全向天线系统的制作方法

文档序号:12276162阅读:409来源:国知局
全向天线系统的制作方法与工艺

本公开一般地涉及天线,更具体地,涉及一种例如用于航空运载工具的定相全向天线系统。



背景技术:

许多现代运载工具利用天线系统来发射和/或接收无线电通信。通常,天线被安装(例如,固定至)运载工具的外部。为了提供期望的通信覆盖,天线可能经受具体大小和位置约束。

在航空运载工具中,天线的具体类型和/或天线位置必须考虑诸如环境暴露(例如,气流、积冰、雷击敏感性等)、结构和覆盖要求(例如,机身遮蔽、离地间隙、天线群集等)和/或空气动力效应(例如,重量、风阻等)的各种因素。外部安装天线的一个方法是用安装至运载工具的外部的天线罩(radome)覆盖天线。虽然天线罩可以减少空气动力效应中的一些和/或天线的环境暴露,但是天线罩的利用增加天线系统的复杂性、重量和成本。

鉴于这些因素,找到用于将天线安装在航空运载工具的外面的适当位置可能是困难的。作为一个具体示例,并且在直升飞机的情况下,找到天线将不干扰直升飞机的旋翼、稳定装置(或尾翼stabilizer)或控制面的在直升飞机主体的外面用于安装天线的适当位置可能是更困难的。与其它结构比,航空运载工具的具体结构可以尤其针对诸如高频(“HF”)、甚高频(“VHF”)和/或超高频(“UHF”)的较长波长提供用于嵌入共形天线的更有吸引力的位置。

因此,本领域技术人员在用于航空运载工具的天线系统的领域中继续研究和开发努力。



技术实现要素:

在一个示例中,所公开的天线系统可以包括:第一天线;以及第二天线,该第二天线与所述第一天线相对,其中,所述第一天线和所述第二天线被配置为提供全向覆盖。

在另一示例中,所公开的天线系统可以包括:结构,该结构包括第一端以及与该第一端相对的第二端;第一天线,该第一天线耦接至所述结构的所述第一端;以及第二天线,该第二天线耦接至所述结构的所述第二端,其中,所述第一天线和所述第二天线被配置为提供全向覆盖。

在又一示例中,所公开的用于提供天线系统的全向覆盖的方法可以包括以下步骤:(1)提供第一天线,该第一天线包括第一辐射图案,该第一辐射图案包括第一零点(null);(2)提供与所述第一天线相对的第二天线,该第二天线包括第二辐射图案,该第二辐射图案包括第二零点;(3)用所述第二辐射图案填充所述第一零点;以及(4)用所述第一辐射图案填充所述第二零点。

此外,本公开包括根据以下条款的示例:

条款1.一种天线系统,该天线系统包括:第一天线;以及第二天线,该第二天线与所述第一天线相对,其中,所述第一天线和所述第二天线被配置为提供全向覆盖。

条款2.根据条款1所述的天线系统,其中:所述第一天线包括第一辐射图案并且所述第二天线包括第二辐射图案,所述第一辐射图案包括第一零点并且所述第二辐射图案包括与所述第一零点相对的第二零点,以及所述第一辐射图案填充所述第二零点并且所述第二辐射图案填充所述第一零点。

条款3.根据条款2所述的天线系统,其中,所述第一天线和所述第二天线被定相以防止来自所述第一辐射图案和所述第二辐射图案的相互作用的相消干扰。

条款4.根据条款1所述的天线系统,其中,所述第一天线和所述第二天线被各自配置为在第一频带内操作。

条款5.根据条款4所述的天线系统,其中,所述第一天线和所述第二天线中的至少一个还被配置为在第二频带内操作,并且其中,所述第二频带和所述第一频带是不同的。

条款6.根据条款1所述的天线系统,其中,所述第一天线包括多个第一天线元件,所述第一天线元件中的至少两个各自包括被配置为在第一频带内操作的第一长度,所述第二天线包括多个第二天线元件,并且所述第二天线元件中的至少两个各自包括被配置为在所述第一频带内操作的所述第一长度。

条款7.根据条款6所述的天线系统,其中:所述第一天线元件中的各个元件通过介电材料与所述第一天线元件中的另一元件物理上分开,并且所述第二天线元件中的每一个通过所述介电材料与所述第二天线元件中的另一元件物理上分开。

条款8.根据条款6所述的天线系统,其中,所述第一天线元件和所述第二天线元件中的至少一个包括被配置为在第二频带内操作的第二长度,并且其中,所述第二频带和所述第一频带是不同的。

条款9.根据条款8所述的天线系统,其中,所述第一天线元件和所述第二天线元件中的至少一个包括被配置为在第三频带内操作的第三长度,并且其中,所述第三频带、所述第一频带和所述第二频带是不同的。

条款10.一种天线系统,该天线系统包括:结构,该结构包括第一端以及与该第一端相对的第二端;第一天线,该第一天线耦接至所述结构的所述第一端;以及第二天线,该第二天线耦接至所述结构的所述第二端,其中,所述第一天线和所述第二天线被配置为提供全向覆盖。

条款11.根据条款10所述的天线系统,其中:所述第一天线包括第一辐射图案并且所述第二天线包括第二辐射图案,所述结构在所述第一辐射图案中创建第一零点并且在所述第二辐射图案创建第二零点,以及所述第一辐射图案填充所述第二零点并且所述第二辐射图案填充所述第一零点。

条款12.根据条款11所述的天线系统,其中,所述第一天线和所述第二天线被定相以防止来自所述第一辐射图案和所述第二辐射图案的相互作用的相消干扰。

条款13.根据条款12所述的天线系统,其中,所述第一天线包括多个第一天线元件,所述第一天线元件中的至少两个各自包括被配置为在第一频带内操作的第一长度,所述第二天线包括多个第二天线元件,并且所述第二天线元件中的至少两个各自包括被配置为在所述第一频带内操作的所述第一长度。

条款14.根据条款13所述的天线系统,其中:所述第一天线元件被嵌入在第一复合材料铺层之间以形成第一天线结构,所述第二天线元件被嵌入在第二复合材料铺层之间以形成第二天线结构,并且所述第一复合材料铺层和所述第二复合材料铺层包括低介电材料。

条款15.根据权利要求14所述的天线系统,其中,所述第一天线结构是布置在航空运载工具的前缘处的第一整流罩(fairing),并且其中,所述第二天线结构是布置在航空运载工具的尾缘处的第二整流罩。

条款16.根据条款13所述的天线系统,其中,所述第一天线元件和所述第二天线元件中的至少一个包括被配置为在第二频带内操作的第二长度,并且其中,所述第二频带和所述第一频带是不同的。

条款17.根据条款16所述的天线系统,其中,所述第一天线元件和所述第二天线元件中的至少一个包括被配置为在第三频带内操作的第三长度,并且其中,所述第三频带、所述第一频带和所述第二频带是不同的。

条款18.一种用于提供天线系统的全向覆盖的方法,该方法包括以下步骤:提供第一天线,该第一天线包括第一辐射图案,该第一辐射图案包括第一零点;提供与所述第一天线相对的第二天线,该第二天线包括第二辐射图案,该第二辐射图案包括第二零点;用所述第二辐射图案填充所述第一零点;以及用所述第一辐射图案填充所述第二零点。

条款19.根据条款18所述的方法,该方法还包括以下步骤:使所述第一天线和所述第二天线定相以防止来自所述第一辐射图案和所述第二辐射图案的相互作用的相消干扰。

条款20.根据条款19所述的方法,该方法还包括以下步骤:提供结构,所述结构包括第一端以及与该第一端相对的第二端;将所述第一天线耦接至所述结构的所述第一端;将所述第二天线耦接至所述结构的所述第二端,其中:所述结构创建所述第一零点和所述第二零点,所述第一天线和所述第二天线被各自配置为在第一频带内操作,所述第一天线元件和所述第二天线元件中的至少一个还被配置为在第二频带内操作,并且所述第二频带和所述第一频带是不同的。

所公开的系统和方法的其它示例从以下详细描述、附图和所附权利要求将变得显而易见。如本文所使用的,除非所公开的具体示例不兼容,否则它们可以是指相同或另选的示例。

附图说明

图1是所公开的天线系统的一个示例的示意框图;

图2是图1的天线系统的一个示例的示意平面图;

图3是图1的天线系统的一个示例的示意侧视图;

图4是图1的天线系统的一个示例的示意侧视图;

图5是图1的天线系统的一个示例的示意侧视图;

图6是图1的天线系统的一个示例的示意侧视图;

图7是天线系统的一个示例的示意框图;

图8是图1的运载工具的一个示例的示意立体图;

图9是图1的结构的一个示例的示意侧视图;

图10是图1的结构(第一整流罩和第二整流罩)的一个示例的分解示意侧视图;

图11是图1的结构和整流罩的一个示例的部分示意立体图;

图12是图11的第一整流罩支架的一个示例的示意立体图;

图13是图11的第二整流罩支架的一个示例的示意立体图;

图14是图1的结构的一个示例的示意侧视图;

图15是图14的天线结构的一个示例的示意立体图;

图16是图15的天线元件的端部的一个示例的示意前侧视图;

图17是所公开的用于提供图1的天线系统的全向覆盖的方法的一个示例的流程图;

图18是航空运载工具生产与服务方法学的框图;以及

图19是航空运载工具的示意例示。

具体实施方式

以下详细描述参照例示了本公开的具体示例的附图。具有不同结构和操作的其它示例不脱离本公开的范围。相同的附图标记可以在不同的附图中是指同一元件或部件。

在以上参照的图1、图7和图19中,连接各种元件和/或部件的实线(若有的话)可以表示机械、电气、流体、光学、电磁和/或其它耦接和/或其组合。如本文所使用的,“耦接”意指直接以及间接关联。例如,构件A可以与构件B直接关联,或者可以例如经由另一元件C与其间接关联。应当理解,不必表示各种公开的元件之间的所有关系。因此,除框图所描绘的那些以外的耦接也可能存在。连接标明各种元件和/或部件的块的虚线(若有的话)表示在功能和目的方面与由实线表示的那些相似的耦接;然而,由虚线表示的耦接可以被选择性地提供或者可以涉及本公开的另选的示例。同样地,用虚线表示的元件和/或部件(若有的话)指示本公开的另选的示例。可以在不脱离本公开的范围的情况下从具体示例中省去用实线和/或虚线所示的一个或多个元件。本领域技术人员将了解,即使未在本文中显式地例示这样的一个或多个组合,也可以按照各种方式组合图1、图7和图19所例示的特征中的一些,而无需包括图1、图7和图19所描述的其它特征、其它附图和/或随附公开。类似地,不限于所呈现的示例的另外特征可以与本文所示出和描述的特征中的一些或全部组合。

在图17和图18中,参照上文,块可以表示操作和/或其部分并且连接各个块的线不暗示操作或其部分的任何具体顺序或依赖。由虚线表示的块指示另选的操作和/或其部分。连接各个块的虚线(若有的话)表示操作或其部分的另选依赖。应当理解,并非各种公开的操作之间的所有依赖被必定表示。图17和图18以及描述本文所阐述的方法的操作的随附公开不应该被解释为必定确定操作将被执行的顺序。相反,尽管指示了一个例示性顺序,但是应当理解,可以在适当时修改操作的顺序。因此,可以按照不同顺序或者同时执行具体操作。另外,本领域技术人员将了解,不需要执行所描述的所有操作。

