具有复合基座的天线组件的制作方法

专利名称：具有复合基座的天线组件的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及可安装到活动平台(例如汽车或车辆车顶、车蓬或行李箱盖)上的天线组件。
背景技术：
这部分的陈述仅仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
在汽车工业中使用各种天线类型，包括空中AM/FM天线、贴片天线等。用于汽车的天线一般位于车顶、车蓬或行李箱盖上，以帮助确保天线在上部或者朝向天顶具有无阻碍视野。例如， 一些天线组件包括模铸或冲压的金属基座，该金属基座在安装到车辆时用作天线组件的主承载结构。这些模铸或冲压的金属基座可能由于相关的材料和制造成本而相当昂贵，特别是在与其它天线元件相关的制造成本相比时尤其如此。

发明内容
根据一个实施方式的天线组件大致包括承载复合天线基座。该天线组件构造成使得当所述天线组件固定安装到车体壁上时，承载复合天线基座可作为主承载结构，将与天线组件相关的载荷传递至车体壁。
在另一实施方式中，天线组件大致包括一体限定有用于印刷电路板的安装装置的复合天线基座。该天线组件还可包括具有至少一个天线元件的印刷电路板。所述印刷电路板可安装到由所述复合天线基座一体限定的所述安装装置上，而不用机械紧固件。
在又一实施方式中，天线组件构造成在该天线组件从车辆外侧插入车体壁的安装孔中并从车厢内侧夹紧之后安装并固定安装到车体壁上。在该示例性实施方式中，该天线组件大致包括一体限定有一个或多个弹性挠曲的保持构件的复合天线基座。该弹性挠曲构件构造成插入穿过所述安装孔并布置在所述车体壁的车厢内侧，从而在天线组件固定安装到车体壁上之前有助于保持复合天线基座相对于车体壁的位置。
从下面提供的详细描述将清楚本公开的其它方面和特征。此外，本公开的任何一个或多个方面都可单独实施或与本公开的任何一个或多个其它方面相结合来实施。应理解，详细描述和具体实施例虽然表示了本公开的示例性实施方式，但仅用于例示，而不用于限制本公开的范围。


本文所述的附图是仅为了例示的目的，而绝不是为了限制本公开的范围。
图1是根据一个示例性实施方式具有复合天线基座和EMI屏蔽罐的天线组件的分解立体图，其中天线组件构造成用于接收卫星信号；图2是图1所示的分解天线组件的侧视图3是根据另一个示例性实施方式具有复合天线基座的天线组件的外部立体图，其中天线组件构造成用于接收AM/FM无线电信号；
图4是具有复合天线基座的天线组件的另一示例性实施方式的剖切立体图，该天线组件构造成用于接收AM/FM无线电信号；
图5是图4所示的天线组件的剖视图6是大致通过图4所示的天线组件的中间剖取的中心剖视图；图7是图4所示的天线组件的下部立体图8是根据另一个示例性实施方式具有复合天线基座的天线组件的分解立体图，其中天线组件构造成用于接收手机信号和/或GPS信号；
图9是可与图8所示的天线组件一起使用的示例性冲压接地元件的立体图。
具体实施例方式
以下描述本质上仅是示例性的，绝不是为了限制本公开、应用或用途。应理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。
从而，本公开的各方面涉及具有复合天线基座的天线组件。在其它方面中，本公开提供复合天线基座，其具有一体形成的卡合保持特征、
一体形成的PCB安装特征，并且/或者构造成用作天线组件的主承载结构。进一步的方面涉及组装和/或安装具有复合天线基座的天线组件的方法。
一些实施方式包括复合天线基座、EMI屏蔽件、用于保持紧固元件的导电插入件的组合。有利的是，与具有较昂贵的模铸或冲压的金属天线基座的天线组件相比，这些示例性实施方式可以降低成本。
在一些实施方式中，提供可用作天线组件的主承载结构的复合天线基座。例如，复合天线基座可支撑天线组件的其它构件(例如印刷电路板、EMI屏蔽件、接地元件、螺纹供应件或插入件、天线罩、环境罩、热熔柱、套圈、天线杆等等)，并支承相关的载荷和重量。在这些实施方式中，复合天线基座可将载荷从天线组件传递至外部支撑结构(例如车顶、车蓬、行李箱盖)或安装有天线组件的其它支撑结构。
本公开的各方面还涉及具有由较低成本材料形成的复合天线基座(与由压铸或冲压金属形成的天线基座相比)的天线组件以及/或者制造方法。天线基座使用复合材料还可以通过部件合并或集成而减少部件数量。例如， 一些实施方式包括具有一体形成的卡合保持特征的复合天线基座，其中复合天线基座和卡合保持特征(例如通过注模成型等) 一体形成为单个构件结构。
在天线安装过程期间，通过将卡合保持特征卡合或布置在车顶的车厢内侧下面，而使天线基座的另一部分位于车顶的外侧上，卡合保持特征可用于将天线组件临时保持在安装孔内的适当位置。
使用复合天线基座还可提高对汽车环境(以及其它适当的天线环境)的功能性。例如，与由压铸或冲压金属形成的天线基座相比，复合天线基座趋于对环境、天气和元件更加耐蚀。
复合天线基座还可提供成本相当低的天线方案、改进的组装(例如具有一体的卡合保持特征的复合天线基座等)、以及大批量生产能力(例如注模成型等)。
一些实施方式包括用于天线组件的印刷电路板的一个或多个电子元
件的EMI屏蔽。例如，该EMI屏蔽可通过用EMI屏蔽罐提供，EMI屏蔽罐又可輝接、压配合或成型到印刷电路板。附加或者可选的是，可在天线组件的一个或多个构件上施加或涂覆适当的材料以提供EMI屏蔽。
