CN103579780B - 可lte mimo的多功能车辆天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可LTE MIMO的多功能车辆天线。具体地，提供了一种多功能车辆天线组件，其包括：主多输入和多输出MIMO天线部件；副MIMO天线部件；以及全球导航卫星***GNSS天线部件，其中，所述GNSS天线部件定位在所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件之间，并且定位成更靠近所述副MIMO天线部件。

Description

可LTE MIMO的多功能车辆天线
技术领域
本发明涉及多功能车辆天线组件，且更具体地涉及可LTE MIMO的天线。
背景技术
现代车辆包括多个天线，所述多个天线接收各种不同的信号。除了由AM/FM无线电天线接收的广播信号外，车辆还可设置有一个或多个其他天线，这些天线举例来说可接收全球导航卫星***(GNSS)信号、卫星无线电信号和蜂窝通信信号。也就是说，车辆可使用一个天线来接收GPS信号、一个天线来接收卫星无线电信号、以及一个天线以借助蜂窝通信协议来发送和接收语音/数据通信。蜂窝通信利用由第三代合作伙伴计划(3GPP)开发并定义的4G长期演进(LTE)协议被日益增加地实施，其使用了多输入和多输出(MIMO)天线。然而，在一个点处(例如，在车辆处)借助MIMO天线接收和/或发送信号以及利用不同天线借助GNSS、卫星无线电和/或陆地无线电来接收信号可能导致干扰问题。通过将每个天线与其他天线分离以明显距离可能最小化信号干扰。但是将一个天线定位成与一个或多个其他天线分离可能导致更昂贵的实施，这是因为这样做需要附加的材料和安装成本。
发明内容
根据实施方式，提供了一种多功能车辆天线组件，其包括：主多输入和多输出(MIMO)天线部件；副MIMO天线部件；以及全球导航卫星***(GNSS)天线部件，其中，所述GNSS天线部件定位在所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件之间并且定位成更靠近所述副MIMO天线部件。
根据本发明的另一实施方式，提供了一种多功能车辆天线组件，所述多功能车辆天线组件包括：主多输入和多输出(MIMO)天线部件；以及副MIMO天线部件，其中，所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件定位成彼此相距小于或等于180毫米(mm)。
本发明还包括以下方案：
1.一种多功能车辆天线组件，所述多功能车辆天线组件包括：
主多输入和多输出MIMO天线部件；
副MIMO天线部件；以及
全球导航卫星***GNSS天线部件，其中，所述GNSS天线部件定位在所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件之间，并且定位成更靠近所述副MIMO天线部件。
2.根据方案1所述的多功能车辆天线组件，其中，所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件定位成彼此相距不大于180毫米。
3.根据方案1所述的多功能车辆天线组件，其中，所述主MIMO天线部件或所述副MIMO天线部件使用了形状分集或图案分集。
4.根据方案1所述的多功能车辆天线组件，其中，所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件还包括水平极化的天线和竖直极化的天线。
5.根据方案1所述的多功能车辆天线组件，其中，所述主MIMO天线部件发送并接收信号，而所述副MIMO天线部件仅接收信号。
6.根据方案1所述的多功能车辆天线组件，还包括定位在所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件之间的卫星无线电天线部件。
7.根据方案6所述的多功能车辆天线组件，还包括陆地无线电天线部件。
8.根据方案1所述的多功能车辆天线组件，其中，所述副MIMO天线部件和所述GNSS天线部件借助开关通信地链接到单条通信线缆，所述开关使得借助所述副MIMO天线部件和所述GNSS天线部件接收的数据能够利用所述单条通信线缆在车辆内被发送。
