CN112714981A - 具有平面结构方式的天线的天线板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有至少一个平面结构方式的天线(15)的天线板(1),包括至少一个电绝缘衬底(2、2'),布置在所述衬底(2)上的介电薄膜(3),所述介电薄膜(3)的第一表面(5)上的第一导电层(4)和所述介电薄膜(3)的与所述第一表面(5)相对的第二表面(5')上的第二导电层(4'),其中在所述第一导电层(4)中构造所述天线(15)的发射/接收层(6)和与所述发射/接收层(6)以电流方式连接的信号导体(8)用于由所述天线(15)要接收/发射的天线信号,并且在所述第二导电层(4')中构造所述天线(15)的基层(7)和与所述基层(7)以电流方式连接的基础导体(9)用于为所述天线信号提供基准电位。
Description
技术领域
本发明处于板生产的技术领域,并且涉及具有至少一个平面结构方式的天线的天线板、天线板装置、用于制造天线板的方法以及其用途。
背景技术
现代机动车拥有大量用于发射和接收高频电磁辐射的技术装置,尤其是用以使得能够运行像无线电广播接收、移动电话、基于卫星的导航(GPS)和无线互联网(WLAN)之类的基本业务。因此,尤其是在移动电话中设置引入5G标准,在所述5G标准情况下与迄今的4G标准相比,可以实现多倍高的数据速率和容量,但是由于使用多个发射和接收天线用于数据传送,因此这也向车辆制造商提出新的挑战。虽然相应的天线可以在外部被固定在车辆处,但是这种附加装置在好几方面都是问题。一方面,相应的装置需要在车辆处的缺口,所述缺口易于受腐蚀。另一方面,所述相应的装置经常干扰视觉印象,是噪声源并且引起提高的风阻。此外,所述相应的装置也是破坏行为的目标。
以此为出发点,在过去已经发展的趋势在于:在其他位置处、尤其是在车辆内部空间中、例如在仪表板下面或在挡风玻璃下面提供天线。在此情况下不利的是,当前车辆的车辆玻璃片日益具有整面的、导电的并且对可见光透明的层。这些导电层例如用于保护车辆内部空间免受由于阳光引起的过热,其方式是所述导电层反射入射的热辐射,如例如从EP378917 A中已知的那样。另一方面,如例如从WO 2010/043598 A1中已知的那样,导电层可以通过施加电压引起对板(Scheibe)的有针对性加热,以便去除冰或水汽。但是,导电层对于高频范围中的电磁辐射是不可穿透的。如果车辆的玻璃片在所有侧并且整面地装备有导电层,则不再可能在机动车的内部空间中发射和接收电磁辐射。布置在车辆内部空间侧的天线的其他缺点是缺乏的安装空间以及在电磁兼容性方面的问题。
已知的是,为了运行在车辆内部空间侧布置的天线、传感器或摄像机***,对导电层的局部有限的区域进行去覆层。这些经去覆层的区域被称为通信或数据传输窗口,并且例如从EP 1605729 A2中已知。但是,所述经去覆层的区域影响板的配色和反射效果,并且在视觉上非常显眼。此外,通过经去覆层的区域可能得出光学干扰,使得在不应影响行驶安全性时,应该避免定位在驾驶员的视野中。根据应用,通信或数据传输窗口可能太小,以至于不能够实现如例如对于移动电话和基于卫星的导航来说需要的高频电磁辐射的发射和接收。这尤其是当为此所需要的天线远离板布置并且仅小的信号强度可以通过小的通信窗口到达天线的接收区域中或仅小的信号强度可以通过通信窗口被向外发射时适用。
为了不仅避免外部天线而且避免内部天线,例如从DE 10106125 A1、DE 10319606A1、EP 0720249 A2和US 2003/0112190 A1中已知,使用车辆板的透明导电层作为平面天线。为此,将导电层与耦合电极以电流方式或以电容方式(galvanisch oder kapazitiv)耦合,并且在板的边缘区域中提供天线信号。从平面天线耦合输出的天线信号被输送给天线放大器,所述天线放大器在机动车中与金属车身连接,由此为天线信号预先给定在高频技术上有效的基准电位。可用的天线电压由车辆车身的基准电位与天线信号的电位之间的差得出。
US 2019/0165447 A1公开一种平面天线,该平面天线具有以共面方式布置并且以电流方式彼此连接的发射层和基层。发射层经由贯通接触部(“通孔”)与信号导体连接。还示出了发射层和信号导体之间的电容耦合。
WO 2016/162251 A1公开一种具有天线结构和基板的车辆天线板,其中电介质布置在天线结构和基板之间。
