有必要再示出电路750的结构配置，因为本领域技术人员都能理解无数配置都是可行的，都能执行上述对某个频率呈现为高阻抗而对其他频率呈现为低阻抗的功能。
SAT/LNA 704的输出端连接到SDARS/SAT电缆312上。再来看图3，SDARS/SAT电缆312直接连接到SDARS/RX 314上，承载经放大的由卫星天线304接收的信号。TER/LNA710的输出端连接到SDARS/TER电缆316上。这根电缆承载经放大的由多频带地面天线302接收的信号。由多频带地面天线302接收然后经TER/LNA放大的信号将包括很宽的信号范围，即，AM、FM、地面转发的卫星信号，或许甚至还有蜂窝信号，因此称为“多频带”信号。适当选择TER/LNA 710可以具有过滤掉或者不过滤掉不合需要的信号(在一定程度上)，这取决于具体设计准则。
在结合图3所说明的组合式多频带地面/卫星天线系统的第一实施例中，有三根电缆从组合式多频带地面/卫星天线350引出。如以上所说明的那样，这三根电缆连连接到指定的位置。如图8所示，组合式多频带地面/卫星天线无线电系统300的第二实施例用的是AM/FM/SDARS/TER电缆718。AM/FM/SDARS/TER电缆718是一个电缆组件，将AM/FM电缆322和SDARS/TER电缆316合并成一个组件，连接到一个分路器(splitter)上，分路器将在下面结合图8详细说明。
图8为按照本发明的另一个实施例设计的用来接收AM、FM、卫星信号和地面转发的卫星信号的组合式多频带地面和卫星天线系统的原理方框图。在大多数情况下，SDARS/RX 314和SDARS/AM/FM分路器802设置在车辆的车身内，而如果无线电设备是在一个移动或固定结构内，就将它们设置在组合式多频带地面/卫星天线350附近。如以上所说明的那样，SAT/LNA 704的输出端上接的是SDARS/SAT电缆312，而TER/LNA 710的输出端上接的是SDARS/TER电缆316。SDARS/TER电缆316于是可以与AM/FM电缆322归并成AM/FM/SDARS/TER电缆718，连接到SDARS/AM/FM分路器802上。这两根电缆都可以长到15英尺。
SDARS/RX 314接纳SDARS/SAT电缆312和SDARS/AM/FM分路器802的第一输出端(SDARS电缆806)。前者直接接收卫星发送的RF信号，而后者接收地面转发的同一个卫星发射的信号。SDARS/AM/FM组合器716的输出端上接的是AM/FM/SDARS/TER电缆718。含有AM/FM电缆322和SDARS/TER电缆316的AM/FM/SDARS/TER电缆718连接到SDARS/AM/FM分路器802的输入端上。SDARS/AM/FM分路器802将AM/FM与地面转发的卫星信号分离。SDARS/AM/FM分路器802的另一个输出端上接的是AM/FM/分路器电缆808，它连接到AM/FM调谐器324的输入端上，而FM调谐器324的输出端通过AM/FM调谐器输出电缆810连接到头单元320上。头单元320还接收SDARS/RX314的输出，这个输出是经下变频的卫星发射信号，头单元320于是可以对这信号进行处理，将它变换为音频信号。经下变频的信号由SDARS/音频电缆330承载。同样，AM/FM调谐器324的输出是一个经下变频的信号，可以由头单元320处理成音频信号，输出给扬声器(未示出)。SDARS音频电缆330和AM/FM调谐器输出电缆810内所含的信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。如果组合的头单元AM/FM调谐器328设置在一个家庭、办公室或其他大结构内，可以将它放置在一个便于结构的使用者使用的位置。
虽然对组合式卫星/地面天线350和组合式卫星/地面天线系统300的说明集中在汽车的具体应用上，但对于本领域技术人员来说，组合式卫星/地面天线系统300可以轻易地用于飞机、船舶、火车、活动住房、休闲车或卡车是显而易见的。各种安装情况理论上应遵循与对图6所说明的相同的要求，即角Φ小于20度。在安装组合式地面/卫星天线350时应注意使安装不违背最小角度准则。
图9A-9C例示了按照本发明设计的组合式多频带地面/卫星天线的另一个实施例。在图9A中，卫星天线304配置成架在地面天线302的最高处或最高部分。在这种方式中，前面所说明的对汽车602的车顶到卫星天线304之间的角度的限制实际上就消失了。在这个实施例中，优选的是将卫星天线304设置在一个固定或可伸缩的地面天线302的顶端或最高垂直部分。如果地面天线302是固定的，图9B和9C的实施例(下面描述)就不适用。也就是说，组合式卫星和地面天线结构将保持在图9A所示的位置。当然，如果地面天线302是固定的，卫星天线304可以设置在从地面天线302的顶端到底端中的任何一点，在那些位置中的大多数位置早先所说明的角度限制就不再适用。
