嵌入车辆车身面板的缝隙天线的制作方法
【专利摘要】公开了嵌入车辆车身面板的缝隙天线。嵌入金属壳车身面板的缝隙天线利用车辆车身本身作为天线辐射器。将缝隙天线直接嵌入金属车身面板将车辆车身从起RF屏蔽体的作用转换为用作RF天线，这显著改进了用于RF通信设备的宽范围的移动通信接收。不同类型的缝隙天线可以被包括用于不同类型设备使用的不同通信信道。多频带缝隙天线被配置为接收更大频率信道内的多个频带。双极型天线被配置为接收在双极模式中传播的信号。多个缝隙部件可以被配置为多频带、双极型天线。每个缝隙天线可以是无源的(无RF拾取器)或有源的，有源的缝隙天线具有PF拾取器以及将天线连接到诸如位于车辆内或以其他方式与车辆互连的接收器或放大器的电子设备的同轴电缆。
【专利说明】嵌入车辆车身面板的缝隙天线
相关申请的交叉引用
[0001 ]本申请是要求2015年I月7日提交的美国临时申请序号62/100,535的优先权益的正式申请，其公开的内容通过弓I用的方式将其全部公开内容并入本文。
技术领域
[0002]本发明涉及车辆通信系统，并且更具体地涉及嵌入车辆车身面板的缝隙天线。
【背景技术】
[0003]能够连接计算机网络的移动计算设备已变得普遍存在。基础设施允许多种移动网络设备在移动车辆内部操作，诸如无线电、移动电话、平板电脑、导航设备、自动碰撞通知设备、防盗通知系统等。金属车辆车身趋于屏蔽以相关波长传播的电磁信号，这显著弱化或阻碍车辆内部的服务，除非利用外部天线。虽然安装在车辆外部的天线改善了接收，但是，它们增加了开支，需要安装，影响外观，并且增加了风阻。售后市场天线可能是不方便的，通常需要专业安装，并且对于诸如移动电话和笔记本电脑的某些类型的设备可能不易获得。另夕卜，诸如活动顶篷式汽车、软顶越野车和轻型卡车的某些类型的车辆已经限制外部天线的安装选择。为不同类型的网络设备安装多个外部天线呈现影响很多车主重视的时尚界线的杂乱的外观。
[0004]因此，需要用于在车辆内操作的移动网络设备的改善的天线选择。更具体地，存在对无需安装在车辆上的外部天线而克服金属车辆车身的屏蔽效应的天线选择的需要。
【发明内容】
[0005]在本发明的一个示例性实施例中，具有外部车身的车辆包括金属薄板部分和缝隙天线。天线包括通过金属薄板部分的缝隙和填充缝隙的电介质材料。缝隙填充有电介质材料并尺寸被制得以形成用于在目标频带内传播的通信信号的谐振天线辐射器。
[0006]根据另一个示例性实施例，金属车辆车身部件装载缝隙天线，缝隙天线包括通过车身部件的缝隙和填充缝隙的电介质材料。缝隙填充有电介质材料并尺寸被制得以形成用于在目标频带内传播的通信信号的谐振天线辐射器。
本发明包括下述方案:
1.一种车辆，所述车辆包括外部车身，所述外部车身包括金属薄板部分和缝隙天线，所述缝隙天线包括:
通过所述金属薄板部分的缝隙；
填充所述缝隙的电介质材料；
其中，填充有电介质材料的缝隙的尺寸被制得以形成用于在目标频带内传播的通信信号的谐振天线福射器。
2.如方案I所述的车辆，其中所述缝隙具有产生对应于移动通信设备的在电介质材料内传播的目标频率的谐振条件的长度尺寸，所述移动通信设备被配置成当位于车辆内时接收由不具有操作地连接到车辆的与缝隙相邻的射频(RF)拾取器的缝隙增强的目标频率。
3.如方案2所述的车辆，进一步包括覆盖所述金属薄板部分、所述缝隙和所述电介质材料的外侧的外部车身涂层，从而从车辆外部在视觉上隐藏所述天线。