在本文中对“示例”的参照意味着连同该示例一起描述的一个或更多个特征、结构或特性被包括在至少一个示例或实施方式中。在本说明书中的各个地方中的短语“一个示例”或“另一示例”可以指或者可以不指同一示例。

参照图1和图2,公开了通常被标明为100的天线系统的一个示例。天线系统100可以被配置为提供全向覆盖。天线系统100可以包括第一天线102以及与第一天线102相对的第二天线104。可以使第一天线102和第二天线104对齐。第一天线102和第二天线104可以被配置为提供电磁辐射106(例如,无线电波)的全向覆盖。第一天线102和第二天线104可以是被配置为发射和/或接收电磁辐射106(例如,无线电波)的任何适合类型的天线(例如,单元件天线结构或多元件天线组件)。

除非另外指示,否则术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等在本文中仅被用作标签,而不旨在将顺序、位置或层次要求强加于这些术语参照的项。此外,对“第二”项的参照不要求或者排除编号更低的项(例如,“第一”项)和/或编号更高的项(例如,“第三”项)的存在。

作为一个示例,第一天线102和/或第二天线104可以被配置为提供单频带辐射(例如,一个频带)。作为一个通常的非限制性示例,第一天线102和/或第二天线104可以是单元件天线。作为一个非限制性示例,第一天线102和/或第二天线104可以是偶极天线。作为另一非限制性示例,第一天线102和/或第二天线104可以是单极天线。作为另一非限制性示例,第一天线102和/或第二天线104可以是缝隙天线。作为又一非限制性示例,第一天线102和/或第二天线104可以是背腔式天线(例如,背腔式缝隙天线、背腔式螺旋天线、背腔式扁平天线等)。

作为另一示例,并且如将在本文中更详细地描述的,第一天线102和/或第二天线104可以被配置为提供多频带辐射(例如,两个或更多个频带)。作为一个通常的非限制性示例,第一天线102和/或第二天线104可以是多元件天线。作为一个非限制性示例,第一天线102和/或第二天线104可以是支柱单极(例如,扁平)天线的堆叠阵列。作为另一非限制性示例,第一天线102和/或第二天线104可以是套筒单极天线。作为另一非限制性示例,第一天线102和/或第二天线104可以是螺旋天线。作为另一非限制性示例,第一天线102和/或第二天线104可以是天线(例如,扁平天线)的偶极阵列。作为又一非限制性示例,第一天线102和/或第二天线104可以是多臂螺旋天线。

作为一个示例,第一天线102和第二天线104可以具有垂直定向,例如,以提供无线电波的垂直极化(例如,用于无线电发射和/或接收)。作为另一示例,第一天线102和第二天线104可以具有水平定向,例如,以提供无线电波的水平极化(例如,用于电视发射和/或接收)。作为又一示例,第一天线102和第二天线104可以具有垂直定向和水平定向,例如,以提供无线电波的圆极化。还设想了第一天线102和第二天线104的其它定向,并且本领域技术人员将认识到,第一天线102和第二天线204的具体定向可以是应用特定的。

参照图2,并且参照图1,第一天线102可以包括(例如,被配置为提供)第一辐射图案114。第二天线104可以包括(例如,被配置为提供)第二辐射图案116。第一辐射图案114可以包括第一零点118(例如,第一零点118可以位于第一辐射图案114内)。第二辐射图案116可以包括第二零点120(例如,第二零点120可以位于第二辐射图案116内)。第一辐射图案114和第二辐射图案116可以彼此补充以提供全向辐射图案。作为一个示例,在第一天线102和第二天线104的操作期间,第一辐射图案114可以填充第二零点120并且第二辐射图案116可以填充第一零点118以提供全向辐射图案。因此,作为一个示例,全向辐射图案可以是包括第一辐射图案114和第二辐射图案116的和的合成图案。

参照图2,并且参照图1,第一天线102和第二天线104可以被布置在结构108上。作为一个示例,第一天线102和第二天线104可以耦接至结构108。作为另一示例,第一天线102和第二天线104可以被嵌入在例如结构108的一部分内。作为另一示例,第一天线102和/或第二天线104可以是共形天线。作为一个示例,第一天线102和/或第二天线104可以被配置为符合或者遵循某个规定形状,例如,结构108的一部分的形状。

结构108可以使第一天线102和第二天线104分开。作为一个示例,结构108可以包括第一端110、与第一端相对的第二端112、在第一端110与第二端112之间延伸的第一侧122以及与第一侧122相对的在第一端110与第二端112之间延伸的第二侧124。第一天线102可以被布置在结构108的第一端110处。第二天线104可以被布置在结构108的第二端112处。第一端110与第二端112之间的直线尺寸可以限定第一天线102与第二天线104之间的分开距离S。

参照图3,并且参照图2,结构108或其一部分可以作为天线罩以覆盖并且/或者保护第一天线102(例如,第一天线元件140)和/或第二天线104(例如,第二天线元件142)。

第一辐射图案114中的第一零点118以及第二辐射图案116中的第二零点120可以由结构108创建。作为一个示例,例如由位于第一天线102与第二天线104之间的结构108创建的结构108的遮蔽可以创建第一零点118和第二零点120。由结构108创建的遮蔽的量(例如,第一零点118和第二零点120的大小)可能取决于例如结构108的宽度W(例如,结构108的第一侧122与第二侧124之间的直线尺寸)和/或第一天线102和/或第二天线104的操作的波长。在第一天线102和第二天线104的操作期间,第一辐射图案114可以在由结构108创建的阴影内辐射(例如,以填充第二零点120)并且第二辐射图案116可以在由结构108创建的阴影内辐射(例如,以填充第一零点118)以提供全向辐射图案,进而,说明结构108的遮蔽。

第一天线102的第一辐射图案114以及第二天线104的第二辐射图案116可以具有重叠的区域。作为一个示例,而不限于任何具体理论,在重叠的区域中(例如,在存在大约180度的相位差的情况下),辐射图案可以在被称为远场图案相消干扰的现象中消除。为了减少这个效应,可以确定辐射图案的相位(定相)以将它们相互抵消的区域移动到不太可能相互抵消并且/或者不太可能对无线电波的发射有影响的角度的范围。通常,这些区域在第一天线102的第一辐射图案114以及第二天线104的第二辐射图案116具有明显不等量级的地方,使得在这些相位相反的情况下添加它们不导致相互抵消。

为了考虑潜在的相消干扰,可以使第一天线102和第二天线104定相以例如在未被结构108遮蔽(例如阻挡)的区域中防止第一辐射图案114和第二辐射图案116的异相重叠。使第一天线102和第二天线104定相可以防止二次(例如,干扰)零点(未例示)例如从结构108的第一侧122和第二侧124向外形成。作为一个示例,可以使第一天线102和第二天线104定相以防止来自第一辐射图案114和第二辐射图案116的相互作用的相消干扰。作为一个示例,可以使第一天线102和第二天线104定相以将第一辐射图案114和第二辐射图案116的相消远场干扰(例如,由第一辐射图案114和第二辐射图案116异相加在一起的重叠而导致)导向第一零点118和/或第二零点120中的一个。

本领域技术人员将认识到,相消干扰的量可以由例如结构108的宽度W(例如,厚度)至少部分地规定。作为一个示例,随着结构108的宽度W增加(例如,随着第一侧122与第二侧124之间的直线距离增加),第一辐射图案114和第二辐射图案116的重叠的区域可能减小。

来自第一辐射图案114和第二辐射图案116的相互作用的相消干扰存在,并且适当地减少相消干扰所需要的定相的量可以根据例如具体应用、结构108的大小和形状(例如,结构108的宽度W)、操作的波长、天线的类型(例如,元件类型、物理尺寸和/或布局)、第一辐射图案114的形状、第二辐射图案116的形状和/或第一天线102与第二天线104之间的分开距离S而变化。

作为非限制性示例,可以分析地、根据测量结果凭经验地或者根据模拟参数化确定适当地减少相消干扰所需的第一辐射图案114与第二辐射图案116之间的相位差(例如,时间延迟)的量。

通常参照图1,天线系统100可以包括移相器126。移相器126可以耦接至第一天线102和第二天线104,例如,在第一天线102及第二天线104和无线电组件134之间。移相器126可以被配置为在期望的方向上设置第一天线102和第二天线104的有效辐射图案并且/或者在第一辐射图案114与第二辐射图案116之间引入时间延迟。

本领域技术人员将认识到,可以利用不同类型的移相器126和/或可以利用各种技术来根据例如天线系统100的配置、结构108的配置(例如,大小和/或形状)等来使第一天线102(例如,第一辐射图案114)和第二天线104(例如,第二辐射图案116)定相。

参照图1,作为一个示例,移相器126可以包括第一馈电线128和第二馈电线130。第一馈电线128可以耦接在第一天线102与无线电组件134之间。第二馈电线130可以耦接在第二天线104与无线电组件134之间。第一馈电线128和/或第二馈电线130可以包括能够从发射机向天线发射射频(“RF”)信号的任何适合的导体。作为一个非限制性示例,第一馈电线128和/或第二馈电线130可以包括具有被配置为分别耦接至第一天线102和第二天线104的连接器(例如,Threaded Neill-Concelmen(“TNC”)连接器)的同轴电缆。

作为一个示例,可以通过包括不同长度的第一馈电线128和第二馈电线130来实现适当的相移。作为一个示例,第一馈电线128可以包括第一长度l1并且第二馈电线130可以包括第二长度l2。第一馈电线128的第一长度l1以及第二馈电线130的第二长度l2可以是不同的。作为一个示例,第一馈电线128的第一长度l1可以大于(例如,长于)第二馈电线130的第二长度l2。作为另一示例,第二馈电线130的第二长度l2可以大于(例如,长于)第一馈电线128的第一长度l1。

不限于任何具体理论,人们当前认为,在实现辐射从同一无线电发射机发射的无线电波的两个天线的辐射图案之间的相移(例如,时间延迟)时不同的馈电线的具体长度是一个因素。因此,通过使第一馈电线128的第一长度l1和第二馈电线130的第二长度l2不同,例如,针对由操作的波长以及第一长度l1和第二长度l2的差所确定的有限范围的频率,可以实现适当量的相位差以减少相消干扰。

馈电线的长度(例如,第一馈电线128的第一长度l1和第二馈电线130的第二长度l2)与定相之间的关系通常可以由下式限定:

D=R×T (式1)

其中,D是由馈电线的长度限定的无线电发射机与天线之间的距离,R是由RF信号通过馈电线的速度限定的射频(“RF”)信号的速率,并且T是限定实现适当的(或期望的)定相所期望的时间延迟的时间。

因此,在期望的相移(例如,时间延迟)被确定时,可以确定第一馈电线128和第二馈电线130中的每一个的长度。因此,第一馈电线128的第一长度l1与第二馈电线130的第二长度l2之间的差可以基于第一天线102与第二天线104之间的预先确定的(例如,期望的)相位关系。

本领域技术人员将认识到,R可以由包括但不限于被用作馈电线的导体的类型和/或所使用的具体馈电线的速度因素(例如,作为光在真空中的速度的一小部分的已知常数)的各种因素来规定。