9.根据方案1所述的多功能车辆天线组件，还包括天线外壳，所述主MIMO天线部件、所述副MIMO天线部件、所述GNSS天线部件被固定在所述天线外壳内，其中所述天线外壳的度量为长度小于或等于180毫米、宽度小于或等于80毫米且高度小于或等于75毫米。
10.一种多功能车辆天线组件，所述多功能车辆天线组件包括：
主多输入和多输出MIMO天线部件；以及
副MIMO天线部件，其中，所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件定位成彼此相距小于或等于180毫米。
11.根据方案10所述的多功能车辆天线组件，其中，所述主MIMO天线部件或所述副MIMO天线部件使用了形状分集或图案分集。
12.根据方案10所述的多功能车辆天线组件，其中，所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件还包括水平极化的天线和竖直极化的天线。
13.根据方案10所述的多功能车辆天线组件，还包括全球导航卫星***GNSS天线部件，其中，所述GNSS天线部件定位在所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件之间。
14.根据方案10所述的多功能车辆天线组件，其中，所述主MIMO天线部件发送并接收信号，而所述副MIMO天线部件仅接收信号。
15.根据方案11所述的多功能车辆天线组件，还包括定位在所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件之间的卫星无线电天线部件。
16.根据方案15所述的多功能车辆天线组件，还包括陆地无线电天线部件。
17.根据方案11所述的多功能车辆天线组件，其中，所述副MIMO天线部件和所述GNSS天线部件借助开关通信地链接到单条通信线缆，所述开关使得借助所述副MIMO天线部件和所述GNSS天线部件接收的数据能够利用所述单条通信线缆在车辆内被发送。
18.根据方案11所述的多功能车辆天线组件，还包括天线外壳，所述主MIMO天线部件、所述副MIMO天线部件、所述GNSS天线部件被固定在所述天线外壳内，其中所述天线外壳的度量为长度小于或等于180毫米、宽度小于或等于80毫米且高度小于或等于75毫米。
附图说明
在下文将结合附图来描述本发明的一个或多个实施方式，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是描述了通信***的实施方式的框图，所述通信***能够使用本文所公开的多功能车辆天线组件；
图2是多功能车辆天线组件的示例性实施方式；以及
图3是多功能车辆天线组件的另一示例性实施方式。
具体实施方式
下文描述的多模车辆天线组件包括主MIMO天线部件和副MIMO部件、以及GNSS天线部件和可选的卫星和陆地无线电天线部件。主MIMO部件、副MIMO部件、GNSS天线部件和卫星/陆地无线电部件中的每个都定位成彼此十分接近，通过将这些元件放置在单个保护性外壳内可实现这种布置。
传统地，多MIMO天线部件的实施利用了空间分集，以确保每个MIMO天线部件能够共存并且不与其他MIMO天线部件干扰。也就是说，将每个天线部件放置成与其他天线部件具有预定距离会最小化干扰。所述预定距离可被描述为信号的频率的函数。更具体地，天线部件的间距可典型地需要这样的距离，该距离大于天线部件发送/接收所处的频率的波长的一半。
然而，相对于车辆安装，以这种方式将MIMO天线部件彼此充分远离地定位可能使得车辆的制造复杂化。例如，如果主MIMO天线部件定位在车辆的车顶上而副MIMO天线部件定位在车辆的行李箱盖上，那么每个天线部件可能需要：在车顶或行李箱盖中的开口、将每个天线部件链接到无线装置(例如，车辆远程信息服务单元)的单独线缆、以及用于覆盖每个天线部件的保护性外壳。此外，由于信号频率和波长频率(wavelength frequency)成反比，因此频率的降低导致波长的增加，由此增加了在天线部件之间实施空间分集从而避免干扰的所需距离。