一些实施方式可包括用于基本密封安装孔的一个或多个密封件(例如，O形环、可弹性压縮的弹性体垫圈或泡沫垫圈、填料、粘合剂、其它适当的封装或密封件等)。例如，密封件可至少局部安置在沿着复合天线基座的下侧限定的槽内。在这种情况下，密封有助于阻碍水、湿气、灰尘或其它污染物通过安装孔侵入或渗入车体内部中。附加或者可选的是，还可大致在复合天线基座与天线罩之间设置密封件。在其它实施方式中，可通过一个或多个一体密封特征而不是单独的密封机构来实现密封。
天线基座使用复合材料还使得可以使用不同的组装方法来将各种天线构件彼此接合或附接。例如，各个实施方式包括声波焊接到复合天线基座的天线罩。在这些实施方式中，超声波焊接可提供足够坚固的密封，使得不需要单独的密封件，从而减少部件数量。在其它实施方式中，可设置单独的密封件来密封大致在天线罩与复合天线基座之间的界面，从而阻碍水、湿气、灰尘或其它污染物通过安装孔侵入或渗入天线罩内部中。
其它实施方式可包括具有加强壁或其它特征的天线罩，从而为天线基座提供结构加强。在这些实施方式中，由天线罩向天线基座提供的结构加强可以减少天线基座所需的材料量。
一些实施方式可包括导电插入件(例如，金属螺纹供应件(provider)等)以保持诸如带螺纹的螺栓、夹等之类的紧固机构。 一些实施方式可包括有助于保持印刷电路板在天线罩内的相对位置的一个或多个热熔凸台。 一些实施方式可包括大致位于天线罩与复合天线基座之间的周边焊接肋或脊。
现在参照图1和2，示出了实施本公开的一个或多个方面的示例性
10天线组件100。天线组件IOO包括复合基座或底座104、EMI屏蔽构件108、保持构件112、插入件116和印刷电路板118。
印刷电路板118包括一个或多个天线元件。天线元件自身可至少部分地根据天线组件100的用途而改变。在该特定实施方式中，印刷电路板118及其承载的天线元件构造成接收卫星信号，例如卫星数字音频无线服务(SDARS)。然而，可将可选实施方式构造成接收AM/FM无线电信号、GPS信号、手机信号等。在这方面，构造成用于接收AM/FM无线电信号的两个示例性天线组件200和300在下面描述，并且在图3和图4至7中分别示出。此外，图8示出了构造成用于接收手机信号和/或GPS信号的示例性天线组件400。
回头参照图1，印刷电路板118可利用螺钉紧固至天线基座104。为此，天线基座104包括紧固孔122。可选地，印刷电路板118可利用其它适当的装置(例如与天线基座一体的安装装置)紧固至天线基座104或另一构件。
如上所述，天线组件100构造成用于接收卫星信号。假如通常与卫星信号相关的频率较高，则天线组件100优选包括EMI屏蔽。虽然该EMI屏蔽能以多种方式实现，但是所示的天线组件100包括EMI屏蔽罐108。当天线组件100被完全组装时，EMI屏蔽罐108被夹持或布置在大致天线本体104与印刷电路板118之间。从而在这种情况下，EMI屏蔽罐108可操作用于例如屏蔽PCB的电子电路和/或天线元件不受在天线组件100附近的其它设备产生的电磁干扰(EMI)的影响。或者例如EMI屏蔽罐108还可有助于将天线组件100产生的EMI局部化，从而有助于防止在天线组件100附近的其它设备受到影响。
在所示实施方式中，EM屏蔽罐108包括优选被焊接到印刷电路板118上的冲压金属(例如钢、锡等等)。可选地，天线组件100可包括由其它材料、制造方法形成，并且/或者通过其它装置固定的EMI屏蔽构件。一些实施方式可包括未直接固定附接到另一天线构件上的EMI屏蔽构件。相反，可通过将EMI屏蔽构件压縮地夹持在天线基座与印刷电路板之间而保持EMI屏蔽构件的相对定位。附加或者可选的是， 一些实施方式包括在天线基座和/或其它天线构件上施加或涂覆的适当EMI屏蔽材料。
术语"EMI"在这里应考虑成一般包括并指EMI辐射和RFI辐射，术语"电磁"应考虑成一般包括并指来自外部源和内部源的电磁频率和无线电频率。因而，术语屏蔽(在这里使用时) 一般包括并指例如EMI屏蔽和RFI屏蔽，以例如防止(或至少减少)EMI和RPI相对于电子构件的进出。
关于天线基座104，可使用各种复合材料用于天线基座104。在合适的材料当中，示例性复合材料包括聚合物、氨基甲酸乙酯、塑料材料(例如，聚碳酸酯共混物、聚碳酸酯一丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(PC/ABS)共混物等等)、玻璃加强的塑料材料、合成树脂材料、热塑性材料(例如，GE Plastics Geloy XP4034 Resin等)。在一些优选实施方式中，天线基座104由聚合物注模成型。可选实施方式包括利用其它材料和/或其它制造工艺形成的天线基座。
如图1所示，天线基座104 —体地包括或限定突出部110，突出部110构造成例如布置在车顶的安装孔内。突出部110还可包括卡合保持特征。在这种情况下，卡合保持特征可用于在其插入穿过安装孔并位于车顶内侧上之后将天线组件100临时保持在适当位置。在这些实施方式中，天线基座104优选由一种或多种复合材料形成，复合材料的弹性足以允许卡合保持特征压縮或向内偏转/变形以使它们可插入穿过安装孔，之后响应恢复力而使得卡合保持特征扩张并恢复其原始形状(或者与其类似的形状)。从而，与其中通过必须单独附接到天线基座的分立构件提供卡合保持特征的天线基座相比，突出部110和卡合保持特征与天线基座104的合并或集成可以减少部件数量。
进一步参照图1，天线基座104还包括构造成用于接收热熔柱的孔138。孔138与EMI屏蔽罐108的开口或凹部144对准。从而，热熔柱可定位于天线基座的孔138和EMI屏蔽构件的开口 144中。因而在这种情况下，热熔柱可有助于保持印刷电路板118、 EMI屏蔽罐108和天线基座104的相对定位。如图2所示，保持构件112包括开口 120和支脚124。开口 120的尺 寸允许紧固件128的螺纹部126穿过该开口并拧入由插入件116限定的 螺纹中。如下所述，保持构件112、插入件116和紧固件128可用于将天 线组件100固定安装至车顶(或其它适当的结构)。
