用于车辆的可重配置多输入多输出天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于车辆的可重配置ΜΙΜ0(多输入多输出)天线。具体地，但非排他地，本发明涉及一种用于安装在车顶的可重配置MIMO天线。
【背景技术】
[0002]将多个天线用作发射器和接收器两者的多输入多输出(MIMO)无线系统由于其在富含多路径的环境中容量增加的潜力而吸引越来越多的关注。能够使用这种系统，使在无额外频谱要求的情况下通过使用多路径传播来增强通信性能(即，提高的信号质量和可靠性)成为可能。这已经成为实现关于2G和3G通信标准的高数据速率通信的公知和常用的解决方案。对于室内无线应用如路由器装置而言，外部偶极子天线和单极子天线被广泛使用。在这种情况下，高增益、全向偶极子阵列天线和共线天线最受欢迎。对于室外移动装置如汽车顶部天线系统而言，棒状天线、薄膜天线以及PIFA(平面倒F型天线)尤其受欢迎。然而，市场上很少有具有MMO能力的便携式装置。其主要原因在于，当在便携式装置中聚集若干辐射体时，给天线分配的小空间限制了在每个辐射体之间提供足够隔离的能力。
[0003]用于4G LTE (长期演进)系统的车载MMO天线的挑战甚至会更大，部分原因是由于期望的天线的新形状(诸如“鲨鱼鳍”天线和平面顶部安装式共形天线)，以及部分原因是由于较高的性能要求，而最严苛的要求是需要工作频带之间至少20dB的隔离。根据最新的LTE MIMO天线要求，LTE硬件装置应当支持在13个频带上工作的用于LTE 3G的一个发射器和两个接收器。更具体地，该装置应当具有用于发送和接收功能的初级天线(PA)和用于MMO/接收分集功能的次级天线(SA)。
[0004]申请人已经在W02012/072969中描述了第一可重配置MMO天线。描述了以下实施方式:天线包括位于PCB的第一端部的平衡天线和位于PCB的相对的第二端部的双端口底盘天线。然而，在某些应用中，这种构造可能不是理想的或者甚至是不实用的，因为它需要两个分开的区域以设置每个天线。然而，选择该间隔以在每个天线结构之间提供足够的隔离。
[0005]因此，本发明旨在提供一种有助于解决上述问题的用于车辆的可重配置MMO (多输入多输出)天线。
【发明内容】
[0006]根据本发明的第一方面，当中提供了一种用于车辆的可重配置MMO(多出入多输出)天线，该天线包括:安装在支撑基板上的平衡天线和非平衡天线；其中，平衡天线和非平衡天线被定位成朝向基板的同一端部，并且其中，该基板包括大致三角形平面元件。
[0007]因此，本发明的实施方式提供一种可重配置天线，其能够被定位在大致三角形的支撑基板(例如，PCB)的一端，因此该可重配置天线易于集成到任何传统的车顶安装式天线罩，诸如“鲨鱼鳍”设计中。例如，当与W02012/072969中的可重配置MMO天线相比较时，该天线本身可以具有小且低的外形，并且制造相对便宜。该天线还可以提供高性能(即，良好的效率和增益)、宽的频率覆盖范围以及每个辐射体之间的高隔离度。
[0008]非平衡天线可以被安装为使得该非平衡天线基本上垂直于三角形平面元件延伸。在这种情况下，非平衡天线可以被设置在基本上垂直于三角形平面元件延伸的第二基板上。第二基板可以呈四分之一椭圆的形状并且具有弯曲顶面和垂直端面，并且第二基板与平衡天线一样，可以被定位成朝向基板的同一端部。
[0009]可替选地，非平衡天线可以被安装为使得该非平衡天线基本上平行于三角形平面元件延伸。
[0010]非平衡天线可以位于平衡天线的大致中央处。
[0011]三角形平面元件可以包括底边和长度基本上相等的两条侧边。
[0012]平衡天线和非平衡天线可以被定位成朝向三角形平面元件的底边。
[0013]基板还可以包括被定位成与三角形平面元件的底边相邻的大致矩形平面元件。
[0014]平衡天线可以包括两个对称地布置的臂。每个臂可以包括朝向内的L形平面元件。在具体的实施方式中，每个臂可以为支架形(例如，每个臂具有至少一个垂直元件)。可替选地，平衡天线可以由印刷偶极子构成。