4.如方案I所述的车辆，进一步包括射频(RF)拾取器，所述射频拾取器包括第一射频拾取器和第二 RF拾取器，所述第一 RF拾取器电连接到与所述缝隙的第一细长侧相邻的金属薄板部分，所述第二 RF拾取器电连接到与所述缝隙的第二细长侧相邻的金属薄板部分，其中RF拾取器位于与带有涂层的外侧相对的金属薄板部分的下侧上。
5.如方案4所述的车辆，进一步包括同轴电缆，所述同轴电缆连接到沿所述金属薄板部分的下侧布置的RF拾取器。
6.如方案5所述的车辆，进一步包括位于所述车辆的内或以其他方式与所述车辆互连的放大器、接收器或天线辐射器，被连接到所述同轴电缆、配置为经由所述缝隙天线进行RF通信。
7.如方案6所述的车辆，进一步包括车顶内衬或其他内部车身部件，以从所述车辆的内部从视野上隐藏所述同轴电缆。
8.如方案I所述的车辆，其中金属部分是外部车身部件，并且所述缝隙是第一缝隙，进一步包括位于共同的外部车身部件上的多个其他缝隙天线。
9.如方案I所述的车辆，其中金属部分是外部车身部件，并且所述缝隙是第一缝隙，进一步包括位于不同的外部车身部件上的多个其他缝隙天线。
10.如方案I所述的车辆，其中所述缝隙是第一缝隙，进一步包括定向为垂直于所述第一缝隙的第二缝隙，以形成双极型缝隙天线。
11.如方案I所述的车辆，其中所述缝隙是第一缝隙，进一步包括第二缝隙以形成多频带缝隙天线，第二缝隙定向为平行于第一缝隙并与第一缝隙相邻以及具有不同于第一缝隙的长度。
12.如方案I所述的车辆，其中所述缝隙进一步包括沿第一方向延伸的具有不同长度的多个缝隙组件，其与沿垂直于第一方向的第二方向延伸的具有不同长度的多个缝隙组件互连以形成多频带、双极型缝隙天线。
13.如方案I所述的车辆，其中所述缝隙是第一缝隙，进一步包括配置用于在专用于不同类型的通信设备的不同频率信道内传播通信信号的具有不同长度的多个其他缝隙。
14.一种带有缝隙天线的金属车辆车身部件，包括:
通过所述车身部件的缝隙；
填充所述缝隙的电介质材料；
其中，填充有电介质材料的缝隙的尺寸被制得以形成用于在目标频带内传播的通信信号的谐振天线福射器。
15.如方案14所述的车辆车身部件，进一步包括覆盖所述车身部件、所述缝隙和所述电介质材料的外侧的外部车身涂层，以从所述车身部件的被涂层侧在视觉上隐藏所述天线。
16.如方案14所述的车辆车身部件，进一步包括射频(RF)拾取器，射频(RF)拾取器包括第一 RF拾取器和第二 RF拾取器，所述第一 RF拾取器电连接到与所述缝隙的第一细长侧相邻的车身部件，所述第二 RF拾取器电连接到与所述缝隙的第二细长侧相邻的车身部件，其中，所述RF拾取器位于与带有涂层的外侧相对的车身部件的底侧上。 17.如方案14所述的车辆车身部件，其中所述缝隙具有产生对应于移动通信设备的在电介质材料内传播的目标频率的谐振条件的长度尺寸，所述移动通信设备被配置成接收由不具有操作地连接到车辆的与缝隙相邻的射频(RF)拾取器的缝隙增强的目标频率。
18.如方案14所述的车辆车身部件，其中所述缝隙是第一缝隙，进一步包括多个其他缝隙天线。
19.如方案14所述的车辆车身部件，其中所述缝隙是第一缝隙，进一步包括定向为垂直于第一缝隙的第二缝隙，以形成双极型缝隙天线。
20.如方案14所述的车辆车身部件，其中所述缝隙是第一缝隙，进一步包括定向为平行于所述第一缝隙并与所述第一缝隙相邻以及具有不同于所述第一缝隙的长度的第二缝隙，以形成多频带缝隙天线。
[0007]从在结合附图进行的本发明的下述详细描述，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。
【附图说明】
