Излучатель, многочастотная антенна

 

Изобретение относится к многочастотным антеннам для автотранспортных средств. Техническим результатом является создание в автотранспортном средстве многодиапазонного излучателя. Многочастотная антенна (112) и соединитель (10) устанавливают малошумящий канал связи от многочастотного радиотелефона или от многих одночастотных телефонов, каждый из которых работает на другой частоте, в автотранспортном средстве (16), до наружной среды по отношению к автотранспортному средству. Соединитель (10) содержит внутренний (32) и наружный (22) элементы, которые расположены один против другого и между ними находится окно (26) автотранспортного средства. Каждый элемент (22, 32) имеет конусную форму и расположен в непосредственной близости к другому элементу так, чтобы более широкий конец одного элемента был противоположен более узкому концу другого элемента. Многочастотный излучатель (112) прикреплен к наружному элементу (22). Излучатель имеет несколько излучающих элементов (114, 116), которые отделены один от другого и прикреплены к общему основанию (118), при этом каждому излучающему элементу придана форма, позволяющая излучать соответствующую частоту. 3 с. и 13 з.п. ф-лы, 37 ил.

Область техники, к которой относится изобретение.

Настоящее изобретение относится к многочастотной антенне, но оно подходит для применения с многополюсными радиотелефонами, например, в автотранспортных средствах.

Описание уровня техники.

Радиотелефоны широко применяются из-за удобств, которые они предоставляют при личной связи. Техника радиотелефонии продолжает развиваться, выпуская все более совершенные системы беспроводной связи в то время как прежние системы, тем не менее, продолжают использоваться.

Например, в более ранних радиотелефонных системах используются аналоговые принципы связи и частотный диапазон для связи около 800 МГц, хотя уже были введены в эксплуатацию более современные системы, использующие цифровые принципы связи в частотном диапазоне около 1900 МГц. В некоторых географических регионах используются системы этих двух типов, и в некоторых обстоятельствах более старые системы, работающие в диапазоне около 800 МГц, были преобразованы или будут преобразованы в системы, работающие в соответствии с цифровым принципом связи.

В любом случае из-за различных частот, используемых разными радиотелефонными системами, частота, на которой должен работать радиотелефон, может меняться от региона к региону. Действительно некоторые пользователи в данном регионе могут испытывать потребность в телефонах, работающих на первой частоте, хотя другие пользователи в том же регионе должны связываться, используя вторую частоту. В некоторых случаях в одном районе возможно использование более двух частот, на которых работают радиотелефоны.

С учетом вышеуказанной проблемы задачей настоящего изобретения является создание радиотелефонов, которые могут работать с использованием одной из по меньшей мере двух (а возможно и больше) частот, чтобы телефоны можно было использовать более чем в одной системе. Другими словами настоящее изобретение признает желательным, чтобы одна модель радиотелефона могла быть использована более чем в одной системе связи для обеспечения операционной гибкости телефона. В качестве менее желательного варианта могут быть использованы два телефона, каждый из которых работает на одной соответствующей частоте.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение в автотранспортном средстве многодиапазонного (двухдиапазонного) излучателя, который может эффективно передавать сигналы в каждом из двух частотных диапазонов.

Случается, что для улучшения связи с использованием радиотелефона внутри пассажирского салона автотранспортного средства выгодно в этом автотранспортном средстве создать соединительное устройство, которое вместе с соответствующей антенной, называемой излучателем, устанавливало бы малошумящий канал связи от телефона до эфирного интерфейса вне автотранспортного средства. Среди других соображений вышеуказанные факторы, как признано в изобретении, означают, что радиотелефон, когда он используется в автотранспортном средстве, должен быть связан с соединительными устройствами для передачи сигналов, которые эффективно передают сигналы на обоих из двух частотных диапазонов на телефон и от телефона в автотранспортном средстве.

Исходя из вышесказанного, следует, однако учесть, что существующие радиотелефонные соединительные устройства, используемые в автотранспортных средствах, предназначены для работы только на одной частоте. Следовательно, такие существующие устройства, когда они используются совместно с многочастотным телефоном или телефонами, будут эффективно связывать с эфирным интерфейсом сигналы в одном из частотных диапазонов телефона, но к сожалению не дольше. Таким образом признается потребность иметь в автотранспорте соединительное устройство с соответствующей многодиапазонной (двухдиапазонной) антенной, которое эффективно связывало бы сигналы в двух или более частотных диапазонах с эфирным интерфейсом радиотелефонной системы связи.

Соответственно задачей настоящего изобретения является создание соединительного устройства, которое может быть связано с многодиапазонным (двухдиапазонным) излучателем в автотранспорте для установления малошумящего канала с телефоном или от телефона, находящегося в автотранспорте. Другой задачей настоящего изобретения является создание соединителя, который может быть связан с многодиапазонным (двухдиапазонным) излучателем в автотранспортном средстве и который может эффективно связывать сигналы по меньшей мере в двух частотных диапазонах через окно автотранспортного средства с излучателем. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание соединительного устройства для применения с многодиапазонным (двухдиапазонным) излучателем при связывании многодиапазонных сигналов с радиотелефоном или от радиотелефона в автотранспортном средстве и чтобы это устройство можно было легко использовать и оно было бы экономически эффективно в производстве и реализации.

Сущность изобретения В соответствии с изобретением предлагается излучатель для излучения по меньшей мере первого и второго сигналов на соответствующих первой и второй частотах, имеющий электропроводное основание, по меньшей мере, первый излучающий элемент, прикрепленный к основанию и направленный в сторону от нее, при этом первому излучающему элементу придана форма для обеспечения проводки по нему первых сигналов; и по меньшей мере второй излучающий элемент, прикрепленный к основанию рядом с первым излучающим элементом, при этом второму излучающему элементу придана форма, позволяющая осуществлять проводку по нему вторых сигналов.

В соответствии с изобретением также предлагается двухчастотная антенна для установления канала связи от радиотелефона в автотранспортном средстве до внешней среды по отношению к автотранспорту, при этом антенна, индуктивно связанная с радиотелефоном, включает в себя основание антенны, держатель, прикрепленный к основанию антенны и прикрепляемый к наружной поверхности автотранспортного средства, и, по меньшей мере, первый и второй излучающие элементы удлиненной формы, отходящие в сторону от основания и электрически соединенные с последним, причем первому излучающему элементу придана форма для оптимального излучения первых сигналов в первом частотном диапазоне, а второму излучающему элементу придана форма для оптимального излучения вторых сигналов во втором частотном диапазоне.

В соответствии с еще одной стороной изобретения предлагается способ установления канала связи от соединительного элемента радиотелефонной системы, содержащей многочастотный радиотелефон внутри автотранспортного средства, до эфирного интерфейса вне автотранспортного средства, заключающийся в создании многочастотной антенны, имеющей по меньшей мере два излучающих элемента, отходящие от общего электропроводного основания, при этом каждому излучающему элементу придана оптимальная форма для излучения сигналов в соответствующем частотном диапазоне; и в прикреплении основания антенны к соединительному элементу.

