多频带天线组件的制作方法_5

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过程。
[0158] PCB 604还包括从前侧616延伸到后侧620的镀通孔或过孔644。镀通孔或过孔 644可以用于电(例如,直接地或电镀地等)连接PCB 604的相反侧上的元件。例如,相应 PCB的前侧616和后侧620上的高频带辐射元件640和第二垂直加载元件642可以通过镀通 孔或过孔644电连接。相应PCB的前侧616和后侧620上的第一和第二垂直加载元件641 和642还可以通过镀通孔或过孔644电连接。PCB的前侧616和后侧620上的接地632的 一部分还可以通过镀通孔或过孔644电连接。
[0159] 在操作中,后侧垂直加载元件642加载并联接到前侧垂直加载元件641,其有助于 加宽天线组件600的带宽。如图46和图48所示,接地632的一部分或接地片中的一个延 伸高于其他部分或其他个。这允许寄生联接到后侧垂直元件642,用于高频带改进。
[0160] 天线组件600还包括由支撑构件676支撑或联接到支撑构件676的顶部加载导体 674。支撑构件676包括联接(例如,粘性附接等)到或沿着PCB 604的顶部边缘的盘。
[0161] 图49是例示在2英尺乘2英尺接地平面上针对图45和图46所示的天线组件600 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。图49 所示的这些分析结果被提供仅用于说明的目的,而不是用于限制的目的。总体上,图49示 出该天线组件600具有相对良好的VSWR,即,针对在第一频率范围(或低频带)(例如,从 824MHz到960MHz)和第二频率范围(或高频带)(例如,从1710MHz到2700MHz)内的频率 大约为二或更小。
[0162] 与用于车辆应用、机器对机器设备、建筑物内应用等的某些现有多频带天线组件 相比,多频带天线组件600的该示例性实施方式可以提供一个或多个以下优点(但不必是 任一或全部)。例如,该示例性实施方式允许不同于经由NM0天线支架的安装的安装构造, 并允许天线组件易于用缆线馈电。这还允许不同类型的馈电技术,以适应不同类型的应用。 该示例性实施方式包括:增强高频带的带宽的寄生短柱、和具有带有短路路径的顶部加载 盘的双面PCB,其有助于改进天线组件的VSWR和带宽。另外,该示例性实施方式中不使用 匹配块部件,这可以提高效率和促进制造过程。该示例性实施方式还可以具有一致的射频 (RF)性能,并且对于天线性能提供更大带宽。
[0163] 存在用于车辆应用的多种刀片形/鲨鱼鳍天线组件,其中,天线是在具有类似于 鲨鱼鳍或刀片的形状的壳体或天线罩内。例如,存在许多不同种类的鲨鱼鳍式天线,其包括 在单个天线罩或壳体下设置在一起的多个窄带天线。但为了适应用于宽带LTE天线应用的 鲨鱼鳍天线罩外形,本发明人已经认识到应当通过延伸具有90度弯曲的传输线,来给天线 侧向馈电。因此,本发明人已开发并在本文中公开被构造(例如,确定形状、确定尺寸、馈电 技术等)用于与鲨鱼鳍或刀片形天线罩一起使用的天线组件的示例性实施方式。
[0164] 图50和图51例示实施本公开的一个或多个方面的多频带天线组件700的另一示 例性实施方式。在该示例性实施方式中,多频带天线组件700被构造用于与车辆应用(例 如,汽车车顶支架鲨鱼鳍式天线等)的鲨鱼鳍形天线罩一起使用。
[0165] 天线组件700被构造为使用在其上具有各种元件(例如,导电迹线等)的PCB 704,来提供至少双频带操作。PCB 704是双面PCB,在其前侧或第一侧716 (图50)和后侧 或第二侧720 (图51)上具有元件。PCB 704被构造(例如,确定形状、确定尺寸等)用于与 鲨鱼鳍形天线罩或壳体一起使用。在该所示的示例中,PCB 704具有与鲨鱼鳍形天线罩或 壳体对应的形状。
[0166] 沿着或在PCB 704的前侧716上设置短路元件724、低频带短路点795和馈电元 件728。在PCB的前侧716上还设置主辐射器臂或元件742、延伸臂749、接地元件750、和 PCB接地732的一部分(例如,一个或多个接地片或抽头等)。槽796位于短路元件724和 辐射器元件742之间。匹配短柱元件736从延伸臂749延伸(例如,垂直等)。
[0167] 沿着或在PCB 704的后侧720上设置垂直加载元件741和PCB接地732的一部分。 在该示例中,PCB接地732包括延伸的接地翼797。沿着或在PCB的后侧720上设置延伸的 短柱733。另外,PCB接地732被示出为焊接到接地平面798。
[0168] PCB 704还包括从前侧716延伸到后侧720的镀通孔或过孔744。镀通孔或过孔 744可以用于电(例如,直接地或电镀地等)连接PCB 704的相反侧上的元件。例如,接地 元件750通过镀通孔744短路到接地。
