專利名稱：玻璃上的天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛天線，更具體地涉及由層壓在兩個(gè)玻璃層之間的透明涂層和用于連接天線與無線電或其它發(fā)射/接收裝置的電連接裝置形成的天線。
過去，接收和發(fā)射電磁信號(hào)的傳統(tǒng)機(jī)動(dòng)車天線是桿狀或鞭狀天線?，F(xiàn)在已經(jīng)有將天線結(jié)合到車輛結(jié)構(gòu)中的趨勢(shì)。例如，Anaba等人的美國專利4768037和4849766，以及Walton等人的美國專利5355144公開了一種在窗戶和特別是機(jī)動(dòng)車風(fēng)擋實(shí)體部分上形成天線的透明導(dǎo)電涂層。在設(shè)計(jì)天線系統(tǒng)中，注意匹配系統(tǒng)元件之間的阻抗，特別是匹配無線電臺(tái)、天線和電連接兩個(gè)部件的饋線的阻抗以改善所選擇無線電信號(hào)的接收。天線設(shè)計(jì)人員解決該問題的一個(gè)方法是將天線設(shè)計(jì)得具有所需要的阻抗，例如在Nagey等人的美國專利5083135、5528314和5648758中所公開的那樣?？墒?，將天線設(shè)計(jì)得具有預(yù)定阻抗會(huì)需要為特定類型無線電臺(tái)和用于特定天線系統(tǒng)中的饋線以及天線將安裝的車輛特別設(shè)計(jì)每個(gè)天線。
為連接天線單元和外部設(shè)備，連接件例如線路、帶子或接頭需要層壓在透明體中形成與天線單元的電接觸。可是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)這些類型的連接件結(jié)合到層壓的層之間時(shí)，空氣可能滯留在層壓體中連接件附近?？梢哉J(rèn)為空氣滯留是常規(guī)軋輥預(yù)碾壓操作期間連接件阻礙層壓制品脫氣。由滯留空氣形成的氣泡破壞層壓制品的美觀，以及增加了在連接件上或附近分層和/或腐蝕的可能性。
為解決這兩個(gè)問題，電容型連接已經(jīng)用于天線單元與無線電臺(tái)饋線的相互電連接，例如由美國專利5355144所公開的。更具體地，導(dǎo)電材料應(yīng)用在風(fēng)擋的內(nèi)表面上并且電容性耦合到形成天線單元的風(fēng)擋內(nèi)涂層的一部分上。調(diào)節(jié)風(fēng)擋內(nèi)表面上材料的面積以提供天線涂層與材料之間的合適電容?？墒?，連接件材料的存在阻礙了車輛駕駛員的視野。提供一種連接裝置，該裝置提供連接所需要的電容性能而且同時(shí)以最小的干擾在連接件附近為車輛駕駛員提供增加的視野，將是有益的。
本發(fā)明提供了一種透明天線，包括一個(gè)透明介質(zhì)基片、一個(gè)沿該基片主表面安置的導(dǎo)電天線單元、一個(gè)導(dǎo)電貼片電容性或直接耦合到天線單元，和一個(gè)連接件固定到貼片上以允許將天線單元產(chǎn)生的信號(hào)傳遞給電磁能發(fā)射和/或接收裝置。該貼片設(shè)計(jì)得具有0和1之間的能見度系數(shù)(即，透明面積與總面積的比)。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，天線單元包括一個(gè)或幾個(gè)透明、導(dǎo)電涂層安置在機(jī)動(dòng)車風(fēng)擋第一和第二玻璃層之間并且該導(dǎo)電貼片應(yīng)用在風(fēng)擋暴露的主表面上，以致它重疊天線單元的至少一部分并且電容性耦合到天線單元上。


圖1是結(jié)合了本發(fā)明特征的透明玻璃天線的平面圖。
圖2是圖1所示天線連接裝置特定實(shí)施例的放大平面圖，表示本發(fā)明的貼片連接件，為清楚起見去掉了一部分。
圖3是沿圖1中線3-3的截面圖，表示本發(fā)明的另外實(shí)施例，為清楚去掉了一部分。
圖4、5和6是類似圖2的平面圖，說明本發(fā)明的另外實(shí)施例，為清楚去掉了一部分。
圖7是類似圖2的平面圖，說明本發(fā)明的另外實(shí)施例，為清楚去掉了一部分。