Предложенный многочастотный излучатель или антенна предназначен для излучения по меньшей мере первого и второго сигналов соответственно на первой и второй частотах. Излучатель содержит электропроводное основание и первый излучающий элемент, прикрепленный к основанию и направленный в сторону от нее. Как подробно описано ниже, первый излучающий элемент имеет форму, обеспечивающую проводку по нему первых сигналов. Рядом с первым излучающим элементом к основанию также прикреплен второй излучающий элемент, которому придана форма для проводки по нему вторых сигналов. В некоторых конструкциях используются дополнительные излучающие элементы для работы на дополнительных частотах.

Излучающие элементы имеют предпочтительно удлиненную форму, и они привариваются или припаиваются к основанию. Излучающие элементы могут быть также прижаты к основанию прижимом, например установочным шурупом, заклепкой, штырьком или болтом. В одном варианте реализации излучающими элементами являются электропроводящие провода, заделанные в основание. Излучатели и основание могут быть изготовлены, как единое целое из материалов, которые складываются для образования антенны, или литьем, формовкой или экструзией. В некоторых вариантах реализации каждый излучающий элемент имеет конусную форму и в данном случае подгоняются соответствующие длины для создания излучающих элементов на четверть длины волны.

Излучающие элементы и основание могут быть изготовлены с использованием различных материалов, например металла с пластмассовым покрытием или меди, латуни, алюминия, стали и пр. в зависимости от частоты и допустимых потерь. На эти материалы могут быть нанесены покрытия для их защиты, они могут быть анодированы в случае применения алюминия, или покрыты для защиты компактным обтекателем. Хотя основание обычно имеет дискообразную форму, могут быть использованы и другие формы, например эллиптическая, треугольная, прямоугольная или серповидная.

В соответствии с принципами настоящего изобретения первый излучающий элемент имеет длину, которая по существу равна одной четверти длины волны первого сигнала. В противоположность этому второй излучающий элемент имеет длину, которая по существу равна одной четверти длины волны второго сигнала. При использовании дополнительных излучающих элементов они в свою очередь имеют длину, которая по существу равна одной четверти длины волны требующейся частоты.

В предпочтительном варианте реализации излучатель используется вместе с радиотелефоном, находящемся в автотранспортном средстве. В этом варианте реализации излучатель связан с наружным соединительным элементом, который прикреплен к наружной поверхности детали автотранспортного средства, например к окну. Наружный соединительный элемент имеет базовый конец и конусный конец и этот элемент суживается от базового конца к конусному концу. Основание излучателя прикреплено к базовому концу наружного соединительного элемента. Внутренний соединительный элемент прикреплен к внутренней поверхности окна или к другой поверхности другой детали, которая подходит, и электрически соединен с радиотелефоном. Внутренний соединительный элемент имеет форму, по существу аналогичную форме наружного соединительного элемента, и ориентирован по отношению к наружному соединительному элементу, при этом базовый конец внутреннего соединительного элемента расположен рядом с конусным концом наружного соединительного элемента.

В других вариантах реализации с основанием электрически соединен электропроводный подающий элемент, который, по меньшей мере, частично окружен диэлектрическим слоем. Более того, с диэлектрическим слоем против подающего элемента стыкуется заземляющая пластина. Подающий элемент может быть пластиной или проводом. В других вариантах реализации настоящего многочастотного излучателя механизмами для подачи сигналов могут быть, например, планарные волноводы и микрополосковые линии передачи.

Двухчастотная антенна для установления канала связи от радиотелефона в автотранспортном средстве до внешней среды по отношению к автотранспортному средству имеет основание антенны и держатель, прикрепленный к основанию антенны. Этот держатель прикрепляется к наружной поверхности автотранспортного средства. От основания отходят в сторону первый и второй удлиненные излучающие элементы, электрически соединенные с основанием. В соответствии с настоящим изобретением первому элементу придана форма для оптимального излучения первых сигналов в первом частотном диапазоне, а второму элементу придана форма для оптимального излучения вторых сигналов во втором частотном диапазоне.

Предлагается способ установления канала связи от соединительного элемента радиотелефонной системы, содержащей двухчастотный радиотелефон в автотранспортном средстве, к эфирному интерфейсу вне автотранспортного средства. Настоящий способ включает в себя создание двухчастотной антенны, имеющей по меньшей мере два излучающих элемента, отходящих от общего электропроводного основания. Каждому излучающему элементу придана оптимальная форма для излучения сигналов в соответствующем частотном диапазоне. Затем основание антенны прикрепляют к соединительному элементу.

Краткое описание чертежей Особенности преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из более подробного описания варианта реализации изобретения и чертежей с одинаковыми цифровыми ссылками на одинаковые элементы на этих чертежах, в которых: фиг.1 показывает изображение автотранспортного средства, содержащего соединительное устройство и излучатель, воплощающие принципы настоящего изобретения; фиг.2А - соединительное устройство на фиг.1; фиг. 2В - соединительное устройство на фиг.1 с присоединенной к нему многочастотной антенной; фиг. 3 - вид сверху одного из соединительных элементов, показанных на фиг.2, с одним плечом; фиг. 4А - вид сверху варианта реализации одного из соединительных элементов, показанных на фиг. 2, с двумя плечами, имеющими два прямых центральных края и два конусных наружных края; фиг.4В - вид сверху другого варианта реализации одного из соединительных элементов, показанных на фиг. 2, с двумя плечами, имеющими два прямых наружных края и два конусных центральных края; фиг.4С - вид сверху другого варианта реализации одного из соединительных элементов, имеющих два конусных наружных края и два конусных центральных края;
фиг.4D - вид сверху варианта реализации соединительного элемента на фиг. 4А с плечами различной длины;
Фиг.4Е - вид сверху варианта реализации соединительного элемента на Фиг. 4С с плечами различной длины;
фиг. 5А, 5В и 5С - виды сверху другого варианта реализации одного из соединительных элементов, имеющего три конусных плеча соответственно двух различных длин, трех различных длин и одинаковой длины;
фиг.5D - вид сверху другого варианта реализации одного из соединительных элементов, имеющего три конусных плеча, разделенных на шесть;
фиг. 6А и 6В - вид сверху другого варианта реализации одного из соединительных элементов, имеющего четыре конусных плеча соответственно одинаковой длины и различной длины;
фиг. 7А и 7В - вид сверху предпочтительных соединительных элементов соответственно с одним плечом и двумя плечами, при этом каждое из них имеет изогнутый конусный наружный край, кривизна которого определяется экспоненциальной функцией;
фиг.7С - вид сверху предпочтительного соединительного элемента с изогнутым конусным наружным краем, с кривизной на внутренней стороне;
фиг. 7D - вид сверху предпочтительного соединительного элемента со ступенчатым конусным наружным краем;
фиг. 8 - изображение в перспективе соединительного элемента, основная поверхность которого изогнута в двух направлениях для ее соответствия форме изогнутого окна автотранспортного средства;
фиг. 9А и 9В - виды сверху другого варианта реализации одного из соединительных элементов, имеющего два конусных плеча, каждое из которых имеет, по меньшей мере, два сегмента, расположенных под углом один к другому для облегчения монтажа внутри сравнительно малого объема;
фиг.10 - вид сверху другого варианта реализации одного из соединительных элементов, имеющего серповидную форму;
фиг.11А - 11С - изображения вариантов реализации настоящего излучателя;
фиг. 12 - поперечное сечение другого варианта реализации настоящего излучателя по линии 12-12 на фиг.2А;
фиг. 13 - поперечное сечение другого варианта реализации настоящего излучателя по линии 12-12 на фиг.2А;
фиг. 14 - поперечное сечение другого варианта реализации настоящего излучателя вдоль линии 12-12 на фиг.2А для другого применения, чем ветровое стекло автотранспортного средства, показывающее подающую цепь или соединительный механизм;
фиг.15 - схематичный частично усеченный вид сверху другого варианта реализации настоящего излучателя для иного применения, чем ветровое стекло автотранспортного средства, показывающий подающую цепь или соединительный механизм;
фиг.16 - схематичный вид сбоку еще одного варианта реализации настоящего излучателя для другого применения, чем ветровое стекло автотранспортного средства, показывающий подающую цепь или соединительный механизм;
фиг. 17А и 17В - изображения другого варианта реализации настоящего излучателя, показывающие излучающие элементы конусной и изогнутой формы;
фиг.17С - ряд различных поперечных сечений излучателя на фиг.17А и 17В;
фиг. 18А - 18С - вид сверху и вид сбоку материала, формируемого в виде варианта реализации на фиг.17.