[0015]在每个臂包括朝向内的L形平面元件的情况下，该L形元件可以符合基板的形状。例如，当平衡天线被设置在矩形平面元件上时，每个L形元件具有90度的内角。然而，当平衡天线被设置在三角形平面元件上时，每个L形元件具有小于90度的内角。
[0016]平衡天线和/或非平衡天线可以是非谐振的。例如，非平衡天线可以包括相对于接地面而被馈电的非谐振元件，其中该接地面由基板或第二基板形成或在基板或第二基板上形成。与之相比，平衡天线可以相对于自身而被馈电。
[0017]天线还可以包括被布置成将平衡天线和/或非平衡天线调谐至期望的工作频率的一个或更多个匹配电路。例如，天线可以被配置成覆盖下述频带中的一个或更多个:DVB-H 频带、GSM710 频带、GSM850 频带、GSM900 频带、GSM1800 频带、PCS1900 频带、SDARS频带、GPS1575频带、UMTS2100频带、Wifi频带、蓝牙频带、LTE频带、LTA频带和4G频带。
[0018]在某些实施方式中，非平衡天线(例如，非谐振元件)可以被定位成:与平衡天线的至少一部分相邻；至少部分地被平衡天线的至少一部分包围；在平衡天线的至少一部分的覆盖区内；或者与平衡天线的至少一部分横向对齐。
[0019]平衡天线和非平衡天线可以配备基本上位于中央的馈电线。这有利于保证天线具有尚性能。
[0020]支撑基板和第二基板可以由印刷电路板(PCB)构成。
[0021]非平衡天线可以包括被蚀刻在基板上的至少一部分。可替选地，非平衡天线可以包括被设置在单独结构(例如，第二基板)上的至少一部分，其中所述单独结构被附接到基板上。
[0022]不对非平衡天线的形状和构造进行特殊限制，并且可以针对具体应用和/或期望的性能准则来设计非平衡天线的形状和构造。类似地，不对平衡天线的形状和构造进行特殊限制，并且可以针对具体应用和/或期望的性能准则来设计平衡天线的形状和构造。
[0023]在一个实施方式中，非平衡天线可以为矩形。在另一实施方式中，非平衡天线可以为支架形，例如具有基本上平行于基板(或第二基板)的第一元件以及基本上垂直于基板(或第二基板)的第二元件。
[0024]平衡天线可以位于基板上方或者基板周围(即，基板外部)。在某些实施方式中，基板可以包括位于平衡天线下方的切口。
[0025]平衡天线和非平衡天线可以被设置在基板的相对表面上(虽然仍位于基板的同一端)。在某些实施方式中，平衡天线和非平衡天线可以仅被基板的厚度横向分隔开。
[0026]基板(或者第二基板)可以具有印刷在其第一表面上的接地面。非平衡天线也可以被设置在第一表面上并且可以与接地面间隔开一间隙。
[0027]可以对于平衡天线和非平衡天线中的每一个设置多个匹配电路。通过对于平衡天线和/或非平衡天线选择不同的匹配电路能够获得不同的工作模式。可以设置开关，以选择用于特定工作模式的期望的匹配电路(即，特定的频带或波段)。
[0028]每个匹配电路可以包括至少一个可变电容器，以在特定频率范围上调谐相关平衡天线或相关非平衡天线的频率。可变电容器可以由具有开关、变抗器或MEM电容器的多个固定电容器构成。
[0029]可以将与非平衡天线相关联的匹配电路耦接至第一信号端口，并且可以将与平衡天线相关联的匹配电路耦接至第二信号端口。
[0030]每个信号端口和/或匹配电路可以与不同的极化相关联。例如，在期望的工作频率下，可以在每个端口 /匹配电路之间设置90度的相位差。
[0031]天线还可以包括连接至每个端口的控制系统，并且该控制系统包括用于选择期望的工作模式的控制装置。
[0032]基板可以具有任何合适的尺寸，并且在一个实施方式中，基板可以具有约0.5X 100X50mm2的表面积，使得其能够易于被容纳在传统的顶部安装式车辆天线罩内。应当理解，基板的厚度通常为几毫米厚(例如1mm、1.5mm、2mm或2.5mm)，但不限于此。
[0033]本发明的可重配置天线可以被配置为车顶安装式天线。
【附图说明】
[0034]现在将参考附图来描述本发明的某些实施方式，在附图中:
[0035]图1A示出了根据本发明的第一实施方式的天线的顶部透视图；
[0036]图1B示出了图1A中示出的天线的底部视图；
[0037]图