[0169] 在该示例中,馈电元件728被构造成具有弯曲(例如,90度弯曲等)的50欧姆传 输线,从而允许天线组件700侧向馈电。如图50和图51所示,同轴缆线792的编织层被焊 接793到PCB的前侧716和后侧720上的接地部分732。同轴缆线792的中心导体792被 焊接794到PCB的前侧716上的馈电元件728 (图50)。焊料793和794由具有图50所示 的矩形表示的中心芯的绝缘体隔开。因此,该独特的馈电技术允许天线组件700侧向馈电, 以适应鲨鱼鳍天线罩外形、猪尾管式连接,并允许在天线罩下或内的各种天线的并入。
[0170] 还在该示例中,在左侧和右两侧最大化(或至少增加)典型翼形尺寸的接地面积 797,以控制接地和带电元件之间的间隙,这允许在高频带的宽带特性。在操作中,短路点 795激励低频带的第一谐振频率,并且槽796的宽度控制在低频带的第二谐振频率。天线组 件700通常具有由图52中的示例性线图所示的、针对698MHz到960MHz的"W"形宽带谐振, 其例示电压驻波比(VSWR)与频率(以兆赫(MHz)计)的关系。在该示例性实施方式中,天 线组件700不包括具有中心馈电引脚(例如,图1所示的具有引脚135的接触组件134等) 的接触组件。相反,中心馈电引脚由馈电元件728替换并表示(图50和图51),馈电元件 728被构造成具有延伸到用于连接到同轴缆线792的馈电区域的弯曲部分的、50欧姆传输 线。
[0171] 还是在该示例性实施方式中,天线组件700不包括NM0连接器结构或短路引脚 (例如,图1所示的连接器168和电导体166等)。相反,短路引脚和NM0连接器结构被直 接转换成PCB 704上的印刷元件结构。例如,NM0连接器结构被表示为,通过延伸接地元件 732,以创建从接地元件732向上延伸的短柱733的二维平面结构(图51)。在操作中,因为 短柱作为在高频带的寄生谐振器并更改天线组件700的匹配,所以短柱733增强高频带的 带宽。馈电元件728和短路元件724之间的距离是多频带天线组件700的匹配因素的一部 分。
[0172] 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 700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。图 52所示的这些分析结果被提供仅用于说明的目的,而不是用于限制的目的。总体上,图52 示出该天线组件700具有相对良好的VSWR,即,针对在第一频率范围(或低频带)(例如, 从698MHz到960MHz)和第二频率范围(或高频带)(从1710MHz到大约2700MHz)内的频 率小于二。
[0173] 多频带天线组件700的该示例性实施方式可以提供针对天线组件600的一个或多 个上述提及的优点(但不必是任一或全部)。另外,天线组件700还可以具有延伸的接地平 面翼,以改进高频带的带宽,并被构造(例如,确定形状、确定尺寸等)用于与鲨鱼鳍或刀片 形天线一起使用。天线组件700还可以以各种类型的馈电技术保持良好的VSWR,即,2 :1。
[0174] 图53例示实施本公开的一个或多个方面的多天线系统或组件800的示例性实施 方式。在该示例性实施方式中,多天线系统800包括如图50和图51所示的、以及上面描述 的三个天线组件700。在该示例中,三个天线组件700被安装(例如,垂直地、坚直地等)到 接地平面898,使得每对天线组件700之间有120°的间隔。
[0175] 每个天线组件700可以被构造为覆盖第一频带(例如,698MHz到960MHz等)和第 二频带(例如,1710MHz到2700MHz等)。天线系统800可以被构造为用作用于LTE MM0 应用的顶部支架天线。天线系统800可以包括位于所有三个天线组件700上的单个低剖面 天线罩或盖。
[0176] 图54A和图54B是分别例示针对图53所示的多天线系统800的原型的三个天线 组件700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。图54A和图54B所示的这些分析结果被提供仅用于说明的目的, 而不是用于限制的目的。
[0177] 更具体地,图54A包括分别例示第一天线组件700A、第二天线组件700B和第三天 线组件700C的VSWR的示例性线图。图54B包括分别例示第一天线组件700A和第二天线 组件700B之间的隔离、第二天线组件700B和第三天线组件700C之间隔离、以及第一天线 组件700A和第三天线组件700C之间的隔离的示例性线图。总体上,图54A和图54B示出 了,针对在第一频率范围(或低频带)(例如,从698MHz到960MHz)和第二频率范围(或高 频带)(例如,从1710MHz到大约2700MHz)范围内的频率,多天线系统800具有相对良好的 VSWR,并且在天线组件700之间具有良好的隔离。