本领域技术人员还将认识到,除本文所描述的那些因素以外的因素可以被用来建立馈电线的长度与两个天线的定相之间的关系,以便确定辐射从同一无线电发射机发射的无线电波的两个天线的辐射图案之间的适当的相移。

利用使馈电线的长度不同(例如,第一馈电线128具有第一长度l1并且第二馈电线130具有与第一长度l1不同的第二长度l2)来实现第一天线102和第二天线104的适当的或期望的定相由于这种配置的简单性、相对较低的成本和最小空间要求而与其它定相技术相比可能是有益的和/或有利的。

作为另一示例,移相器126可以包括耦接在第一天线102及第二天线104和无线电组件134之间的相移模块132。适当的移相可以由相移模块132实现。作为示例,相移模块132可以是有源移相器、无源移相器、模拟移相器、数字移相器等。相移模块132可以是耦接在无线电组件134与第一天线102及第二天线104之间的天线系统100的单独部件,如图1所例示的,或者相移模块132可以是无线电组件134的一部分。

这种布置可以使得天线系统100能够通过在两个不同的天线(例如,第一天线102和第二天线104)之上划分发射的第一频带136(例如,VHF高频带(例如,118-174MHz))功率并且/或者相互地组合从两个不同的天线接收的功率来克服遮蔽以提供全向覆盖。在VHF低频带中,例如,在结构108的宽度W是电学意义上小的(例如,在根据天线系统100的应用和/或结构108的通常的成形和/或材料组分而凭经验地确定的子波长方面)的情况下,例如在第一端110(例如,前缘)处的一个天线(例如,第一天线102)可能对于全向覆盖来说是足够的。作为一个示例,在宽度W小于波长在宽度上的十分之一的情况下,宽度W可以被认为是电学意义上小的。

参照图1,作为一个示例,第一天线102和第二天线104各自可以被配置为在第一频带136内操作。因此,第一天线102和第二天线104二者可以提供单频带辐射。第一天线102和第二天线104中的至少一个可以还被配置为在第二频带138内操作。第一频带136和第二频带138可以是不同的。因此,第一天线102和第二天线104中的至少一个可以提供单频带辐射,并且第一天线102和第二天线104中的至少一个可以提供多频带辐射。

如本文所使用的,“...中的至少一个”意指单个元件的任何组合或多个元件的任何组合。作为一个通常的示例,“元件X、元件Y和元件Z中的至少一个”可以包括仅元件X、仅元件Y、仅元件Z、元件X和元件Y的组合、元件X和元件Z的组合、元件Y和元件Z的组合或者元件X及元件Y和元件Z的组合。作为另一通常的示例,“X和Y中的至少一个”可以包括仅元件X、仅元件Y或元件X和元件Y的组合。作为一个具体示例,“第一天线和第二天线中的至少一个”可以包括仅第一天线、仅第二天线或者第一天线和第二天线二者。

虽然图1例示了第一天线102被配置为在第一频带136和第二频带138内操作(例如,提供多频带辐射)并且第二天线104被配置为在第一频带136内操作(例如,提供单频带辐射),但是本领域技术人员将认识到,这个配置可以是相反的。

作为另一示例(未例示),第一天线102和第二天线104各自可以被配置为在第一频带136内操作。第一天线102和第二天线104中的至少一个可以还被配置为在第二频带138内操作。第一天线102和第二天线104中的至少一个可以还被配置为在至少一个(例如,一个或更多个)另外的(例如,第三、第四等)频带(未例示)内操作。第一频带136、第二频带138以及至少一个的频带各自可以是不同的。因此,并且作为一个示例,第一天线102和第二天线104中的一个可以提供单频带辐射并且第一天线102和第二天线104中的一个可以提供多频带辐射。作为另一示例,第一天线102和第二天线104可以各自提供多频带辐射。

参照图3、图4、图5和图6,并且参照图1,作为一个示例,第一天线102可以包括多个第一天线元件140并且第二天线104可以包括多个第二天线元件142。作为一个非限制性示例,第一天线元件140中的各个元件和/或第二天线元件142中的各个元件可以包括支柱单极天线。作为一个通常的非限制性示例,第一天线元件140中的各个元件和/或第二天线元件142中的各个元件可以包括平面条形的导电(例如,金属)材料。作为一个具体非限制性示例,第一天线元件140中的各个元件和/或第二天线元件142中的各个元件可以包括扁平条形的导电箔。作为一个具体非限制性示例,第一天线元件140中的各个元件和/或第二天线元件142中的各个元件可以包括扁平条形的高度导电箔。作为一个具体非限制性示例,第一天线元件140中的各个元件和/或第二天线元件142中的各个元件可以包括扁平条形的铜箔。作为另一具体非限制性示例,第一天线元件140中的各个元件和/或第二天线元件142中的各个元件可以是诸如聚酰亚胺膜的基板上的蚀刻铜。作为另一具体非限制性示例,第一天线元件140中的各个元件和/或第二天线元件142中的各个元件可以包括导电漆或油墨的层。作为另一具体非限制性示例,第一天线元件140中的各个元件和/或第二天线元件142中的各个元件可以在适当的空间可用时包括偶极天线。在本文所提供的这些示例中的任一个中,可以根据具体应用来使第一天线元件140中的各个元件和/或第二天线元件142中的各个元件成形。

第一天线元件140中的至少两个可以各自包括第一长度L1并且被配置为在第一频带136(图3)内操作。第二天线元件142中的至少两个可以各自包括第一长度L1并且被配置为在第一频带136内操作。第一天线元件140和第二天线元件142中的至少一个可以包括第二长度L2并且被配置为在第二频带138(图1)内操作。可选地,至少一个另外的第一天线元件140和第二天线元件142可以包括另外的长度并且被配置为在另外的频带内操作。

作为一个通常的非限制性示例,并且如图3所例示的,第一天线元件140中的第一元件140a以及第一天线元件140中的第二元件140b可以包括第一长度L1并且被配置为在第一频带136内操作。第二天线元件142中的第一元件142a以及第二天线元件142中的第二元件142b可以包括第一长度L1并且被配置为在第一频带136内操作。第一天线元件140中的第三元件140c可以包括第二长度L2并且被配置为在第二频带138内操作。作为一个具体非限制性示例,第一天线元件140中的第一元件140a和第二元件140b以及第二天线元件142中的第一元件142a和第二元件142b的第一长度L1可以是在75MHz下波长的大约四分之一(1/4)。第一天线元件140中的第三元件140c的第二长度L2可以是在200MHz下波长的大约四分之一(1/4)。

因此,第一天线元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以提供第一天线102的单频带辐射(例如,在第一频带136下)。第二天线元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以提供第二天线104的单频带辐射(例如,在第一频带136下)。第一天线元件140中的第三元件140c可以提供第一天线102的另一单频带辐射(例如,在第二频带138下)。第一天线元件140中的第一元件140a、第二元件140b和第三元件140c的组合可以提供第一天线102的多频带辐射(例如,在第一频带136和第二频带138下)。

虽然图3例示了包括被配置为在第一频带136和第二频带138内操作(例如,提供多频带辐射)的三个第一天线元件140的第一天线102以及包括被配置为在第一频带136内操作(例如,提供单频带辐射)的两个第二天线元件142的第二天线104,但是还可以设想其它配置,例如,示例性配置可以是相反的。

作为另一具体非限制性示例,并且如图4所例示的,第一天线元件140中的第一元件140a以及第一天线元件140中的第二元件140b可以包括第一长度L1并且被配置为在第一频带136内操作。第二天线元件142中的第一元件142a以及第二天线元件142中的第二元件142b可以包括第一长度L1并且被配置为在第一频带136内操作。第一天线元件140中的第三元件140c可以包括第二长度L2并且被配置为在第二频带138内操作。第二天线元件142中的第三元件142c可以包括第二长度L2并且被配置为在第二频带138内操作。

因此,第一天线元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以提供第一天线102的单频带辐射(例如,在第一频带136下)。第二天线元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以提供第二天线104的单频带辐射(例如,在第一频带136下)。第一天线元件140中的第三元件140c可以提供第一天线102的另一单频带辐射(例如,在第二频带138下)。第二天线元件142中的第三元件142c可以提供第二天线104的另一单频带辐射(例如,在第二频带138下)。第一天线元件140中的第一元件140a、第二元件140b和第三元件140c的组合可以提供第一天线102的多频带辐射(例如,在第一频带136和第二频带138下)。第二天线元件142中的第一元件142a、第二元件142b和第三元件142c的组合可以提供第二天线104的多频带辐射(例如,在第一频带136和第二频带138下)。

作为另一具体非限制性示例,并且如图5所例示的,第一天线元件140中的第一元件140a以及第一天线元件140中的第二元件140b可以包括第一长度L1并且被配置为在第一频带136内操作。第二天线元件142中的第一元件142a以及第二天线元件142中的第二元件142b可以包括第一长度L1并且被配置为在第一频带136内操作。第一天线元件140中的第三元件140c可以包括第二长度L2并且被配置为在第二频带138内操作。第二天线元件142中的第三元件142c可以包括第三长度L3并且被配置为在第三频带148内操作。

因此,第一天线元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以提供第一天线102的单频带辐射(例如,在第一频带136下)。第二天线元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以提供第二天线104的单频带辐射(例如,在第一频带136下)。第一天线元件140中的第三元件140c可以提供第一天线102的另一单频带辐射(例如,在第二频带138下)。第二天线元件142中的第三元件142c可以提供第二天线104的另一单频带辐射(例如,在第三频带148下)。第一天线元件140中的第一元件140a、第二元件140b和第三元件140c的组合可以提供第一天线102的多频带辐射(例如,在第一频带136和第二频带138下)。第二天线元件142中的第一元件142a、第二元件142b和第三元件142c的组合可以提供第二天线104的多频带辐射(例如,在第一频带136和第三频带148下)。

作为另一具体非限制性示例,并且如图6所例示的,第一天线元件140中的第一元件140a以及第一天线元件140中的第二元件140b可以包括第一长度L1并且被配置为在第一频带136内操作。第二天线元件142中的第一元件142a以及第二天线元件142中的第二元件142b可以包括第二长度L2并且被配置为在第三频带138内操作。第一天线元件140中的第三元件140c可以包括第二长度L2并且被配置为在第二频带138内操作。

因此,第一天线元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以提供第一天线102的单频带辐射(例如,在第一频带136下)。第二天线元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以提供第二天线104的单频带辐射(例如,在第二频带138下)。第一天线元件140中的第三元件140c可以提供第一天线102的另一单频带辐射(例如,在第二频带138下)。第一天线元件140中的第一元件140a、第二元件140b和第三元件140c的组合可以提供第一天线102的多频带辐射(例如,在第一频带136和第二频带138下)。

第一长度L1可以由第一频带136规定,第二长度L2可以由第二频带138规定,第三长度L3可以由第三频带148规定等。通常,天线(例如,第一天线102和/或第二天线104)的长度可以是天线的工作频率的波长的四分之一(1/4)。作为一个示例,第一长度L1可以是第一频带136的例如第一工作频率的波长的四分之一(1/4),第二长度L2可以是第二频带138的例如第二工作频率的波长的四分之一(1/4),第三长度L3可以是第三频带148的例如第三工作频率的波长的四分之一(1/4)等。第一长度L1、第二长度L2、第三长度L3等可以是不同的,进而,第一频带136、第二频带138、第三频带148等可以是不同的。