在一个示例中，该距离可能是18英寸或以上。为了对此进行解释，可能有帮助的是考虑到由一些LTE硬件使用的带宽频谱(例如，在3GPP TS36.101中的演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)操作频带)包括可能低至699兆赫(MHz)的频率。例如，无线运营商Verizon使用E-UTRA操作频带号13，操作带号13在其上行部分操作在777～787MHz之间，并且在其下行部分操作在746～756MHz之间。使用传统的空间分集方案，746MHz信号的波长的一半是200.5毫米(mm)，这可能意味着这些天线部件应当定位成以大于该距离的距离隔开。但是考虑到LTE硬件可能在低至698MHz(其波长的一半是215mm)的频率下操作，因此天线部件在实施空间分集时可能设置成甚至更远地隔开。这可从由无线运营商AT&T使用的频带号12来理解，该频带号 12具有在698～716MHz之间的上行部分以及在728～746MHz之间的下行部分。
比较而言，主和副MIMO天线部件可能作为单个多模车辆天线组件而彼此十分接近地安装。在将主MIMO天线部件、副MIMO天线部件定位成彼此接近成不到200mm的实施中，该组件可包括主MIMO天线部件、副MIMO天线部件、GNSS天线部件、卫星无线电天线部件、陆地无线电天线部件。通过使用具有几何形状的场图案的主和副MIMO天线部件并且将主MIMO天线部件和副MIMO天线部件设置在多模车辆天线组件的相反两端上，可实施该布置。还可能的是，将GNSS天线部件定位成最接近副MIMO天线部件，和/或在副MIMO天线部件和主MIMO天线部件之间。这是有用的，这是因为在一些实施中，GNSS天线部件和副MIMO天线部件都不发送信号，而仅接收信号。利用GNSS天线部件以及可选地卫星无线电天线部件的定位，副MIMO天线部件可以被屏蔽而不受主MIMO天线部件导致的干扰。结果，可在紧凑的多模车辆天线组件中包括主和副MIMO天线部件以及GNSS和卫星/陆地无线电天线部件。通常而言，多模车辆天线组件可在长度上等于或小于180mm、在宽度上等于或小于80mm且在高度上等于或小于75mm的单元中实现。
参考图1，其示出了操作环境，该操作环境包括车辆移动通信***10，并且可被用于执行本文所公开的方法。通信***10总体上包括车辆12、一个或多个无线电载波***14、陆地通信网络16、计算机18和呼叫中心20。应当理解的是，所公开的方法可结合任何数量的不同***使用，并且不被具体地局限于此处示出的操作环境。同样，***10及其单独部件的架构、构造、设置和操作一般是本领域已知的。因此，下述段落仅简单地提供对一个这种通信***10的简要概述，但是，此处未示出的其他***也可使用所公开的方法。
在所述的实施方式中，车辆12被描述为乘用车，但是应当理解的是，还可使用任何其他交通工具，包括摩托车、卡车、运动型多功能车辆(SUV)、休闲车辆(RV)、船舶和飞行器等。一些车辆电子部件28在图1中被总体上示出，并且包括远程信息服务单元30、话筒32、一个或多个按钮或其他控制输入34、音频***36、视频显示器38、GPS模块40以及多个车辆***模块(VSM)42。这些装置中的一些可 被直接连接到远程信息服务单元(例如，话筒32和按钮34)，而其他装置利用一个或多个网络连接(例如通信总线44或娱乐总线46)间接地连接。举例来说，合适网络连接的示例包括控制器局域网(CAN)、面向媒体的***传输(MOST)、局部互联网络(LIN)、局域网(LAN)、以及其他合适连接，例如以太网或符合已知的ISO、SAE和IEEE标准和规范的其他连接，上述仅仅是示例的一些情况。
远程信息服务单元30可以是被安装在车辆中的OEM安装(嵌入)的装置或售后的装置，其通过无线载波***14并且借助无线联网来实现无线语音和/或数据通信。这使得车辆能够与呼叫中心20、其他启用远程信息服务的车辆、或者一些其他实体或装置来通信。远程信息服务单元优选地使用无线电传输，以与无线载波***14建立通信信道(语音信道和/或数据信道)，使得语音和/或数据传输可通过该信道被发送以及接收。通过提供语音以及数据通信，远程信息服务单元30使得车辆能够提供许多不同的服务，包括与导航、电话、紧急救援、诊断和信息娱乐等相关的服务。数据可借助数据连接(例如，借助通过数据信道的分组数据传输)被发送，或者利用本领域已知的技术借助语音信道被发送。对于包括语音通信(例如，与呼叫中心20处的实时顾问或语音应答单元的语音通信)和数据通信(例如，向呼叫中心20提供GPS定位数据或车辆诊断数据)的组合服务，该***可利用通过语音信道的单次呼叫，并且根据需要通过语音信道在语音传输和数据传输之间切换，并且这可使用本领域技术人员已知的技术来完成。