圖8是沿圖7中線8-8的截面圖。
圖9是類似圖2的平面圖，說明本發(fā)明的另外實(shí)施例，為清楚去掉了一部分。
圖10沿圖9中線10-10的截面圖。
圖11和12是類似圖2的平面圖，其中天線連接裝置設(shè)計(jì)得提供通過貼片連接件的有限視野，為清楚去掉了一部分。
本發(fā)明提供一種改進(jìn)的連接件裝置用于玻璃天線系統(tǒng)?？墒?，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以用于增加視野優(yōu)先的其它發(fā)射或接收天線系統(tǒng)。
圖1表示天線系統(tǒng)10，包括一個(gè)分層車窗，即分別由外層和內(nèi)層玻璃層14和16形成的風(fēng)擋12，通過熱塑塑料中間層18最好是聚乙烯醇縮丁醛粘合在一起。作為另一個(gè)形式，層14和16可以是其它透明剛性材料，例如丙烯酸纖維、聚碳酸酯，或者風(fēng)擋12可以包括不同透明剛性材料的組合。風(fēng)擋12進(jìn)一步包括至少一個(gè)天線單元20。在圖1所示的具體天線設(shè)計(jì)中，天線單元20是利用本領(lǐng)域公知方式應(yīng)用在外層14表面22上的透明導(dǎo)電涂層，通常占據(jù)風(fēng)擋12的中心位置。該涂層可以是單一或多層含金屬涂層，例如如同Gillery等人的美國專利3655545；Gillery的美國專利3962488和Finley的美國專利4898789所公開的。風(fēng)擋12可以進(jìn)一步包括一個(gè)裝飾性鑲邊(未示出)粘接在風(fēng)擋12的臨界邊緣上。該鑲邊通常由應(yīng)用在內(nèi)層16表面24上的不透明、不導(dǎo)電的陶瓷漆形成，如同本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。
盡管上面討論的天線單元20是透明涂層，如果天線單元不安置在風(fēng)擋的主要視野區(qū)域，或不妨礙風(fēng)擋的主要觀察區(qū)域，天線20可以是不透明的導(dǎo)電材料，例如含銀陶瓷漆，線路、金屬箔等。另外，天線單元20可以包括漆、線路和/或陶瓷天線單元的組合?？墒?，天線式樣最好提供通過該式樣的一定能見度。
繼續(xù)參照?qǐng)D1，天線單元20在該設(shè)計(jì)中基本上是四邊形并且最好與風(fēng)擋12的周邊隔開?？墒?，應(yīng)當(dāng)理解該天線單元20可以具有與圖1所示不同的設(shè)計(jì)。天線單元20的實(shí)際形狀和位置以及包括另外的天線單元部分取決于安裝風(fēng)擋12的該車輛的設(shè)計(jì)，風(fēng)擋安裝的角度，涂層電阻率，傳送和接收的信號(hào)類型和所需要的天線性能。這些對(duì)于透明玻璃天線設(shè)計(jì)的考慮在美國專利4768037和4849766中討論。例如，天線單元20可以具有如同美國專利5083135、5528514、5648758和5670966中所公開的形狀和/或合并了多個(gè)單元。
天線饋電裝置26通過饋線，例如同軸電纜30，提供了天線單元20和電磁能發(fā)射和/或接收單元28之間的連接。該連接可是電容性連接，如同針對(duì)本申請(qǐng)圖1-12所討論的，或它可以是直接電連接，如同后面更詳細(xì)討論的。單元28可以是無線電臺(tái)，蜂窩電話，電視，計(jì)算機(jī)，全球定位系統(tǒng)，或使用天線單元20發(fā)射和/接收信號(hào)的任何其它類型系統(tǒng)。盡管在圖1所示的特定天性設(shè)計(jì)中不需要，天線饋電裝置26沿風(fēng)擋12的頂邊32安置。天線饋電裝置26設(shè)計(jì)得以便不在層14和16之間層壓。更具體地并且參照?qǐng)D2和3，裝置26包括一個(gè)導(dǎo)電元件或貼片34，安置得相對(duì)天線單元20隔開并且重疊一部分。在這些圖中所示的特定實(shí)施例中，貼片34固定在風(fēng)擋12的暴露表面，并且具體地在內(nèi)部層16的表面24上，由內(nèi)層16和中間層18與涂層隔開以便該貼片34電容性耦合到天線單元20。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)電容性連接可以設(shè)計(jì)得產(chǎn)生電容性電抗，通過使純電抗性成分最小而匹配于連接到無線電臺(tái)20和同軸電纜30的天線的電感性電抗，如同美國專利5355144中所討論的。這隨即產(chǎn)生從天線到無線電臺(tái)或其它接收機(jī)的最佳能量傳輸。