Подробное описание предпочтительных вариантов реализации
На фиг. 1 и 2 (2А и 2В) показан соединитель, обычно обозначаемый цифрой 10, для установления малошумящего канала связи между наружной средой вне автотранспортного средства 12 и устройством беспроводной связи, например радиотелефоном 14. Другими устройствами беспроводной связи, также рассматриваемыми для применения, являются приемники сообщений и устройства передачи данных (например, портативные компьютеры, персональные цифровые секретари, модемы, факсимильные аппараты), в которых могут использоваться другие типы известных механизмов для связи с антенным соединителем, описанном ниже. В варианте, показанном на фиг.1, телефон 14 расположен в пассажирском салоне 16 автотранспортного средства 12. В показанном предпочтительном варианте реализации радиотелефон 14 является двухчастотным телефоном, хотя он может быть одночастотным телефоном, или он может использовать более двух частот, или это могут быть многие одночастотные телефоны, каждый из которых работает на различной частоте. Более конкретно предпочтительный радиотелефон 14 может передавать и принимать сигналы в одном из, по меньшей мере, двух частотных диапазонов. Примерные частотные диапазоны определяют соответствующие центральные частоты около восемьсот пятидесяти девяти миллионов циклов в секунду и тысячу девятьсот двадцать миллионов циклов в секунду (859 и 1920 МГц), которые обычно называются "сотовыми" частотами и частотами "услуг персональной связи" (УПС). Однако раскрытые здесь принципы применимы и к частотным диапазонам, помимо указанных выше. Вполне понятно, что настоящее изобретение может охватывать несколько телефонов, применяемых с одним базовым рычагом, при этом каждый телефон использует одну соответствующую частоту, а также многочастотные телефоны. Например, там, где используется структура с общим корпусом и наружная конфигурация для изготовления радиотелефонов, которые работают в различных частотных диапазонах.

Предпочтительно для облегчения так называемой связи без рук с использованием телефона 14 последний помещают на телефонный рычаг 18 в пассажирском салоне 16. Рычаг 18 может содержать громкоговорители и усилители в соответствии с принципами, известными в данной области техники, и его можно перевести в состояние, позволяющее пользователю телефона 14 говорить в телефон 14 и слышать сигналы от него без удерживания телефона 14 или какой-либо другой манипуляции с ним и наблюдать за дисплеем на телефоне 14.

Поэтому пользователь может применять телефон 14, находящийся на рычаге 18, для связи без использования рук на одной из частот телефона в системе беспроводной связи. Система беспроводной связи на фиг.1 частично представлена эфирным интерфейсом 20, расположенным вне автотранспортного средства 12. Однако в связи с тем, что телефон 14 расположен внутри автотранспортного средства 12, шумы, помехи и/или другие препятствия для сигнала, которые индуцируются конструкцией автотранспортного средства 12, могут ухудшить передачу и прием сигналов, передаваемых и принимаемых телефоном 14. С учетом этого предложена структура, описанная ниже, для установления малошумящего канала связи между телефоном 14 и эфирным интерфейсом 20 и следовательно одной или более системами связи, который является эффективным независимо от того, какая частота используется телефоном 14.

Как конкретно показано на фиг.2А и 2В, соединитель 10 имеет наружный соединительный элемент 22, прикрепленный к наружной поверхности 24 диэлектрической детали автотранспортного средства, например, окна или переднего или заднего прозрачного ветрового стекла 26 автотранспортного средства 12. Для некоторых применений другие известные детали автотранспортного средства, например пластмассовые или стекловолоконные панели, могут служить монтажными поверхностями. Для раскрытия сущности изобретения показан наружный соединительный элемент 22 в виде плоской пластины из электропроводного материала (например, меди, латуни, стали или алюминия), который травится или осаждается на диэлектрическое основание 28, при этом основание 28, как показано на фиг. 2 (2А и 2В), является прозрачным. Как также описано ниже со ссылкой на Фиг. 8, соединительные элементы однако не должны быть обязательно плоскими, но могут быть изогнуты в одном или двух направлениях для их соответствия, например, кривизне ветрового стекла автотранспортного средства, на котором размещаются соединительные элементы. Такие изогнутые поверхности обычно используются для размещения соединителя 10, как можно ближе к поверхности для минимизации потерь в сигналах и для обеспечения хорошей опоры.

Помимо этого к диэлектрическому основанию 28 с наружным соединительным элементом 22 приклеивают наружный слой 30 пенистого клея с двумя противоположными клейкими поверхностями, как показано. Соединительный элемент 22 расположен между наружным слоем 30 пенистого клея и диэлектрическим основанием 28. В свою очередь, наружный слой 30 пенистого клея прикрепляют к ветровому стеклу 26 и тем самым наружный соединительный элемент 22 может быть также прикреплен к ветровому стеклу 26 с помощью эпоксидных или смолистых соединений, клеев, связующих агентов или подобных материалов или способов, хорошо известных в данной области.

Помимо вышеуказанной структуры к внутренней поверхности 34 ветрового стекла 26 прикреплен внутренний соединительный элемент 32, которому в показанном варианте реализации придана форма, по существу аналогичная форме наружного соединительного элемента 22. Хотя его форма, как показано в примере, по существу аналогична форме наружного соединительного элемента 22, однако, если требуется для улучшения работы, размеры внутреннего соединительного элемента 32 могут быть пропорционально меньше или больше размеров наружного соединительного элемента 22.

Более того, форма внутреннего соединительного элемента 32 не осязательно должна быть аналогична форме наружного соединительного элемента 22. Вместо этого настоящим соединительным элементам 22, 32 придается форма, подходящая для эффективной передачи сигналов между двумя соединителями на основании тока, протекающего по соединительному элементу. Специалисты в данной области легко оценят, что могут быть использованы исследования на основе моделирования полей или другие известные методики для определения подходящих размеров для соединителей. Кроме этого, предполагают, что при реальном применении наружный и внутренний соединители, когда их устанавливают в некоторых применениях, вероятно, не могут быть точно ориентированы.

Каждый соединитель 22, 32 определяет соответствующую среднюю линию 22z, 32z, и они должны быть очень близко расположены одна к другой, т.е. совмещены одна с другой через ветровое стекло 26, при этом они параллельны и расстояние между ними сведено к минимуму.