根据一个实施方式，远程信息服务单元30使用根据GSM、CDMA或任何其他无线通信标准的蜂窝通信，并且因此包括用于语音通信(例如，免提呼叫)的标准蜂窝芯片组50、用于数据传输的无线调制解调器、电子处理装置52、一个或多个数字存储装置54、以及多功能车辆天线组件56。多功能车辆天线组件56可包括多个MIMO天线部件以及一个或多个其他天线部件，例如GNSS天线部件、卫星无线电天线部件或陆地无线电天线部件。例如，多功能车辆天线组件56可包括主MIMO天线部件、副MIMO部件、GNSS天线部件、卫星无线电天线部件以及陆地无线电天线部件。在另一实施方式中，多功能车辆天线组件56可省除上述天线部件中的一个或多个，例如GNSS天线部件、卫星无线电天线部件或陆地无线电天线部件。随着蜂窝技术的发展， 更新的蜂窝标准日益使用MIMO天线部件。MIMO天线部件总体上包括用于接收的多个天线以及(可选地)包括用于发送携带信息的无线信号的多个天线。MIMO天线部件总体上可包括用于接收、发送、或者既用于发送也用于接收信息无线信号的两个或更多个天线，如本领域技术人员已知的那样。
应当理解的是，调制解调器可借助存储在远程信息服务单元中并且由处理器52执行的软件来实施，或者可以是定位在远程信息服务单元30内部或外部的单独硬件部件。调制解调器可利用任何数量的不同标准或协议来操作，所述标准或协议例如是4G长期演进(LTE)、LTEAdvanced(增强型)、EVDO、CDMA、GPRS和EDGE。还可利用远程信息服务单元30来实现车辆与其他联网装置之间的无线联网。为此目的，远程信息服务单元30可构造成根据一个或多个无线协议(例如，IEEE802.11协议、WiMAX或蓝牙中的任何协议)来无线通信。当用于诸如TCP/IP的分组交换数据通信时，远程信息服务单元可构造有静态IP地址，或者可设置成自动接收从网络上的另一装置(例如，路由器)或从网络地址服务器分配的IP地址。
处理器52可以是能够处理电子指令的任何类型的装置，包括微处理器、微控制器、主处理器、控制器、车辆通信处理器、以及专用集成电路(ASIC)。该处理器可以是仅用于远程信息服务单元30的专用处理器，或者可以为其他车辆***所共用。处理器52执行各种类型的数字存储的指令，例如存储在存储器54中的软件或固件程序，其使得远程信息服务单元能够提供各种各样的服务。例如，处理器52可执行程序或处理数据，以执行本文所讨论的方法的至少一部分。
远程信息服务单元30可用于提供各种各样的车辆服务，包括至车辆的无线通信和/或来自车辆的无线通信。这种服务包括：结合基于GPS的车辆导航模块40提供的建议路线规划方向(turn-by-turn directions)和其他与导航相关的服务；安全气囊展开通知以及与其他紧急或路边支援相关的服务，其结合一个或多个碰撞传感器接口模块(例如，车身控制模块(未示出))被提供；利用一个或多个诊断模块的诊断报告；以及与信息娱乐相关的服务，其中音乐、网页、电影、电视节目、视频游戏和/或其他信息由信息娱乐模块(未示出)下载并且被存储以用于当前或以后重播。上述列出的服务绝不是远程信息服务单元30的 全部能力的详尽列表，而仅仅列举了远程信息服务单元所能够提供的服务中的一些。此外，应当理解的是，仅列举一些可能性，前述模块中的至少一些可以保存在远程信息服务单元30内部或外部的软件指令的形式被实施，这些模块可以是定位在远程信息服务单元30内部或外部的硬件部件，或者可以彼此集成和/或共享、或者与定位在整个车辆中的其他***集成和/或共享。在这些模块被实施为位于远程信息服务单元30外部的VSM42的情况下，这些模块会利用车辆总线44来与远程信息服务单元交换数据和指令。