US 6 313 796 B1公开一种具有天线的复合板,其具有通过电介质与接地层面分离的微带。
发明内容
本发明的任务在于提供一种改善的板(为了更简单地参照,以下称为“天线板(Antennenscheibe)”),所述板具有一个或多个平面结构方式的集成式天线(平面天线),所述板使得能够良好地接收高频电磁辐射,并且能够简单并且成本低地被制造。尤其是应该能够放弃使用用于将发射面和信号导体进行电连接的贯通接触部以及放弃发射面和信号导体的电容耦合。
根据本发明的建议,通过根据独立专利权利要求的天线板来解决该任务和其他任务。本发明的有利构型从从属权利要求中得出。
根据本发明,示出用于将内部空间与外部环境隔离的天线板。天线板优选地是机动车的车辆板、例如挡风玻璃。
天线板具有至少一个平面结构方式的天线(平面天线或贴片天线),所述天线优选地以平面方式集成到天线板中。平面结构方式的天线拥有用于辐射和/或接收天线信号的发射/接收面,以及拥有用于为天线信号提供基准电位的基面。
天线板包括至少一个电绝缘衬底(Substrat)以及布置在衬底上的介电薄膜。介电薄膜拥有第一侧或第一表面以及与第一侧相对的第二侧或第二表面。第一导电层位于介电薄膜的第一表面上,第二导电层位于介电薄膜的第二表面上。例如,第一导电层和/或第二导电层直接施加到薄膜上。然而,也可能的是,由与导电层和介电薄膜不同的材料制成的一个或多个其他层位于第一导电层和/或第二导电层与介电薄膜的各自表面之间。
在第一导电层中构造至少一个天线的构成发射/接收面的发射/接收层以及与发射/接收层以电流方式连接的信号导体(馈电导体或连接导体)用于由天线要接收和/或要发射的天线信号。在第二导电层中构造天线的构成基面的基层和与基层以电流方式连接的基础导体用于为天线信号提供基准电位。因此,天线的发射/接收层和基层不是共面的,而是位于介电薄膜的两个不同的侧上,因此位于天线板的不同层面中。发射/接收层和基层是平面外形,其中在导电层的层面中发射/接收层和基层的尺寸是在与此垂直于的方向上的多倍。近似地,发射/接收层和基层也可以被理解为面。可用的天线电压由基准电位和天线信号的电位之间的差得出。
优选地,发射/接收层和信号导体以及基层和基础导体通过结构化被加入到各自的导电层中,其中然而原则上也可能的是将它们以各自的形式施加到介电薄膜上。尤其是通过使用掩模(例如通过沉积)进行局部施加的相应技术对于本领域技术人员而言是已知的,使得在这里不必更详细对其进行探讨。
天线用于发射和/或接收高频天线信号。在本发明的意义上,高频天线信号应该处于600 MHz到6 GHz的频率范围内。天线有利地用于接收用于基于卫星的导航的信号、尤其是用于接收GNSS信号。可替代地或附加地,所述天线用于接收移动通信***、尤其是第二、第三、第四或第五代的移动通信***的信号。
布置在介电薄膜的两侧上的发射/接收层和基层不以电流方式彼此连接。如此选择由介电薄膜的厚度决定的在发射/接收层与基层之间的空间距离,使得存在例如至少10kOhm的直流电阻。
本发明基于以下认识:天线的两个功能面、即发射/接收面和基面在介电薄膜的不同层面上的布置以及发射/接收层与信号导体的直接以电流方式连接以及基层与基础导体的直接以电流方式连接使使用贯通接触部来电连接发射/接收面和信号导体是多余的,使得可以更简单、更快速和成本更低地进行天线板的制造。此外,有利的是,信号导体与发射/接收层不是以电容方式而是以电流方式连接,由此可以改善信号质量。
通过对导电层进行结构化可以以简单的方式构造发射/接收层和信号导体以及基层和基础导体。在复合板中的集成毫无问题是可能的。
根据本发明的天线板的一种构型,该天线具有偶极特性或宽带特性,并且尤其是以Vivaldi天线(具有扩展式缝隙的天线)的形式来构造。借助于偶极特性,可以特别简单地实现具有卓越的首选方向(Vorzugsrichtung)的天线、例如偶极天线或八木天线。借助于宽带特性,可以特别简单地提供用于多个频率范围的天线、例如多带偶极、Vivaldi天线,使得可以借助于一个天线对多个不同的设备进行供应。也可能的是,以单极天线的形式构造天线。
发射/接收层和基层在穿过衬底垂直地看时(即在向衬底正交投影时)例如分别以椭圆形状来构造,并且在有重叠或无重叠的情况下,然而总是彼此相邻地布置,尤其是用于构造Vivaldi天线。
