CN101390250A - 用于塑料窗户面板的天线 - Google Patents

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Abstract

描述了一种能够接收无线信号的窗户组件。该窗户组件包括具有第一侧面和第二侧面的塑料衬底。涂层被连接到塑料衬底的第一侧面。天线被设置在塑料衬底的第一侧面附近。天线可以被设在塑料衬底的第一侧面与所述涂层之间，或者可以被嵌在所述涂层中。

Description

用于塑料窗户面板的天线
技术领域
本发明总体上涉及汽车天线。
背景技术
诸如聚碳酸酯(PC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)这样的塑料材料目前被用于制造众多汽车部件和零件，诸如B柱、车前灯和太阳天窗。由于在款式/设计、重量减轻、和安全/保障领域上的各种优点，汽车窗户模块代表了这些塑料材料的新兴应用。更具体地，塑料材料使得汽车制造商能够通过将功能性零件集成到模制的塑料模块中来降低窗户组件的复杂性，以及通过增加整体设计和形状的复杂性使他们的车辆区别于竞争对手的车辆。轻质塑料窗户模块的使用可以方便降低车辆重心和改善燃料经济性。另外，塑料窗户模块通过增强翻覆事故过程中对乘客的保持力来提高车辆的整体安全性。
迄今为止，存在于汽车内的通信***限于少数几种***，主要是模拟无线电接收(AM/FM波段)。用于这些***的最普遍的方案是安装在汽车车顶或车体上的典型的鞭状天线。在汽车行业中，当前的趋势是通过降低这些天线的轮廓和将它们嵌在车辆结构内来减小由这些天线引起的对美观和空气动力学的影响。另外，将几种通信服务集成在单个天线中将有助于减少制造成本或由破坏行为和洗车装置造成的损伤。
因此，需要提供一种天线***，其具有对美观或空气动力学最小的影响，防止破坏行为，并且具有制造成本效益。
发明内容
为了克服已知领域的缺陷和限制，本发明提供了一种汽车，该汽车具有窗户组件，窗户组件内嵌有天线。该窗户组件包括具有顶部侧面和底部侧面的塑料衬底。该塑料衬底可以由热塑性树脂制成，所述热塑性树脂包括，但不限于：聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚芳酯树脂、聚酯树脂和聚砜树脂及其共聚物和混合物。优选地，该塑料衬底是透明的。
包括耐大气腐蚀层的一层或多层保护层位于塑料衬底外侧上。该耐大气腐蚀层提供高耐候性和长期的紫外(UV)防护。覆盖该耐大气腐蚀层的可以是耐剥蚀层。该耐剥蚀层提供“玻璃质”的耐剥蚀性。
天线迹线可以位于窗户组件内的多个位置上。优选地，天线迹线由银着色的油墨制成。然而，天线迹线可以由适于接收无线信号的任何一种材料制成，诸如金属颜料着色的油墨、导电薄膜或导电聚合物。
在参考附图以及所附的并且形成本说明书一部分的权利要求回顾以下描述之后，本发明的进一步目标、特征和优点将对于本领域技术人员来说变得更加显而易见。
附图说明
图1是具有窗户面板组件的汽车的透视图，其中所述窗户面板组件带有体现本发明原理的集成天线；
图2A是大体沿图1中的线2-2截取的窗户组件的一部分的横截面图；
图2B是具有遮光油墨层的窗户组件的与图2A类似的横截面图；
图2C是其中天线迹线位于耐剥蚀层与耐大气腐蚀层之间的窗户的与图2A类似的横截面图；
图2D是具有遮光油墨层的窗户组件的与图2C类似的横截面图；
图2E是其中天线迹线位于底漆层与硬膜层之间的窗户的与图2A类似的横截面图；
图2F是具有遮光油墨层的窗户组件的与图2E类似的横截面图；
图2G是在衬底两侧均具有耐大气腐蚀层和耐剥蚀层的窗户组件的与图2A类似的横截面图。
具体实施方式
参见图1，其中示出了结合本发明的汽车10。汽车10包括经由框架14安装到汽车10上的窗户组件12。天线16嵌在窗户组件12内。
如前所述，窗户组件12内部嵌有天线16。天线16能够接收大量的无线信号，这些信号包括，但不限于：AM、FM、卫星无线电(诸如XMTM和SiriusTM)、GSM、CDMA、IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11x、HomeRFTM和BluetoothTM。天线16通常为分形天线；然而，也可以使用任何合适形状的天线。
接口18与天线16相连。该接口用于将诸如无线电接收器的能够处理无线信号的设备连接到天线16。例如，当无线电接收器(未示出)被连接到接口18时，该无线电接收器将能够经由接口18从天线16处接收诸如AM和FM的无线信号。
虽然本说明书描绘了将窗户组件14用作汽车10的侧窗，但是本发明同等地适用于汽车10的其它区域。例如，可以对窗户组件14的定位和尺寸进行恰当设置以便被用作月亮天窗/太阳天窗、驾驶员侧的窗户、乘客侧的窗户、后窗、前挡风窗和/或汽车10可能具有的其他任何窗户。