地面天线302也可以是一个可伸缩天线。在这种情况下，它可以独自下降入汽车602内的一个适当的凹区(如9C图所示)，或与卫星天线304一起下降到都完全没入凹区(如图9B所示)。图9A-9C的实施例的优点是以上对于卫星天线固定在地面天线302底部时所说明的角限制不再是一个问题，因为卫星天线304架成与汽车602的车顶齐平，甚至高出车顶。这改善了对卫星发射的信号的接收性能。虽然与卫星天线304的电缆连接在图9A-9C中没有示出，但本领域技术人员可以理解这些RF电缆可以包含在地面天线302的中心内。
以上结合本发明的一些示范性实施例对本发明作了说明。然而，对于本领域技术人员来说，除了以上所说明的示范性的实施例之外可以用一些具体形式来实现本发明是显而易见的。这可以根据本发明的精神实现。这些示范性的实施例只是说明性的而不是限制性的。本发明的专利保护范围由所附权利要求和它们的等同给出，而不是由前面的说明给出。
权利要求
1.一种用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，所述组合式卫星和地面天线系统包括一个安装在一个安装组合上的地面天线；一个与地面天线同心安装的卫星天线；以及所述安装组合包括一个低噪声放大器电路和一个座圈，所述座圈可用来容纳低噪声放大器。
2.按照权利要求1所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述卫星天线包括一个四分螺旋天线。
3.按照权利要求1所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，所述组合式卫星和地面天线系统还包括所述地面天线和卫星天线安装在所述结构上的一个共同位置上，使得由一个障碍物的顶与卫星天线的高度之间的高度差和从障碍物到组合式同心安装的卫星和多频带地面天线的距离形成的角小于20度。
4.按照权利要求1所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述地面天线包括一个多频带地面天线。
5.按照权利要求1所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，所述组合式卫星和地面天线系统还包括一个卫星接收机；一个由一根第一电缆连接到卫星接收机上的AM/FM接收机；以及所述安装组合由一根第三电缆和一根第四电缆连接到卫星接收机上和由一根第五电缆连接到AM/FM接收机上。
6.按照权利要求5所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述AM/FM接收机包括一个头单元；以及一个AM/FM调谐器。
7.按照权利要求1所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述低噪声放大器电路包括一个具有一个与一根第二电缆的第一端连接的第一输入端的低噪声放大器，所述第二电缆的第二端连接到卫星天线上；一个具有一个与一根第六电缆连接的第一端的第一输入端的组合器，所述第六电缆的第二端连接到地面天线上；一根连接到卫星低噪声放大器的输出端上的第四电缆；一根连接到组合器的一个第一输出端上的第三电缆；以及一根连接到组合器的一个第二输出端上的第五电缆。
8.按照权利要求7所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述组合器包括一个具有一个输入端和一个输出端的地面低噪声放大器；以及一个具有一个输入端和一个输出端的电路；所述电路的输入端连接到地面低噪声放大器的输入端上和连接到一根第六电缆的第一端上；以及所述组合器的输出端包括所述地面低噪声放大器的输出端和所述电路的输出端。
9.按照权利要求8所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述电路包括一个无源电路部件。
10.按照权利要求9所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述无源电路部件包括一个电感器，调谐成在卫星传输频率作为一个开路电路而在普通的地面AM/FM传输频率作为一个短路电路进行工作。
11.按照权利要求7所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述第三和第五电缆合并成一根第七电缆，所述第七电缆连接到组合器的第一和第二输出端上。