[0008]仅通过示例的方式，在下面的实施例的详细描述中显示其他特征、优点和细节，该详细描述参照附图，其中:
[0009]图1是根据实施例的带有多个嵌入金属车身面板的缝隙天线的汽车的概念图解；
[0010]图2是根据实施例的带有多个嵌入金属机身面板的缝隙天线的飞机的概念图解；
[0011]图3A是根据实施例的嵌入金属车辆车身面板的示意性的有源单频带、单极型缝隙天线的正视图；
[0012]图3B是根据实施例的嵌入金属车辆车身面板的示意性的无源单频带、单极型缝隙天线的正视图；
[0013]图4A是根据实施例的嵌入金属车辆车身面板的示意性的有源多频带、单极型缝隙天线的正视图；
[0014]图4B是根据实施例的嵌入金属车辆车身面板的示意性的多频带、单极型缝隙天线的正视图；
[0015]图5A是根据实施例的嵌入金属车辆车身面板的示意性的有源单频带、双极型缝隙天线的正视图；
[0016]图5B是根据实施例的嵌入金属车辆车身面板的示意性的无源单频带、双极型缝隙天线的正视图；
[0017]图6A是根据实施例的嵌入金属车辆车身面板的示意性的有源多频带、双极型缝隙天线的正视图；
[0018]图6B是根据实施例的嵌入金属车辆车身面板的示意性的无源多频带、双极型缝隙天线的正视图；
[0019]图7是根据实施例的利用嵌入车辆车身的有源缝隙天线的多信道通信系统的示意性框图；
[0020]图8是根据实施例的嵌入车辆车身面板的缝隙天线及相关联的同轴电缆拾取器的不意性侧视图；
[0021 ]图9是根据实施例的配置具有集成的缝隙天线的车辆逻辑流程图。
【具体实施方式】
[0022]下面的描述实质上仅是示例性的并非意欲限制本公开、其应用或使用。应该理解的是在全部附图中，相应的附图标记指示相同或相应部件和特征。如本文所使用的，术语模块指处理电路，该处理电路可以包括特定应用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的、专用的或组)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器，组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其他适合的组件。
[0023]根据实施例，车辆包括具有金属薄板部分和缝隙天线的外部车身，缝隙天线包括通过金属薄板部分的缝隙和填充缝隙的电介质材料。缝隙的尺寸被制作以形成用于在目标频带内传播的通信信号的谐振天线辐射器。缝隙典型地具有对应于在电介质材料中传播的目标频率的半波长的整数倍的长度尺寸。外部车身涂层典型地覆盖金属薄板部分、缝隙和电介质材料的外侧，从而在视觉上隐藏天线。在大多数情况下，执行考虑车辆材料(例如，涂层、金属薄板和形成缝隙天线的电介质材料)和车辆的几何形状的额外的精调谐阶段以优化天线性能。该过程经常导致与上面提到的通用规则的天线配置稍微不同的最终的天线配置，该通用规则作为一般初始指引或“经验规则”被认为是有用的。
[0024]根据实施例的一个方面，第一射频(RF)拾取器元件电连接到与缝隙的第一细长侧相邻的金属薄板部分，以及第二 RF拾取器元件电连接到与缝隙的第二细长侧相邻的金属薄板部分。RF拾取器典型地位于与涂层的外侧相对的金属薄板部分的下侧上。连接到RF拾取器的同轴电缆可以沿车身部件的下侧延伸。车顶内衬或其他内部车身组件可以从车辆的内部在视觉上隐藏同轴电缆。放大器或接收器可以被连接到同轴电缆并且被配置为经由缝隙天线进行RF通信。