第一天线102的第一天线元件140可以在第一天线阵列144中被对齐。第二天线104的第二天线元件142可以在第二天线阵列146中被对齐。如本文所使用的,术语“被对齐”通常意味着元件被基本上布置在直线上。如本文所使用的,术语“基本上”通常意指在制造公差内。

作为一个示例,第一天线102的第一天线元件140可以被布置(例如,堆叠)在基本上直线上并且第二天线104的第二天线元件142可以被布置(例如,堆叠)在基本上直线上。具有最大(例如,最长)长度的第一天线元件140和/或第二天线元件142(例如,第一天线元件140中的第一元件140a和第二元件140b以及第二天线元件142中的第一元件142a和第二元件142b具有第一长度L1,如图3所例示的)可以是内部天线元件。具有较小(例如,较短)长度的第一天线元件140和/或第二天线元件142(例如,第一天线元件140中的第三元件140c具有第二长度L2,如图3所例示的)可以是外部天线元件。

如本文所使用的,“内部”通常是指被布置或者定位为最靠近天线耦接至的结构(例如,结构108)的天线元件(或多个天线元件)。如本文所使用的,“外部”通常是指从内部元件(或多个内部元件)向外并且更远离天线耦接至的结构而布置或者定位的天线元件(或多个天线元件)。

作为一个示例,并且如图3最好地例示的,第一天线元件140中的具有第一长度L1的第一元件140a和第二元件140b可以是第一天线102的(例如,第一天线阵列144的)内部天线元件,并且第一天线元件140中的具有第二长度L2的第三元件140c可以是第一天线102的(例如,第一天线阵列144的)外部天线元件。第二天线元件142中的具有第一长度L1的第一元件142a和第二元件142b可以是第二天线104的(例如,第二天线阵列146的)内部天线元件。

作为另一示例,并且如图4最好地例示的,第一天线元件140中的具有第一长度L1的第一元件140a和第二元件140b可以是第一天线102的(例如,第一天线阵列144的)内部天线元件,并且第一天线元件140中的具有第二长度L2的第三元件140c可以是第一天线102的(例如,第一天线阵列144的)外部天线元件。第二天线元件142中的具有第一长度L1的第一元件142a和第二元件142b可以是第二天线104的(例如,第二天线阵列146的)内部天线元件,并且第二天线元件142中的具有第二长度L2的第三元件142c可以是第二天线104的(例如,第二天线阵列146的)外部天线元件。

作为另一示例,并且如图5最好地例示的,第一天线元件140中的具有第一长度L1的第一元件140a和第二元件140b可以是第一天线102的(例如,第一天线阵列144的)内部天线元件,并且第一天线元件140中的具有第二长度L2的第三元件140c可以是第一天线102的(例如,第一天线阵列144的)外部天线元件。第二天线元件142中的具有第一长度L1的第一元件142a和第二元件142b可以是第二天线104的(例如,第二天线阵列146的)内部天线元件,并且第二天线元件142中的具有第三长度L3的第三元件142c可以是第二天线104的(例如,第二天线阵列146的)外部天线元件。

作为另一示例,并且如图6所例示的,第一天线元件140中的具有第一长度L1的第一元件140a和第二元件140b可以是第一天线102的(例如,第一天线阵列144的)内部天线元件,并且第一天线元件140中的具有第二长度L2的第三元件140c可以是第一天线102的(例如,第一天线阵列144的)外部天线元件。第二天线元件142中的具有第二长度L2的第一元件142a和第二元件142b可以是第二天线104的(例如,第二天线阵列146的)内部天线元件。

各个天线阵列(例如,第一天线阵列144和/或第二天线阵列146)的最内部天线元件可以包括最大(例如,最长)长度并且可以被配置为在该阵列的最低工作频带内操作。各个天线阵列的最内部天线元件通常可以包括相同长度的两个天线元件,以便确保天线的适当功能(例如,以防止与地平面短路)。各个天线阵列的最外部天线元件可以包括最小(例如,最短)长度并且可以被配置为在最高频带内操作。被布置在各个天线阵列的最内部天线元件与最外部天线元件之间的任何另外的天线元件可以具有被配置为在中间工作频带内操作的中间长度。作为一个示例,各个连续的外部天线元件可以包括比前面紧邻的内部天线元件小的长度并且可以提供不同的工作频率(例如,另外的频带)。

虽然图3的示例例示了包括具有被配置为提供两个工作频率的三个天线元件140的第一天线阵列144的第一天线102以及包括具有被配置为提供一个工作频率的两个天线元件142的第二天线阵列146的第二天线104,但是第一天线阵列144和/或第二天线阵列146中的一个或两个可以包括被配置为提供另外的工作频率的另外的天线元件,如图4、图5和图6所例示的。

作为一个示例,第一天线阵列144可以包括第一天线元件140中的具有第一长度L1并且被配置为在第一频带136内操作的第一元件140a和第二元件140b、第一天线元件140中的具有不同于(例如,小于)第一长度L1的第二长度L2并且被配置为在不同于(例如,高于)第一频带136的第二频带138内操作的第三元件140c、第一天线元件140中的具有不同于(例如,小于)第一长度L1和第二长度L2的第三长度并且被配置为在不同于(例如,高于)第一频带136和第二频带138的第三频带内操作的第四元件(未例示)、第一天线元件140中的具有不同于(例如,小于)第一长度L1、第二长度L2和第三长度的第四长度并且被配置为在不同于(例如,高于)第一频带136、第二频带138和第三频带的第四频带内操作的第五元件(未例示)等。

作为一个示例,第二天线阵列146可以包括第二天线元件142中的具有第一长度L1并且被配置为在第一频带136内操作的第一元件142a和第二元件142b、第二天线元件142中的具有不同于(例如,小于)第一长度L1的第二长度L2并且被配置为在不同于(例如,高于)第一频带136的第二频带138内操作的第三元件142c、第二天线元件142中的具有不同于(例如,小于)第一长度L1和第二长度L2的第三长度并且被配置为在不同于(例如,高于)第一频带136和第二频带138的第三频带148内操作的第四元件(未例示)、第二天线元件142中的具有不同于(例如,小于)第一长度L1、第二长度L2和第三长度L3的第四长度并且被配置为在不同于(例如,高于)第一频带136、第二频带138和第三频带148的第四频带内操作的第五元件(未例示)等。

具有相同长度的相对的第一天线元件140和第二天线元件142可以提供全向辐射图案。

结构(例如,结构108)对天线(例如,第一天线102和/或第二天线104)的辐射图案(例如,第一辐射图案114和/或第二辐射图案116)的遮蔽效应(例如,由该结构创建的零点(例如,第一零点118和/或第二零点120))在相对于该结构的厚度和/或结构形状(例如,结构108的厚度T)的较低频带(例如,较长波长)下可能较小。因此,在相对于结构的厚度足够低的频带下操作的天线(例如,天线元件)可以在无需对应的相对天线(例如,相同长度的相对天线元件)的情况下提供全向覆盖。因此,不限于任何具体理论,当结构108的厚度T小于一个天线的具体天线元件的工作频率的波长的大约十分之一(1/10)时,可能需要仅一个天线来提供全向辐射图案。

作为一个示例,并且如图3所例示的,第一天线102的第一天线元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以在第一频带136下辐射电磁辐射106。第二天线104的第二天线元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以在第一频带136下辐射电磁辐射106。第一频带136例如相对于结构108的厚度T可能是足够高的,即可能需要第一天线102和第二天线104二者来提供全向辐射图案(例如,第一频带136的全向覆盖)。第一天线元件140中的第三元件140c可以在第二频带138下辐射电磁辐射106。第二频带138例如相对于结构108的厚度T可能是足够低的,即可能需要仅第一天线102来提供全向辐射图案(例如,第二频带138的全向覆盖)。

作为另一示例,如图4所例示的,第一天线102的第一天线元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以在第一频带136下辐射电磁辐射106。第二天线104的第二天线元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以在第一频带136下辐射电磁辐射106。第一频带136例如相对于结构108的厚度T可能是足够高的,即可能需要第一天线102和第二天线104二者来提供全向辐射图案(例如,第一频带136的全向覆盖)。第一天线元件140中的第三元件140c可以在第二频带138下辐射电磁辐射106。第二频带138例如相对于结构108的厚度T可能是足够高的,即结构108在第一天线元件140中的第三元件140c的第一辐射图案114(图2)中创建第一零点118。因此,可能需要第二天线元件142中的具有第二长度L2(例如,与第一天线元件140中的第三元件140c相同的长度)的第三元件142c来提供全向辐射图案(例如,第二频带138的全向覆盖)。

作为另一示例,并且如图5所例示的,第一天线102的第一天线元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以在第一频带136下辐射电磁辐射106。第二天线104的第二天线元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以在第一频带136下辐射电磁辐射106。第一频带136例如相对于结构108的厚度T可能是足够高的,即可能需要第一天线102和第二天线104二者来提供全向辐射图案(例如,第一频带136的全向覆盖)。第一天线元件140中的第三元件140c可以在第二频带138下辐射电磁辐射106。第二频带138例如相对于结构108的厚度T可能是足够低的,即可能需要仅第一天线102来提供全向辐射图案(例如,第二频带138的全向覆盖)。第二天线元件142中的第三元件142c可以在第三频带148下辐射电磁辐射106。第三频带148例如相对于结构108的厚度T可能是足够低的,即可能需要仅第二天线104来提供全向辐射图案(例如,第三频带148的全向覆盖)。

作为另一示例,并且如图6所例示的,第一天线102的第一天线元件140中的第一元件140a和第二元件140b可以在第一频带136下辐射电磁辐射106。第一频带136例如相对于结构108的厚度T可能是足够低的,即可能需要仅第一天线102来提供全向辐射图案(例如,第一频带136的全向覆盖)。第二天线104的第二天线元件142中的第一元件142a和第二元件142b可以在第二频带138下辐射电磁辐射106。第二频带138例如相对于结构108的厚度T可能是足够高的,即结构108可以在第二天线元件142中的第一元件142a和第二元件142b的第二辐射图案116(图2)中创建第二零点120。因此,可能需要第一天线元件140中的具有第二长度L2(例如,与第二天线元件142中的第一元件142a和第二元件142b相同的长度)的第三元件140c来提供全向辐射图案(例如,第二频带138的全向覆盖)。

虽然图3、图4、图5和图6所例示的示例例示了在第一频带136和第二频带138中的一个或更多个下辐射电磁辐射106的第一天线102以及在第一频带136、第二频带138和第三频带148中的一个或更多个下辐射电磁辐射106的第二天线104,但是还设想了其它配置。作为一个示例,第一天线102可以在第一频带136、第二频带138和第三频带148下辐射电磁辐射106并且第二天线104可以在第一频带136下辐射电磁辐射106。作为另一示例,第一天线102可以在第一频带136下辐射电磁辐射106并且第二天线104可以在第一频带136、第二频带138和第三频带148下辐射电磁辐射106。作为另一示例,第一天线102可以在第一频带136和第二频带138下辐射电磁辐射106,并且第二天线104可以在第一频带136、第二频带138和第三频带148下辐射电磁辐射106。

