对于其用于传输和接收的天线方向图方向向上的那些天线元件，例如卫星广播和GPS，顶棚12的弯曲可不存在性能问题。此外，对于可以以相对较低的频率操作的那些基于地面的应用，例如蜂窝式电话，顶棚12的弯曲对阻碍天线的辐射方向图具有较小的影响。但是，对于以相对较高的频率(例如，用于V2X通信系统的5.9GHz)与处于相同道路上的以及沿道路的基础设施上的其它车辆通信的那些天线，例如WiFi天线和DSRC天线，弯曲的车辆顶棚12能够降低天线沿车辆10的前向方向的辐射影响，这能够存在性能问题。应当注意的是，DSRC协议也称为IEEE 802.llp，其是IEEE 802.11 “WiFi”无线协议的一部分。虽然在本文中本发明被讨论为特定地采用DSRC(IEEE 802.1lp)协议，但本发明并不限于该特定的无线协议，并且确实具有用于其它IEEE 802.1lffiFi协议的应用。
[0045]图2是安装到车辆的顶板32的天线组件30的侧视图，其中，天线组件30相对于车辆的前向方向以一定的角度(例如70° )向后成角度倾斜。天线组件30使用例如定位在顶板32之外的垫片36、O型环或垫圈38以及定位在车辆的顶板32内的紧固螺母40来安装在顶板32中的开口 34内，如图所示。天线组件30包括与垫片36相邻地安装的基部50以及与垫片36相反地安装到基部50的较宽的杆部52，如图所示。较窄的杆部54与基部50相反地安装到较宽的杆部52，并且末端部56与较宽的杆部52相反地安装到较窄的杆部54。
[0046]天线组件30包括适当地构型和定位成接收和传输用于特定应用的期望波长的信号的若干个天线元件。例如，基部50收容用于蜂窝式电话天线元件、GPS天线元件、卫星广播天线元件等的任何组合的一个或多个辐射天线元件，所述天线元件全部可以是例如支持用于应用的特定频带的贴片式(patch type)天线元件。在一个非限制性实施例中，较宽的杆部52收容用于数字音频广播(DAB)信号的合适长度的DAB天线元件，例如可在欧洲使用的DAB天线元件。较窄的杆部54包围用于AM和/或FM地面无线电广播的合适长度的杆式天线元件，例如单极天线或偶极天线。末端部56收容WiFi天线元件，例如DSRC天线元件，并且因此在顶板32之上延伸得足够高，使得对合理地弯曲的车辆顶棚而言，所述DSRC天线元件从车辆的前部是可见的。在一个替代实施例中，DAB天线元件能够被放置在AM/FM天线元件的顶部上，使得它与DSRC天线元件相邻。
[0047]应当注意的是，本发明的天线组件在本文中被讨论为安装到车辆顶棚。但是，杆式天线有时被安装到其它车辆结构，例如车辆保险杠。本发明将具有用于安装到各种车辆结构的其它类型的杆式天线的应用，其中，DSRC天线被安装在较宽的杆部52或较窄的杆部54内。
[0048]天线元件被合适地封装和构型在天线组件30内以及用于特定应用的外壳体内。每个天线元件都将被电耦接到适合的导体，使得用于传输的信号被提供给特定的天线元件，并且通过特定的天线元件接收的信号被传送到接收器(未示出)。例如，连接器组件60被提供用于DAB天线元件，连接器组件62被提供用于AM/FM天线元件，并且连接器组件64被提供用于DSRC天线元件。尽管未明确地示出，但还将提供用于蜂窝式电话天线元件、GPS天线元件和卫星广播天线元件中的任何或全部天线元件的连接。连接器66也被用于给例如用于AM/FM天线元件的低噪声放大器(LNA)(未示出)提供电压电位。还可以提供附加的同轴电缆和/或同轴线用于其它的无线服务，例如GPS和/或SiriusXM?卫星广播。
[0049]各种DSRC和WiFi技术实施多个天线在本领域中是已知的。这样的天线能够支持附加的无线电或为单无线电提供冗余的分集能力。除上文中讨论的天线外，天线组件30还能够支持用于这些目的的副天线元件或分集式天线元件。分集式DSRC/WiFi天线元件或副DSRC/WiFi天线元件能够位于基部50、较宽的杆部52和较窄的杆部54中的任何一者中。能够从分集式天线元件或副天线元件提供单独的同轴电缆(未示出)给单独的无线电或者给DSRC无线电的副天线输入或分集式天线输入。对DSRC无线电的副输入还能够被用于DSRC系统的非安全信道，而主天线元件专用于DSRC系统的安全专用(safety only)信道。
[0050]用于DSRC无线电的分集式天线元件或副天线元件也能够被用于传输模式中，其中，副天线元件被用于填补可因主天线元件的辐射限制而存在的辐射间隙(radiat1ngap)。两个天线元件的组合使DSRC系统能够优化辐射功率电平，同时满足所有的性能需求。