参见图2A，其中示出了大致沿图1中的线2-2截取的横截面。窗户组件14包括具有顶部侧面21和底部侧面23的塑料衬底20。塑料衬底20可以由热塑性树脂制成，所述热塑性树脂包括，但不限于：聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚芳酯树脂、聚酯树脂和聚砜树脂及其共聚物和任意混合物。优选地，塑料衬底20是透明的。
天线迹线22位于塑料衬底20的顶部侧面21上方。天线迹线22是图1所示的天线16的横截面部分。优选地，天线迹线22由银着色的油墨制成。然而，天线迹线22可以由适于接收无线信号的任何材料制成。其他天线材料可以包括金属颜料着色的油墨，导电薄膜或导电聚合物。金属颜料着色的油墨的几个实例包括那些包含铜、锌、铝、镁、镍、锡或类似混合物和合金颜料的油墨。导电薄膜可以包括，但不限于：氧化铟锡(ITO)，掺铟的氧化锌(IZO)和掺铝的氧化锌。导电聚合物的实例包括，但不限于：聚苯胺和聚噻吩(即，
Figure A200680052960D0007103236QIETU
聚合物，H.C.Starck GmbH，Germany)。天线迹线22通常借助于合适的印刷方法(诸如丝网印刷、喷墨印刷或分配)被印制在塑料衬底20上(或如将在下文中描述的，被印制在其他层上)。天线迹线22的尺寸被特别设计并且可以变化。例如，天线迹线22可以是通常较为平坦并且为带条状的分形天线。然而，天线迹线22还可以是较细并且更像电线的偶极子天线。在美国专利6,809,692中公开了不同类型和形状的天线，该专利结合在此作为参考。
耐大气腐蚀层24位于天线迹线22上方。耐大气腐蚀层24可以由以下两个层构成：底漆层26和硬膜层28。底漆层26的一个实例是丙烯酸底漆，诸如来自康涅狄格州威尔顿的General Electric Silicones的SHP401，或来自密歇根州Wixom的Exatec L.L.C.of的SHP9X。硬膜层28通常是硅树脂硬膜，诸如来自General Electric Silicones的AS4000，或来自Exatec，L.L.C的SHX。然而也可以采用施加到底漆层顶部或直接施加到天线和塑料衬底的其他硬膜成分，诸如聚氨基甲酸酯。
耐大气腐蚀层24提供高耐候性和长期的UV防护。另外，耐大气腐蚀层24还可以包括具有离聚体(lonomer)化学性质的材料或类似材料。此外，在本发明的另一个实施例中，硅/纳米微粒可以被掺入耐大气腐蚀层24的材料中，或者通过聚合作用使硅氧烷(silioxane)共聚物形成耐大气腐蚀层24。可以采用本领域技术人员公知的技术来施加耐大气腐蚀层，其中所述公知技术包括，但不限于：喷涂、流涂、浸涂、旋涂和幕式淋涂。
耐剥蚀层30覆盖耐大气腐蚀层24。该耐剥蚀层向窗户组件14提供“玻璃质”的耐剥蚀性。等离子体层30可以是通过等离子增强的化学气相沉积法(PECVD)沉积的SiOxCyHz薄膜。耐剥蚀层30可以是多层***，各层包括略微不同的组分。可以采用本领域技术人员公知的任何技术施加该耐剥蚀层，其中所述公知技术包括，但不限于：等离子增强的化学气相沉积法、离子辅助的等离子沉积法、磁控管溅射法，电子束蒸镀法以及离子束溅射法。
参见图2B，示出了窗户组件14的一个替换实施例。相同的参考数字用来表示相同部件，这将适用于整个公开文本。此处，风格化的油墨层32已被设置在天线迹线22与塑料衬底20的顶部侧面21之间。该风格化的油墨层32用于防止光通过窗户组件14和/或使通过窗户组件14的光量最小。另外，风格化的油墨层32可以具有额外的好处，即，能够以增加窗户组件14的美观性的方式被施加。
参见图2C和2D，窗户组件14的替换实施例被示出。在这些实施例中，天线迹线22已被设置在耐大气腐蚀层24与耐剥蚀层30之间。此外，耐大气腐蚀层24现在直接被施加到塑料衬底20的顶部侧面21。图2D所示的实施例是类似的，其仅有的不同点是在耐大气腐蚀层24与塑料衬底20的顶部侧面21之间设有风格化的油墨层。
参见图2E和2F，窗户组件14的替换实施例被示出。在这些实施例中，天线迹线22已被设置在底漆层26与硬膜层28之间。另外，底漆层26现在直接被施加到塑料衬底20的顶部侧面21。图2F是类似的，其仅有的不同点是在底漆层26与塑料衬底20的顶部侧面21之间设有风格化的油墨层。
参见图2G，示出了窗户组件14的另一个替换实施例。该实施例类似于图2A所示的实施例。不同之处在于该实施例具有与塑料衬底20的底部侧面23连接的第二耐大气腐蚀层24’和第二耐剥蚀层30’。与图2A所示的实施例类似，第二耐大气腐蚀层24’由底漆层26’和硬膜层28’构成。应理解：与塑料衬底20的底部侧面23连接的第二耐大气腐蚀层24’和第二耐剥蚀层30’的添加同等地适用于在此公开文本中描述过的所有实施例。
本领域技术人员将容易意识到，以上描述的用意是说明本发明原理的实现方式。这些描述不期望对本发明的范围或应用进行限制，因为本发明易于改进、改变和改动，而不会脱离以下权利要求所限定的本发明的精神。