Как далее описано ниже, соединительный элемент может иметь более одного плеча, особенно в случае применения многих частот. Например, внутренний и наружный соединительные элементы могут иметь каждый четное число плеч равной ширины со средней линией между двумя внутренними плечами, или нечетное число плеч со средней линией, которая является продольной биссектрисой центрального плеча, или другой ширины и структур, которые обеспечивает размещение средней линии частично поверх плеча. В каждой ситуации соединительные элементы ориентированы относительно этих средних линий. Кроме того, внутренние и наружные соединительные элементы могут иметь различное число плеч или различные размеры плеч. Например, внутренний соединительный элемент может иметь четыре плеча с его средней линией между двумя внутренними плечами, и соответствующий наружный соединительный элемент может иметь три плеча с его средней линией вдоль продольной биссектрисы центрального плеча. Однако эти два соединителя будут все еще ориентированы по отношению к их соответствующим средним линиям. Желательно, чтобы оба элемента 22, 32 имели бы однако одинаковое число плеч, особенно когда этими элементами должно быть связано больше одной частоты. Также желательно, чтобы средние линии были по существу центрированы или не смещены одна от другой, чтобы соединители располагались симметрично относительно средней линии противоположного соединителя.

Как и наружный соединительный элемент 22, внутренний соединительный элемент 32 может быть вытравлен в соответствующем диэлеатрическом основании 26, которое с внутренним соединительным элементом 32 прикрепляется к ветровому стеклу 26 внутренним слоем 38 из пенистого клея. Затем обеспечивается металлическая или с металлическим покрытием заземляющая пластина 40, которая отделена от диэлектрического слоя 36 воздушным или диэлектрическим зазором 42. Внутренний соединительный элемент 32 электрически соединен с (т.е. питаемый от) радиотелефоном 14 электрической линией 44, соединенной в этом примере с рычагом 18.

На фиг. 2 показаны две особенности данного варианта реализации по отношению к конфигурации соединительных элементов 22, 32 и их ориентации относительно друг друга. В одном варианте реализации соединительные элементы 22, 32 являются треугольными. Более конкретно в варианте, показанном на фиг.2А и 2В, и вообще наружный соединительный элемент 22 определяет базовый конец 22а, конусный конец 22в и следовательно суживается во внутреннюю сторону от базового конца 22а к конусному концу 22в. Аналогичным образом внутренний соединительный элемент 32 определяет базовый конец 32а и конусный конец 32в. Как показано на фиг.2, базовый конец 32а внутреннего соединительного элемента 32 соединен с электрической линией 44.

Вышеуказанная конфигурация соединительного элемента этого варианта может быть описана несколько иначе. Более конкретно наружный соединительный элемент 22 определяет продольный размер L между его концами 22а, 22в и поперечный размер Т, который перпендикулярен продольному размеру L. Как показано на фиг.2В, площадь поверхности на единицу длины первого участка P1 элемента 22, расположенного поперек элемента 22 в поперечном размере Т, больше площади поверхности на единицу длины второго участка Р2 элемента 22, также направленного поперек поперечного размера Т, но ближе к конусному концу 22в, чем первый участок P1. Но с другой стороны, соединительный элемент настоящего изобретения, применяющего наружный соединительный элемент 22, например, определяет базовый конец 22а, который является непрерывным в поперечном направлении Т и по меньшей мере одно конусное плечо, расположенное продольно в сторону от базового конца 22а.

Что касается ориентации соединительных элементов 22, 32 относительно друг друга в соответствии с настоящим изобретением, внутренний соединительный элемент 32 параллелен наружному соединительному элементу 22 и перекрывает последний. Более того, настоящие принципы предусматривают ориентацию внутреннего соединительного элемента 32 относительно наружного соединительного элемента 22, при которой базовый конец 32а внутреннего элемента 32 расположен рядом с конусным концом 22в наружного элемента 22 и базовый конец 22а наружного элемента 22 расположен рядом с конусным концом 32в внутреннего элемента 32.

Следует учесть, как показано на фиг.2А и 2В, что прямая линия, соединяющая конусный конец 22в наружного элемента 22 с базовым концом 32а внутреннего элемента 32, по существу перпендикулярна плоскостям, определенным элементами 22, 32. Аналогично, прямая линия, соединяющая конусный конец 32в внутреннего элемента 32 с базовым концом 22а наружного элемента 22 по существу перпендикулярна плоскостям, определяемым элементами 22, 32. Таким образом элементы 22, 32 перекрывают один другого и расположены один против другого, при этом каждый элемент 22, 32 определяет соответствующее конусное направление и при их ориентации один относительно другого их конусные направления противоположны и их соответствующие средние линии 22z, 32z совмещены, т.е. расстояния между средними линиями 22z, 32z сведены к минимуму.

Однако следует учесть, что два базовых конца не должны быть точно перекрывающимися или вертикально совмещенными один с другим. ВЧ энергия все еще проходит между элементами, даже когда элементы смещены или имеется большая разница в размерах элементов. Это потенциально влияет на эффективность или потери соединителя, но не препятствует в значительной степени работе. Как указано выше, также маловероятно, чтобы внутренний и наружный соединительные элементы имели бы очень точную ориентацию, когда их устанавливают на автотранспортном средстве "в полевых условиях" в противоположность более точной заводской установке.

Вышеописанная структура обеспечивает дешевый широкополосный (многочастотный) или двухдиапазонный радиочастотный (РЧ) соединитель 10, монтируемый на стекле. Действительно вышеуказанная структура полезна для индуктивной связи РЧ энергии в одном из соединительных элементов 22, 32 с другим соединительным элементом 32, 22 через диэлектрический слой, такой как, например, ветровое стекло 26. Далее, как описано, достигается эффективная широкополосная передача РЧ энергии от одного элемента 22, 32 к другому элементу 32, 22 благодаря перекрытию элементов 22, 32 и постепенному увеличению импеданса внутреннего элемента 32 за счет сужения его поперечной ширины до меньшего размера от его исходной точки у его базового конца 32а при постепенном уменьшении импеданса наружного элемента 22 за счет ориентации его конусного размера против внутреннего элемента.

Кроме этого, могут быть предложены и другие варианты реализации соединительного элемента. Например, как показано на фиг.3, соединительный элемент 50 может иметь прямоугольный базовый участок 52 и треугольный плечевой участок 54, отходящий от базового участка 52. Соединительные элементы только с одним конусным плечом полезны для передачи обоих из двух или более частот, когда частоты являются нечетными кратными по отношению друг к другу. Это обычно относится к тем частотам, для которых отношение их соответствующих четвертей длин волн является нечетным числом. Например, один сигнал может иметь четверть длины волны λ/4,/4, другой четверть длины волны, равную n λ/4,, где n - нечетное положительное целое число.

На фиг.4А и 4В показаны варианты плечевых структур, обычно обозначаемых соответственно 56 и 58, в которых одно плечо эффективно делится на два вдоль продольной оси для получения двух половинок, что увеличивает ширину полосы частот соединителя. На фиг.4А плечо 56 делится на плечи 57 и 59, при этом весь боковой край половинки 57 близко подходит ко всему боковому краю половинки 59 и параллелен последней. На Фиг.4В плечо 58 разделено на два вдоль продольной оси для получения двух половинок 60, 62, при этом соответствующие длинные края, обращенные один к другому, расходятся один от другого, как показано. Каждое плечо 60, 62 имеет соответствующий прямой наружный край 60а, 62а, при этом наружные края 60а, 62а являются прямыми благодаря тому, что они параллельны направлению D конуса, определяемого элементом 58. Также каждое плечо 60, 62 имеет конусный, т.е. угловой центральный край 60в, 62в, который устанавливает непрямой угол относительно направления D конуса. Следует понять, что плечи многоплечевых соединителей, раскрываемых ниже, могут быть аналогичным образом разделены для увеличения ширины полосы частот соединителя.

