多频带天线组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及可用于车用的、机器到机器设备、和/或建筑物内应用的多频带频带 和多天线组件。
【背景技术】
[0002] 该部分提供与本公开相关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。
[0003] 多频带天线通常包括多个天线，以覆盖多个频率范围并在该多个频率范围下操 作。具有辐射天线元件的印刷电路板（PCB)是多频带天线组件的典型部件。多频带天线 组件的另一典型部件是外部天线，诸如鞭状天线杆。多频带天线组件可以安装到天线支架 (例如，NM0 (新摩托罗拉）支架等），然后，天线支架被安装或安置在车辆表面上，诸如车辆 的顶部、行李箱、或发动机罩，或机器的接地平面。天线支架可以相互连接到（例如，通过同 轴线缆）车辆的车厢内的一个或多个电子设备（例如，无线电接收机、触摸屏显示器、GPS导 航设备、蜂窝电话等），从而多频带天线可操作用于通过天线支架发送和/或接收去往/来 自车辆内部的电子设备的信号。
[0004] 天线组件可以与用于多天线构造的其它应用天线组合，以支持各种需要，例如， GPS天线、UHF鞭状天线，VHF鞭状天线、LTE鞭状天线等。由于具有更大的设计自由度， 所以天线组件能够被复制成在接地平面上的多个天线，并且随后使天线在多输入多输出 (MIMO:MultipleInputandMultipleOutput)构造中操作。
【发明内容】
[0005] 该部分提供了本公开的总体概述，并且不是其全部范围或其所有特征的全面公 开。
[0006] 根据各个方面，公开了多频带天线组件的示例性实施方式。例如，多频带天线组件 的示例性实施方式通常可以包括至少一个印刷电路板，在所述至少一个印刷电路板上具有 多个元件。多个元件可以包括：辐射元件；匹配元件；馈电元件，其被构造成可操作为用于 多频带天线组件的馈电点；以及短路元件，其被构造成可操作用于将辐射元件电短路到接 地；天线组件能够在至少第一频率范围和与第一频率范围不同的第二频率范围内操作，而 不需要联接到印刷电路板的任何匹配块部件。
[0007] 从本文提供的说明将清楚应用性的其它范围。在本概述中的说明和具体示例仅仅 是用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。
【附图说明】
[0008] 本文所描述的附图仅仅是为了说明所选择的实施方式，而不是所有可能的实施， 并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
[0009] 图1是例示具有主PCB和寄生PCB的多频带天线组件的示例性实施方式的部件， 并且还例示可与多频带天线组件一起使用的示例性天线罩和NM0连接器结构的分解立体 图；
[0010] 图2是例示图1所示的、具有组装和安装到NM0连接器结构的其部件的、多频带天 线组件的另一分解立体图；
[0011] 图3是图2所示的多频带天线组件的侧视图；
[0012] 图4是为了更好地例示第一或主PCB的正面，图2所示的、没有第二或寄生PCB的 多频带天线组件的图；
[0013] 图5是图2所示的多频带天线组件的图，并例示主PCB的背面；
[0014] 图6是图2所示的多频带天线组件的剖视图，并例示寄生PCB的背面；
[0015] 图7是例示针对图2所示的、具有2英尺乘2英尺平方接地平面的、天线组件的原 型测量的电压驻波比（VSWR:voltage standing wave ratio)与频率（以兆赫（MHz)计） 的关系的示例性线图；
[0016] 图8A和图8B例示在806MHz和1710MHz的频率下，针对图2所示的、具有70厘米 直径的圆形接地平面的天线组件的原型测量的相应辐射图案（方位平面，cp 〇度平面和9 90 度平面）；
[0017] 图9是例示针对图2所示的、具有2英尺乘2英尺平方接地平面的、具有和没有寄 生PCB的天线组件的原型测量的电压驻波比（VSWR)与频率（以兆赫（MHz)计）的关系的 示例性线图；
[0018] 图10是例示针对图2所示的、具有2英尺乘2英尺平方接地平面的、具有和没有 匹配短柱元件的天线组件的原型测量的电压驻波比（VSWR)与频率（以兆赫（MHz)计）的 关系的示例性线图；
[0019] 图11是例示被构造以使用单个PCB来提供至少双频带操作的多频带天线组件的 示例性实施方式，并例示安装到示例性NM0连接器结构的多频带天线组件的立体图；
[0020] 图12是例示图11所示的多频带天线组件的背面的立体图；