盡管在圖1-3中本發(fā)明實(shí)施例形成天線單元20的涂層沿外層14表面22安置，更具體地，應(yīng)用在表面22上并且層壓在兩個(gè)玻璃層之間，作為另一個(gè)方式，形成天線單元的涂層可以應(yīng)用到內(nèi)層16表面35上，或者，合并到中間層18中。例如，不對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，天線線路或?qū)щ娫梢园仓迷谥虚g層18之上或其中。也考慮天線單元可以應(yīng)用在柔性基片例如聚酯薄膜上，隨即再合并到中間層和/或?qū)訅褐破分?，如同Hood等人的美國專利5306547所公開的。另外，應(yīng)當(dāng)理解，該天線可以形成在單片窗戶組件上，例如沿單一玻璃層主要表面安置，并且天線饋電裝置安置在該層的相反主要表面上。
貼片34與天線單元20對(duì)應(yīng)部分重疊所需要的面積部分地取決于貼片34和天線單元之間的間隔，即中間層18和內(nèi)層16的厚度；用作天線單元、貼片、中間層和玻璃的材料類型；和所需要的天線性能。因?yàn)橥ㄟ^貼片34傳輸?shù)男盘?hào)隨頻率變化，較低頻率信號(hào)(例如AM無線電臺(tái)信號(hào))需要比較高頻率信號(hào)(例如FM無線電信號(hào))更大的貼片面積，以獲得可接受的天線性能。通常，當(dāng)電容性貼片重疊面積增加時(shí)，從天線連接件裝置傳輸?shù)男盘?hào)接近直接連接到該天線單元的信號(hào)?？梢杂闷渌绞娇刂齐娙葜担蛘咄ㄟ^改變貼片材料的導(dǎo)電性或者通過改變?cè)撡N片與天線涂層對(duì)應(yīng)部分之間的重疊面積。
本發(fā)明的一個(gè)目的是以貼片34提供透過風(fēng)擋12所需要能見度數(shù)量的方式提供在天線單元20和饋電裝置26之間的電容性連接，以便當(dāng)例如觀察交通信號(hào)時(shí)車輛駕駛員的視野透過天線饋電裝置26所處位置的風(fēng)擋部分特別是如圖1所示風(fēng)擋12的頂部而不受影響。另外，提供穿過貼片34的一定視野可以更美地滿足車輛乘客。更具體地，該天線34可以設(shè)計(jì)得提供穿過連接件的視野。作為另一個(gè)方式，貼片34可以設(shè)計(jì)得適當(dāng)阻礙穿過風(fēng)擋12的部分光線，如同后面更詳細(xì)討論的。為此，在本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例中，該貼片34使用不透明導(dǎo)電材料形成為如圖2和3所示的網(wǎng)格狀樣式。用于形成相互連接的網(wǎng)格線36的材料可以是例如不透明的導(dǎo)電陶瓷或漆。這類材料一般包括與幾種載體混合的銀或玻璃粉。應(yīng)當(dāng)理解，用在導(dǎo)電陶瓷漆中的銀數(shù)量取決于產(chǎn)生形成該貼片34的網(wǎng)格線36與形成天線單元20的涂層之間所需要電容和防止明顯阻抗損耗所需要的電容值。