В противоположность структурам плеч 56 и 58, показанных на фиг.4А и 4В, показанный на фиг. 4С соединительный элемент 64 имеет основание 66 и два конусных плеча 68, 70, расположенных один за другим и отходящих от основания 66. Каждое плечо 68, 70 имеет соответствующий наружный край 68а, 70а с внутренним углом (от основания 66 к продольной оси L элемента 64) и соответствующий центральный край 68в, 70в с наружным углом. Большое число плеч одинаковой длины полезно для улучшения связи на одной частоте, а большое число плеч различной длины полезны для связи соответствующих многих частот, особенно, когда они не являются нечетными кратными друг друга. Например, на фиг. 4D и 4Е показаны плечи различной длины, которые используются в двухплечевых соединителях, при этом пара 57', 59' относится к плечевой группе 56' и пара 68', 70' относится к группе 64' и разница между ними преувеличена для ясности.

Более того, как будет очевидно для специалистов в данной области, изобретение не ограничено характерными треугольными формами, используемыми для ясности при иллюстрации различных вариантов реализации соединительных элементов на фиг. 3 - 4Е, и далее рассмотренных ниже. Другие треугольные формы могут быть использованы, показанные штриховой линией 53 на Фиг.3 и линией 67 на фиг.4Е, но которые не являются прямоугольными или равнобедренными треугольниками. Каждая из этих конфигураций может также использовать "среднюю линию" для ориентации соединительных элементов с обратными конусами, которые для удобства не приходят через центр основания плеча, или треугольника.

Предусмотрено, что в соединительный элемент может быть введено более двух плеч в зависимости от числа частот, на которых должна быть обеспечена связь, или для увеличения ширины полосы частот. Например, на фиг.5А показан соединительный элемент 72, имеющий прямоугольное основные 74 и три плеча треугольной формы 76, 78, 80, отходящих от основания 74 для связи трех частот через ветровое стекло. Как показано на фиг.5А, оба края каждого плеча 76, 78, 80 отходят под углом от основания 74 относительно продольной оси элемента 72. Далее, как показано на фиг.5А, длина плеча 78 больше длины плеч 76, 80 для облегчения связи более чем на одной частоте. Плечу 78 специально придана форма для связывания по меньшей мере первой частоты (и нечетных кратных) и плечам 76, 80 придана форма для связывания по меньшей мере второй частоты.

Длина плеча 80 может быть меньше или больше длины плеча 76 (и 78) для связывания еще третьей частоты или ряда частот. Это показано на фиг.5В, где плечо 80' короче плечей 76' и 78'. На фиг.5С плечи 76", 78" и 80", как показано, имеют одинаковую длину для улучшения ширины полосы многочастотной антенны, при этом добавлена штриховая линия 77, иллюстрирующая альтернативные треугольные конфигурации (не равнобедренные или прямоугольные). На фиг.5D плечи 77, 79, 81 разделены для обеспечения дальнейшего улучшения ширины полосы. Однако специалисты в данной области учтут, что обычно достигается точка уменьшения отдачи, когда плечи делят слишком много раз по сравнению со стоимостью изготовления и ограничениями при этом. На фиг.5D также показано, что плечи не нужно делить на одинаковые формы, хотя вообще желательно знать, какой принцип применим также и к другим конфигурациям.

Вышеуказанные принципы могут быть расширены для добавления дополнительных плеч к соединительному элементу для связи с дополнительными (т.е. четырьмя или более) частотами через деталь или ветровое стекло автотранспортного средства.

Например, на фиг.6А показан соединительный элемент 82, имеющий прямоугольное основание 84 и четыре треугольных плеча 86, 88, 90, 92, отходящих от основания 84. Длина плеч 86÷92 может быть одинакова для улучшения связи одной частоты, или длина их может быть сделана отличной от друг друга, что подходит для связи четырех соответствующих различных частот. Например, на фиг. 6В показан соединительный элемент 82', имеющий четыре треугольных плеча 86', 88', 90', 92' различной длины, отходящие от основания 84.

В противоположность элементам, показанным выше, на фиг.7А изображен элемент 94, который имеет изогнутый суживающийся внутрь наружный край 96. Наружный край 96 элемента 94 предпочтительно имеет кривизну, определяемую экспоненциальной функцией или заданной формой, для обеспечения лучшего согласования импедансов, и такая конфигурация вероятно более предпочтительна, чем прямые конусы. Кривизна наружного края 96 также может определяться квадратичной функцией или другой кривой. Такие изогнутые края могут быть также использованы в конфигурациях соединителей, имеющих большое число плеч, где это нужно, как описывалось выше, что иллюстрируется двумя плечами 97а и 97в на фиг.7В. Изогнутые края плеч соединителя могут быть наклонены внутрь, как показано наружным краем 96" элемента 94" на фиг.7С, хотя это обычно не обеспечивает согласования импедансов, и они могут также быть разделены на ряд отдельных угловых или ступенчатых элементов, как показано наружные краем 96" элемента 94''' на Фиг.7В.

Помимо этого на фиг.8 показано, что элемент 94 определяет основную поверхность 95, изогнутую в двух направлениях, для ее соответствия изогнутому ветровому стеклу автотранспортного средства. Следует учесть, что и другие соединительные элементы, описанные здесь, могут определять изогнутые основные поверхности, соответствующие поверхностям или ветровым стеклам автотранспортных средств. В варианте реализации, показанном на фиг.8, основная поверхность 95 формируется в металле, который травится, или осаждается на тонкую гибкую диэлектрическую подложку 99. Однако проводящий материал может отливаться, экструдироваться, штамповаться или иначе формоваться для получения требуемых изогнутых форм. Различия в форме поверхности не должны быть в виде гладких изгибов, но могут быть реализованы как ряд малых ступенек или меньших поверхностей, соединяемых под углом. Специалисты в данной области легко поймут, что требуемые конфигурации, по существу соответствующие или приближающиеся к данной монтажной поверхности, не создают нежелательных потерь или диаграмму направленности, не относящуюся к ним.

Далее соединительный элемент может быть видоизменен без отхода от объема настоящего изобретения, чтобы он мог поместиться в сравнительно малый корпус, который иначе имел бы недостаточные размеры для размещения в нем элемента, например, для которого длина волны или четверть длины волны имеет такую величину, что плечо соединителя оказывается длиннее, чем требуется для целей изготовления или эстетических соображений. Эта сторона показана на фиг.9А, на которой изображен соединительный элемент 100, имеющий основание 102, в котором изготовлено электрическое соединение для ввода/вывода сигнала, и от основания 102 отходят первые и второе плечи 104, 106.