根据本发明天线板的另一构型,介电薄膜是柔性的。柔性薄膜不仅可以用作用于薄的可弯曲层的载体材料,并且因此可以良好地适配于板的轮廓。此外,高频特性、诸如带宽可能受柔性薄膜的介电特性影响。尤其是,可以使用适合于在制造期间作为用于天线/导体结构的载体并且必要时是光学透明的和/或必要时可以容易地与衬底连接的材料。
尤其是,介电薄膜可以包含至少一种材料或由其组成,所述材料选自由聚酰亚胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯酸、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯醇缩丁醛、FR6、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚酰胺组成的组。该薄膜优选地包含聚酰亚胺或由其组成。如果介电薄膜由一种材料组成,则可能存在杂质,但是所述杂质在各种情况下为不超过5原子%。介电薄膜的厚度优选地处于10μm至100μm的范围内。
根据本发明天线板的另一构型,第一导电层和/或第二导电层分别具有10μm至75μm的层厚。这使得能够薄地构成配备有电结构的薄膜,所述薄膜也可以被集成到复合板中或适配于弯曲表面。
因此,介电薄膜在其两个表面上分别配备有天线结构,其中发射/接收层和信号导***于一个表面(侧)上,而基面和基础导***于另一表面(侧)上。
根据本发明天线板的另一构型,第一导电层和/或第二导电层分别具有电绝缘的覆盖层。覆盖层可以包含聚酰亚胺或由其组成。覆盖层可以尤其是通过粘合剂、例如丙烯酸酯粘合剂与导电层连接。覆盖层例如具有25μm至50μm的厚度。可以通过(一个或多个)覆盖层保护介电薄膜上的天线结构。
根据本发明天线板的另一构型,在介电薄膜(具有导电天线结构以及必要时覆盖层)和至少一个衬底之间布置有增附层。增附层例如是热塑性中间层,尤其是由一个或多个热塑性薄膜构成。
所述天线板优选地具有至少两个衬底,所述衬底通过至少一个增附层(优选地热塑性中间层)牢固地彼此连接,其中所述介电薄膜(具有导电天线结构以及必要时覆盖层)布置在所述第一衬底和所述第二衬底之间。优选地,在介电薄膜的两侧上分别布置增附层。
因此,介电薄膜既可以布置在板外表面上,又可以引入到复合玻璃板的板之间。
根据本发明天线板的另一构型,第一导电层具有与信号导体相邻布置并与所述信号导体平行伸展的基础导体,其中介电薄膜在与信号导体相邻布置的基础导体与由第二导电层形成的基础导体之间具有贯通接触部。借助于贯通接触部可以实现改善的电位相等,使得可以改善高频特性。
根据本发明天线板的另一构型,在介电薄膜的一侧上、尤其是在介电薄膜的两侧上布置屏蔽物、例如黑色印刷,使得可以隐蔽地提供天线和/或引线的部分,而不影响在天线板的剩余部分中的视觉印象。
至少一个衬底优选地包含玻璃、特别优选地平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、钠钙玻璃或者包含透亮(klare)塑料、优选刚性透亮塑料、尤其是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或其混合物或由其组成。合适的玻璃例如由EP 0 847 965 B1已知。
至少一个衬底的厚度可以广泛地变化并且可以被适配于个别情况的要求。优选地使用具有1.0mm至25mm并且优选地1.4mm至2.1mm的标准厚度的衬底。衬底的大小可以广泛地变化,并且取决于使用。
衬底可以具有任意的三维形状。三维形状优选地不具有阴影区,使得它可以例如通过阴极溅射被涂覆。衬底优选地是平面的或在空间的一个方向或多个方向上轻微或强烈弯曲的。衬底可以是无色或有色的。
天线板例如以单板安全玻璃或复合板的形式来构造。复合板通常包括两个优选透明的衬底,所述衬底对应于内板和外板,所述内板和外板通过至少一个热塑性粘合层(增附层)牢固地彼此连接。
热塑性中间层包含至少一种热塑性塑料、优选聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或由其组成。然而,热塑性中间层还可以例如包含聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)、聚丙烯酸酯、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙酸树脂(Polyacetatharz)、浇铸树脂、丙烯酸酯、氟化乙烯-丙烯、聚氟乙烯和/或乙烯四氟乙烯或其共聚物或混合物。热塑性中间层可以由一个或多个s上下重叠地布置的热塑性薄膜构造,其中热塑性薄膜的厚度优选地为0.25mm至1mm,典型地为0.38mm或0.76mm。