12.按照权利要求8所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述电路包括无源器件的排列，配置和调谐成在卫星传输频率作为一个开路电路而在普通的地面AM/FM传输频率作为一个短路电路进行工作。
13.按照权利要求8所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述电路包括无源和有源器件的排列，配置和调谐成在卫星传输频率作为一个开路电路而在普通的地面AM/FM传输频率作为一个短路电路进行工作。
14.按照权利要求8所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述电路包括有源器件的排列，配置和调谐成在卫星传输频率作为一个开路电路而在普通的地面AM/FM传输频率作为一个短路电路进行工作。
15.按照权利要求1所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，所述组合式卫星和地面天线系统还包括一个卫星接收机；一个由第一电缆连接到卫星接收机上的AM/FM接收机；其中所述安装组合由第三电缆连接到卫星接收机上和由第六电缆连接到一个分路器上；以及所述分路器由第七电缆连接到卫星接收机上和由第八电缆连接到AM/FM接收机上。
16.按照权利要求15所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述AM/FM接收机包括一个由第八电缆连接到分路器上的AM/FM调谐器；以及一个由第九电缆连接到AM/FM调谐器上和由第一电缆连接到卫星接收机上的头单元。
17.按照权利要求1所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述结构是从包括汽车、休闲车、住宅、建筑物、火车和飞机的组中选出的。
18.按照权利要求1所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述地面天线包括一个多频带天线，配置成接收普通的AM/FM发射信号和地面转发的所接收的卫星发射信号。
19.按照权利要求1所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述四分螺旋天线配置成接收SDARS信号。
20.按照权利要求3所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述障碍物包括汽车的车顶。
21.一种用于一个车辆的组合式卫星和地面天线系统，所述组合式卫星和地面天线系统包括一个安装在一个安装组合上的地面天线；一个与地面天线同心安装的卫星天线；以及所述安装组合包括一个低噪声放大器电路和一个座圈，所述座圈可用来容纳低噪声放大器，所述安装组合安装在车辆上。
22.按照权利要求21所述的用于一个车辆的组合式卫星和地面天线系统，其中所述卫星天线包括一个四分螺旋天线。
23.按照权利要求21所述的用于一个车辆的组合式卫星和地面天线系统，所述组合式卫星和地面天线系统还包括所述地面天线和卫星天线安装在车辆上的一个共同位置上，使得由一个障碍物的顶与卫星天线的高度之间的高度差和从障碍物到组合式同心安装的卫星和多频带地面天线的距离形成的角小于20度。
24.按照权利要求21所述的用于一个车辆的组合式卫星和地面天线系统，其中所述地面天线包括一个多频带地面天线。
25.按照权利要求21所述的用于一个车辆的组合式卫星和地面天线系统，所述组合式卫星和地面天线系统还包括一个卫星接收机；一个由第一电缆连接到卫星接收机上的AM/FM接收机；以及所述安装组合由第三电缆和第四电缆连接到卫星接收机上和由第五电缆连接到AM/FM接收机上。
26.按照权利要求25所述的用于一个车辆的组合式卫星和地面天线系统，其中所述AM/FM接收机包括一个头单元；以及一个AM/FM调谐器。
27.按照权利要求21所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述车辆是从包括汽车、飞机、火车和休闲车的组中选出的。
28.按照权利要求21所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述地面天线包括一个多频带天线，配置成接收普通的AM/FM发射信号和地面转发的所接收的卫星发射信号。
29.按照权利要求21所述的用于一个车辆的组合式卫星和地面天线系统，其中所述四分螺旋天线配置成接收SDARS信号。