参照图3和图4,作为一个具体非限制性示例,第一天线元件140中的第三元件140c可以被配置(例如,可以包括预定长度L2)以在具有大约十米与一米之间的波长(更具体地,两米的波长)的大约3MHz与400MHz(例如,甚高频率(“VHF”))之间的第二频带138内操作。如图3所例示的,当结构108的厚度T小于第二频带138的波长的十分之一或大约20厘米(大约8英寸)时,第一天线102的第一天线元件140中的第三元件140c可以提供第二频带138的全向覆盖。如图4所例示的,当结构108的厚度T大于第二频带138的波长的十分之一或大约20厘米(大约8英寸)时,可能需要第一天线102的第一天线元件140中的第三元件140c以及第二天线104的第二天线元件142中的第三元件142c来提供第二频带138的全向覆盖。

参照图3、图4、图5和图6,第一天线元件140(例如,第一天线阵列144)可以通过结构108与第二天线元件142(例如,第二天线阵列146)物理上分开。第一天线元件140中的各个元件可以与第一天线元件140中的另一元件物理上分开。作为一个示例,第一天线阵列144的各个第一天线元件140可以与第一天线阵列144的直接相邻的第一天线元件140物理上分开。第二天线元件142中的各个元件可以与第二天线元件142中的另一元件物理上分开。作为一个示例,第二天线阵列146的各个第二天线元件142可以与第二天线阵列146的直接相邻的第二天线元件142物理上分开。

通常,第一天线102的性能不依赖于相邻的第一天线元件140的分开距离。类似地,第二天线104的性能不依赖于相邻的第二天线元件142的分开距离。通常,相邻的第一天线元件140之间的分开距离以及相邻的第二天线元件142之间的最小分开距离可以例如由第一天线102(或第一天线元件140)和第二天线104(或第二天线元件142)的相应的工作频率来规定。作为一个示例,相邻的第一天线元件140之间的最小分开距离以及相邻的第二天线元件142之间的最小分开距离对于较低频率来说可能较小而对于较高频率来说可能较大。作为一个具体非限制性示例,相邻的第一天线元件140之间的最小分开距离和/或相邻的第二天线元件142之间的最小分开距离可以是大约0.01英寸(0.25毫米)至大约0.1英寸(例如,2.54毫米)。

仍然参照图3、图4、图5和图6,作为一个示例,第一天线元件140中的各个元件可以通过介电材料150与第一天线元件140中的另一元件物理上分开。类似地,第二天线元件142中的各个元件可以通过介电材料150与第二天线元件142中的另一元件物理上分开。作为一个通常的非限制性示例,介电材料150可以是具有低介电常数(dielectric constant)的任何介电材料(还被称为低介电材料)。作为一个示例,低介电常数可以包括小于大约6的介电常数。作为另一示例,低介电常数可以包括小于大约3的介电常数。作为另一示例,低介电常数可以包括小于大约2的介电常数。作为另一示例,低介电常数可以包括大约1的介电常数。作为一个具体非限制性示例,介电材料150可以包括干空气。作为另一具体非限制性示例,介电材料150可以包括介电织物。作为另一具体非限制性示例,介电材料150可以包括粘合剂,例如,塑性粘合剂。作为另一具体非限制性示例,介电材料150可以包括玻璃纤维,例如,玻璃纤维片。作为另一示例,介电材料150可以包括石英,例如,石英片。作为另一示例,介电材料150可以包括复合材料,例如,玻璃纤维增强聚合物(“GFRP”)。作为另一具体非限制性示例,介电材料150可以包括塑料,例如,聚乙烯、聚氯乙烯等。

第一天线元件140中的各个元件可以包括宽度(未显式地例示)。第二天线元件142中的各个元件可以包括宽度(未显式地例示)。具体天线元件(例如,第一天线元件140中的各个元件和/或第二天线元件142中的各个元件)的宽度可以变化。

通常,而不限于任何具体理论,具体天线元件的宽度可以提供对关联天线的带宽控制。因此,可以使宽度变化以实现期望的带宽。作为一个示例,第一天线元件140中的任一个的宽度可以提供对第一天线102的(或者第一天线元件140中的具体天线元件的)带宽控制。作为另一示例,第二天线元件142中的任一个的宽度可以提供对第二天线104的(或者第二天线元件142中的具体天线元件的)带宽控制。此外,而不限于任何具体理论,例如具体天线元件的宽度增加可以提高关联天线的效率。

作为一个通常的非限制性示例,具有较大长度并且配置为在较低频带(例如,具有较长波长)内操作的第一天线元件140中的一个元件和/或第二天线元件142中的一个元件与具有较小长度并且配置为在较高频带(例如,具有较短波长)内操作的第一天线元件140中的另一元件和/或第二天线元件142中的另一元件相比可以包括较大的宽度。作为一个具体非限制性示例,并且如图3最好地例示的,第一天线元件140中的第一元件140a和第二元件140b与第一天线元件140中的第三元件140c相比可以具有较大的宽度。

参照图1,无线电组件134可以向第一天线102和第二天线104发射传出信号154。无线电组件134可以从第一天线102和第二天线104接收传入信号156。传出信号154和传入信号156可以是向和从第一天线102和第二天线104通过馈电线158承载的无线电信号。馈电线158可以包括一个或更多个信号导体。本领域技术人员将认识到,当具有第一长度l1的第一馈电线128以及具有长度l2的第二馈电线130正被用作移相器126时,第一馈电线128和第二馈电线130可以是馈电线158的(例如,长度的)一部分。

天线系统100可以包括信号路由器152。信号路由器152可以例如经由馈电线158耦接在第一天线102及第二天线104和无线电组件134之间。信号路由器152可以适当地分发(例如,分割)从无线电组件134到第一天线102和/或第二天线104的传出信号154。信号路由器152可以适当地分发(例如,组合)从第一天线102和/或第二天线104到无线电组件134的传入信号156。

作为一个示例,传出信号154中的一个或更多个可以包括不同的频率。作为一个示例,无线电组件134可以在第一频带136中发射传出信号154中的一个并且在第二频带138中发射传出信号154中的另一个。信号路由器152可以将第一频带136中的传出信号154中的所述一个分割成第一部分和第二部分。可以将第一频带136中的传出信号154中的所述一个的所述第一部分发射到第二天线104。信号路由器152可以组合第一频带136中的传出信号154中的所述一个的所述第二部分以及第二频带138中的传出信号154中的所述另一个以被发射到第一天线102。

作为另一示例,一个或更多个传入信号156可以包括不同的频率。作为一个示例,可以从第一天线102接收第一频带136中的传入信号156中的一个以及第二频带138中的传入信号156中的另一个。可以从第二天线104接收第一频带136中的传入信号156中的又一个传入信号。信号路由器152可以分割第一频带136中的传入信号156中的所述一个以及第二频带138中的传入信号156中的另一个。信号路由器152可以组合第一频带136中的传入信号156中的所述一个以及第一频带136中的传入信号156中的所述又一个传入信号以由无线电组件134接收。第二频带138中的传入信号156中的所述另一个可以由无线电组件134接收。

还根据例如天线系统100的具体应用、第一天线102和/或第二天线104的不同工作频率(例如,第一频带136、第二频带138、第三频带148等)的数量等设想另外的传出信号154和/或传入信号156。因此,信号路由器152可以被配置为适当地分发从无线电组件134到第一天线102和/或第二天线104的传出信号154并且/或者适当地分发从第一天线102和/或第二天线104到无线电组件134的传入信号156。

信号路由器152可以包括被配置为适当地分发传出信号154和/或传入信号156的各种部件。作为一个示例,并且如图7所例示的,信号路由器152可以包括功率分配器176、复用器182、功率组合器184和/或解复用器186。本领域技术人员将认识到,信号路由器152的配置可能例如取决于天线系统100的具体应用。

参照图7,并且参照图1,作为一个示例,无线电组件134可以包括第一无线电设备160和第二无线电设备162。第一无线电设备160和第二无线电设备162可以被配置为在不同的频率下(例如,在不同的频带内)操作。作为一个示例,第一无线电设备160可以被配置为在第一频带136(图1)内操作,并且第二无线电设备162可以被配置为在第二频带138(图1)内操作。

作为一个通常的非限制性示例,第一无线电设备160和/或第二无线电设备162(以及第一天线102和/或第二天线104)可以包括大约3MHz至大约100GHz的工作频率(例如,频带)。作为另一通常的非限制性示例,第一无线电设备160和/或第二无线电设备162(以及第一天线102和/或第二天线104)可以包括大约30MHz至大约400MHz的工作频率。作为另一通常的非限制性示例,第一无线电设备160和/或第二无线电设备162(以及第一天线102和/或第二天线104)可以包括大约30MHz至大约174MHz的工作频率。作为另一通常的非限制性示例,第一无线电设备160和/或第二无线电设备162(以及第一天线102和/或第二天线104)可以包括大约225MHz至大约400MHz的工作频率。作为一个具体非限制性示例,第一无线电设备160可以是例如包括大约118MHz至大约174MHz的工作频率的VHF高无线电设备。作为一个具体非限制性示例,第二无线电设备162可以是例如包括大约30MHz至大约88MHz的工作频率的VHF低无线电设备。

仍然参照图7,并且参照图1,第一无线电设备160可以包括第一无线电发射机164和第一无线电接收机166。第二无线电设备162可以包括第二无线电发射机168和第二无线电接收机170。第一无线电发射机164可以发射第一传出信号172。第二无线电发射机168可以发射第二传出信号174。第一传出信号172和第二传出信号174可以具有不同的工作频率。作为一个示例,第一传出信号172可以在第一频带136(图1)中并且第二传出信号174可以在第二频带138(图1)中。

第一传出信号172可以被从第一无线电发射机164导向功率分配器176(例如,功率分配器176可以从第一无线电发射机164接收第一传出信号172)。功率分配器176可以将第一传出信号172分割成第一频带136(图1)中的第三传出信号178以及第一频带136中的第四传出信号180。作为一个通常的非限制性示例,功率分配器176可以是被配置为对限定量的电磁功率进行划分以使得信号能够被用在两个电路中(例如,以使得一个无线电设备(例如,第一无线电设备160)能够给两个天线(例如,第一天线102和第二天线104)馈电)的任何装置。作为一个具体非限制性示例,功率分配器176可以是额定50W的VHF功率分配器。

当一个或更多个另外的无线电设备(例如,另外的无线电发射机)(未例示)将另外的传出信号(未例示)馈送给第一天线102和第二天线104时,可以与天线系统100一起利用一个或更多个另外的功率分配器(未例示)。所利用的功率分配器的数量以及配置可能例如取决于天线系统100的具体应用、第一天线102和/或第二天线104的工作频率(例如,第一频带136、第二频带138、第三频带148等)(图1)的数量等。

仍然参照图7,并且参照图1,第三传出信号178可以被从功率分配器176导向第二天线104(例如,第二天线104可以从功率分配器176接收第三传出信号178)。第四传出信号180可以被从功率分配器176导向复用器182(例如,复用器182可以从功率分配器176接收第四传出信号180)。第二传出信号174可以被从第二无线电发射机168导向复用器182(例如,复用器182可以从第二无线电发射机168接收第二传出信号174)。