在所示实施方式中，紧固件128包括具有六角形头部130的带螺纹 的螺栓。从而，安装者可使用套筒扳手或其它适当工具来夹住紧固件的 六角形头部130，然后旋转紧固件128。可选地，其它实施方式可包括不 同的驱动元件、紧固件、具有形状不同的头部或非六角形头部的螺栓等 等。
在旋转时，带螺纹的螺栓被拧入与插入件116相关的对应螺纹部， 插入件116又构造成以接合的方式分别接收(例如，摩擦配合或干涉配 合等等)在EMI屏蔽罐108和天线基座104的对应开口 132和134内。 可选地，可通过天线基座104和EMI屏蔽罐108 —体地限定或形成螺纹。
当紧固件128被拧入插入件116中时，紧固件128抵靠天线基座104 捕获保持构件112。这有利于天线安装，因为在安装天线组件100时保持 构件112和紧固件128不会落下或掉出。以这种示例性方式捕获构件可 以使安装者(从车辆外部)将天线组件IOO (及其构件104、 108、 112、 116、 128)作为整体单元定位在车顶的开口或安装孔中。
如图2所示，保持构件112包括具有凸轮面136的三个保持支脚124。 凸轮面136构造成与由天线基座104 —体限定的对应锥形面或斜面140 接触。当在旋转紧固件128时保持构件112朝向天线基座104运动时， 保持支脚的凸轮面136与对应的锥形面140之间的接触可有助于或导致 保持支脚124大致向外变形和扩张。支脚124的端部152与车顶内侧之 间的接触也可以有助于或导致支脚124大致向外变形和扩张。保持支脚 124的该向外变形和挠曲可提供与车顶的相对牢固的接合。在优选实施方 式中，支脚124和斜面140构造(例如，尺寸大小、形状等)为使得支 脚124 (在初始安置于斜面140上时)在插入穿过车顶中的安装孔时不会 卡住车顶切口部的内侧。保持支脚和斜面的具体构造可取决于待使用天 线组件的具体位置、空间考虑等等。此外，各个保持支脚不必具有相同的构造(例如尺寸、形状等)。优选的是，保持支脚构造(例如形状、尺 寸大小、形成材料等等)为使得形成保持支脚的材料(例如不锈钢等) 在以安全裕度变形期间不会失效。可选实施方式可包括多于或少于三个 的保持支脚、以及/或者具有与图中所示不同的构造(例如，形状、尺寸、
L形脚部、L形角部等等)的保持支脚。
如上所述，插入件116提供了用于与紧固件128接合的结构(例如， 螺纹等)。插入件116构造成以接合的方式分别接收在EMI屏蔽罐108 和天线基座104的对应开口 132和134中。在一些优选实施方式中，插 入件116构造(例如，尺寸大小、形状等)为与EMI屏蔽罐108和天线 基座104形成摩擦配合或干涉配合。附加或者可选的是，插入件116也 可通过其它方式(例如，粘合剂、焊接等)附接到EM屏蔽罐108和/ 或天线基座104。
插入件116优选导电，从而形成从印刷电路板118到车顶的接地路 径或电传输路径的至少一部分。在这些优选实施方式中，插入件116的 至少一部分可与印刷电路板118的至少一个导电表面(例如接地迹线或 板载电子元件)电接触。此外，插入件116可通过各种材料(例如，金 属、致导电材料等)和制造方法(例如，模铸等)形成。
还可以设置壳体或天线罩来封装天线组件100的构件。壳体可大致 安置于天线基座104上。在合适的材料当中，壳体可由各种材料形成， 例如聚合物、氨基甲酸乙酯、塑料材料(例如，聚碳酸酯共混物、聚碳 酸酯一丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(PC/ABS)共混物等等)、玻璃加强 的塑料材料、合成树脂材料、热塑性材料(例如，GE Plastics Gdoy XP4034 Resin等)。在一些实施方式中，天线罩和天线基座104由可相容的复合 材料形成，使得天线罩可通过超声波焊接附接到复合天线基座104。可选 地，天线罩可通过其它适当的方式(例如干涉配合或卡合配合、溶剂焊 接、热熔、闩锁、销钉连接、钩连接、 一体紧固特征、机械紧固件及其 组合等)附接到天线基座104。
还可以为天线组件100设置一个或多个密封件(例如，O形环、可 弹性压縮的弹性体垫圈或泡沫垫圈等)。例如，密封件可设置成基本密封安装有天线组件100的安装孔，从而阻碍水、湿气、灰尘或其它污染物
通过安装孔侵入或渗入车体内部中。作为另一实施例，还可以大致在天
线基座104与天线罩之间设置密封件。附加或者可选的是，可通过由天 线基座104—体形成或限定的一个或多个密封特征而实现密封。
进一步参照图1和2，下面将描述将天线组件100安装到车顶的示 例性过程。首先，将紧固件128的螺纹部126穿过保持构件112的开口 120，并部分拧入插入件116中。插入件116又以接合的方式分别接收在 EMI屏蔽罐108和天线基座104的开口 132和134中。在过程的这个阶 段，紧固件128将保持构件112捕获成抵靠与天线基座104 —体的突出 部110。
然后可将天线组件100作为整体单元(从车辆外部)定位至车顶的 安装孔中。当天线组件100相对于车顶向下运动时，卡合保持特征(由 天线基座104 —体限定)将临时向内变形或扭曲。在过程的这个阶段， 天线组件100通过卡合保持特征、车顶和天线基座104的相互作用而保 持在适当位置。即，卡合保持特征布置在车顶的车厢内侧下面，而基座 104的其余的上部位于车顶的外侧上。
然后安装者可进入车辆并使用套筒扳手或其它工具夹紧六角形头部 130，并旋转紧固件128。该旋转驱动紧固件128，以使保持构件112运 动，从而支脚124相对于车顶大致向外变形并扩张。从而以该示例性方 式，可将天线组件100固定至车顶的最终安装位置。