Claims (25)

1.一种能够接收无线信号的窗户组件，所述窗户组件包括：
塑料衬底，其具有第一侧面和第二侧面；
第一涂层，其连接到所述塑料衬底的所述第一侧面；以及
邻接所述塑料衬底的所述第一侧面设置的天线。
2.如权利要求1所述的组件，其中：所述塑料衬底由聚碳酸酯、丙烯酸脂、聚芳酯、聚酯、聚砜及其混合物中的至少一种制成。
3.如权利要求1所述的组件，其中：所述天线由金属颜料着色的油墨、导电薄膜或导电聚合物中的至少一种制成。
4.如权利要求3所述的组件，其中：所述金属颜料着色的油墨包含选自银、铜、锌、铝、镁、镍、锡及其合金中的一种的金属颜料。
5.如权利要求3所述的组件，其中：所述金属颜料着色的油墨包括银着色的油墨。
6.如权利要求3所述的组件，其中：所述导电薄膜包括选自氧化铟锡(ITO)、掺铟的氧化锌(IZO)和掺铝的氧化锌中的一种。
7.如权利要求3所述的组件，其中：所述导电聚合物是选自聚苯胺和聚噻吩中的一种。
8.如权利要求7所述的组件，其中：所述导电的聚噻吩聚合物是
Figure A200680052960C00021
聚合物。
9.如权利要求1所述的组件，其中：所述天线是分形天线。
10.如权利要求1所述的组件，其中：所述第一涂层包括耐大气腐蚀层和耐剥蚀层，所述耐大气腐蚀层位于所述耐剥蚀层与所述塑料衬底的所述第一侧面之间。
11.如权利要求10所述的组件，其中：所述天线位于所述耐大气腐蚀层与所述塑料衬底的所述第一侧面之间。
12.如权利要求10所述的组件，其中：所述天线位于所述耐大气腐蚀层与所述耐剥蚀层之间。
13.如权利要求10所述的组件，其中：所述耐剥蚀层是SiOxCyHz薄膜。
14.如权利要求10所述的组件，其中：所述耐大气腐蚀层还包括底漆层和硬膜层，所述底漆层与所述塑料衬底的所述第一侧面连接并且所述硬膜层与所述底漆层连接，从而使得所述硬膜层位于所述底漆层与所述耐剥蚀层之间。
15.如权利要求14所述的组件，其中：所述天线位于所述底漆层与所述硬膜层之间。
16.如权利要求10所述的组件，其中：所述底漆是丙烯酸底漆。
17.如权利要求10所述的组件，其中：所述硬膜层是硅基硬膜。
18.如权利要求1所述的窗户组件，还包括：位于所述塑料衬底的所述第一侧面与所述涂层之间的装饰性油墨层。
19.如权利要求1所述的窗户组件，还包括：与所述塑料衬底的所述第二侧面连接的第二涂层。
20.如权利要求19所述的组件，其中：所述第二涂层包括耐大气腐蚀层和耐剥蚀层，所述耐大气腐蚀层位于所述耐剥蚀层与所述塑料衬底的所述第二侧面之间。
21.如权利要求20所述的组件，其中：所述耐剥蚀层是SiOxCyHz薄膜。
22.如权利要求20所述的组件，其中：所述耐大气腐蚀层还包括底漆层和硬膜层。
23.如权利要求22所述的组件，其中：所述底漆是丙烯酸底漆。
24.如权利要求22所述的组件，其中：所述硬膜层是硅基硬膜。
25.如权利要求1所述的组件，其中：所述塑料衬底是透明的。
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