导电层优选地具有1*106 S/m至10*107 S/m并且优选地3.5*107 S/m至6.5*107 S/m的高电导率。例如,导电层由金属、例如铜、银、金或铝组成。导电层有利地具有3μm至20μm的厚度和/或0.001欧姆/平方至0.03欧姆/平方、优选0.002欧姆/平方至0.018欧姆/平方的表面电阻。这样的导电层在工业生产工艺中可以容易地被集成并且成本低地被制造。
导电层优选地对于可见光是透明的。衬底和天线板总共地也优选地对可见光是透明的。在本发明的意义上,“透明的”意味着天线板的总透射符合用于挡风玻璃和前侧窗玻璃的法律规定,并且优选地对于可见光具有大于70%并且尤其是大于75%的透过率。对于后侧窗玻璃和后窗玻璃,“透明的”也可以意味着10%至70%光透射。在一种有利的构型中,功能层是单层或由多个单层组成的层结构,所述层结构的总厚度小于或等于2μm、特别优选地小于或等于1μm。天线板优选地具有大于85%的对于可见光的透明度。
信号导体和基础导体优选地分别构造为带状导体。信号导体例如横向于其延伸具有处于10至500μm的范围内的宽度。基础导体例如横向于其延伸具有处于2mm至16mm的范围内的宽度。
可以以简单的方式将具有(一个或多个)信号导体和基础导体的优选柔性的薄膜引导直至至少一个衬底的那一边(jenseits),尤其是从复合板的复合体中引出。这使得能够例如通过用于同轴导体的常规连接件来简单且可靠地电接触信号导体和基础导体,在所述接触件情况下信号导体和基础导体通过引脚被接触。
根据天线板的一种构型,所述天线板具有多个天线。天线以电流方式彼此分离,其中高频技术去耦至少为-20 dB。
本发明此外涉及天线板装置,所述天线板装置具有如上所述的天线板以及发射/接收电子设备,所述发射/接收电子设备经由信号导体与发射/接收层电连接并且经由基础导体与基层电连接。
本发明此外涉及一种用于制造根据本发明的天线板的方法。该方法包括提供至少一个衬底的步骤。该方法包括提供介电薄膜的另一步骤。该方法包括将第一导电层施加到薄膜的第一侧(表面)上并且将第二导电层施加到薄膜的与之相对的第二侧(表面)上的另一步骤。该方法包括对第一导电层进行结构化用于构造天线的发射/接收层和与发射/接收层以电流方式连接的信号导体用于由天线要接收/发射的天线信号的另一步骤。该方法包括对第二导电层进行结构化用于构造天线的基层和与基层以电流方式连接的基础导体用于为天线信号提供基准电位的另一步骤。该方法包括将具有结构化的第一导电层和结构化的第二导电层的薄膜布置在衬底上的另一步骤。
可以通过本身已知的方法,优选地通过磁场辅助阴极溅射来施加导电层。这在简单、快速、成本低和均匀地涂覆薄膜方面是特别有利的。然而,导电层也可以例如通过气化渗镀、化学气相沉积(chemical vapour deposition, CVD)、等离子体辅助气相沉积(PECVD)或通过湿化学方法被施加。也可能的是,以薄膜的形式施加导电层。
通过部分去覆层来进行导电层的结构化,也就是说,发射/接收层和信号导体以及基层和基础导体通过对各自导电层进行部分地去覆层来制造。去覆层(Entschichtung)例如通过激光束进行。可以通过绝缘线将电结构造型成各自导电层。可以通过利用激光束多次磨损线来对具有比激光束锥的宽度更宽的宽度的线进行去覆层。完全去除导电层的不属于各自电结构的区域也是可能的。去覆层可以尤其是通过机械剥蚀以及通过化学或物理蚀刻来进行。
例如,第一导电层由发射/接收层和信号导体以及必要时与信号导体相邻布置并且与该信号导体平行地伸展的基础导体组成。例如,第二导电层由基层和基础导体组成。
为了制造复合板,优选地在热、真空和/或压力的作用下通过至少一个热塑性粘合层(增附层)彼此连接(层压)至少两个板(衬底)。可以使用本身已知的用于制造复合板的方法。例如,可以在大约10 bar(巴)至15 bar的提高的压力和130°C至145°C的温度下在大约2个小时上执行所谓的压煮器浸出法(Autoklavverfahren)。本身已知的真空包装法或真空环法(Vakuumsack-oder Vakummringverfahren)例如在大约200 mbar和130°C至145°C下工作。也可以在压延机中在至少一个轧辊对之间将两个板和热塑性中间层挤压成复合板。这种类型的设备已知用于制造复合板,并且通常在冲压车间前拥有至少一个加热隧道。在压制过程期间的温度为例如40℃至150℃。在实践中压延方法和压煮器浸出法的组合已经证明是特别的。可替代地,可以使用真空层压机。所述真空层压机由一个或多个可加热和可抽空的室组成,在所述室中两个板可以在大约60分钟内在0.01 mbar至800 mbar的减小的压力和80°C至170°C的温度下被层压。