图3示出了实施本公开的一个或多个方面的天线组件200的另一实 施方式。如图3所示，天线组件200包括复合基座204、插入件216和印 刷电路板218。该特定天线组件200构造成用于接收与卫星信号相比频率 较低的AM/FM无线电信号，从而对于该实施方式未设置EMI屏蔽。可 选地，其它实施方式可包括EMI屏蔽。
进一步参照图3，天线组件200包括热熔柱254和布置在对应的一 对热熔柱254之间的至少一个接地元件256。接地元件256可由各种导电 材料(例如，金属、致导电材料等)和制造方法(例如，冲压等)形成。
热熔柱254以接合的方式接收在天线基座104的开口中，并穿过印刷电路板218中的通孔。以该示例性方式，热熔柱254有助于保持印刷 电路板218在天线罩258中的相对定位。印刷电路板218的相对定位也 可通过由天线基座204 —体限定或形成的保持壁或肋件262部分保持。 即，印刷电路板218可至少部分位于由壁262限定的开口中。在这种情 况下，印刷电路板218和保持壁262的侧部之间的接触将阻止印刷电路 板218运动。可选地，印刷电路板218可利用其它合适的装置(例如螺 钉、其它机械紧固件等)固定。例如，其它实施方式可包括一个或多个 构造成用于不用任何热熔柱而将印刷电路板固定至插入件的接地元件。 为此，图8示出了包括接地元件456 (另如图9所示)的天线组件400， 接地元件456构造成帮助将印刷电路板418固定至插入件416而不用热 熔柱。
回头参照图3，天线基座204可由各种复合材料形成。在合适的材 料当中，示例性复合材料包括聚合物、氨基甲酸乙酯、塑料材料(例如， 聚碳酸酯共混物、聚碳酸酯一丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(PC/ABS)共 混物等等)、玻璃加强的塑料材料、合成树脂材料、热塑性材料(例如， GE Plastics Geloy XP4034 Resin等)。在一些优选实施方式中，天线基 座204由聚合物注模成型。可选实施方式包括利用其它材料和/或其它制 造工艺形成的天线基座。
天线基座204 —体包括或限定有加强/保持壁或肋件262。天线基座 204也可一体包括或限定下突出部，下突出部又一体包括或限定卡合保持 特征。例如可参见图4、 5和7中示出的卡合保持特征370。如这里所公 开的，在将卡合保持特征插入穿过车顶安装孔并定位在车顶的车厢内侧 上之后，卡合保持特征可用于将天线组件临时保持在安装孔内的适当位
在一些实施方式中，天线组件200可按照与上述用于图1和2所示 的天线组件100的方式基本相同的方式安装在车顶上。在这些实施方式 中，插入件216提供用于接合紧固件的结构(例如，螺纹等)。可选的是， 天线组件200可通过其它合适方式来安装。
如图3所示，插入件216以接合的方式接收在天线基座204的对应幵口中。在一些优选实施方式中，插入件216构造(例如，尺寸大小、 形状等)为与天线基座204形成摩擦配合或干涉配合。附加或者可选的 是，插入件216也可通过其它方式(例如，粘合剂、焊接等)附接到天 线基座204。在又一实施方式中，可通过天线基座204—体限定或形成螺 纹。
插入件216优选是导电的，从而形成从印刷电路板218到车顶的接 地路径或电传输路径的至少一部分。在这些优选实施方式中，插入件216 的至少一部分可与印刷电路板218的至少一个导电表面(例如接地轨迹 或板载电子元件)电接触。此外，插入件216可通过各种材料(例如， 金属、致导电材料等)和多种制造方法(例如，模铸等)形成。
在合适的材料当中，壳体或天线罩258也可由各种材料形成，例如 聚合物、氨基甲酸乙酯、塑料材料(例如，聚碳酸酯共混物、聚碳酸酯 一丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(PC/ABS)共混物等等)、玻璃加强的塑 料材料、合成树脂材料、热塑性材料(例如，GE Plastics GelOy XP4034 Resin等)。在一些实施方式中，壳体258和天线基座204由可相容的复 合材料形成，使得壳体258可通过超声波焊接而附接到复合天线基座204 (如周边焊接肋260所大致代表的那样)。可选地，壳体258可通过其它 适当的方式(例如干涉配合或卡合配合、溶剂焊接、热熔、闩锁、销钉 连接、钩连接、 一体紧固部件、机械紧固件及其组合等)附接到天线基 座204。
图3还示出了大致位于天线基座204与壳体258之间的密封件268 (例如0形环等)。天线组件200还可包括一个或多个用于基本密封安装 有天线组件200的安装孔的密封件。附加或者可选的是，可通过由天线 基座204 —体形成或限定的一个或多个密封特征而实现密封。
图4至7示出了实施本公开的一个或多个方面的天线组件300的另 一实施方式。该特定天线组件300也构造成用于接收AM/FM无线电信号。 如图4所示，天线组件300包括复合基座304、插入件316、印刷电路板 318和用于接收天线杆的套圈372。
天线组件300还包括热熔柱354和布置在对应的一对热熔柱354之
17间的接地元件356。接地元件356可通过各种导电材料(例如，金属、致 导电材料等)和各种制造方法(例如，冲压等)形成。
热熔柱354以接合方式接收在天线基座304的开口中，并穿过印刷 电路板318中的通孔。以该示例性方式，热熔柱354有助于保持印刷电 路板318在壳体358中的相对定位。印刷电路板318的相对定位也可通 过由天线基座204 —体限定或形成的壁或肋件362部分保持。可选地， 印刷电路板318可利用其它合适的装置(例如螺钉、其它机械紧固件等) 固定。