[0025]在各个替代实施例中，多个缝隙天线可以位于相同的外部车身部件或不同的车身部件上。缝隙天线可以包括取向成垂直于第一缝隙的第二缝隙以形成双极型缝隙天线。一个或多个附加缝隙可以取向为平行第一缝隙并与第一缝隙相邻，具有不同于第一缝隙的长度，以形成多频带缝隙天线。在另一个替代方案中，天线包括具有在第一方向延伸的不同长度的多个缝隙组件，与具有垂直于所述第一方向延伸的不同长度的多个缝隙组件互连，以形成多频带、双极型缝隙天线。车辆可以包括多个缝隙天线，多个缝隙天线配置为在专用于不同类型的通信设备的多个不同频率信道中通信。在本发明的另一个示例性实施例中，车辆车身部件包括一个或多个缝隙天线。也就是说，本发明的实施例包括带有一个或多个缝隙天线的车辆和带有一个或多个缝隙天线的外部车身部件。
[0026]将缝隙天线嵌入金属车身面板将车辆车身本身转变为天线辐射器。这代表在车辆通信系统中的不同于已经使用外部天线或对于不利用外部天线的网络设备而言接受车辆车身的RF屏蔽效应的传统方案的范式转移。将缝隙天线直接嵌入金属车身面板将车辆车身本身从RF屏蔽体转变为RF天线，这显著地改善了位于车辆内部或以其他方式与车辆互连的RF通信设备的宽范围的移动通信接收。可以包括用于由诸如移动电话、wifi设备、自动碰撞通知设备、车辆防盗通知设备等不同类型的设备使用的不同的通信信道。多频带缝隙天线被配置为在更大的频率信道内接收多个频带。
[0027]例如，多频带缝隙天线可以在为移动电话通信保留的更大的通信信道内支持多个移动电话频带。双极型天线可以用于接收以双极型模式传播的信号。多个缝隙组件可以被配置为多频带、双极型天线。本公开中描述的任何缝隙天线都可以被部署成无源配置(无RF拾取器)或有源配置，有源配置具有PF拾取器以及将天线连接到诸如位于车辆内部或以其他方式与车辆互连的接收器或放大器的电子装置的同轴电缆。
[0028]因此，应该意识到的是在无源配置中不要求RF拾取器以及在有源配置中不要求专门成形的拾取器部件(探针)。相反，缝隙被成形为作为用于目标频率的谐振器，有效地将缝隙附近区域内的金属车辆车身面板调节到目标频率。由于缝隙的存在，因此允许沿着缝隙布置的RF拾取器元件接收在金属车身中以目标频率传播的通信信号。还应该注意到缝隙的长度被选择为用于在电介质材料中传播的目标频率的谐振器(即，在电介质材料中传播的目标频率的半波长(ηλ/2)的整数倍，或在大多数情况下，更专门设计的长度(其是考虑了全部天线相关的几何形状和结构参数的精调谐过程的结果))，然而，RF拾取器元件接收以目标频率、主要沿金属车辆车身的表面传播的信号。缝隙天线以能够被使用电连接到缝隙附近的车身面板的一对RF拾取器元件拾取的方式局部调谐金属车辆车身本身的能力是意想不到的结果。即使没有RF拾取器，在目标频率下通过车身面板的传递RF信号的适当地制得尺寸的缝隙天线的效果也是不可预测的。虽然大多数天线包括成形为对应于目标频率的导电元件，但是，本发明在导电的车辆车身中成形的缝隙(即，无导电材料)以对应于目标频率。本基础方案能够被作为手段从而以经济的、易生产的、高效的和视觉隐藏的方式构建一系列更精密复杂的天线配置。
[0029]在另一种缝隙天线的设置中，提出多输出多输入(MIMO)设置。现代收发器使用多个天线以向它们的接收器和发射器馈送。该方案及相应的新引入的调制解调方案已经显示出改善了移动无线宽带通信的性能。所引入的缝隙天线也适用于MMO设置，其中少量的不同的缝隙被有源地连接到不同收发器的馈入端。