原则上,天线板可以被设置用于任意用途,例如作为建筑物中、尤其是在入口区域、窗户区域、屋顶区域或屋面区域中的玻璃片、作为家具和设备中的装入式零件、在用于陆上、空中或水上交通的推进工具中、尤其是在列车、船舶和机动车中例如作为挡风玻璃、后窗玻璃、侧窗玻璃和/或顶窗玻璃。
根据本发明,优选的是在用于陆上、空中或水上交通的推进工具中、尤其是在机动车中例如作为挡风玻璃、后窗玻璃、侧窗玻璃和/或顶窗玻璃使用天线板。
本发明的不同构型可以单独地或以任意组合来实现。尤其是,不仅可以以所说明的组合而且可以以其他组合或者单独地使用前述的并且在下面要阐述的特征,而不脱离本发明的范围。
附图说明
紧接着根据实施例更详细地阐述本发明,其中参照附图。在简化的未按正确比例的图示中:
图1以剖视图示出根据本发明的天线板的一种构型的示意图,
图2以透视图示出具有图1的电结构的介电薄膜的片断的示意图,
图3以从一侧的视图示出具有图1的电结构的介电薄膜的示意图,
图4以从另一侧的视图示出具有图1的电结构的介电薄膜的示意图,
图5以另一透视图示出具有图1的电结构的介电薄膜的示意图,
图6示出用于图解根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
应该首先观察图1。图1根据大大简化的示意图以剖面图图解根据本发明的天线板1的示例性构型的结构。
天线板1在这里例如具有第一衬底2(例如内板),所述第一衬底与第二衬底2'(例如外板)通过两个增附层11、11'(热塑性中间层,尤其是热塑性薄膜)被层压成复合板。两个衬底2、2'分别由玻璃、优选地热强化钠钙玻璃组成,并且对可见光是透明的。增附层11、11'由热塑性塑料、优选地聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。两个衬底2、2'可以同样地由塑料组成。基本上,在根据本发明的天线板1的制造和使用的条件下热学和化学稳定的所有电绝缘材料都适用于衬底2、2'。增附层11、11'具有例如分别大约15μm的厚度。将会可能的是,天线板1仅具有单个增附层,例如在图1中上部的增附层11'。
天线板1可以被安装到建筑物中或安装到机动车中,并且将内部空间与外部环境隔离。第二衬底2'的外表面朝向外部环境,并且同时是天线板1的外表面。第二衬底2'的内表面以及第一衬底2的内表面分别朝向中间层。第一衬底2的外表面朝向内部空间、例如车辆内部空间,并且同时是天线板1的内表面。可以理解,天线板1可以具有每种任意的合适的几何形状和/或曲率。作为挡风玻璃,天线板1典型地具有凸拱形结构。
介电薄膜3位于两个衬底2、2'之间,并且在这里例如也位于两个增附层11、11'之间。介电薄膜3拥有第一薄膜表面5和与第一薄膜表面相对的第二薄膜表面5'。第一导电层4位于第一薄膜表面5上,第二导电层4'位于第二第二薄膜表面5'上。一个或多个其他层可以位于各自薄膜表面5、5'和位于其上的导电层4、4'之间。原则上,术语“薄膜表面”可以被理解为“薄膜侧面”。
介电薄膜3具有例如10μm至100μm的厚度hF。可以将具有所施加的导电层4、4'的介电薄膜3构造得如此薄,使得所述介电薄膜具有大约250μm或更小、尤其是225μm至175μm的总厚度。
介电薄膜3优选地是柔性的,并且优选地用作用于薄的可弯曲的导电层4、4'的载体材料,并且因此也可以良好地适配于天线板1的弯曲轮廓。此外,通过介电特性也可以影响高频特性、诸如带宽。介电薄膜3包含聚酰亚胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯酸(polymethylenmetacrylsäure)、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯醇缩丁醛、FR6、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和/或聚酰胺或由其组成。