在合适的材料当中，天线基座304可由各种复合材料形成，例如聚 合物、氨基甲酸乙酯、塑料材料(例如，聚碳酸酯共混物、聚碳酸酯一 丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(PC/ABS)共混物等等)、玻璃加强的塑料 材料、合成树脂材料、热塑性材料(例如，GE Plastics Gdoy XP4034 Resin等)。在一些优选实施方式中，天线基座304由聚合物注模成型。 可选实施方式包括利用其它材料和/或其它制造工艺形成的天线基座。
如图4、 5和7所示，天线基座304—体包括或限定下突出部310， 下突出部310又一体包括或限定卡合保持特征370。例如在将卡合保持特 征370插入穿过车顶安装孔之后，卡合保持特征370可用于将天线组件 300临时保持在安装孔内的适当位置。此时卡合保持特征370将布置在车 顶的车厢内侧下面，同时天线基座104的其余的上部位于车顶的外侧上。 从而，天线基座304优选由一种或多种复合材料形成，复合材料的弹性 足以允许卡合保持特征压縮或向内偏转/变形以使它们可插入穿过安装 孔，并因而响应于恢复力而使得卡合保持特征扩张并恢复其原始形状(或 者与其类似的的形状)。
图7表示可用于将天线组件300固定安装到车顶(或其它适当结构) 的保持构件312和紧固件318。在该特定实施例中，保持构件312包括支 脚324和供紧固件328穿过以接合插入件316的开口 。
在所示实施方式中，紧固件328包括具有六角形头部330的带螺纹 的螺栓。从而，安装者可使用套筒扳手或其它适当工具来夹住紧固件的 六角形头部330，然后旋转紧固件328。可选实施方式可包括其它适当的驱动元件、紧固件、具有形状不同的头部或非六角形头部的螺栓等等。
如图7所示，紧固件328将保持元件312捕获成抵靠天线基座304。 这有利于天线安装，因为在安装天线组件300时保持构件312和紧固件 328不会落下或掉出。以这种示例性方式捕获构件可以使安装者(从车辆 外部)将天线组件300 (及其构件304、 312、 316、 328)作为整体单元 定位在车顶的开口或安装孔中。
图7所示的保持构件312包括具有凸轮面的四个保持支脚324。该 凸轮面构造成与可由天线基座304 —体限定的对应锥形面或斜面340接 触。通过在紧固件328旋转时保持构件312朝向天线基座304的相对运 动时，保持支脚的凸轮面与对应的锥形面340之间的接触可有助于或导 致保持支脚324大致向外变形和扩张。支脚324与车顶内侧之间的接触 也可以有助于方便或导致支脚324大致向外变形和扩张。保持支脚324 的该向外变形和挠曲可提供与车顶的相对牢固的接合。在优选实施方式 中，支脚324和斜面340构造(例如，尺寸大小、形状等)为使得支脚 324 (在初始安置于斜面340上时)在插入穿过车顶中的安装孔时不会卡 住车顶切口部的内侧。保持支脚和斜面的具体构造可取决于待使用天线 组件的具体位置、空间考虑等等。此外，各个保持支脚不必具有相同的 构造(例如尺寸、形状等)。优选的是，保持支脚构造(例如形状、尺寸 大小、形成材料等等)为使得形成保持支脚的材料(例如不锈钢等)在 以安全裕度变形期间不会失效。可选实施方式可包括多于或少于四个的 保持支脚、以及/或者具有与图中所示不同的构造(例如，形状、尺寸、 L形脚部、L形角部等等)的保持支脚。
进一步参照图4至6,插入件316以接合的方式接收在天线基座304 的开口中。在一些优选实施方式中，插入件316构造(例如，尺寸大小、 形状等)为与天线基座304形成摩擦配合或干涉配合。附加或者可选的 是，插入件316也可经由其它方式(例如，粘合剂、焊接等)附接到天 线基座304。在其它实施方式中，可通过天线基座304 —体地限定或形成 螺纹。
插入件316优选是导电的，从而限定从印刷电路板318到车顶的接地路径或电传输路径的至少一部分。在这些优选实施方式中，插入件316 的至少一部分可与印刷电路板118的至少一个导电表面(例如接地迹线 或板载电子元件)电接触。此外，插入件316可由各种材料(例如，金 属、致导电材料等)和制造方法(例如，模铸等)形成。
在合适的材料当中，天线罩358可由各种材料形成，例如聚合物、 氨基甲酸乙酯、塑料材料(例如，聚碳酸酯共混物、聚碳酸酯一丙烯腈 丁二烯苯乙烯共聚物(PC/ABS)共混物等等)、玻璃加强的塑料材料、 合成树脂材料、热塑性材料(例如，GE Plastics 061(^@^40341^3^1等)。 在一些实施方式中，天线罩358和天线基座304由可相容的复合材料形 成，使得天线罩358可通过超声波焊接附接到复合天线基座304 (如周边 焊接肋360所大致代表的那样)。可选地，天线罩358可通过其它适当的 方式(例如干涉配合或卡合配合、溶剂焊接、热熔、闩锁、销钉连接、 钩连接、 一体紧固部件、机械紧固件及其组合等)附接到天线基座304。
设置密封件364 (例如泡沫垫圈等)以基本密封天线基座304的下 侧与车顶外侧之间的界面。如图4至6所示，密封件364安置于大致围 绕天线基座的突出部310的槽366中。优选地，密封件364防止(或至 少阻碍)水、湿气、灰尘或其它污染物通过安装孔侵入或渗入车体内部 中。在一些优选实施方式中，形成密封件364的材料(例如弹性体材料 或泡沫材料等)弹性足以允许密封件364被至少部分压縮地安置在槽366 中，从而使密封件364在天线组件300安装到车顶时不会落下或掉出。 可选或者附加的是，可通过由天线基座304 —体形成或限定的一个或多 个密封特征而实现密封。