[0030]按照本发明的示例性实施例，图1是带有多个嵌入车辆的金属车身面板的缝隙天线12a-n的汽车1的概念图解。该图示出基本概念，包括嵌入车辆的一个或多个金属车身部件的一个或多个缝隙天线，有效地将车辆的金属车身转变为天线辐射器。仅列举了在车辆上示出的少量代表性的缝隙天线以避免使示图杂乱。将多个不同的缝隙天线定位在具有不同的定向的不同的车辆车身面板上有助于在车辆相对于通信信号的传播角度的改变定向时维持高质量接收。尽管图在每个位置上都示出了相同类型的单缝隙天线，但是可以采用一系列不同类型的更复杂的天线，如下文所述。
[0031]嵌入车辆车身面板的缝隙天线非常适用于汽车，但不限于这种特定类型的车辆。相同的方案可以应用于容纳移动通信设备的任何类型的金属容器。随着通信设备持续激增，潜在的应用范围将因此持续增长。作为另一个示例，图2示出带有嵌入飞行器的金属机体面板的多个缝隙天线22a和22b的飞行器20。其他示意性示例包括卡车、集装箱、火车车厢、船舶、旋转飞行器、无人飞行器、宇宙飞船和导弹等。
[0032]图3A是示意性的嵌入金属车辆车身面板31的单频带、单极型缝隙天线30的正视图。基础天线包括通过金属车身面板31填充有电介质材料34的缝隙32。电介质材料应该在它意图的应用中是柔性但耐用的，并且展示相对高的电介质常数，诸如大约2到4(2<er<4，其中按照惯例真空电介质常数等于:er=l.0)。而对于相同的目标频率，更高的电介质常数通常允许缝隙更小，将意识到的是电介质常数不是限制因素并且可以使用具有变化范围的电介质常数的材料。很多聚合树脂、纤维玻璃、聚合物、合成物和其他类型的电介质材料将令人满意地充当电介质材料工作。缝隙32具有对应于在电介质材料34中传播的目标频率的半波长(ηλ/2)的整数倍的长度“L”以形成用于目标频率的谐振腔。在大多数情况下，执行考虑车辆材料(例如，包括缝隙天线的涂层、金属薄板和电介质材料)和车辆几何形状的附加的精调谐阶段以优化天线性能。该过程最可能地以可能在某种程度上区别于上面提到的经验规则的更通用的天线形式结束。由于双工通信信道在发射和接收频带之间存在频率间隙，因此不能期望对应于精确频率的精确长度。另外，对功能性能不要求严格的对应。从实践立场，缝隙长度的经验规则应该充分接近地对应于标称目标频率的半波长的整数倍以允许缝隙作为以目标频率传播信号的谐振器。实际设计阶段与考虑涉及材料和几何形状的附加效应的精调谐过程交叉以为特定车辆模型以及使用情况而优化缝隙天线性能。
[0033]典型地，选择整数倍来制造从制造角度而言具有很好地适于并入车辆车身面板31的长度的缝隙天线，诸如长度在5-lOcm的范围。缝隙32还具有应该远小于长度的宽度“W”。通常，缝隙的宽度控制缝隙天线的接收频带(Q)的锐度。因此，应该足够宽以适应目标双工通信应用的发射和接收子频带，同时也要足够窄以限定目标频率周围的功能性通带滤波器以及避免其他信号的干扰。作为通用指引，5-10mm范围内的缝隙宽度被认为适合于具有5-1Ocm范围的长度的缝隙天线。然而，将意识到的是这些仅是通用指引并且用于具体目标频率的具体缝隙天线的具体长度和宽度将是设计选择的问题。
[0034]每个缝隙天线可以是无源的(无RF拾取器)或有源的，有源的缝隙天线具有RF拾取器和将天线连接到诸如位于车辆内部或以其他方式与车辆互连的接收器或放大器的电子设备的同轴电缆。例如，无源天线可以被提供用于通常不连接辅助天线的移动电话和wifi设备，然而，RF拾取器可以提供用于通常连接至辅助天线的无线电装置、导航设备和自动碰撞通知设备。为示出有源配置，图3A包括具有第一 RF拾取器元件36和第二 RF拾取器38的RF拾取器，第一 RF拾取器元件36与缝隙32的第一细长侧分隔开并相邻，第二 RF拾取器38与缝隙的相对的细长侧分隔开并相邻。同轴电缆的中心导体通常连接到RF拾取器元件中的一个并且同轴电缆的屏蔽导体通常连接到另一个拾取器元件。图3B示出无源单频带、单极型缝隙天线35的示例。