[0178] 图55和图56例示实施本公开的一个或多个方面的多频带天线组件900的另一示 例性实施方式。天线组件900被构造为,使用在其第一 916和第二侧920上具有各种元件 (例如,导电迹线等)的PCB 904,来提供至少双频带操作。在该示例性实施方式中,多频带 天线组件900被构造用作刀片形天线。
[0179] 在该示例中,侧向中心馈电技术用于多频带天线组件900。如图55所示,以同轴缆 线992的编织层被焊接993到PCB 904的后侧920上的接地部分932这样的方式,来给天 线组件900直接馈电。同轴缆线992的中心导体被焊接994到PCB 904的侧部916上的馈 电元件928,如图56所示的。
[0180] 多频带天线组件900还包括在PCB的侧部916、920上的附加元件,PCB的侧部916、 920可以与其它示例性实施方式(例如,600、700等)中的对应元件和特征类似。例如,短 路元件924、低频带短路点995、馈电元件928、主辐射器臂或元件942、延伸臂949、第一垂直 加载元件941、以及接地元件950在PCB的侧部916上(图56)。槽796位于短路元件924 和辐射器元件942之间。匹配短柱元件936从延伸臂949延伸(例如,垂直等)。
[0181] 沿着或在如图55所示的PCB 904的侧部920设置垂直加载元件919和PCB接地 932的一部分。在该示例中,PCB接地932包括延伸的接地翼997。沿着或在PCB的侧部720 上设置延伸的短柱933。另外PCB接地932被示出为焊接到接地平面998。在该示例中,在 左侧和右侧两者最大化(或至少增加)典型翼形尺寸的接地面积997,以控制接地和带电元 件之间的间隙,这允许在高频带的宽带特性。
[0182] PCB 904还包括从前侧916延伸到后侧920的镀通孔或过孔944。镀通孔或过孔 944可以用于电(例如,直接地或电镀地等)连接PCB 904的相反侧上的元件。
[0183] 图57和图58例示实施本公开的一个或多个方面的多频带天线组件1000的另一 示例性实施方式。天线组件1000被类似地构造,并在PCB 1004的第一侧1016和第二侧 1020上包括:与图55和图56所示的以及上面描述的天线组件900的元件类似的类似元件 (例如,导电迹线等)。但在该示例性实施方式中,底部中心馈电技术用于多频带天线组件 1000。
[0184] 如图58所示,以同轴缆线的编织层被焊接1093到PCB 1004的后侧1020上的接 地部分1032这样的方式,来给天线组件1000直接馈电。同轴缆线的中心导体被焊接1094 至lj PCB 1004的侧部1016上的馈电元件1028,如图57所示。
[0185] 尽管天线组件的示例性实施方式(例如,100、200、300、400以及500等)已被描 述为通过NM0连接器结构和NM0天线支架而安装到车辆或汽车,但是天线组件也可以在本 公开的范围内不同地安装。例如,天线组件可以通过不同的连接器结构、通过不同的天线支 架安装,和/或安装到本公开的范围内的卡车、公共汽车、娱乐车辆、船、没有电动机的车辆 等。另外,本文所公开的频带是仅作为如下的天线组件的示例性实施方式的示例,其可以被 构造为在本文所公开的频带之外其它频率和/或频带谐振。
[0186] 提供了示例性实施方式,以使本公开详尽并且充分地将所述范围传达给本领域的 技术人员。阐述了诸如特定部件、设备、和方法这样的多个具体细节,以提供对本公开的实 施方式的详尽的理解。对于本领域的技术人员来说将会显而易见的是,不必采用特定细节, 示例性实施方式可以以许多不同的形式来体现(例如,可以使用不同的材料等)并且任何 一个都不应理解为限制本公开的范围。在某些示例性实施方式中,没有详细地描述众所周 知的过程、众所周知的设备结构以及众所周知的技术。另外,通过本公开的一个或多个示例 性实施方式,可以实现的优点和改进被提供为仅用于说明的目的,而没有限制本公开的范 围,如本文所公开的示例性实施方式可以提供上述提及的优点和改进中的全部,或者不提 供上述提及的优点和改进,并且仍然在本公开的范围之内。
[0187] 本文所公开的特定尺寸、特定材料和/或特定形状实际上是示例性的,并没有限 制本发明的范围。本公开的给定参数的特定数值和数值的特定范围(例如,频率范围等) 并不排除本文所公开的示例中的一个或多个中使用的其它数值和数值的范围。此外,可以 想到的是,本文所规定的特定参数的任何两个特定数值,可以限定可能适用于给定参数的 数值的范围的端点(即,本公开的给定参数的第一值和第二值可以解释为公开了也可以用 于给定参数的第一值和第二值之间的任何数值)。类似地,可以想到的是,本公开的参数的 数值中的两个或更多个范围(不论这样的范围被嵌套、重叠或不同)包括可能使用公开范 围的端点要求保护的数值的范围的所有可能组合。
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