复用器182可以接收第二传出信号174和第四传出信号180。复用器182可以将第二传出信号174和第四传出信号180组合成第五传出信号188。第五传出信号188可以在第一频带136和第二频带138中(图1)。例如,第五传出信号188可以是第二频带138中的第二传出信号174以及第一频带136中的第四传出信号180的组合。作为一个通常的非限制性示例,复用器182可以是被配置为将不同频率的两个或更多个信号组合成一个信号而不彼此干扰(例如,以使得两个或更多个无线电设备(例如,第一无线电设备160和第二无线电设备162)能够给一个天线(例如,第一天线102)馈电)的任何装置。作为一个示例,并且如图7所例示的,复用器182可以是被配置为使得第一无线电设备160(例如,第一无线电发射机164)和第二无线电设备162(例如,第二无线电发射机168)能够给第一天线102馈电的双工器。作为一个示例(未例示),复用器182可以是被配置为使得第一无线电设备160、第二无线电设备162和第三无线电设备(未例示)(例如,被配置为在第三频带中发射传出信号)能够给第一天线102馈电的三工器。本领域技术人员将认识到,复用器182的类型和/或复用器182的数量可能例如取决于无线电组件134的无线电设备的数量和/或馈电天线(例如,第一天线102或第二天线104)的工作频率的数量。

仍然参照图7,并且参照图1,可以从第一天线102获得第一传入信号190。可以从第二天线104获得第二传入信号192。第一传入信号190和第二传入信号192可以具有不同的工作频率。作为一个示例,第一传入信号190可以在第一频带136(图1)和第二频带138(图1)中并且第二传入信号192可以在第一频带136中。作为一个示例,第一传入信号190可以是由第一天线102接收到的第一频带136中的无线电信号以及由第一天线102接收到的第二频带138中的无线电信号的组合。第二传入信号192可以是由第二天线104接收到的第一频带136中的无线电信号。

第一传入信号190可以被从第一天线102导向解复用器186(例如,解复用器186可以从第一天线102接收第一传入信号190)。解复用器186可以将第一传入信号190分割成第一频带136(图1)中的第三传入信号194以及第二频带138(图1)中的第四传入信号196。作为一个通常的非限制性示例,解复用器186可以是被配置为将具有不同频率的一个信号分割成各自具有不同频率的两个或更多个信号(例如,以使得一个天线(例如,第一天线102)能够给两个或更多个无线电设备(例如,第一无线电设备160和第二无线电设备162)馈电)的任何装置。作为一个示例,并且如图7所例示的,解复用器186可以被配置为使得第一天线102能够给第一无线电设备160(例如,第一无线电接收机166)和第二无线电设备162(例如,第二无线电接收机170)馈电。作为另一示例(未例示),解复用器186可以被配置为使得第一天线102能够给第一无线电设备160、第二无线电设备162和第三无线电设备(未例示)馈电,例如,被配置为在第三频带中接收传出信号。本领域技术人员将认识到,解复用器186的类型和/或解复用器186的数量可能例如取决于无线电组件134的无线电设备的数量和/或馈电天线(例如,第一天线102或第二天线104)的工作频率的数量。

复用器182和解复用器186可以彼此补充。作为一个示例,复用器182可以在信号的发射端上并且解复用器186可以在信号的接收端上。可以将复用器182和解复用器186组合到信号路由器152的单个单元或部件中。

仍然参照图7,并且参照图1,第二传入信号192可以被从第二天线104导向功率组合器184(例如,功率组合器184可以从第二天线104接收第二传入信号192)。第三传入信号194可以被从解复用器186导向功率组合器184(例如,功率组合器184可以从解复用器186接收第三传入信号194)。功率组合器184可以将第二传入信号192和第三传入信号194组合成第一频带136(图1)中的第五传入信号198。作为一个通常的非限制性示例,功率组合器184可以是被配置为组合电磁功率以例如从两个电路使得能实现信号(例如,以使得两个天线(例如,第一天线102和第二天线104)能够给一个无线电设备(例如,第一无线电设备160)馈电)的任何装置。

功率分配器176和功率组合器184可以彼此补充。作为一个示例,功率分配器176可以在信号的发射端上并且功率组合器184可以在信号的接收端上。可以将功率分配器176和功率组合器184组合到信号路由器152的单个单元或部件中。

第四传入信号196可以被从解复用器186导向第二无线电接收机170(例如,第二无线电接收机170可以从解复用器186接收第四传入信号196)。第五传入信号198可以被从功率组合器184导向第一无线电接收机166(例如,第一无线电接收机166可以从功率组合器184接收第五传入信号198)。

参照图7,天线系统100可以包括放大器200。放大器200可以耦接在第二无线电接收机170与解复用器186之间。放大器200可以耦接在第二无线电发射机168与复用器182之间。放大器200可以提高第二传出信号174和/或第四传入信号196的增益。还可以利用另外的放大器(未例示)。

参照图7,并且参照图1,虽然图7中未显式地例示,但是天线系统100的各种部件(例如,第一无线电设备160、第二无线电设备162、功率分配器176、功率组合器184、复用器182、解复用器186、第一天线102、第二天线104和/或放大器200)可以经由馈电线158(图1)耦接在一起。可以通过馈电线158来馈送任何信号(例如,第一传出信号172、第二传出信号174、第三传出信号178、第四传出信号180、第五传出信号188、第一传入信号190、第二传入信号192、第三传入信号194、第四传入信号196和/或第五传入信号198)。作为一个示例,第一馈电线128(图1)可以是将第一无线电设备160和第二无线电设备162耦接至第一天线102的馈电线158的一部分。作为一个示例,第二馈电线130(图1)可以是将第一无线电设备160耦接至第二天线104的馈电线158的一部分。当第一馈电线128被用作移相器126(图1)时,第一馈电线128的限定第一长度l1(图1)的部分可以是第一馈电线128从第一无线电设备160和第二无线电设备162到第一天线102的总体长度或者可以是例如从信号路由器152到第一天线102的总体长度的一部分。当第二馈电线130被用作移相器126(图1)时,第二馈电线130的限定第二长度l2(图1)的部分可以是第二馈电线130从第二无线电设备162到第二天线104的总体长度或者可以是例如从信号路由器152到第二天线104的总体长度的一部分。

图7所例示的信号路由器152的示例性示例不意在暗示对可以实现不同的示例性示例的方式构成物理或架构限制。可以使用除所例示的特征之外和/代替这些特征的其它特征。在一些示例性示例中一些特征可能是不必要的。并且,这些块中的一些被呈现来例示一些功能特征。这些块中的一个或更多个可以在被实现在不同的示例性示例中时被组合和/或划分成不同的块。作为一个示例,功率分配器176和/或功率组合器184可以被布置在无线电组件134与复用器182和/或解复用器186之间。作为另一示例,功率分配器176和/或功率组合器184可以被布置在复用器182和/或解复用器186与第一天线102和/或第二天线104之间。还设想了其它配置。

应当理解,而不限于任何具体理论,可以按电压驻波比(VSWR)指定传输线上的反射。VSWR是传输线上驻波的最大值与最小值的比。为了改进VSWR,可以在沿着最长正向天线元件(例如,第一天线元件中的第一元件140a)的顶端(例如,第一端258和第二端260(图15))的参数化确定的位置与接触结构108(图1)的盖框架(未例示)之间添加电阻元件(未例示)。这通过增加天线的辐射电阻来降低VSWR。电阻元件可以针对由无线电组件134(例如,第一无线电设备160或第二无线电设备162)(图7)递送的功率来分级。

可选地,为了进一步改进阻抗匹配并且确保最大功率实际上被第一天线102和/或第二天线104接受,可以在天线系统100中利用变压器(未例示)。

参照图8,并且参照图1,作为一个示例,结构108可以是运载工具202(图1)的部件或元件。作为一个示例,并且如图8所例示的,运载工具202可以是航空运载工具204。作为另一示例(未例示),运载工具202可以是陆地运载工具。作为又一示例(未例示),运载工具202可以是海上运载工具。结构108还可以是利用天线系统100(图1)来发射和/或接收电磁辐射106(图1)的任何其它固定结构、组件等。作为非限制性示例,结构108可以包括塔(例如,无线电塔)、杆(例如,天线杆)、建筑物等。

作为一个通常的非限制性示例,并且如图8所例示的,航空运载工具204可以是旋翼航空器(例如,直升飞机或旋翼机无人运载工具)并且结构108可以是旋翼航空器的结构部件。作为另一通常的非限制性示例(未例示),航空运载工具204可以是固定翼航空器(例如,飞机或固定翼无人运载工具)并且结构108可以是固定翼航空器的结构部件。作为另一通常的非限制性示例(未例示),航空运载工具204可以是导弹。

作为一个通常的非限制性示例,结构108可以是运载工具202(例如,航空运载工具204)的主要结构。如本文所使用的,术语“主要结构”通常是指用于承载在运载工具202的移动期间(例如,在航空运载工具204的飞行期间)遇到的载荷(例如,应变、应力和/或力)所必要的任何结构。作为另一通常的非限制性示例,结构108可以是运载工具202(例如,航空运载工具204)的次要结构。如本文所使用的,术语“次要结构”通常是指在承载在运载工具202的移动期间遇到的载荷时协助主要结构的任何结构。

仍然参照图8,并且参照图1,作为一个具体非限制性示例,结构108可以是航空运载工具204的水平翼206。作为另一具体非限制性示例,结构108可以是航空运载工具204的水平尾翼208。作为另一具体非限制性示例,结构108可以是航空运载工具204的垂直尾翼210。作为另一具体非限制性示例,结构108可以是航空运载工具204的尾梁212。作为另一具体非限制性示例,结构108可以是航空运载工具204的机身214。作为另一具体非限制性示例,结构108可以是航空运载工具204的尾部216。作为另一具体非限制性示例,结构108可以是航空运载工具204的(例如,航空运载工具204的水平翼206、垂直尾翼210、水平尾翼210、尾梁212或尾部216的)整流罩218。作为另一具体非限制性示例,结构108可以是航空运载工具204的门220。作为另一具体非限制性示例,结构108可以是航空运载工具204的任何其它尾翼(未显式地例示)。作为又一具体非限制性示例,结构108可以是航空运载工具204的可选择性地拆卸的盖(未显式地例示)。

参照图1,并且参照图8,如以上在本文中并且在本文所提供的示例中的任一个中所描述的,第一天线102(图1)可以被布置在结构108的第一端110(图1)处并且第二天线104(图1)可以被布置在结构108的第二端112(图1)处。特别参照航空运载工具204(图8)的示例,第一端110可以是结构108(例如,水平翼206、垂直尾翼210、水平尾翼210、尾部216或门220)的前缘或前端,并且第二端112可以是结构108(例如,水平翼206、垂直尾翼210、水平尾翼210、尾部216或门220)的后端的尾缘。如本文所使用的,术语“前”、“正向”、“尾”和“后”是相对于航空运载工具204的行进方向而限定的。另选地,第一端110可以是结构108(例如,尾梁212或机身214)的右舷并且第二端112可以是结构108(例如,尾梁212或机身214)的左舷。