GPS模块40借助多模车辆天线组件56的GNSS天线部件从GNSS卫星的星群60接收无线电信号。GPS模块40和GNSS卫星能够使用各种标准中的一种(例如，GPS、GLONASS、Galileo)，或者使用其他类似的卫星导航***。模块40从这些信号可确定车辆位置，所述车辆位置被用于向车辆驾驶员提供导航和其他与位置相关的服务。导航信息可被显示在显示器38(或车辆内的其他显示器)上，或者可被语音地呈现，例如当提供建议路线规划导航时语音地呈现所述导航信息。可利用专用车内导航模块(其可以是GPS模块40的一部分)来提供导航服务，或者一些或全部导航服务可借助远程信息服务单元30来完成，其中位置信息被发送至远程位置，目的在于向车辆提供导航地图、地图注释(感兴趣的点、饭店等)、路线计算等。位置信息可被供应给呼叫中心20或其他远程计算机***，例如计算机18，以用于其他目的，例如车队管理。而且，新的或更新的地图数据可借助远程信息服务单元30从呼叫中心20下载到GPS模块40。
除了音频***36和GPS模块40外，车辆12还可包括呈电子硬件部件形式的其他车辆***模块(VSM)42，其定位在整个车辆中并且典型地从一个或多个传感器接收输入并且使用所感测的输入来执行诊断、监测、控制、报告和/或其他功能。每个VSM42优选地由通信总线44连接到其他VSM以及远程信息服务单元30，并且可被编程以运行车辆***和子***诊断测试。作为示例，一个VSM42可以是发动机控制模块(ECM)，其控制发动机操作的各个方面，例如燃料点火和点火正时；另一VSM42可以是动力系控制模块，其调节车辆动力系的一个或多个部件的操作；并且另一VSM42可以是车身控制模块，其管理定位在整个车辆中的各个电子部件，例如车辆的电动门锁和前灯。 根据一个实施方式，发动机控制模块设置有车载诊断(OBD)特征，该OBD提供大量实时数据(例如，从包括车辆排放传感器的各个传感器接收的实时数据)，并且提供标准化系列的诊断故障代码(DTC)，所述DTC允许技术人员快速地识别并补救车辆内的故障。如本领域技术人员所理解的，上述VSM仅是可用于车辆12中的一些模块的示例，因为许多其他模块也是可能的。
车辆电子部件28还包括许多车辆用户接口，所述车辆用户接口向车辆乘员提供了用于提供和/或接收信息的装置，所述车辆用户接口包括话筒32、按钮34、音频***36和视频显示器38。如本文所使用的，术语“车辆用户接口”广义地包括任何合适形式的电子装置，包括硬件和软件部件，其定位在车辆上并且使得车辆使用者能够与车辆的部件通信或借助所述部件来通信。话筒32向远程信息服务单元提供音频输入，以使得驾驶员或其他乘员能够提供语音指令并且借助无线载波***14来实施免提呼叫。为此目的，话筒可利用本领域已知的人机接口(HMI)技术连接到车载自动语音处理单元。按钮34允许使用者手动输入到远程信息服务单元30，以启动无线电话呼叫并且提供其他数据、应答或控制输入。相对于常规服务辅助呼叫而言，分离的按钮可用于向呼叫中心20启动紧急呼叫。音频***36向车辆乘员提供音频输出，并且可以是专用且独立的***，或者可以是车辆主音频***的一部分。根据此处示出的具体实施方式，音频***36可操作地联接到车辆总线44和娱乐总线46，并且可提供AM、FM、卫星无线电、CD、DVD和其他多媒体功能。该功能可结合上述的信息娱乐模块被提供，或独立于信息娱乐模块被提供。在一个实施方式中，AM/FM(例如，陆地无线电)可借助多模车辆天线组件56的陆地无线电天线部件被接收，而卫星无线电广播可借助车辆天线组件56的卫星无线电天线部件被接收。视频显示器38优选地是图形显示器，例如在仪表板上的触摸屏或在挡风玻璃上反射出的平视显示器，并且可用于提供多种输入和输出功能。还可使用各种其他车辆用户接口，因为图1的接口仅是一个具体实施方式的示例。
无线载波***14优选地是蜂窝电话***，其包括多个蜂窝塔70(仅示出了一个)、一个或多个移动交换中心(MSC)72、以及将无线载波***14连接到陆地网络16所需的任何其他联网部件。每个蜂 窝塔70包括发送和接收天线以及基站，其中来自不同蜂窝塔的基站直接连接到MSC72，或者借助诸如基站控制器之类的中间设备连接到MSC72。蜂窝***14可执行任何合适的通信技术，例如，包括诸如AMPS之类的模拟技术，或者包括诸如CDMA(例如CDMA2000)或GSM/GPRS(4G LTE)之类的较新的数字技术。如本领域技术人员将理解的，各种蜂窝塔/基站/MSC布置都是可能的，并且可用于无线***14。例如，基站和蜂窝塔可共同定位在同一地点，或者它们可彼此远离地定位；以数个可能的布置来举例，每个基站会对单个蜂窝塔负责，或者单个基站会服务多个蜂窝塔，以及各个基站会联接到单个MSC。