[0051]WiFi天线元件或主DSRC天线元件和副DSRC天线元件能够是用于本文所讨论的目的的任何合适的天线元件，例如以5.9GHz操作用于V2X通信系统的天线元件。图3是适于DSRC天线元件的同轴套筒天线70的侧视图，其中，天线70将被安装在末端部56内。天线70包括安装到天线基部支架74的同轴电缆72，其中，电缆72包括外导体76和从支架74延伸的内导体78，如图所示。从支架74延伸的内导体78的长度形成天线70的辐射元件，并且被设定成用于所关注的特定频带的期望的长度。
[0052]如本领域技术人员将会很好地理解的，为了描述本发明而在本文中讨论的若干和各种的步骤和过程，可以表示通过计算机、处理器或使用电现象操纵和/或变换数据的其它电子计算装置来执行的操作。那些计算机和电子装置可以采用各种易失性和/或非易失性的存储器，包括具有存储于其上的可执行程序的非临时性计算机可读介质，所述可执行程序包括能够通过计算机或处理器执行的各种代码或可执行指令，其中，存储器和/或计算机可读介质可以包括所有形式和类型的存储器和其它计算机可读介质。
[0053]前述讨论仅仅公开和描述了本发明的示例性实施例。通过这样的讨论以及通过附图和权利要求，本领域技术人员将会容易地认识到，能够在其中做出各种改变、修改和变型，而不脱离在所附权利要求中限定的本发明的精神和范围。
【主权项】
1.一种可操作来安装到结构的天线组件，所述天线组件包括: 构型成与所述结构相邻地安装的基部； 包括安装到所述基部的下端和与所述基部相反的上端的杆，所述杆包括至少AM和/或FM天线元件；以及 与所述基部相反地耦接到所述杆的末端部，所述末端部包括主WiFi天线元件。2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述主WiFi天线元件为专用短程通信系统天线元件。3.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述主WiFi天线元件为IEEE802.11协议的天线元件。4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述主WiFi天线元件为IEEE802.1lp协议的天线元件。5.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述主WiFi天线元件为同轴套筒天线元件。6.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述基部包括至少一个天线元件。7.根据权利要求6所述的天线组件，其特征在于，所述基部包括多个天线元件。8.根据权利要求7所述的天线组件，其特征在于，所述多个天线元件包括蜂窝式电话天线元件、卫星广播天线元件、GPS天线元件以及副WiFi天线元件中的一个或多个。9.一种可操作来安装到车辆的顶板的天线组件，所述天线组件包括: 构型成与所述顶板相邻地安装的基部，其中，所述基部包括多个天线元件，所述多个天线元件包括蜂窝式电话天线元件、卫星广播天线元件、GPS天线元件和分集式天线元件中的一个或多个； 包括安装到所述基部的下端和与所述基部相反的上端的杆，所述杆包括至少AM和/或FM天线元件；以及 与所述基部相反地耦接到所述杆的末端部，所述末端部包括专用短程通信系统天线元件。10.一种天线组件，包括: 构型成与顶板相邻地安装的基部，所述基部包括多个天线元件，所述多个天线元件包括蜂窝式电话天线元件、卫星广播天线元件和GPS天线元件中的一个或多个； 包括安装到所述基部的下端和与所述基部相反的上端的杆，所述杆包括具有AM/FM天线元件的第一杆部和具有数字音频广播天线元件的第二杆部；以及 与所述基部相反地耦接到所述杆的末端部，所述末端部包括主专用短程通信系统天线元件。
【专利摘要】本发明涉及一种共线的AM/FM和专用短程通信天线。更具体而言，本发明涉及一种用于车辆的天线组件，其包括用于AM/FM信号的AM/FM杆式天线元件以及定位在杆的末端处的WiFi或DSRC天线元件，其中，所述天线组件被安装到车辆顶棚，并且其中，所述WiFi或DSRC天线元件在车辆的车顶线之上延伸。
【IPC分类】H01Q1/12
【公开号】CN105048054
【申请号】CN201510250882
【发明人】T·J·塔尔蒂, D·K·格林, D·S·卡珀
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月4日
【公告号】US20150318605