参照图9,作为一个具体非限制性示例,结构108可以是航空运载工具204(图8)的尾部216的垂直尾翼210。第一天线102可以耦接至垂直尾翼210的前端222。第二天线104可以耦接至垂直尾翼210的后端224。第一天线102和第二天线104可以被垂直尾翼210物理上分开。作为一个示例,第一天线102可以在前端222处被在外部安装在垂直尾翼210上并且第二天线104可以在后端224处被在外部安装在垂直尾翼210上。第一天线102可以被安装至垂直尾翼210的天线罩(未例示)覆盖以保护第一天线102。第二天线104可以被安装至垂直尾翼210的另一天线罩(未例示)覆盖以保护第二天线104。作为另一示例,第一天线102可以被安装在接近前端222(例如,在前端222处或附近)的垂直尾翼210内并且第二天线104可以被安装在接近后端224的垂直尾翼210内。垂直尾翼210在前端222处的一部分可以作为天线罩以保护第一天线102。垂直尾翼210在后端224处的一部分可以作为另一天线罩以保护第二天线104。作为又一示例,第一天线102可以被内置到垂直尾翼210的外部面板(还被称为蒙皮)中(例如,被嵌入在外部面板内或者与外部面板一体地)并且第二天线104可以被内置到垂直尾翼210的外部面板中。

参照图10,作为另一具体非限制性示例,结构108可以是垂直尾翼210。第一天线102可以耦接至第一(例如,前)整流罩226。第二天线104可以耦接至第二(例如,后)整流罩228。第一整流罩226和第二整流罩228可以是整流罩218(图8)的示例。第一整流罩226可以例如沿着前缘耦接至垂直尾翼210的前端222。第二整流罩228可以例如沿着尾缘224耦接至垂直尾翼210的后端224。第一整流罩226并因此第一天线102以及第二整流罩228并因此第二天线104可以被垂直尾翼210物理上分开。作为一个示例,第一天线102可以被安装至第一整流罩226的内部表面并且第二天线104可以被安装至第二整流罩228的内部表面。作为另一示例,第一天线102可以被内置到第一整流罩226中(例如,被嵌入在第一整流罩226内或者与第一整流罩226一体地)并且第二天线104可以被内置到第二整流罩228中。第一整流罩226可以作为天线罩以保护第一天线102。第二整流罩228可以作为另一天线罩以保护第二天线104。

虽然图10例示了第一整流罩226和第二整流罩228耦接至航空运载工具204的尾部216的垂直尾翼210的一个示例性示例,但是在其它示例性示例中,第一整流罩226和第二整流罩228可以耦接至航空运载工具204的其它结构108(例如,翼206、水平尾翼208(图8)等)的前端和后端。

参照图11、图12和图13,作为一个示例,结构108(例如,垂直尾翼210)可以包括第一整流罩支架230和第二整流罩支架232。第一整流罩支架230可以与第二整流罩支架232相对。整流罩218可以被定位在第一整流罩支架230与第二整流罩支架232之间并且耦接至第一整流罩支架230和第二整流罩支架232。虽然图11中未显式地例示,但是整流罩218可以包括天线(例如,第一天线102或第二天线104(图1))或天线元件(例如,第一天线元件140或第二天线元件142(图1))。因此,如图11所例示的,整流罩218可以是包括第一天线102的第一整流罩226(图10)或包括第二天线104的第二整流罩228(图10)的一个示例。

应当理解,图11例示了包括两个整流罩支架(例如,第一整流罩支架230和第二整流罩支架232)和一个整流罩(例如,整流罩218)的结构108的一端的一部分并且结构108可以在与所例示的一端相对的另一端处包括另外的两个整流罩支架和另外的一个整流罩。

参照图12,作为一个示例,第一整流罩支架230可以包括第一肋条234。第一肋条234可以是限定结构108(例如,垂直尾翼)的形状的多个肋条中的一个。作为一个示例,所述多个肋条可以耦接至内部纵梁、加劲杆、翼梁等以便在结构上支承结构108。第一肋条234可以是复合结构。作为一个示例,第一肋条234可以是纤维增强聚合物(“FRP”)。作为另一示例,第一肋条234可以是GFRP。作为另一示例,第一肋条234可以是CFRP。第一整流罩支架230(例如,第一肋条234)可以包括第一安装表面236。第一安装表面236可以具有与整流罩218(图11)的第一端238对应的形状。整流罩218的第一端238可以被密封在第一安装表面236内并且耦接至第一安装表面236。作为一个示例,整流罩218可以粘接结合至第一整流罩支架230。作为一个示例,整流罩218的第一端238可以粘接结合至第一肋条234的第一安装表面236。作为另一示例,整流罩218可以以机械方式连接至第一整流罩支架230。第一整流罩支架230还可以提供天线(例如,第一天线102或第二天线104)的电连接。作为一个示例,第一安装表面236可以包括TNC连接器(未显式地例示)。

参照图13,作为一个示例,第二整流罩支架232可以包括第二肋条240。第二肋条240可以是结构108的多个肋条中的另一肋条。第二肋条240可以是复合结构。作为一个示例,第二肋条240可以是FRP。作为另一示例,第二肋条240可以是GFRP。作为另一示例,第二肋条240可以是CFRP。第二整流罩支架232(例如,第二肋条240)可以包括第二安装表面242。第二安装表面242可以具有与整流罩218(图11)的和第一端238相对的第二端244的形状对应的形状。整流罩218的第二端244可以被密封在第二安装表面242内并且耦接至第二安装表面236。作为一个示例,整流罩218可以粘接结合至第二整流罩支架232。作为一个示例,整流罩218的第二端244可以粘接结合至第二肋条240的第二安装表面242。作为另一示例,整流罩218可以以机械方式连接至第二整流罩支架232。第二整流罩支架232还可以提供天线(例如,第一天线102或第二天线104)的电连接。作为一个示例,第二安装表面242可以包括TNC连接器(未显式地例示)。

参照图14,作为一个示例,结构108可以包括第一天线结构246以及与第一天线结构246相对的第二天线结构248。结构108可以包括中间结构250。第一天线结构246可以在结构108的第一端110处耦接至中间结构250。第二天线结构248可以在结构108的第二端处耦接至中间结构250。中间结构250可以使第一天线结构246和第二天线结构248物理上分开。

作为一个示例,第一天线结构246可以包括至少一个第一复合材料铺层252和第一天线102。第一天线102可以耦接至第一复合材料铺层252。作为一个示例,第二天线结构248可以包括至少一个第二复合材料铺层254和第二天线104。第二天线104可以耦接至第二复合材料铺层254。

作为另一示例,并且如图14所例示的,第一天线结构246可以包括多个第一复合材料铺层252和多个第一天线元件140。第一复合材料铺层252和第一天线元件140可以堆叠以形成第一夹层结构(例如,第一层压板)。第二天线结构248可以包括多个第二复合材料铺层254和多个第二天线元件142。第二复合材料铺层254和第二天线元件142可以堆叠以形成第二夹层结构(例如,第二层压板)。

第一天线结构246可以例如根据第一天线元件140的数量、工作频率(例如,第一频带136、第二频带138、第三频带148等)的数量等而具有各种配置。类似地,第二天线结构248可以例如根据第二天线元件142的数量、工作频率的数量等而具有各种配置。

作为一个通常的非限制性示例,第一天线结构246和/或第二天线结构248的夹层结构的配置可以包括复合材料铺层-天线元件-复合材料铺层-天线元件等。作为一个示例,最内部复合材料铺层可以限定夹层结构的内部模型线并且最外部天线元件可以限定夹层结构的外部模型线(例如,夹层结构的配置可以用天线元件端接)。在这种配置中,最外部天线元件可以被保护层(例如,电磁透明膜)覆盖。作为另一示例,最内部复合材料铺层可以限定夹层结构的内部模型线并且最外部复合材料铺层可以限定夹层结构的外部模型线(例如,夹层结构的配置可以用复合材料铺层端接)。因此,夹层结构的复合材料铺层可以作为保护各个天线元件的天线罩。

作为一个具体非限制性示例,并且如图14所例示的,第一天线结构246的(例如,第一夹层结构的)配置可以包括第一复合材料铺层252中的第一铺层252a-第一天线元件140中的第一元件140a-第一复合材料铺层252中的第二铺层252b-第一天线元件140中的第二元件140b-第一复合材料铺层252中的第三铺层252c-第一天线元件140中的第三元件140c-第一复合材料铺层252中的第四铺层252d。第二天线结构248的(例如,第二夹层结构的)配置可以包括第二复合材料铺层254中的第一铺层254a-第二天线元件142中的第一元件142a-第二复合材料铺层254中的第二铺层254b-第二天线元件142中的第二元件142b-第二复合材料铺层254中的第三铺层254c。如上所述并且参照图3,第一天线结构246的这种配置可以提供第一天线102的多频带辐射(例如,在第一频带136和第二频带138下)并且第二天线结构248的这种配置可以提供第二天线104的单频带辐射(例如,在第一频带136下)。

根据本文所描述的示例,例如,如图3、图4、图5和图6所例示的,还设想了第一天线结构246的其它配置(例如,第一复合材料铺层252的数量和第一天线元件140的数量)和/或第二天线结构248的其它配置(例如,第二复合材料铺层254的数量和第二天线元件142的数量),例如,以提供单频带辐射和/或多频带辐射的不同组合。

参照图14,并且参照图3、图4、图5和图6,第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254可以是介电材料150(图3、图4、图5和图6)的示例。作为一个通常的非限制性示例,第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254可以是纤维增强聚合物铺层。作为一个通常的非限制性示例,第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254可以包括由聚合物基质材料结合在一起的增强纤维材料片或团。聚合物基质材料可以包括任何适合的热固性树脂(例如,环氧树脂)或热塑性树脂。纤维材料可以包括任何适合的编织或非编织(例如,针织的、编结的或缝纫的)连续增强纤维或细丝。第一复合材料铺层252中的各个复合材料铺层和/或第二复合材料铺层254中的各个复合材料铺层可以包括相同的构成材料(例如,增强纤维材料和/或聚合物基质材料)或者可以包括不同的构成材料。

作为一个具体非限制性示例,第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254可以是GFRP铺层。作为另一具体非限制性示例,第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254可以是玻璃纤维增强聚合物铺层。作为另一具体非限制性示例,第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254可以是石英纤维增强聚合物铺层。

作为一个示例,第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254可以包括用聚合物基质材料预浸渍的增强纤维材料片(例如,预浸材料),还被称为干敷层。作为另一示例,第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254可以包括增强纤维材料片并且聚合物基质材料被施加到增强纤维材料,还被称为湿敷层。

第一天线元件140可以被嵌入在第一复合材料铺层252之间。第二天线元件142可以被嵌入在第二复合材料铺层254之间。作为一个示例,第一复合材料铺层252和第一天线元件140(例如,支柱单极天线)可以被连续地例如搁置在模具(未例示)内并且共固化以形成第一天线结构246。第一天线元件140中的各个元件可以二次结合(例如,粘接结合)至相邻成对的第一复合材料铺层252(例如,在第一天线元件140中的该各个元件的任一侧的复合材料铺层252中的各个复合材料铺层)。作为一个示例,可以在第一天线元件140中的各个元件与第一复合材料铺层252中的各个复合材料铺层之间施加膜粘合剂256,如图14所例示的。类似地,第二复合材料铺层254和第二天线元件142(例如,支柱单极天线)可以被连续地例如搁置在模具内并且共固化以形成第二天线结构248。第二天线元件142中的各个元件可以二次结合(例如,粘接结合)至相邻成对的第二复合材料铺层254(例如,在第二天线元件140中的该各个元件的任一侧的复合材料铺层254中的各个复合材料铺层)。作为一个示例,可以在第二天线元件142中的各个元件与第二复合材料铺层254中的各个复合材料铺层之间施加膜粘合剂256,如图14所例示的。膜粘合剂256可以是介电材料150(图3、图4、图5和图6)的一个示例。