Как и в элементах, описанных выше, соединение с элементом 100, показанном на фиг.9А, заготовлено в основании элемента. В отличие от элементов, показанных ранее, однако второе плечо 106 не определяет единственную ось вдоль своей длины, но второе плечо 106 согнуто в три сегмента 106а, 106в, 106с, при этом смежные сегменты предпочтительно перпендикулярны один другому и последовательно расположенные сегменты (от основания 102) становятся все более тонкими в поперечном направлении благодаря тому, что второе плечо 106 непрерывно сужается от основания 102 в продольном направлении. Таким образом, следует учитывать, что сегмент 106в ориентирован в продольном направлении, а плечи 106а, 106с ориентированы в поперечном направлении.

На фиг. 9В показан соединительный элемент 101, имеющий основание 103 (в котором изготовлено электрическое соединение для ввода/вывода сигнала) и аналогичный соединительному элементу 100, показанному на фиг.9А, за исключением того, что оба первое и второе плечи 108, 110 изогнуты в большое число сегментов. Характерно, что, как показано, первое плечо 108 изогнуто в четыре сегмента 108а, 108в, 108с и 108d, и второе плечо 110 имеет два одинаковых конусных сегмента 110а и 110в, при этом смежные сегменты перпендикулярны друг к другу и последовательные сегменты (от основания 103) становятся все тоньше в поперечном направлении. Следует учесть, что соединительные элементы, показанные на фиг. 9А и 9В, как и элемент 22, показанный на фиг.2, используется совместно с другим аналогичным элементом, при этом конусный конец одного элемента расположен рядом с базовым концом другого.

Для специалистов в данной области понятно, что плечевые сегменты, рассмотренные выше, не должны быть расположены перпендикулярно друг другу. Каждый сегмент в таком плече может быть соединен под различными углами с соседними сегментами, при этом 90^o является типичным углом, но не заданным углом. Например, ряд плечевых сегментов может быть сформирован под углом 120^o, но другие углы между сегментами образует более сложную геометрическую форму. Углы могут быть также меньше 90^o, хотя это больше ограничивает общую длину плеч. Помимо этого для достижения требуемой длины может быть использовано более трех или четырех сегментов, а для некоторых применений каждое плечо может иметь один сегмент.

На aиг. 10 показан еще один соединительный элемент 101, реализующий настоящее изобретение и имеющий серповидную форму. Электрическое соединение предусмотрено в точке 111a, которая служит основанием 102 или 103 и формирует два плеча 111в, 111с, одно из которых короче другого для связи на различных частотах. Как описано выше, можно сделать два плеча одинаковой длины, как требуется для связи некоторых частот, или даже разделить их пополам (параллельные плечи) для увеличения ширины полосы частот.

Следует учесть, что соединительные элементы, показанные на aиг.2 - 10, как и элемент 22, показанный на фиг.2А и 2В, используются вместе с другим аналогичным элементом, при этом конусный конец одного элемента расположен рядом с базовым концом другого таким же образом.

Возвращаясь к фиг. 1 и 2 (2А и 2В), наружный соединительный элемент 22 соединен у или около своего базового конца 22а с излучателем, обычно обозначаемым 112 (фиг.1 и 2), который имеет первый и второй удлиненные жесткие электропроводные излучающие элементы 114, 116. Таким образом, наружный соединительный элемент 22 образует держатель для излучателя 22. Предпочтительно между соединителем 10 и излучателем 112 устанавливают угол α, который обеспечивает ориентацию излучателя 112 в вертикальном направлении, как показано на фиг.1, когда соединитель монтируют на поверхности автотранспортного средства, например, на ветровом стекле 16. Это позволяет излучателю 112 находится в вертикальном положении.

Излучающие элементы 114, 116 могут быть изготовлены с использованием нескольких различных материалов, например, металла с пластмассовым покрытием или меди, латуни, алюминия и стали и пр. Выбор материалов будет зависеть в значительной степени от частот, представляющих интерес, и соответствующих потерь, обусловленных конкретным материалом. То есть, материал выбирается так, чтобы свести к минимуму потери, где только возможно. На эти материалы могут быть нанесены покрытия с использованием известных способов или материалов для защиты, анодирования в случае алюминия, или вся сборка может быть покрыта компактным обтекателем для защиты излучателей от стихий или от повреждений окружавшей средой. Анодированные элементы и обтекатели добавляют способность к специализаций с цветом.

Как показано на фиг.2А, излучающие элементы 114, 116 отделены один от другого и прикреплены сваркой, пайкой твердым припоем и обычной пайкой или иначе для объединения в одно целое с общим электропроводным основанием 118, как показано. Или, если излучающие элементы изготовлены из металла с пластмассовым покрытием, они могут быть приклеены или иначе прикреплены к основанию.

Когда излучатели интерально сформированы, как единое целое, они могут быть изготовлены с использованием хорошо известных способов из материалов в виде брусков, проволоки, листов, которым придается конфигурация сегментов, являющихся излучающими элементами с отрезками, отходящими в сторону от центрального участка, который становится электропроводным основанием 118, когда сегменты складываются вверх с образованием антенны 112. Пример этого показан со ссылкой на фиг.17 и 18 ниже.

Предпочтительно излучающие элементы 114, 116 изготавливают из металла или из металла с пластмассовым покрытием, чтобы сделать элементы 114, 116 электропроводными. Хотя на фиг. 2А показано, что основание 118 является дискообразным, следует понять, что основание 118 может иметь другую форму, например, оно может быть (если смотреть прямо сверху) эллиптическим, треугольным, квадратным, прямоугольным или серповидным.

В конкретном варианте реализации, показанном на Фиг.2А, каждый излучающий элемент 114, 116 имеет соответствующую изогнутую внешнюю поверхность 114а, 116а и соответствующую плоскую, прямоугольную внутреннюю грань 114в, 116в. Однако, как и основание 118, излучающие элементы 114, 116 могут иметь эллиптическое, серповидное, треугольное или прямоугольное поперечные сечения. Кроме того, излучающий элемент 114 может иметь форму, отличную от излучающего элемента 116 при условии, что излучающим элементам 114, 116 придана форма для оптимального излучения их соответствующих частот. Помимо этого излучающим элементам не требуется иметь прямые боковые края, но они могут изменяться по форме также вдоль их вертикального размера, например, при волнообразном изменении поперечных сечений, таком, который желательно соблюдать при некоторых эстетических требованиях.

Обращенные внутрь грани 114в, 116в излучающих элементов 114, 116 расположены одна против другой. Однако, если требуется, каждый излучающий элемент может быть сужен в сторону от основания 118, в этом случае соответствующие длины излучающих элементов подгоняются должным образом для установления излучающих элементов на четверть длины волны в соответствии с принципами, изложенными ниже.

Характерно, что первому излучающему элементу 114 придают оптимальную форму для проводки сигналов в первом частотном диапазоне, а второму излучающему 116 придают оптимальную форму для проводки сигналов во втором частотном диапазоне. В предпочтительном варианте реализации оптимальная конфигурация достигается установлением длины L1 первого излучающего элемента 114, по существу равной нечетному кратному числу одной четверти длины волны в свободном пространстве. центральной частоты первого частотного диапазона. То есть, L1= 2n+I (λ/4), где λ - длина волны частоты, представляющей интерес, передаваемой соединителем, и n - ноль или положительное целое число. Таким же образом длина L2 второго излучающего элемента 116 равна нечетному кратному числу одной четверти длины волны в свободном пространстве центральной частоты второго частотного диапазона.