例如,第一导电层4具有10μm至75μm的厚度hLS1,并且第二导电层4'具有10μm至75μm的厚度hLS2。第一导电层4和第二导电层4'优选地分别具有大约35μm的厚度。在第一导电层4和第二导电层4'中,与引线结构16一起构造总共用附图标记15表示的天线(见图5)。
如果对介电薄膜3进行预批量生产,则可以保护导电层4、4'在运输或批量生产时或在安装时免受损坏或免受环境影响。第一覆盖层17优选地布置在第一导电层4上(在第一衬底2的方向上),并且第二覆盖层17'布置在第二导电层4'上(在第二衬底2'的方向上),例如通过像丙烯酸酯粘合剂之类的粘合剂粘上。具有第一导电层4和第二导电层4'的介电薄膜3布置在两个覆盖层17、17'之间。在图1中未更详细示出例如由聚酰亚胺(PI)组成的两个覆盖层17、17'。薄膜3、第一导电层4、第一覆盖层17、第二导电层层4'和第二覆盖层17'可以是预批量生产的复合体。
屏蔽层12、12'位于各自增附层11、11'与相邻的衬底2、2'之间。屏蔽层12、12'可以例如是黑色印刷,使得天线15和/或引线结构16的一部分可以以隐蔽的方式被提供,而不影响天线板1的剩余部分的视觉印象。
根据图1图解的天线板1仅应示例性地来理解。例如,根据一种构型,天线板1仅具有布置在介电薄膜3和第二衬底2'之间的增附层11',以及可选地具有屏蔽层12',而布置在介电薄膜3和第一衬底2之间的增附层11以及屏蔽层12不存在。例如,天线板1从第一衬底2出发具有以下层序列(在图1中从下向上):
衬底2-覆盖层17(可选)-粘合剂(可选)-第一导电层4-介电薄膜3-第二导电层4'-粘合剂
(可选)覆盖层17'-增附层11'-屏蔽层(可选)-衬底2'。
在可替代的构型中,天线板1也可以仅包括单个衬底2。于是,两个增附层11、11'成为多余。
现在补充地应该观察图5,其中根据示意图以透视图示出了图1的具有第一导电层4和第二导电层4'的介电薄膜3。与图1的视图不同地,第二介电层4'位于下面,而第一介电层4位于上面。出于制图的原因,未示出薄膜3本身,而是仅示出了第一导电层4以及第二导电层4'或由此形成的电结构,薄膜3位于所述第一导电层4和第二导电层4'或所述电结构之间。
因此,两个导电层4、4'共同形成天线15和引线结构16。第一导电层4形成发射/接收层6和信号导体8以及与信号导体8相邻布置的基础导体9'、 9''或者由其组成。第二导电层4形成基层7和基础导体9或由其组成。天线15由发射/接收层6和基层7组成。引线结构16由信号导体8和基础导体9以及基础导体9'、9''组成。发射/接收层6和信号导体8被构造为第一导电层4的连贯区域并且因此以电流方式彼此连接。与信号导体8相邻布置的两个基础导体9',9''不与信号导体8以电流方式连接。基层7和基础导体9被构造为第二导电层4'的连贯区域,并且因此以电流方式彼此连接。由于它们构造在同一导电层4中,所以发射/接收层6和信号导体8是共面的。同样地,由于基层7和基础导体9构造在同一导电层4'中,所以所述基层7和基础导体9是共面的。一方面发射/接收层6和信号导体8以及另一方面基层7和基础导体9位于介电薄膜3的相对侧上,并且因此布置在天线板1的不同层面中。发射/接收层6和基层7不以电流方式彼此连接,而是通过介电薄膜3彼此电分离。发射/接收层6可以在功能上和结构上近似地被理解为面,并且形成发射/接收面。同样地,基层7可以在功能上和结构上近似地被理解为面并且构成基面。发射/接收层6用于发射和/或接收天线信号。应该使基层7与电接地连接,并且用于为天线信号提供基准电位。
示例性地,发射/接收层6和信号导体8由第一导电层4形成,并且基层7和基础导体9由第二导电层4'形成,这根据本发明是优选的。然而,也将会可设想的是,发射/接收层6和信号导体8由第二导电层4'形成,并且基层7和基础导体9由第一导电层4形成。
在垂直地穿过天线板1或介电薄膜3的表面5、5'之一看时或在向天线板1或介电薄膜3的表面5、5'之一投影中,发射/接收层6和基层7直接相邻地并排布置并且具有小的重叠13。发射/接收层6和基层7在这里例如被构造为矩形的,但是可以具有适用于天线功能的每种形状、例如椭圆形状(参见图3和4)。也将会可能的是,发射/接收层6和基层7在投影中不具有重叠13。
基础导体9和信号导体8分别以带状导体的形式来构造,非共面地并且以平行的走向上下重叠地布置。在垂直穿过天线板1或介电薄膜3的表面5、5'之一看时或在向天线板1或介电薄膜3的表面5、5'之一投影中,基础导体9和信号导体8至少逐段地以覆盖的方式布置。