除了使用无线载波***14外，以卫星通信形式的不同无线载波***也可用于提供与车辆的单向或双向通信。这可使用一个或多个卫星天线62和上行传输站64来完成。单向通信例如可以是卫星无线电服务，其中节目内容(新闻、音乐等)由发射站64接收，分组以用于上传，并接着发送到卫星62，该卫星向订阅方广播该节目。双向通信例如可以是利用卫星62以在车辆12和站64之间中继电话通信的卫星电话服务。如果使用的话，该卫星电话可与无线载波***14一起被使用，或者取代无线载波***14被使用。
陆地网络16可以是常规的基于陆地的电信网络，其被连接到一个或多个陆上线路通讯的电话并且将无线载波***14连接到呼叫中心20。例如，陆地网络16可包括诸如用于提供硬接线电话的公用电话交换网络(PSTN)、分组交换数据通信和互联网基础设施。陆地网络16的一段或多段可借助使用标准有线网络、光纤或其他光网络、电缆网络、动力线、诸如无线局域网(WLAN)的其他无线网络、或提供宽带无线接入(BWA)的网络、或者它们的任何组合来实施。此外，呼叫中心20不需要借助陆地网络16来连接，而是可包括无线电话设备，以使所述呼叫中心可与诸如无线载波***14之类的无线网络直接通信。
计算机18可以是能够借助私用或公用网络(例如，互联网)接入的多个计算机中的一个。每个这种计算机18可用于一个或多个目的，例如能够由车辆借助远程信息服务单元30和无线载波14访问的网页服务器。其他这种可访问的计算机18例如可以是：服务中心计算机，其中可借助远程信息服务单元30从车辆上传诊断信息和其他车辆数 据；由车辆拥有者或其他订阅方使用的客户端计算机，用于诸如访问或接收车辆数据或用于设置或配置订阅方偏好或者用于控制车辆功能的目的；或者第三方存储库，所述第三方存储库借助与车辆12或呼叫中心20通信或者与车辆12和呼叫中心20两者通信而被提供车辆数据或其他信息或者从其提供车辆数据或其他信息。计算机18还可用于提供互联网连接性(例如DNS服务)，或用作新地址服务器，其使用DHCP或其他合适协议向车辆12分配IP地址。
呼叫中心20设计成向车辆电子部件28提供许多不同的***后端功能，并且根据此处示出的示例性实施方式一般包括一个或多个开关80、服务器82、数据库84、实时顾问86以及自动语音应答***(VRS)88，它们全都是本领域已知的。所述这些各种呼叫中心部件优选地借助有线或无线局域网90彼此联接。可能是专用交换机(PBX)开关的开关80路由这些进入的信号，使得语音传输通常由普通电话发送至实时顾问86，或利用VoIP发送至自动语音应答***88。实时顾问电话也可使用VoIP，如图1中的虚线所示的那样。VoIP和通过开关80的其他数据通信借助连接在开关80和网络90之间的调制解调器(未示出)被实施。数据传输借助调制解调器被传送到服务器82和/或数据库84。数据库84可存储帐户信息，例如订阅方认证信息、车辆标识符、简档记录(profile records)、行为模式、以及其他与订阅方相关的信息。数据传输还可由无线***(例如，802.11x、GPRS等)来进行。虽然所示的实施方式已经被描述为其可结合利用了实时顾问86的人工呼叫中心20被使用，但是将理解的是，呼叫中心可替代地将VRS88用作自动顾问，或者可使用VRS88和实时顾问的组合。
现转到图2，其示出了可多功能MIMO的车辆天线组件56的示例性实施方式。车辆天线组件56包括主MIMO部件210、副MIMO天线部件220、以及可定位在主MIMO部件210和副MIMO天线部件220之间的GNSS天线部件230。车辆天线组件56还包括卫星无线电天线部件240以及陆地无线电天线部件250。每个天线部件210～250可被包围在防风雨的天线外壳260内，并且借助可安装在车顶上的天线底座270被附接到车辆12的车顶，所述天线底座可以是车辆天线组件56的一部分或由该车辆天线组件携带。