На фиг. 11А показан излучатель 120, который во всех существенных отношениях аналогичен излучателю 112, показанному на фиг.2В, но со следующем исключением. Первый и второй излучающие элементы 122, 124 прикреплены к сплошному цилиндрическому основанию 126 из металла или из металла с пластмассовым покрытием, как показано, держателем 128, проходящим через элементы 122, 124 и основание 126. Держателем 128 может быть, например, установочный шуруп, заклепка, штырь или болт. Такие держатели могут обеспечивать крепление излучающих элементов под различными углами к основанию для достижения вертикальной ориентации на скошенных или наклонных поверхностях. На фиг.11В и 11C показаны примерные контуры элементов, когда конусные стороны или формы используются, как рассмотрено ниже, для излучательных элементов, что может быть также сделано для других вариантов реализации, например, как на фиг.2А. На фиг. 11B показаны внутрь сходящиеся стороны в направлении верхней части излучающих элементов 122', 124' в антенне 120', и на фиг.11С показаны наружные сходящиеся стороны в направлении верхней части излучающих элементов 122", 124" в антенне 120".

Более того, излучателю может быть придана форма для оптимального излучения более двух частот. Например, на фиг.12 показан излучатель 130, имеющий основание 132, к которому присоединены от первого до четвертого излучающие элементы 134, 136, 138, 140. Следует учесть, что каждый излучающий элемент 134, 136, 138, 140 имеет длину, подходящую для придания конкретному элементу формы, обеспечивающей оптимальное излучение и/или прием соответствующей частоты, используя принципы, рассмотренные выше и хорошо известные в данной области. Вместо определенных структур излучающих элементов, показанных выше, на фиг. 13 также показано, что излучатель 142 может содержать электропроводные удлиненные проволочные излучающие элементы 144, 146, 148, 150, которые заделываются или иначе прикрепляются к основанию 152. Следует учесть, что каждый излучающий элемент 144, 146, 148, 150 имеет длину, которая подходит для придания конкретному элементу формы для оптимального излучения и приема соответствующей частоты, используя принципы, рассмотренные выше.

На фиг. 14 - 16 показаны варианты реализации многочастотного излучателя для других применений, чем применение, рассмотренное выше (в котором излучатель был связан с соединителем для связи РЧ энергии через ветровое стекло автотранспортного средства). Например, на фиг.14 показан излучатель, который по существу аналогичен излучателю 112 на фиг.1 и 2В, и который прикрепляется к металлической пластине 155, заделанной в диэлектрическую подложку 156 или вытравленной в последней. В свою очередь, диэлектрическую подложку 156 размещают на металлической заземляющей пластине 158 для формирования микрополосковой подающей линии. Следует понять, что металлическая пластина 155 образует антенный фидер. Излучатель 154 с такой структурой может быть использован, например, на автотранспортном средстве для излучения и приема двух частот, как рассматривалось выше.

На фиг.15 показана другая физическая реализация принципа, рассмотренного выше, т. е. копланарного волноводного фидера. В частности, излучатель 160 прикреплен к металлической подающей пластине 162, на соответствующих сторонах которой расположены металлические заземляющие пластины 164, 166, отделенные в боковом направлении от первой. Как показано, между заземляющими пластинами 164, 166 и подающей пластиной 162 расположены диэлектрические полоски 168, 170.

Вышеуказанная структура соединена с антенным выводом, который показан на фиг. 15, как коаксиальный кабель, имеющий центральный фидерный проводник 172 и заземляющие провода 174 оболочки. Центральный фидерный проводник 172 соединен с подающей пластиной 162, а заземляющие провода 174 оболочки соединены с заземляющими пластинами 164, 166.

Еще одна физическая реализация вышеуказанного принципа показана на фиг. 16, на которой многоэлементный излучатель 176 по существу аналогичный излучателю 112, показанному на фиг.1 и 2В, имеет основание 178, и фидерный провод 180 прикреплен к основанию 178 или заделан в последнее, как показано. Основание 178 расположено вплотную к диэлектрическому слою 182 и металлическая заземляющая пластина 184 расположена вплотную к диэлектрическому слою 182 против основания 178. Кольцевой экранирующий элемент 186 коаксиально окружает фидерный провод 180. Специалисту понятно, что фидерный провод 180, как и другие фидерные элементы, рассмотренные выше, электрически соединен с соответствующими антенными подающими компонентами.

Как показано теперь на фиг.17А и 17В, излучатель, обычно обозначаемый 200, имеет первый и второй удлиненные жесткие электропроводные излучающие элементы 202, 204. Излучающие элементы 202, 204, как показано, отделены один от другого и прикреплены сваркой, пайкой твердым припоем, обычной пайкой или иначе для образования единого целого с общим стержневым электропроводным основанием. Основание 206 может быть в виде параллелепипеда, цилиндра или в виде других известных форм перед его изгибанием.

В конкретном варианте реализации, показанном на фиг.17А, каждый излучающий элемент 202, 204 имеет изогнутую выпуклую поверхность 202а, 204а, обращенную наружу, и соответствующую изогнутую вогнутую грань, 202в, 204в, обращенную внутрь. Обращенные внутрь грани 202в, 204в излучающих элементов 202, 204 расположены одна против другой. Однако, если требуется, излучающие элементы 202, 204 могут быть перевернуты, как показано излучателем 200' и излучающими элементами 202', 204' на фиг.17В, так что обращенные наружу выпуклые поверхности 202а, 204а расположены одна против другой, поэтому кривизна и, следовательно, конус расположены во внешнюю сторону от антенны.

Как показано, основание 206 (206') соединено с соответствующими основаниями 208, 210 излучающих элементов 202, 204, или, что более предпочтительно, изготовлено, как единое целое с этими основаниями. Каждый элемент 202, 204 определяет соответствующую вершину 212, 214, которая противоположна своему соответствующему основанию 208, 210. Поверхности 202а, 202в, 204а, 204в элементов 202, 204 расходятся от вершин 212, 214 к основаниям 208, 210, как показано. Иначе говоря, элементы 202, 204 сужаются от их соответствующих оснований 208, 210 к их вершинам 212, 214. Поверхности 202а, 202в, 204а, 204в могут сужаться в противоположном направлении, быть ровными и/или неконусными, например, прямоугольными или другой геометрической формы. Несколько примеров таких форм, которыми изобретение не ограничено, показаны на фиг. 17С. В любом случае элементы 202, 204 могут быть изготовлены из плоского куска металла или металла с пластмассовым покрытием, при этом основание 206 расположено между ними и затем их изгибают или иначе формируют в показанную конфигурацию, или элементы 202, 204 могут быть изготовлены механической обработкой, отлиты или сформованы в показанную конфигурацию.

Один способ изготовления излучателя 200 с излучающими элементами 202, 204 и общим электропроводным основанием 206 показан на фиг.18А-18С. На фиг. 18А плоская заготовка из электропроводного материала 220, например медная или латунная пластина формируется в виде заданной Формы в соответствии с требуемой конечной шириной и длиной каждого излучающего элемента 202, 204 и электропроводного основания 206. Здесь материал 220 имеет конусную форму и участок основания уже из-за заданной конечной формы, однако этого не требуется. Конус может также быть криволинейным или изогнутым вместо прямых переходов.