如图5中所示,相邻地、平行地并且与信号导体8相距地构造基础导体9'、9'',所述基础导体通过贯通接触部(通孔)14与第一导电层4的基础导体9以电流方式电连接。由此可以改善信号质量。这对于理解本发明是无关紧要的,使得在这里不壁对其更详细地进行探讨。基础导体9'、9''也可以被省略。
在图2中,根据透视图图解在引线结构16的区域中介电薄膜3的放大片断。可以良好地看出信号导体8和两个相邻的基础导体9'、9''以及在介电薄膜3的第二表面5'上的基础导体9,所述信号导体8和两个相邻的基础导体9'、9''分别被构造为在介电薄膜3的第一表面5上的条状导体。此外示出也在图5中可以看出的贯通接触部(通孔)14,其所述贯通接触部仅被构造在引线结构16的区域中。
图3示出介电薄膜3的视图。可以看出发射/接收层6,所述发射/接收层与信号导体8直接以电流方式连接。两个基础导体9'、9''与发射/接收层6和信号导体8不以电流方式连接。基层7位于介电薄膜3的这里不能看出的另一侧,这由虚线图示图解。发射/接收层6和基层7在这里例如构造为椭圆形的。
介电薄膜3的另一视图在图4中示出。基层7与共面基础导体9直接以电流方式连接。发射/接收层6位于介电薄膜3的这里不能看出的另一侧,这由虚线图示示出。发射/接收层6和基层7在这里例如构造为椭圆形的,并且分别具有凹处。
天线15例如被构造为单极平面天线,优选地构造为偶极天线,尤其是构造为Vivaldi天线。
经由信号导体8和基础导体9进行天线15的外部电连接。具有信号导体8和基础导体9的优选柔性的介电薄膜3为此在衬底2、2'之间从天线板1中被引出并且被重新铺设(umgelegt)。在信号导体连接点19处电接触信号导体8,在基础导体连接点18处电接触基础导体9(参见图5)。例如,这可以通过相应的引脚来进行,所述引脚在以常规方式使用的连接件中被提供。该连接件与同轴电缆连接,所述同轴电缆可以与发送器/接收器电子设备连接。有利地,不需要使用附加的扁平带状导体。天线板1和发射器/接收器电子设备是根据本发明的天线板装置的组成部分。
图6根据流程图图解根据本发明的方法。在此情况下,在第一步骤I中,提供至少一个衬底2。在第二步骤中,提供介电薄膜3。在第三步骤中,将第一导电层4施加到薄膜3的第一表面5上,并且将第二导电层4'施加到薄膜3的与之相对的第二表面5'上。在第四步骤中,第一导电层4被结构化用于构造天线15的发射/接收层6和与发射/接收层6以电流方式连接的信号导体8用于由天线15要接收/发射的天线信号。在第五步骤中,第二导电层4'被结构化用于构造天线15的基层7和与基层7以电流方式连接的基础导体9用于为天线信号提供基准电位。在第六步骤中,将具有结构化的第一导电层4和结构化的第二导电层4'的薄膜3布置在衬底2上。
从以上陈述得出,本发明提供一种改善的天线板,其具有一个或多个优选地集成的天线。可以在使用已知的制造方法的情况下简单且成本低地制造天线板。不需要使用贯通接触部。可以以良好的信号强度接收/发射高频天线信号。可以以简单的方式构造多个天线。此外,可以以常规技术来实现复合板,而不存在不良层压或玻璃破裂的风险。天线尤其是可以具有偶极特性或宽带特性。通过集成天线和引线结构,可以避免连接这两个结构的问题。尤其是,天线和引线结构在特性阻抗和/或对称性方面的特定特性可以良好地被相互协调,使得在期望波长范围内的接收结果是具有从良好至最佳的质量的。在此,集成尤其是避免将会通过否则必要的连接技术而得出的经典接口问题。
附图标记列表
1 天线板
2、2' 衬底
3 薄膜
4、4' 导电层
5、5' 薄膜表面
6 发射/接收层
7 基层
8 信号导体
9、9'、9'' 基础导体
11、11' 增附层
12、12' 屏蔽层
13 重叠
14 贯通接触部
15 天线
16引线结构
17、17' 覆盖层
18 基础导体连接点
19 信号导体连接点。
Claims (15)
1.一种具有至少一个平面结构方式的天线(15)的天线板(1),包括:
-至少一个电绝缘衬底(2、2'),
-布置在所述衬底(2)上的介电薄膜(3),
-所述介电薄膜(3)的第一表面(5)上的第一导电层(4)和所述介电薄膜(3)的与所述第一表面(5)相对的第二表面(5')上的第二导电层(4'),