[0021] 图13是例示针对图11所示的、具有2英尺乘2英尺平方接地平面的、具有和没有 匹配短柱元件的天线组件的原型测量的电压驻波比（VSWR)与频率（以兆赫（MHz)计）的 关系的示例性线图；
[0022] 图14是例示针对图11所示的、具有2英尺乘2英尺平方接地平面的天线组件的 原型测量的电压驻波比（VSWR)与频率（以兆赫（MHz)计）的关系的示例性线图；
[0023] 图15A和图15B例示在820MHz和1850MHz的频率下，针对图11所示的、具有70 厘米直径的圆形接地平面的天线组件的原型测量的相应辐射图案（方位平面，90度平面和 cp 90度平面）；
[0024] 图16是例示包括PCB和顶部加载导体的多频带天线组件的示例性实施方式，并且 还例示安装到示例性NM0连接器结构的多频带天线组件的立体图；
[0025] 图17是图16所示的多频带天线组件和示例性NM0连接器结构的后视立体图；
[0026] 图18是示出图17所示的多频带天线组件的PCB辐射器结构和顶部加载导体的后 视图；
[0027] 图19和图20例示可以替代地与图16所示的多频带天线组件一起使用的另选的 PCB辐射器结构；
[0028]图21是例示针对图16和图17所示的、具有2英尺乘2英尺平方接地平面的、并 且具有NMO连接器结构的天线组件的原型测量的电压驻波比（VSWR)与频率（以兆赫（MHz) 计）的关系的示例性线图；
[0029] 图22A和图22B例示在776MHz和2170MHz的频率下，针对图16和图17所示的、 具有70厘米直径的圆形接地平面的、并且具有NM0连接器结构的天线组件的原型测量的相 应辐射图案（方位平面,9 〇度平面和9 90度平面）；
[0030] 图23是例示针对具有图18和图19所示特征的、具有2英尺乘2英尺平方接地平 面的、并且具有NM0连接器结构的原型天线组件测量的电压驻波比（VSWR)与频率（以兆赫 (MHz)计）的关系的示例性线图；
[0031] 图24例示在820MHz和2170MHz的频率下，针对具有图18和图19所示特征的、具 有70厘米直径的圆形接地平面的、并且具有NM0连接器结构的原型天线组件测量的相应辐 射图案（方位平面，9 〇度平面和(P 90度平面）；
[0032] 图25是例示针对具有图18和图20所示特征的、具有2英尺乘2英尺平方接地平 面的、并且具有NM0连接器结构的原型天线组件测量的电压驻波比（VSWR)与频率（以兆赫 (MHz)计）的关系的示例性线图；
[0033] 图26A和图26B例示在880MHz和2170MHz的频率下，针对具有图18和图20所示 特征的、具有70厘米直径的圆形接地平面的、并且具有NM0连接器结构的原型天线组件测 量的相应辐射图案（方位平面，9 〇度平面和9 90度平面）；
[0034] 图27是包括PCB和在天线罩的顶部电连接导体的弹簧指状物的、多频带天线组件 的示例性实施方式的前视立体图，并且还例示安装到示例性NM0连接器结构的多频带天线 组件；
[0035] 图28是图27所示的多频带天线组件和天线罩的剖面图，并且例示如下的示例性 方式，通过该示例性方式弹簧指状物电连接天线罩顶部的金属；
[0036] 图29、图30、图31和图32例示针对不同工作频率范围所调谐的另选的PCB辐射 器结构，其可在图27所示的多频带天线组件的后侧上使用；
[0037] 图33是例示针对具有图27和图29所示特征的、具有2英尺乘2英尺平方接地平 面的、并且具有NM0连接器结构和天线罩的原型天线组件测量的电压驻波比（VSWR)与频率 (以兆赫（MHz)计）的关系的示例性线图；
[0038] 图34A、图34B和图34C例示在480MHz、1850MHz和2500MHz频率下，针对具有图 27和图29所示特征的、具有70厘米直径的圆形接地平面的、并且具有NM0连接器结构和天 线罩的原型天线组件测量的相应辐射图案（方位平面，度平面和9 90度平面）；
[0039] 图35是例示针对具有图27和图30所示特征的、具有2英尺乘2英尺平方接地平 面的、并且具有NM0连接器结构和天线罩的原型天线组件测量的电压驻波比（VSWR)与频率 (以兆赫（MHz)计）的关系的示例性线图；
[0040] 图36是例示针对具有图27和图31所示特征的、具有2英尺乘2英尺平方接地平 面的、并且具有NM0连接器结构和天线罩的原型天线组件测量的电压驻波比（VSWR)与频率 (以兆赫（MHz)计）的关系的示例性线图；
[0041] 图37是例示测量具有图27和图32所示特征的、具有2英尺乘2英尺平方接地平 面的、并且具有NM0连接器结构和天线罩的原型天线组件的电压驻波比（VSWR)与频率（以 兆赫（MHz)计）的关系的示例性线图；
[0042] 图38是例示多频带天线组件的示例性实施方式的立体图，并且还例示安装到示 例性NM0连接器结构的多频带天线组件；