图8示出了实施本公开的一个或多个方面的天线组件400的另一实 施方式。如图8所示，天线组件400包括复合基座或底座404、插入件 416和印刷电路板418。
该特定天线组件400构造成用于接收手机信号和GPS信号。为此， 图8示出了示例性天线元件478 (例如冲压金属元件等)和经过天线组件 400布设的同轴电缆480、 484。同轴电缆480可用于将由天线组件400 接收到的手机信号传送至另一设备。同轴电缆480可用于将由天线组件400接收到的GPS信号传送至另一设备。可选地，可使用其它合适的天 线元件和通信链路。
因为该特定天线组件400构造成用于接收频率较高的卫星信号，所 以该实施方式优选包括至少一些EMI屏蔽。如图8所示，天线组件400 包括焊接至印刷电路板418的EMI屏蔽罐408。可选或附加的是，可通 过诸如由其它材料、制造方法形成并且/或者经由其它方式固定的EMI屏 蔽构件等提供EMI屏蔽。此外，其它实施方式可包括未直接固定地附接 到另一天线构件上的EMI屏蔽罐。相反，可通过将EMI屏蔽罐压縮地夹 持在天线基座与印刷电路板之间而保持EMI屏蔽罐的相对定位。对于 EMI屏蔽罐可选或者附加的是， 一些实施方式包括在天线基座和/或其它 天线构件上施加或涂覆适当EMI屏蔽材料来提供EMI屏蔽。
关于天线基座404，可使用各种复合材料用于天线基座404。在合适 的材料当中，示例性复合材料包括聚合物、氨基甲酸乙酯、塑料材料(例 如，聚碳酸酯共混物、聚碳酸酯一丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(PC/ABS) 共混物等等)、玻璃加强的塑料材料、合成树脂材料、热塑性材料(例如， GE Plastics Geloy XP4034 Resin等)。在一些优选实施方式中，天线基 座404由聚合物注模成型。可选实施方式包括利用其它材料和/或其它制 造工艺形成的天线基座。
天线基座404可一体包括或限定下突出部，下突出部又一体包括或 限定卡合保持特征。例如可参见图4、 5和7中示出的卡合保持特征370。 在这些实施方式中，例如，在将卡合保持特征插入穿过车顶安装孔并定 位在车顶的车厢内侧上之后，卡合保持特征可用于将天线组件400临时 保持在车顶安装孔内的适当位置。
在一些实施方式中，天线组件400可按照与上述用于图1和2所示 的天线组件100的方式基本相同的方式安装在车顶上。可选的是，天线 组件400可通过其它合适方式安装。
进一步参照图8，天线基座404—体包括或限定柱454。柱454以接 合的方式接收在EM屏蔽罐408的开口和印刷电路板418的开口 480中。 从而以该示例性方式，柱454有助于保持印刷电路板418和EMI屏蔽罐408的相对定位。可选的是，印刷电路板418和/或EM屏蔽罐408可通 过使用其它适当装置(例如螺钉、其它机械紧固件等)而固定。
天线基座404还可一体限定脊或台肩476。台肩476大致围绕天线 基座404的周边延伸。从而，0形环或其它适当的密封件可抵靠台肩476 安置，以基本密封天线基座404与壳体或天线罩之间的界面。O形环防 止(或至少阻碍)水、湿气、灰尘或其它污染物通过该界面侵入或渗入 壳体内部中。
天线基座404还包括焊接区域460，焊接区域460的尺寸足以允许 将复合壳体或天线罩超声波焊接至天线基座404。因此，在合适的材料当 中，壳体可由各种材料形成，例如聚合物、氨基甲酸乙酯、塑料材料(例 如，聚碳酸酯共混物、聚碳酸酯一丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(PC/ABS) 共混物等等)、玻璃加强的塑料材料、合成树脂材料、热塑性材料(例如， GE Plastics Geloy XP4034 Resin等)。在一些实施方式中，壳体和天线基 座404由可相容的复合材料形成，使得壳体可通过超声波焊接而附接到 复合天线基座404。可选地，壳体可通过其它适当的方式(例如干涉配合 或卡合配合、热熔、溶剂焊接、闩锁、销钉连接、钩连接、 一体紧固特 征、机械紧固件及其组合等)附接到天线基座404。
如图8所示，插入件416以接合的方式接收在天线基座404的对应 开口中。在一些优选实施方式中，插入件416构造(例如，尺寸大小、 形状等)为与天线基座404形成摩擦配合或干涉配合。附加或者可选的 是，插入件416也可通过其它方式(例如，粘合剂、焊接等)附接到天 线基座404。
插入件416优选是导电的，从而限定从印刷电路板418到车顶的接 地路径或电传输路径的至少一部分。在这些优选实施方式中，插入件416 的至少一部分可与印刷电路板418的至少一个导电表面(例如接地迹线 或板载电子元件)电接触。此外，插入件416可由各种材料(例如，金 属、致导电材料等)和多种制造方法(例如，模铸等)形成。
在天线基座404的下侧与车顶外侧之间可设置密封件以基本密封安 装孔。可选或者附加的是，可通过由天线基座404 —体形成或限定的一个或多个密封特征而实现密封。
天线组件400还可包括冲压金属接地元件456。这样，在该实施方 式中，可通过接地元件456、插入件416、紧固件和保持构件而形成从印 刷电路板418到车顶的接地路径。