На фиг. 18А используются штриховые линии для показа вариантов форм для материала 220. Например, штриховая линия 222 показывает контур материала 220, когда он не суживается в поперечном направлении в случае, когда используется неконусная пластина или стержневая заготовка. Штриховая линия 224 показывает контур в случае, когда используется материал с обратным конусом. То есть, материал 220 шире на наружных концах и, следовательно, в верхней части излучающих элементов, когда их изгибают. Легко понять, что смесь этих и других форм, например, с кривизной и без кривизны или со смещениями, могут быть также использованы при желании. Это обеспечивает антенну с повышенными доступностью и эффективностью для передачи многочастотных сигналов, одновременно обеспечивая также эстетические соображения при необходимости. Может быть использован целый ряд известных способов изготовления для формирования материала 220, который может быть также в виде стержней или проводов. Кроме того для ясности показаны только два излучающих элемента, при этом следует понимать, что могут быть использованы, если требуется, дополнительные элемента в рамках этого же способа.

Материал, образующий излучающее элементы 202 и 204, затем изгибают вверх, как показано на фиг.18В, и наконец вертикально совмещают с основанием, как показано на фиг.18С. Следует заметить, что основание 206 в этом и других вариантах реализации не должно составлять угол в 90^o с излучающими элементами 202 и 204. Другие углы, как показано штриховыми линиями для основания 206', могут быть использованы для компенсации наклона поверхностей, на которых должна монтироваться антенна, относительно требуемого вертикального положения. Например, ранее рассмотренный угол α может быть использован в качестве углового смещения относительно элементов 202 и 204. В этой точке материал, образующий элементы 202 и 204, может быть изогнут для каждого элемента для образования окончательной формы антенны на фиг.17А или 17В. В варианте излучающие сегменты могут быть выгнуты перед их изгибанием.

Первому излучающему элементу 202 придают оптимальную конфигурацию для проводки сигналов в первом частотном диапазоне, а второму излучающему элементу 204 придают оптимальную конфигурацию для проводки сигналов во втором частотном диапазоне. В предпочтительном варианте реализации оптимальная конфигурация достигается установлением длины L1 первого излучающего элемента 202, по существу, равной нечетному кратному числу четверти длины волны в центральной части первого частотного диапазона. Аналогичным образом длина L2 второго излучающего элемента 204 по существу равна нечетному кратному числу четверти длины волны в центральной части второго частотного диапазона.

Описание предпочтительных вариантов реализации предназначено для того, чтобы каждый специалист в данной области мог изготовить или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов будут совершенно очевидны для специалистов, а общие принципы, определенные здесь, могут быть применимы к другим вариантам реализации. Таким образом, настоящее изобретение не должно ограничиваться показанными здесь вариантами.

Формула изобретения

1. Излучатель, предназначенный для установки на транспортном средстве для излучения, по меньшей мере, первого и второго сигналов, имеющих соответствующие первую и вторую частоты, содержащий электропроводное основание; по меньшей мере, первый излучающий элемент, закрепленный на основании и отходящий от него, при этом первому излучающему элементу придана форма, обеспечивающая прохождение по нему первого сигнала; по меньшей мере, второй излучающий элемент, закрепленный на основании, бок о бок с первым излучающим элементом, при этом второму излучающему элементу придана форма, обеспечивающая прохождение по нему второго сигнала; наружный соединительный элемент, прикрепляемый к наружной поверхности окна автотранспортного средства, при этом наружный соединительный элемент имеет базовый конец и конусный конец и он суживается от базового конца к конусному концу, причем основание излучателя прикреплено к базовому концу наружного соединительного элемента; внутренний соединительный элемент, прикрепляемый к внутренней поверхности окна и электрически соединяемый с радиотелефоном, при этом внутренний соединительный элемент имеет базовый конец и конусный конец и он ориентирован относительно наружного соединительного элемента так, что его базовый конец расположен рядом с конусным концом наружного элемента, а базовый конец наружного элемента расположен рядом с конусным концом внутреннего элемента.

2. Излучатель по п. 1, отличающийся тем, что излучающие элементы выполнены удлиненными и приварены или припаяны к основанию.

3. Излучатель по п. 1, отличающийся тем, что излучающие элементы выполнены удлиненными и прижаты к основанию прижимом.

4. Излучатель по п. 1, отличающийся тем, что первый излучающий элемент имеет длину, равную, по существу, нечетному кратному числу четвертей длины волны первого сигнала, а второй излучающий элемент имеет длину, равную, по существу, нечетному кратному числу четвертей длины волны второго сигнала.

5. Излучатель по п. 1, отличающийся тем, что излучающими элементами являются электропроводящие проводники, заделанные в основание.

6. Излучатель по п. 1, отличающийся тем, что включает в себя электропроводящий подающий элемент, электрически соединенный с основанием, диэлектрический слой, по меньшей мере, частично окружающий подающий элемент, и заземляющую пластину, расположенную рядом с диэлектрическим слоем напротив подающего элемента.

7. Излучатель по п. 6, отличающийся тем, что подающим элементом является пластина или металлическая полоска.

8. Излучатель по п. 6, отличающийся тем, что подающим элементом является провод.

9. Двухчастотная антенна для установления канала связи от радиотелефона, находящегося внутри автотранспортного средства, до наружной среды вне автотранспортного средства и индуктивно связанная с радиотелефоном, содержащая основание антенны, держатель, прикрепленный к основанию антенны и включающий в себя наружный соединительный элемент, индуктивно связанный с радиотелефоном, имеющий базовый конец и конусный конец и суживающийся от базового конца к конусному концу, причем держатель выполнен с возможностью крепления на наружной стороне окна транспортного средства; по меньшей мере, первый и второй удлиненные излучающие элементы, отходящие от основания и электрически соединенные с ним, при этом первому элементу придана форма, обеспечивающая оптимальное излучение первого сигнала в первом частотном диапазоне, а второму элементу придана форма, обеспечивающая оптимальное излучение второго сигнала во втором частотном диапазоне; внутренний соединительный элемент, прикрепляемый к внутренней поверхности окна и электрически связываемый с радиотелефоном, причем внутренний соединительный элемент имеет базовый конец и конусный конец и ориентирован относительно наружного соединительного элемента так, что его базовый конец расположен рядом с конусным концом наружного элемента, а базовый конец наружного элемента расположен рядом с конусным концом внутреннего элемента.

10. Антенна по п. 9, отличающаяся тем, что излучающие элементы выполнены удлиненными и приварены или припаяны к основанию.

11. Антенна по п. 9, отличающаяся тем, что излучающие элементы выполнены удлиненными и прижаты к основанию прижимом.

12. Антенна по п. 9, отличающаяся тем, что первый излучающий элемент имеет длину, равную, по существу, одной четверти центральной длины волны первого частотного диапазона, а второй излучающий элемент имеет длину, равную, по существу, одной четверти центральной длины волны второго частотного диапазона.

13. Антенна по п. 9, отличающаяся тем, что излучающими элементами являются электропроводящие проводники, заделанные в основание.

14. Антенна по п. 9, отличающаяся тем, что содержит электропроводящий подающий элемент, электрически соединенный с основанием, диэлектрический слой, по меньшей мере, частично окружающий подающий элемент, и заземляющую пластину, расположенную рядом с диэлектрическим слоем напротив подающего элемента.

15. Антенна по п. 14, отличающаяся тем, что подающим элементом является пластина.

16. Антенна по п. 14, отличающаяся тем, что подающим элементом является провод.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18