为了在紧凑空间中包括多个MIMO天线部件并且同时还最小化干扰，主MIMO天线部件210、副MIMO天线部件220或者两个部件210/220可使用几何形状的增益图案。由于增益图案(也称为形状分集或图案分集)可能源自在主/副MIMO天线部件210/220中使用了几何形状的天线。例如，在一个实施方式中，主MIMO天线部件210可使用一个或多个竖直极化天线，而副MIMO天线部件220可使用一个或多个水平极化天线。紧靠竖直极化天线来使用水平极化天线可最小化先前发生的干扰，并且允许将主MIMO天线部件210设置成紧靠副MIMO天线部件220。并且构想到，包括防风雨的外壳260的车辆天线组件56将不大于180mm长、80mm宽以及75mm高。该实施方式可包括一个主MIMO部件和一个副MIMO部件，这得到了2×2的MIMO天线布置。然而，可能的是，将这些技术施加到利用了两个或更多个主天线部件以及两个或更多个副天线部件的其他实施方式中，由此得到4×4、8×8或其他的MIMO天线布置。
此外，根据具体空间布置，车辆天线组件56的部件可相对于彼此定位，所述具体空间布置包括将主MIMO天线部件210和副MIMO部件220彼此尽可能远离地定位，但仍处于车辆天线组件56内。连同将主天线部件210和副MIMO天线部件220彼此远离地定位，GNSS天线部件230可定位在部件210和22之间并且最接近副MIMO天线部件220。在一个示例中，定位在部件210和220之间的动作可包括用假想线将主MIMO天线部件210和副MIMO天线部件220连接并且将GNSS天线部件230沿该假想线定位。将GNSS天线部件230定位在主和副MIMO天线部件210/220之间，能够用于将副MIMO天线部件220从主MIMO天线部件210的发送/接收屏蔽开。在该实施方式中，构想到，主MIMO天线部件210将不仅大于(例如，物理尺寸、功率等)副MIMO天线部件220，而且还可包括发送和接收无线信号的能力，而副MIMO天线部件220可仅接收无线信号。还可能的是，将GNSS天线部件230定位成相对于主MIMO天线部件210来说更靠近副MIMO天线部件220。假定副MIMO天线部件220和GNSS天线部件230仅接收无线信号，那么将它们定位成彼此靠近并且远离主MIMO天线部件210可增强主MIMO天线部件210与副MIMO天线部件220在防风雨外壳260的占地面积内和/或在可在车辆车顶上安装的天线底座270内共存的能力。这些特征可有助于车辆天线组件56最小化不同天线部件之间的干扰。
通过在防风雨外壳260内包括主MIMO部件210、副MIMO天线部件220、GNSS天线部件230、卫星无线电天线部件240以及陆地无线电天线部件250，这些部件中的每个都可借助至车辆远程信息服务单元30的单条线缆或线缆束(未示出)和/或图1中示出的车辆总线44来传送信息至车辆12。防风雨外壳260可采用空气动力学形状，其与该外壳所容纳的天线部件的形状相一致。线缆(或线缆束)能够穿过可安装在车辆车顶上的天线底座270而进入到防风雨外壳260中，在防风雨外壳260中，线缆被电气地附接到合适的天线部件。
转到图3，其示出了可多功能MIMO的车辆天线组件56的另一示例性实施方式。在图3中示出的车辆天线组件56包括与如图2所示的部件相同的部件。然而在该实施方式中，副MIMO天线部件220和GNSS天线部件可借助开关280(例如，双工器)电气地和/或通信地连接到车辆12。开关280可实施为物理开关，其将通信从副MIMO天线部件220或GNSS天线部件230选择性地引向车辆12，其中所述通信可由车辆远程信息服务单元30和/或车辆总线44接收。开关280可作为车辆天线组件56的一部分被包括。使用开关280来用于一些服务(例如，GPS和副MIMO天线任务)可最小化用作将车辆天线组件56连接到车辆12的线缆束的一部分的线缆的数量。如图3所示，用于将车辆天线组件56通信地链接到车辆12的线缆束(总体上用290示出)的线缆数量可从五条减少至四条，由此降低了用于实现车辆天线组件的材料成本。
应当理解的是，前述是本发明的一个或多个实施方式的描述。本发明并不局限于本文所公开的具体实施方式，而是仅由所附权利要求书限定。此外，包含在前述说明中的声明涉及具体实施方式，并且被认为不是对本发明的范围的限制或对权利要求书中使用的术语的限定，除非术语或短语在上文被明确地限定。各种其他实施方式以及对所公开实施方式的各种变化和修改对于本领域技术人员而言将显而易见。全部这些其他实施方式、修改和变化旨在落入所附权利要求书的范围内。
如在说明书和权利要求书中使用的，术语“例如”、“举例”、“如”、“比如”和“等”以及动词“包括”、“具有”、“包含”及其其他动词形式在结合一个或多个部件或其他条目的列表使用时均被认为是开放式的，这意味着该列表被认为并不排除其他的附加的部件或条目。其他术语被认为使用了其最宽泛的合理的意义，除非所述术语被用在需要不同解释的上下文中。