30.按照权利要求23所述的用于一个车辆的组合式卫星和地面天线系统，其中所述障碍物包括所述汽车的车顶。
31.一种将一个组合式卫星和地面天线系统安装在一个结构上的方法，所述方法包括下列步骤将一个地面天线安装在一个安装组合上；将卫星天线安装成与地面天线同心；将一个安装组合安装在一个结构上的一个安装孔内，所述安装组合包括一个低噪声放大器电路和一个座圈，所述座圈可以容纳低噪声放大器；将卫星接收机硬件设置在组合式卫星和地面天线系统附近；以及用适当的电缆连接卫星天线、地面天线、卫星接收机硬件和地面接收机硬件。
32.按照权利要求31所述的将一个组合式卫星和地面天线系统安装在一个结构上的方法，其中所述将地面天线安装在一个安装孔内和将卫星天线安装成与地面天线同心的步骤包括将地面天线和卫星天线安装在结构上的一个共同位置上，使得由一个障碍物的顶与卫星天线的高度之间的高度差和从障碍物到组合式同心安装的卫星和多频带地面天线的距离形成的角小于20度。
33.按照权利要求31所述的将一个组合式卫星和地面天线系统安装在一个结构上的方法，其中所述结构是从包括汽车、休闲车、住宅、建筑物、火车和飞机的组中选出的。
34.按照权利要求33所述的将一个组合式卫星和地面天线系统安装在一个结构上的方法，其中所述障碍物包括所述汽车的车顶。
35.按照权利要求21所述的用于一个车辆的组合式卫星和地面天线系统，其中所述地面天线包括一个普通的AM/FM天线，配置成接收地面转发的所接收的卫星信号。
36.按照权利要求21所述的用于一个车辆的组合式卫星和地面天线系统，其中所述地面天线包括一个地面SDARS天线，配置成接收普通的AM/FM信号和地面转发的所接收的卫星信号。
37.按照权利要求1所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述卫星天线安装在地面天线的最高的部分上。
38.按照权利要求1所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述卫星天线安装在地面天线上的任何位置。
39.按照权利要求37所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述地面天线是一个可伸缩的地面天线。
40.按照权利要求39所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述组合式卫星和地面天线可缩回到结构内的一个位置。
41.按照权利要求39所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述组合式卫星和地面天线可缩回到结构表面上的一个位置。
42.按照权利要求21所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述卫星天线安装在地面天线的最高的部分上。
43.按照权利要求21所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述卫星天线安装在地面天线上的任何位置。
44.按照权利要求42所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述地面天线是一个可伸缩的地面天线。
45.按照权利要求44所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述组合式卫星和地面天线可缩回到结构内的一个位置。
46.按照权利要求44所述的用于一个结构的组合式卫星和地面天线系统，其中所述组合式卫星和地面天线可缩回到结构表面上的一个位置。
全文摘要
本发明提出了一种组合式天线系统，可用于车辆和结构，其中一个卫星天线围着一个可用于普通的FM无线电通信和地面转发的卫星广播信号的桅杆式天线同心设置。这种组合式天线系统，在一个车辆实现中，配置成只使用在车辆制造过程中所创设的唯一的孔，从而不需要为卫星天线再钻第二个孔，这样就减轻了对车辆主体的损坏。此外，这种组合式天线系统可以有益地设置成使将它与接收机盒连接起来的RF电缆比将卫星天线设置在车辆的窗或顶上的情况短一些。在另一个实施例中，卫星天线可以安装在固定或可伸缩的地面天线上，从而可以将卫星天线升高到比车辆或结构上任何障碍还高。
文档编号H01Q23/00GK1853312SQ03824004
公开日2006年10月25日 申请日期2003年8月13日 优先权日2002年8月14日
发明者阿盖·比特罗斯, 特里·C·赫尔斯特龙, 伊姆蒂阿兹·扎法尔 申请人:Xm卫星广播公司, 德尔福技术有限公司