图9示出了示例性接地元件456。然而，在其它实施方式中，可使 用具有不同形状和尺寸、,位于其它位置、通过不同材料以及/或者除冲压 之外的可选制造方法形成的其它接地元件。其它实施方式可不包括接地 元件。因此，用于特定天线组件的当前特定接地元件的构造(例如，形 状、尺寸、位置、材料、制造方法等)可至少部分取决于天线组件的期 望功能，例如，AM/FM、卫星数字音频无线服务(SDARS)、全球定位 系统(GPS)、手机信号等。例如，构造用于AM/FM应用的天线组件(例 如图3所示的天线组件200、图4至7所示的天线组件300等)可包括接 地元件，该接地元件包括一组销或冲压件，用于提供从印刷电路板到导 电插入件的直接电流路径。作为另一实施例，构造用于GPS和/或手机应 用的天线组件(例如图8所示的天线组件400等)可包括要求具有满足 天线的RF功能的特定或具体形状的接地元件(例如图9中的接地元件 456等)。
应注意，本公开的实施方式和方面可用于多种天线应用，例如贴片 天线、远程信息处理天线、构造成用于接收卫星信号(例如，卫星数字 音频无线服务(SDARS)、全球定位系统(GPS)、手机信号等)的天线、 构造成用于接收RF能量或无线电传输(例如，AM/FM无线电信号等) 的天线、以及它们的组合，在这些应用中在天线之间传递无线信号。从 而，本公开的范围不应仅限于天线组件的一个具体形式/类型。
此外，这里公开的各种天线组件和构件可安装到多种支撑结构，包 括固定平台和活动平台。例如，在活动平台中，这里公开的天线组件可 安装到公共汽车、火车、飞行器的支撑结构。从而，这里对汽车或车辆 的具体参考不应理解为将本公开的范围限制在任何特定类型的支撑结构 或环境。
这里使用的某些用语只是为了参考，而不是为了限制。例如，诸如"上"、"下"、"上方"和"下方"的用语指的是参考附图的方向。诸如 "前"、"后"、"后部"、"底部"和"侧部"的用语描述在一个一致但任 意的参考系中所讨论的构件部分的取向，通过参考描述构件的文本和附 图可清楚该参考系。这些用语可包括以上具体描述的词语、该词语的派 生词、以及类似意思的词语。同样，涉及结构的用语"第一"、"第二" 和其它这类数值用语不暗示顺序或者次序，除非上下文清楚表明。
在介绍元件或特征和示例性实施方式时，冠词"一"、"一个"、"该" 和"所述"用于表示存在一个或多个这类元件或特征。用语"包括"、"包 含"和"具有"是包含性的，并表示可能有除具体指出之外的附加元件 或特征。进一步理解的是，这里所述的方法步骤、过程和操作不应理解 为必定需要以所讨论或所示的具体次序进行，除非具体指明按次序进行。 而且要理解，可采用附加或可选的步骤。
本公开的描述本质上仅是示例性的，从而不脱离本公开要旨的变型 落入本公开的范围内。这类变型不应看作是脱离本公开的精神和范围。
权利要求
1、一种天线组件，该天线组件构造成在从车辆外侧插入车体壁的安装孔中并从车厢内侧夹紧之后安装并固定安装到车体壁上，所述天线组件包括承载复合天线基座，其中所述天线组件构造成使得当所述天线组件固定安装到所述车体壁上时，所述承载复合天线基座作为主承载结构，将与所述天线组件相关的载荷传递至所述车体壁。
2、 根据权利要求1所述的天线组件，该天线组件还包括具有至少一 个天线元件的印刷电路板，该印刷电路板接合至所述承载复合天线基座， 使得该印刷电路板的重量由所述承载复合天线基座承载，从而允许所述 承载复合天线基座将由所述印刷电路板的重量产生的载荷传递至所述车 体壁。
3、 根据权利要求1所述的天线组件，其中，所述承载复合天线基座 一体地限定有用于不使用机械紧固件而安装印刷电路板的装置。
4、 根据权利要求1所述的天线组件，其中，所述承载复合天线基座 一体地限定有至少一个柱，所述柱构造成以接合的方式接收在印刷电路 板的至少一个开口中，用于阻碍所述印刷电路板与所述承载复合天线基 座之间的相对运动。
5、 根据权利要求1所述的天线组件，其中，所述承载复合天线基座 一体地限定有保持壁，该保持壁构造成用于与印刷电路板的至少一部分 接触，从而阻碍所述印刷电路板与所述承载复合天线基座之间的相对运 动。
6、 根据权利要求1所述的天线组件，其中，所述承载复合天线基座 一体地限定有一个或多个弹性挠曲的保持构件，所述保持构件构造成插 入穿过所述安装孔并布置在所述车体壁的车厢内侧，从而在所述天线组 件固定安装到所述车体壁上之前有助于保持所述承载复合天线基座相对 于所述车体壁的位置。
7、 根据权利要求1所述的天线组件，该天线组件还包括至少一个接 地元件，所述接地元件形成所述天线组件到所述车体壁的接地路径的至少一部分。
8、 根据权利要求1所述的天线组件，该天线组件还包括天线罩，该 天线罩不用机械紧固件而通过卡合配合、热熔、溶剂焊接或声波焊接中 的至少一种或多种而附接至所述承载复合天线基座。
9、 根据权利要求1所述的天线组件，该天线组件还包括接合至所述承载复合天线基座的天线罩，以及布置成用于基本密封大致在所述天线罩与所述承载复合天线基座之间限定的界面的至少一个密封件，从而阻碍污染物通过所述界面侵入由所述天线罩和所述承载复合天线基座共同限定的内部封装部内，其中所述承载复合天线基座一体地限定有大致沿着所述界面的至少一个台肩，并且其中所述至少一个密封件大致抵靠所 述至少一个台肩安置。
10、 根据权利要求1所述的天线组件，其中，所述承载复合天线基 座包括开口，并且其中所述天线组件还包括导电插入件，该导电插入件 至少部分位于所述承载复合天线基座的所述开口中，使得该导电插入件 形成所述天线组件到所述车体壁的接地路径的至少一部分，该导电插入 件构造成用于保持紧固元件。
11、 根据权利要求10所述的天线组件，其中，所述导电插入件形成 有内螺纹，用于与机械紧固件的螺纹部进行螺纹接合。
12、 根据权利要求1所述的天线组件，其中，所述承载复合天线基 座由聚合物制成。