Claims (16)

1.一种多功能车辆天线组件，所述多功能车辆天线组件包括：
主多输入和多输出MIMO天线部件；
副MIMO天线部件；以及
全球导航卫星***GNSS天线部件，其中，所述GNSS天线部件定位在所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件之间，并且定位成更靠近所述副MIMO天线部件，其中，所述GNSS天线部件和所述副MIMO天线部件都不发送信号，而仅接收信号。
2.根据权利要求1所述的多功能车辆天线组件，其中，所述主MIMO天线部件或所述副MIMO天线部件使用了形状分集或图案分集。
3.根据权利要求1所述的多功能车辆天线组件，其中，所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件还包括水平极化的天线和竖直极化的天线。
4.根据权利要求1所述的多功能车辆天线组件，其中，所述主MIMO天线部件发送并接收信号，而所述副MIMO天线部件仅接收信号。
5.根据权利要求1所述的多功能车辆天线组件，还包括定位在所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件之间的卫星无线电天线部件。
6.根据权利要求5所述的多功能车辆天线组件，还包括陆地无线电天线部件。
7.根据权利要求1所述的多功能车辆天线组件，其中，所述副MIMO天线部件和所述GNSS天线部件借助开关通信地链接到单条通信线缆，所述开关使得借助所述副MIMO天线部件和所述GNSS天线部件接收的数据能够利用所述单条通信线缆在车辆内被发送。
8.根据权利要求1所述的多功能车辆天线组件，还包括天线外壳，所述主MIMO天线部件、所述副MIMO天线部件、所述GNSS天线部件被固定在所述天线外壳内，其中所述天线外壳的度量为长度小于或等于180毫米、宽度小于或等于80毫米且高度小于或等于75毫米。
9.一种多功能车辆天线组件，所述多功能车辆天线组件包括：
主多输入和多输出MIMO天线部件；
副MIMO天线部件，其中，所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件定位成彼此相距小于或等于180毫米；以及
全球导航卫星***GNSS天线部件，其中，所述GNSS天线部件定位在所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件之间，并且定位成更靠近所述副MIMO天线部件，其中，所述GNSS天线部件和所述副MIMO天线部件都不发送信号，而仅接收信号。
10.根据权利要求9所述的多功能车辆天线组件，其中，所述主MIMO天线部件或所述副MIMO天线部件使用了形状分集或图案分集。
11.根据权利要求9所述的多功能车辆天线组件，其中，所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件还包括水平极化的天线和竖直极化的天线。
12.根据权利要求9所述的多功能车辆天线组件，其中，所述主MIMO天线部件发送并接收信号，而所述副MIMO天线部件仅接收信号。
13.根据权利要求10所述的多功能车辆天线组件，还包括定位在所述主MIMO天线部件和所述副MIMO天线部件之间的卫星无线电天线部件。
14.根据权利要求13所述的多功能车辆天线组件，还包括陆地无线电天线部件。
15.根据权利要求10所述的多功能车辆天线组件，其中，所述副MIMO天线部件和所述GNSS天线部件借助开关通信地链接到单条通信线缆，所述开关使得借助所述副MIMO天线部件和所述GNSS天线部件接收的数据能够利用所述单条通信线缆在车辆内被发送。
16.根据权利要求10所述的多功能车辆天线组件，还包括天线外壳，所述主MIMO天线部件、所述副MIMO天线部件、所述GNSS天线部件被固定在所述天线外壳内，其中所述天线外壳的度量为长度小于或等于180毫米、宽度小于或等于80毫米且高度小于或等于75毫米。
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