[0035]图4A是示意性的嵌入金属车辆车身面板31的多频带、单极型缝隙天线40的正视图。多频带天线包括多个缝隙，在这个实例中，缝隙42、44和46典型地以平行的定向布置并且可以是无源的(无RF拾取器)或有源的(具有一对或多对RF拾取器元件)。该具体配置包括用于3个缝隙天线42、44和46的单对RF拾取器元件47、48。这允许全部3个缝隙天线拾取的信号通过单个同轴电缆传输到配置为在由不同的缝隙接收的信号之间选择性调谐的接收器。该类型的多频带天线可以适合于在用于具体类型的设备的更大通信信道内的若干不同频带中可获得信号的应用。例如，缝隙天线42、44和46中的每一个的尺寸可以制成在由不同载波操作的具体频带内接收移动电话信号以允许多频带缝隙天线40从全部3个载波器中拾取信号。应当认识到的是在实践中，3个缝隙的构成可以不必直接与和各自缝隙相关的3个离散的频率对应。相反，该类型的结构能够被预期接收与和单个缝隙的频率相关的频率范围而非几个离散频率。图4B示出无源多频带、单极型缝隙天线45的示例。
[0036]图5A是示意性的嵌入金属车辆车身面板31的单频带、双极型缝隙天线50的正视图。将意识到的是在一些情况下RF信号以双极型模式传送。为适应该情况，缝隙天线50包括彼此垂直布置的2个相同尺寸的缝隙52、54。该类型的缝隙天线还可以以无源(无RF拾取器)或有源(具有一对或多对RF拾取器元件)配置来部署。在有源配置中，单组RF拾取器元件56、58典型地被用于2个缝隙52、54，这允许单个同轴电缆将用于2个极性的信号传输到位于车辆内部的接收器或放大器。图5B示出无源单频带、双极型缝隙天线55的实例。
[0037]图6A是嵌入车辆车身面板31的多频带、双极型缝隙天线60的另一个替代的实施例的正视图。该天线被配置为单缝隙结构，该单缝隙结构包括沿第一定向(竖直)延伸的具有不同长度的几个缝隙构件62a_c，该几个缝隙构件62a_c与沿垂直定向(水平)的具有不同长度的几个其他缝隙构件64a-c互连。因此，该配置将图4A中示出的天线40的多频带方案和图5A中示出的天线50的双极型方案组合为单缝隙结构。如同本公开中的全部缝隙天线一样，该类型的天线可以以无源(无RF拾取器)或有源(具有一对或多对RF拾取器元件)配置来部署。在有源配置中，单组RF拾取器元件66、67典型地被用于整个缝隙结构60，这允许单个同轴电缆将多频带、双极型信号传输到位于车辆内部使用公共同轴电缆的接收器或放大器。图6B示出无源多频带、双极型缝隙天线65的实例。
[0038]图7是利用嵌入车辆车身面板31的有源和无源缝隙天线的多信道通信系统70的示意性框图以示出各个替代的实施例。车辆车身71包括多个缝隙天线72a-n，该缝隙天线72a-n可以具有如上面所描述的不同的配置。对于无源天线配置，仅需要缝隙天线配置本身。对于有源天线配置，RF拾取器被提供成与缝隙天线相邻以用于连接延伸到车辆内部的位置的同轴电缆。同轴电缆可以被连接到诸如接收器或放大器的通电的电子设备，或诸如另一个天线辐射器(转播天线)的不通电的设备。将理解的是这些具体实例仅是示意性的，并且其他连接配置可以根据设计选择的确定来使用。