其中在所述第一导电层(4)中构造所述天线(15)的发射/接收层(6)和与所述发射/接收层(6)以电流方式连接的信号导体(8)用于由所述天线(15)要接收/发射的天线信号,并且在所述第二导电层(4')中构造所述天线(15)的基层(7)和与所述基层(7)以电流方式连接的基础导体(9)用于为所述天线信号提供基准电位。
2.根据权利要求1所述的天线板(1),其中所述天线(15)具有偶极特性或宽带特性,并且尤其是以Vivaldi天线的形式来构造。
3.根据权利要求1或2所述的天线板(1),其中所述介电薄膜(3)是柔性的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线板(1),其中所述第一导电层(4)和/或所述第二导电层(4')分别具有10μm至75μm的厚度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线板(1),其中所述介电薄膜(3)包含聚酰亚胺。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的天线板(1),其中在所述介电薄膜的第一表面之间和/或在所述介电薄膜的第二表面之间布置有增附层(11、11')。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线板(1),其中所述第一导电层(4)和/或所述第二导电层(4')具有电绝缘覆盖层(17、17')。
8.根据权利要求7所述的天线板(1),其中,所述覆盖层(17、17')包含聚酰亚胺。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的天线板(1),其中所述第一导电层(4)具有与所述信号导体(8)相邻布置并且平行于所述信号导体伸展的基础导体(9',9'),以及所述介电薄膜(3)在与所述信号导体(8)相邻布置的基础导体(9',9')与由所述第二导电层(4')形成的基础导体(9)之间具有至少一个贯通接触部(14)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的天线板(1),所述天线板具有至少两个衬底(2、2'),所述衬底通过至少一个增附层(11、11')牢固地彼此连接,其中所述介电薄膜(3)布置在所述第一衬底(2)和所述第二衬底(2')之间。
11.根据权利要求10所述的天线板(1),其中所述第一导电层(4)由所述发射/接收层(6)和所述信号导体(8)以及必要时与所述信号导体(8)相邻布置并且平行于所述信号导体伸展的基础导体(9',9')组成,和/或其中所述第二导电层(4')由所述基层(7)和所述基础导体(9)组成。
12.一种天线板装置,所述天线板装置包括:
-根据权利要求1至11中任一项所述的天线板(1),
-发射器/接收器电子设备,其经由所述信号导体(8)与所述发射/接收层(6)电连接并且经由所述基础导体(9)与所述基层(7)电连接。
13.一种用于制造根据权利要求1至11中任一项所述的具有至少一个平面结构方式的天线(15)的天线板(1)的方法,所述方法包括:
-提供至少一个衬底(2),
-提供介电薄膜(3),
-在所述薄膜(3)的第一表面(5)上施加第一导电层(4)并且在所述薄膜(3)的与之相对的第二表面(5')上施加第二导电层(4'),
-对所述第一导电层(4)进行结构化用于构造所述天线(15)的发射/接收层(6)和与所述发射/接收层(6)以电流方式连接的信号导体(8)用于由所述天线(15)要接收/发送的天线信号,
-对所述第二导电层(4')进行结构化用于构造所述天线(15)的基层(7)和与所述基层(7)以电流方式连接的基础导体(9')用于为所述天线信号提供基准电位,
-在所述衬底(2)上布置具有结构化的第一导电层(4)和结构化的第二导电层(4')的薄膜(3)。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述衬底(2)通过至少一个增附层(11、11')牢固地与第二衬底(2')连接。
15.根据权利要求1至11中任一项所述的具有至少一个平面结构方式的天线(15)的天线板(1)在用于陆上、空中或水上交通的推进工具中、尤其是在机动车中例如作为挡风玻璃、后窗玻璃、侧窗玻璃和/或顶窗玻璃的用途。
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