[0043] 图39是图38所示的多频带天线组件和示例性NM0连接器结构的后视立体图；
[0044] 图40是示出图38所示的多频带天线组件的PCB辐射器结构的前视图；
[0045] 图41是示出图39所示的多频带天线组件的PCB辐射器结构的后视图；
[0046] 图42是例示针对在添加短延伸臂之前和之后的，具有2英尺乘2英尺平方接地平 面和NM0连接器结构的、但没有寄生元件的天线组件的原型测量的电压驻波比（VSWR)与频 率（以吉赫（GHz)计）的关系的示例性线图；
[0047] 图43是例示针对在加长短延伸臂之后，并且然后在添加寄生元件之后的，具有2 英尺乘2英尺平方接地平面和NM0连接器结构的天线组件的原型测量的电压驻波比（VSWR) 与频率（以吉赫（GHz)计）的关系的示例性线图；
[0048] 图44A和图44B例示在2. 45GHz和5. 47GHz的频率下，针对图38和图39所示的、 具有70厘米直径的圆形接地平面和NM0连接器结构的天线组件的原型测量的相应辐射图 案（方位平面，9 〇度平面和9 90度平面）；
[0049] 图45是例示多频带天线组件的示例性实施方式立体图，并且还例示用于多频带 天线组件的示例性馈电技术；
[0050] 图46是图45所示的多频带天线组件的后视立体图；
[0051] 图47是示出图45所示的多频带天线组件的PCB辐射器结构的前视图；
[0052] 图48是示出图46所示的多频带天线组件的PCB辐射器结构的后视图；
[0053] 图49是例示针对在2英尺乘2英尺接地平面上，图46和图47所示的天线组件的 原型测量的电压驻波比（VSWR)与频率（以兆赫（MHz)计）的关系的示例性线图；
[0054] 图50是例示用于与车辆应用的鲨鱼鳍式天线一起使用的多频带天线组件的示例 性实施方式的立体图，并且还例示用于多频带天线组件的示例性馈电技术；
[0055] 图51是图50所示的多频带天线组件的后视立体图；
[0056] 图52是例示针对图50和图51所示的、具有2英尺乘2英尺接地平面的天线组件 的原型测量的电压驻波比（VSWR)与频率（以兆赫（MHz)计）的关系的示例性线图；
[0057] 图53是根据本公开的示例性实施方式的、具有图50和图51所示的、具有天线组 件之间的120°间隔的三个天线组件，并且适合于多输入多输出MM0应用的多天线系统的 立体图；
[0058] 图54A和图54B是分别例示针对图53所示的多天线系统的原型的三个天线组件 中的每一个测量的电压驻波比（VSWR)和隔离（以分贝计）与频率（以兆赫（MHz)计）的 关系的示例性线图；
[0059] 图55是例示多频带天线组件和多频带天线组件的中心馈电技术的示例性实施方 式的立体图；
[0060] 图56是图55所示的多频带天线组件的后视立体图；
[0061] 图57是例示多频带天线组件和多频带天线组件的底部中心馈电技术的示例性实 施方式的立体图；以及
[0062] 图58是图57所示的多频带天线组件的后视立体图。
【具体实施方式】
[0063] 现在将参照附图来更加充分地描述示例性实施方式。
[0064] 本发明人已经认识到仅具有印刷电路板辐射元件的某些现有多频带天线组件有 时需要装配到车辆应用、机器对机器设备、建筑物内天线罩等的相对有限空间或体积内，但 本发明人已经认识到这种多频带天线组件的下述缺点。例如，这种多频带天线组件具有相 对低的效率、低的整体RF性能、窄带宽（诸如在超高频（UHF:Ultra High Frequency)带 (例如，380MHz到527MHz))、和/或不是全向的低频带的福射图案（radiation pattern)。 由于窄带宽，所以匹配块部件（Lump component)可以用于加宽带宽，并且天线可以通过电 感器或电容器短路到接地。反过来，由于用于可能导致部件或性能损耗的调谐的匹配部件 和/或附加匹配块部件，所以这可能需要手动调谐。与网络实现匹配的块部件易于出现可 能导致生产中低产率的不一致的结果。可能需要手动调谐，以导致更昂贵天线的增加的循 环时间为代价，来增加生产收率。
[0065] 因此，本发明人在此已经公开多频带天线组件的示例性实施方式，该多频带天线 组件具有在板上印刷的匹配元件，从而消除对块部件的需要。在本文所公开的某些示例性 实施方式中，多频带天线组件不包括任何块部件，如含铅电容器、空气缠绕电感器或弯曲金 属带。相反，多频带天线组件包括在一个或多个印刷电路板（广义地说，基板）上印刷的匹 配元件，印刷电路板上还包括用于多频带操作的元件。
[0066] 现在参考附图，图1至图3例示实施本公开的一个或多个方面的多频带天线组 件100的示例性实施方式。如图1所示，天线组件100通常包括：第一或主印