[0039]为示出这些不同的替代方案，图7示出多个具有不同有源和无源配置的缝隙天线72a-n，其中一些缝隙天线被连接到同轴电缆，而其他没有被连接到同轴电缆。作为第一示例，电缆73a将天线72a连接到接收器76a，接收器76a通常连接到辅助天线，诸如无线电装置、导航设备、自动碰撞通知设备、自动防盗通知设备或类似物。在该配置中，天线72a替代传统的外部天线，诸如现在在车辆上经常看到的鞭状天线或鲨鱼鳍式天线。作为第二示例，电缆73b将天线72b连接到通电的双向放大器75b，双向放大器75b增强位于车辆内部或以其他方式与车辆互连的一个或多个移动电话76b的移动电话信号。由于天线72b可以是多频带天线，因此它可以支持在由不同载波器操作的多个频带内的移动电话通信信号。作为第三示例，电缆73c将天线72c连接到位于车辆内部或以其他方式与车辆互连的未通电的天线辐射器75c(转播天线)，在该示例中，这向位于车辆内部或以其他方式与车辆互连的一个或多个平板电脑76c提供改进的数据通信服务。在第四示例中，没有RF拾取器的无源天线72d向位于车辆内部或以其他方式与车辆互连的一个或多个移动电话提供改进的通信服务。在第五示例中，同轴电缆73η将有源天线72η连接到wif i中继器75η，这向位于车辆内部或以其他方式与车辆互连的由笔记本电脑76η代表的一个或多个无线计算设备提供诸如为互联网或消息服务的无线通讯。在每个示例中，天线72a-n可以是单频带或多频带天线，具有单极型或双极型辐射器，支持由不同载波器操作的以对应信道和模式内的数据通信信号。另外，每个替代方案可以向位于车辆内部的设备，或者如果需要，向在设备位于车辆外部时可操作性地与车辆互连的设备提供改进的通信服务。也就是说，将理解的是，本发明的实施例提供的改进的通信服务将用于移动设备，同时移动设备物理地位于车辆及位于车辆外部的移动设备内部，只要设备保持可操作地与车辆互连。因此，车辆车身本身可以作为天线以在车辆内部和车辆周围区域内提供改进的通信服务。能够预期双向放大器或辅助天线的添加能改进实施例在车辆内部以及在车辆周围的区域内提供改进的通信服务的能力。
[0040]图8是整体地嵌入车辆车身面板81的缝隙天线80的示意性侧视图。电介质材料82填充缝隙并且位于外部涂层83的下面以使得平滑过渡在车身面板81上。天线典型地在最初制造过程期间被嵌入车辆车身面板内，以允许最初的车辆涂层被施加在填充有电介质材料的缝隙上，从而在视觉上隐藏天线。也就是说，缝隙天线不易被普通观察者在购买情景中查看车辆时应用通常的观察力看到。在有源配置中，RF拾取器84、85位于被涂层的外部车身表面相对的车身面板的底侧上。沿面板的底侧延伸的同轴电缆86具有电连接到第一 RF拾取器84的中心导体87和连接到另一个RF拾取器85的屏蔽导体88。同轴电缆和RF拾取器典型地被车顶内衬89或其他内部车身部件所隐藏。出于审美的原因，电缆可以被定位或者隐藏部件可以被成形或充分固定以避免多块状的外观。以这种方式，多个缝隙天线可以被安装并布线为原始的车辆装置。
[0041]图9是用于使车辆配置具有嵌入外部车身部件的缝隙天线的逻辑流程图90。在框91，设计者确定容纳于车辆内的通信信道，诸如用于不同类型的设备的信道。例如，信道可以包括那些通常用于AM/FM收音机、卫星收音机、导航设备、移动电话、wifi及其他数据设备、自动碰撞通知设备、自动防盗通知设备等。在框92中，设计者确定通信信道内支持的多个频带。在框93中，设计者确定通信频带内支持的多个极性。在框94中，设计者确定哪个信道是无源的以及哪个是有源的。在框95中，设计者确定缝隙天线的布局，缝隙天线的布局可以包括在多个车身面板中的多个缝隙天线。在框96中，缝隙天线在最初的制造过程中被嵌入车身面板内。在框97中，有源缝隙天线在最初的制造过程中用同轴电缆布线。在框98中，一个或多个有源设备接收器和天线可以通过同轴电缆被附接至天线。