作为另一示例,第一复合材料铺层252可以被连续地搁置并共固化。间隙或开放空间(未例示)可以形成在第一复合材料铺层252中的相邻复合材料铺层之间。可以适当地调整这些间隙中的各个间隙的大小以容纳第一天线元件140中的关联元件。第一天线元件140中的各个元件可以被装配在第一复合材料铺层252中的相邻复合材料铺层之间的间隙中的关联间隙内。第一天线元件140中的各个元件可以粘接结合(例如,用膜粘合剂256)至第一复合材料铺层252中的相邻复合材料铺层。类似地,第二复合材料铺层254可以被连续地搁置并共固化。间隙或开放空间(未例示)可以形成在第二复合材料铺层254中的相邻复合材料铺层之间。可以适当地调整这些间隙中的各个间隙的大小以容纳第二天线元件142中的关联元件。第二天线元件142中的各个元件可以被装配在第二复合材料铺层254中的相邻复合材料铺层之间的间隙中的关联间隙内。第二天线元件142中的各个元件可以粘接结合(例如,用膜粘合剂256)至第二复合材料铺层254中的相邻复合材料铺层。

第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254中的每一个可以包括结构和穿透特性和/或性质。所选择的增强纤维材料的结构和穿透特性可以包括但不限于张力强度、电导率和/或介电常数。第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254的结构和穿透特性可以由例如增强纤维材料和/或聚合物基质材料的张力强度、电导率和/或介电常数来规定,并且可以在确定第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254的适合性时被考虑分别在第一天线结构246和第二天线结构248中使用。

作为一个示例,第一复合材料铺层252的至少一部分(例如,直接在第一天线元件140前面和/或后面的一部分)对从第一天线元件140发射的电磁辐射106(图1)可以是透明的。类似地,第二复合材料铺层254的至少一部分(例如,直接在第二天线元件142前面和/或后面的一部分)对从第二天线元件140发射的电磁辐射106可以是透明的。作为一个通常的非限制性示例,第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254可以被配置为不干扰分别由第一天线102和/或第二天线104发射和/或接收的电磁辐射106(例如,无线电波)。作为一个具体非限制性示例,第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254对具有从大约3kHz至大约400GHz的频率的电磁辐射106可以是透明的。

作为另一示例,第一复合材料铺层252的至少一部分(例如,直接在第一天线元件140前面和/或后面的一部分)仅对在选择频率下(例如,在选择波长下)从第一天线元件140发射的电磁辐射106(图1)可以是透明的。类似地,第二复合材料铺层254的至少一部分(例如,直接在第二天线元件142前面和/或后面的一部分)对在选择频率下(例如,在选择波长下)从第二天线元件140发射的电磁辐射106可以是透明的。

第一天线结构246和/或第二天线结构248可以包括除复合材料铺层(例如,第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254)以外的另外材料。

作为一个示例,第一天线结构246可以包括被布置在一个或更多个第一复合材料铺层252与第一天线元件140之间的一个或更多个核心层(未例示)。类似地,第二天线结构248可以包括被布置在一个或更多个第二复合材料铺层254与第二天线元件142之间的一个或更多个核心层。核心层可以是介电材料150(图3)的另一示例。核心层可以向第一天线结构246和/或第二天线结构248提供另外的结构刚性和/或弹道性质。作为一个示例,各个核心层可以包括蜂窝结构。作为另一示例,各个核心层可以包括泡沫材料(例如,开孔泡沫材料、闭孔泡沫材料、组合泡沫材料、结构泡沫材料等)。

像复合材料铺层(例如,第一复合材料铺层252和/或第二复合材料铺层254)一样,核心层的至少一部分(例如,直接在第一天线元件140和/或第二天线元件142前面和/或后面的一部分)对分别从第一天线元件140和/或第二天线元件142发射的电磁辐射106(图1)可以是透明的。

作为另一示例,核心层中的一个或更多个可以包括多个增强销(未例示)以形成销增强核心层。增强销可以是导电的或非导电的。作为一个示例,增强销可以由碳制成。作为另一示例,增强销可以由玻璃制成。作为又一示例,增强销可以由玻璃纤维制成。作为一个示例,增强销可以由石英制成。增强销可以部分地或完全贯穿核心层的厚度。

参照图14,并且参照图10和图11所例示的示例性示例,第一整流罩226(图10)可以是第一天线结构246的一个示例。第二整流罩228(图10)可以是第二天线结构248的一个示例。垂直尾翼210可以是中间结构250的一个示例。

参照图15,并且参照图10和图14,作为一个示例,第一天线结构246和/或第二天线结构248可以提供共形天线。作为一个示例,第一天线102和/或第二天线104可以是共形天线。作为另一示例,第一天线元件140中的各个元件和/或第二天线元件142中的各个元件分别可以符合第一天线结构246和第二天线结构248(例如,第一复合材料铺层252和第二复合材料铺层254)的形状。作为一个示例,第一天线结构246可以限定结构108(图1)的第一端110(例如,垂直尾翼210(图10)的前缘)的形状。第二天线结构248可以限定结构108的第二端112,例如,垂直尾翼210的尾缘。

参照图16,并且参照图15,第一天线元件140(图15)中的至少一个以及第二天线元件142(图15)中的至少一个可以包括通孔262。通孔262可以提供电引线264的连接。作为一个示例,电引线264可以被焊接至第一天线元件140中的各个元件以及第二天线元件142中的至少一个。馈电线158(例如,第一馈电线128和/或第二馈电线130)(图1)可以例如通过RF连接器(诸如TNC连接器)耦接至电引线264。作为一个示例,通孔262和电引线264可以被定位为接近第一天线元件140中的各个元件以及第二天线元件142中的各个元件的第一端258(图16)(例如,在所述第一端258处或附近)。作为一个示例,通孔262和电引线264可以被定位为接近第一天线元件140中的各个元件以及第二天线元件142中的各个元件的第二端260(图16)。本领域技术人员将认识到,馈电线158以及第一天线元件140和/或第二天线元件142的连接位置可能例如取决于天线(例如,天线元件)的具体应用和/或类型。

参照图15和图16,第一天线元件140和/或第二天线元件142中的各个元件的第一端258和/或第二端260可以包括例如取决于馈电的类型的具体形状。作为一个示例,第一端258和/或第二端260可以是扁平的,例如,第一端258可以像图15所例示的那样是扁平的。作为另一示例,第一端258和/或第二端260可以是尖的(例如,在点处端接),例如,第二端260可以是尖的,如图15和图16所例示的。

参照图17,并且参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15和图16,公开了用于提供天线系统100的全向覆盖的方法(通常被标明为300)的一个示例。可以在不脱离本公开的范围的情况下对方法300做出修改、添加或省略。方法300可以包括更多的、更少的或其它步骤。另外,可以按照任何适合的顺序执行步骤。

参照图17,并且参照图1和图2,方法300可以包括提供结构108,如在块302处所示。结构108可以包括第一端110以及与第一端110相对的第二端112。

参照图17,并且参照图1和图2,方法300可以包括提供第一天线102,如在块304处所示。方法300可以包括将第一天线102耦接至结构108的第一端110,如在块306处所示。第一天线102可以包括第一辐射图案114。第一辐射图案114可以包括第一零点118。结构108可以创建第一零点118。

参照图17,并且参照图1和图2,方法300可以包括提供与第一天线102相对的第二天线104,如在块308处所示。方法300可以包括将第二天线104耦接至结构108的第二端112,如在块310处所示。第二天线104可以包括第二辐射图案116。第二辐射图案可以包括第二零点120。结构108可以创建第二零点120。

第一天线102和第二天线104各自可以被配置为在第一频带136内操作。第一天线102和第二天线104中的至少一个还可以被配置为在第二频带138内操作。第二频带138和第一频带136可以是不同的。

参照图17,并且参照图2,方法300可以包括用第二辐射图案116填充第一零点118,如在块312处所示。方法可以包括用第一辐射图案114填充第二零点120,如在块314处所示。

参照图17,并且参照图1和图7,方法300可以包括使第一天线102和第二天线104定相以防止来自第一辐射图案114和第二辐射图案116的相互作用的相消干扰,如在块316处所示。

可以在如图18所示的航空运载工具制造和服务方法1100以及如图19所示的航空运载工具1200的上下文中描述本公开的示例。航空运载工具1200可以是图1所例示的运载工具202或者图8所例示的航空运载工具204(例如,航空器)的一个示例。作为一个示例,航空运载工具1200可以是固定翼航空器。作为另一示例,航空运载工具1200可以是旋转翼航空器。

在预生产期间,例示性方法1100可以包括航空运载工具1200的规格和设计(如在块1102处所示)以及材料采购,如在块1104处所示。在生产期间,航空运载工具1200的部件和子组件制造(如在块1106处所示)以及系统集成(如在块1108处所示)可以发生。此后,航空运载工具1200可以经历认证和交付(如在块1110处所示),以便被置于服务中,如在块1112处所示。当在服务中时,航空运载工具1200可以被安排以得到例行维护和保养,如在块1114处所示。例行维护和保养可以包括对航空运载工具1200的一个或更多个系统的修改、重构、翻新等。

例示性方法1100的过程中的每一个可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如,客户)执行或者实行。出于本描述的目的,系统集成商可以包括但不限于任何数量的航空器制造商和主系统转包商;第三方可以包括但不限于任何数量的厂商、转包商和供应商;并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。

如图19所示,通过例示性方法1100生产的航空运载工具1200可以包括具有多个高级系统1204的机身1202和内饰1206。高级系统1204的示例包括推进系统1208、电气系统1210、液压系统1212以及环境系统1214中的一个或更多个。可以包括任何数量的其它系统。尽管示出了航空示例,但是本文所公开的原理可以应用于其它工业,诸如汽车工业、海洋工业、电信工业等。

可以在制造和服务方法1100的阶段中的任一个或更多个阶段期间采用本文所示出或描述的设备和方法。例如,可以以与在航空运载工具1200在服务中(块1112)的同时生产的部件或子组件相似的方式制作或者制造与部件和子组件制造(块1106)对应的部件或子组件。并且,可以例如通过在航空运载工具中提供无线电波的全向覆盖在生产阶段(块1108和1110)期间利用这些设备、系统和方法的一个或更多个示例或其组合。类似地,可以例如但不限于在航空运载工具1200在服务中(块1112)的同时并且在维护和保养阶段(块1114)期间利用这些设备和方法的一个或更多个示例或其组合。

尽管已经示出并描述了所公开的设备、系统和方法的各种示例,但是修改可以被本领域技术人员在阅读本说明书时想到。本申请包括这些修改并且仅由权利要求的范围来限定。

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