13、 一种天线组件，该天线组件构造成在其从车辆外侧插入车体壁 的安装孔中并从车厢内侧夹紧之后安装并固定安装到车体壁上，所述天 线组件包括复合天线基座，该复合天线基座一体地限定有用于印刷电路板的安 装装置；以及印刷电路板，该印刷电路板具有至少一个天线元件，并且不用机械 紧固件而安装到由所述复合天线基座一体地限定的所述安装装置上。
14、 根据权利要求13所述的天线组件，其中，所述天线组件包括由 所述复合天线基座和所述印刷电路板中的一个一体限定的至少一个柱以及由所述复合天线基座和所述印刷电路板中的另一个一体限定的至少一 个开口，并且其中通过使所述至少一个柱可滑动地接收在所述至少一个 幵口中而将所述印刷电路板安装到所述复合天线基座。
15、 根据权利要求13所述的天线组件，其中，所述复合天线基座一 体地限定有保持壁，并且其中所述印刷电路板安装到所述复合天线基座， 使得所述保持壁与所述印刷电路板之间的接触阻碍它们的相对运动。
16、 根据权利要求13所述的天线组件，该天线组件还包括大致插设 在所述印刷电路板与所述复合天线基座之间的至少一个EMI屏蔽构件， 用于屏蔽所述至少一个天线元件。
17、 根据权利要求13所述的天线组件，其中，所述复合天线基座一 体地限定有一个或多个弹性挠曲的保持构件，所述弹性挠曲构件构造成 插入穿过所述安装孔并布置在所述车体壁的车厢内侧，从而在所述天线 组件固定安装到所述车体壁上之前有助于保持所述复合天线基座与所述 车体壁的相对位置。
18、 根据权利要求13所述的天线组件，该天线组件还包括至少一个 接地元件，所述接地元件形成所述天线组件到所述车体壁的接地路径的 至少一部分。
19、 根据权利要求13所述的天线组件，该天线组件还包括天线罩， 该天线罩不用机械紧固件而通过卡合配合、热熔、溶剂焊接或声波焊接中的至少一种或多种附接到所述复合天线基座。
20、 根据权利要求13所述的天线组件，其中，该天线组件还包括接 合至所述复合天线基座的天线罩，以及布置成用于基本密封大致在所述 天线罩与所述复合天线基座之间限定的界面的至少一个密封件，从而阻 碍污染物通过所述界面侵入由所述天线罩和所述复合天线基座共同限定 的内部封装部内，其中所述复合天线基座一体地限定有大致沿着所述界 面的至少一个台肩，并且其中所述至少一个密封件大致抵靠所述至少一 个台肩安置。
21、 根据权利要求13所述的天线组件，其中，所述复合天线基座包 括开口，并且其中所述天线组件还包括导电插入件，该导电插入件至少部分位于所述复合天线基座的所述开口中，使得该导电插入件形成所述 天线组件到所述车体壁的接地路径的至少一部分，该导电插入件构造成 用于保持紧固元件。
22、 根据权利要求21所述的天线组件，其中，所述导电插入件形成 有内螺纹，用于与机械紧固件的螺纹部螺纹接合。
23、 一种天线组件，该天线组件构造成在其从车辆外侧插入车体壁 的安装孔中并从车厢内侧夹紧之后安装并固定安装到车体壁上，所述天 线组件包括复合天线基座，该复合天线基座一体地限定有一个或多个弹 性挠曲的保持构件，所述保持构件构造成插入穿过所述安装孔并布置在 所述车体壁的车厢内侧，以在所述天线组件固定安装到所述车体壁上之 前有助于保持所述复合天线基座与所述车体壁的相对位置。
24、 根据权利要求23所述的天线组件，其中，形成所述复合天线基 座的材料的弹性足以允许所述一个或多个弹性挠曲的保持构件变形以通 过所述安装孔装配，然后在完全通过所述安装孔时扩张。
25、 根据权利要求23所述的天线组件，其中，所述复合天线基座一 体包括构造成布置在所述车体面板的外部侧上的第一部分，以及构造成 插入所述安装孔的第二突出部，所述第二突出部一体地限定所述一个或 多个弹性挠曲的保持构件和一个或多个锥形面。
26、 根据权利要求23所述的天线组件，该天线组件还包括至少一个 接地元件，所述接地元件形成所述天线组件到所述车体壁的接地路径的 至少一部分。
27、 根据权利要求23所述的天线组件，其中，该天线组件还包括天 线罩，该天线罩不用机械紧固件而通过卡合配合、热熔、溶剂焊接或声 波焊接中的至少一种或多种附接到所述复合天线基座。
28、 根据权利要求23所述的天线组件，该天线组件还包括接合至所 述复合天线基座的天线罩，以及布置成用于基本密封大致在所述天线罩 与所述复合天线基座之间限定的界面的至少一个密封件，从而阻碍污染 物通过所述界面侵入由所述天线罩和所述复合天线基座共同限定的内部 封装部内，其中所述复合天线基座一体地限定有大致沿着所述界面的至少一个台肩，并且其中所述至少一个密封件大致抵靠所述至少一个台肩 安置。
29、 根据权利要求23所述的天线组件，其中，所述复合天线基座包 括开口，并且其中所述天线组件还包括导电插入件，该导电插入件至少 部分位于所述复合天线基座的所述开口中，使得该导电插入件形成所述 天线组件到所述车体壁的接地路径的至少一部分，该导电插入件构造成 用于保持紧固元件。
30、 根据权利要求29所述的天线组件，其中，所述导电插入件形成 有内螺纹，用于与机械紧固件的螺纹部螺纹接合。
全文摘要
根据一个实施方式的天线组件构造成在其从车辆外侧插入车体壁的安装孔中并从车厢内侧夹紧之后安装并固定安装到车体壁上。该天线组件可包括复合天线基座，该复合天线基座可作为主承载结构，用于将与天线组件相关的载荷传递至车体壁。该复合天线基座可一体限定有不用机械紧固件而安装印刷电路板的装置。该复合天线基座可一体限定有一个或多个弹性挠曲的保持构件，用于在所述天线组件固定安装到所述车体壁上之前有助于保持所述复合天线基座相对于所述车体壁的位置。
文档编号H01Q1/32GK101523662SQ200780036628
公开日2009年9月2日 申请日期2007年9月4日 优先权日2006年10月30日
发明者哈桑·亚辛, 德雷克·赫伯特, 拉尔夫·琳达科斯 申请人:莱尔德技术股份有限公司