[0042]尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是在不脱离本发明的范围的情况下可以进行多种变化并且等效物可以替代其元件。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下可以进行很多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，意图本发明不限于公开的具体实施例，而是本发明将包括落入本申请的范围内的全部实施例。
【主权项】
1.一种车辆，所述车辆包括外部车身，所述外部车身包括金属薄板部分和缝隙天线，所述缝隙天线包括: 通过所述金属薄板部分的缝隙； 填充所述缝隙的电介质材料； 其中，填充有电介质材料的缝隙的尺寸被制得以形成用于在目标频带内传播的通信信号的谐振天线福射器。2.如权利要求1所述的车辆，其中所述缝隙具有产生对应于移动通信设备的在电介质材料内传播的目标频率的谐振条件的长度尺寸，所述移动通信设备被配置成当位于车辆内时接收由不具有操作地连接到车辆的与缝隙相邻的射频(RF)拾取器的缝隙增强的目标频率。3.如权利要求2所述的车辆，进一步包括覆盖所述金属薄板部分、所述缝隙和所述电介质材料的外侧的外部车身涂层，从而从车辆外部在视觉上隐藏所述天线。4.如权利要求1所述的车辆，进一步包括射频(RF)拾取器，所述射频拾取器包括第一射频拾取器和第二 RF拾取器，所述第一 RF拾取器电连接到与所述缝隙的第一细长侧相邻的金属薄板部分，所述第二 RF拾取器电连接到与所述缝隙的第二细长侧相邻的金属薄板部分，其中RF拾取器位于与带有涂层的外侧相对的金属薄板部分的下侧上。5.如权利要求4所述的车辆，进一步包括同轴电缆，所述同轴电缆连接到沿所述金属薄板部分的下侧布置的RF拾取器。6.如权利要求5所述的车辆，进一步包括位于所述车辆的内或以其他方式与所述车辆互连的放大器、接收器或天线辐射器，被连接到所述同轴电缆、配置为经由所述缝隙天线进行RF通信。7.如权利要求6所述的车辆，进一步包括车顶内衬或其他内部车身部件，以从所述车辆的内部从视野上隐藏所述同轴电缆。8.如权利要求1所述的车辆，其中金属部分是外部车身部件，并且所述缝隙是第一缝隙，进一步包括位于共同的外部车身部件上的多个其他缝隙天线。9.如权利要求1所述的车辆，其中金属部分是外部车身部件，并且所述缝隙是第一缝隙，进一步包括位于不同的外部车身部件上的多个其他缝隙天线。10.—种带有缝隙天线的金属车辆车身部件，包括: 通过所述车身部件的缝隙； 填充所述缝隙的电介质材料； 其中，填充有电介质材料的缝隙的尺寸被制得以形成用于在目标频带内传播的通信信号的谐振天线福射器。
【文档编号】H01Q13/10GK105896073SQ201610206101
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月7日
【发明人】K·J·谢姆, M·A·斯特夫卡, M·莱芬菲尔德, S·W·皮珀
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司