一種可以用于形成貼片34的漆是通常用于形成車輛后窗上加熱線路的一種導(dǎo)電陶瓷漆。該漆通常包括銀顆粒，流動(dòng)改性劑，顏料和紅外輻射烘干載體(該漆以后稱為“導(dǎo)電陶瓷IR漆”)。利用這種材料，使用本領(lǐng)域公知技術(shù)將網(wǎng)格線36遮擋印刷在層16的表面24上，并且在烤箱或爐中加熱以烘干陶瓷漆。需要另外或延長(zhǎng)加熱以將漆固化并且粘和在玻璃表面上。盡管具有可接受的結(jié)果，使用這種陶瓷漆的一個(gè)缺點(diǎn)是它在長(zhǎng)時(shí)間保持濕態(tài)，即直到被烤箱烘干。作為另一個(gè)方式，考慮使用一種不透明導(dǎo)電陶瓷漆來形成網(wǎng)格圖案，該漆包括銀顆粒、流動(dòng)改性劑和顏料，并且結(jié)合熱塑塑料或熱固載體(以后分別稱為“導(dǎo)電陶瓷熱塑塑料漆”和“導(dǎo)電陶瓷熱固漆”)。使用熱塑塑料或熱固載體的漆通常稱為熱熔漆。用在玻璃上的不導(dǎo)電熱熔涂層在Knell的美國專利5346933和Knell等人的5411768中公開。不導(dǎo)電熱熔漆也用在制罐或裝瓶行業(yè)以標(biāo)記容器的外表面。導(dǎo)電陶瓷熱塑塑料漆已經(jīng)用于形成車輛后窗上的加熱線路，如同加拿大專利1193150所公開。在現(xiàn)在的發(fā)明中，使用遮擋印刷加工將導(dǎo)電陶瓷熱塑塑料或熱固漆應(yīng)用到沿層16表面24上形成貼片34，該加工使用加熱的金屬遮擋熔化漆并且使其保持液態(tài)。當(dāng)熱漆接觸涼玻璃表面時(shí)，漆固化，即馬上干燥。應(yīng)當(dāng)理解，盡管漆可以干燥，仍然必須加熱將漆固化并且粘和在玻璃表面上，如同導(dǎo)電陶瓷IR漆一樣。這種漆提供了高于導(dǎo)電陶瓷IR漆的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)闊崴芩芰?熱固漆馬上干燥，玻璃層可以觸摸而不怕由網(wǎng)格線36形成的樣式弄臟，并且另外材料可以直接遮擋印刷在以前遮擋的樣式上。另一個(gè)方式，網(wǎng)格樣式可以使用不透明導(dǎo)電陶瓷漆形成，該漆包括銀顆粒、流動(dòng)改性劑和顏料并且使用紫外線輻射固化的載體(以后稱為“導(dǎo)電陶瓷UV漆”)。導(dǎo)電陶瓷UV漆通過將網(wǎng)格樣式對(duì)UV光線暴光烘干；可是，類似上面所討論的其他種漆，導(dǎo)電陶瓷UV漆仍然必須加熱使漆固化和粘和到玻璃表面上。
應(yīng)當(dāng)理解，盡管上面討論的貼片材料是導(dǎo)電陶瓷漆，其它導(dǎo)電材料也可以用于形成對(duì)天線涂層的電容性連接并具有所需要的能見度系數(shù)，例如但不限于導(dǎo)電紗窗或網(wǎng)格、線路、墨水、塑料、帶線或貼釉紙。
貼片樣式包括一個(gè)不透明區(qū)，即用網(wǎng)格線實(shí)際涂履的區(qū)，一個(gè)透明區(qū)，即在網(wǎng)格線之間沒有涂履的區(qū)。為計(jì)算透過貼片的能見度，在此使用的術(shù)語“能見度系數(shù)”表示貼片透明面積與貼片總面積即透明和不透明面積的和的比。很明顯，能見度系數(shù)越高，該貼片越“透明”。更具體地，能見度系數(shù)為1表示在連接件裝置中沒有不透明元件，而能見度系數(shù)為0表示連接件裝置完全不透明。
為將貼片34連接到電纜30上，線路引線38固定在該貼片34上。盡管不需要，在圖2和3所示的特定實(shí)施例中，線路38直接焊接到該貼片34上。端子組件40(只在圖3中表示)，例如加固的鏟型組件，一個(gè)J型針插頭或其它本領(lǐng)域公知的電連接裝置被連接到線路38的端部42，以便同軸電纜30可以固定在饋電裝置26上。為有助于將引線38焊接到貼片34上，可以在該貼片34上安裝貼片材料固體涂層形式的連接件基座44。作為將線路引線38焊接到貼片34上的另一個(gè)方式，本領(lǐng)域公知形式的金屬線夾(未示出)可以通過例如焊接固定在貼片34的基座44上，而線路或同軸電纜固定在金屬線夾上。另外，如果需要，同軸電纜30可以直接連接到基座44上。
參照?qǐng)D4說明的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，如果需要接近風(fēng)擋12的頂邊32安置天線饋電裝置126并且天線單元設(shè)計(jì)得以便與邊緣32隔開，具有網(wǎng)格線136的貼片134可以設(shè)計(jì)得包括延伸部分170，該部分從該貼片134部分沿內(nèi)層16表面24延伸向頂邊32，與形成天線單元120的涂層重疊。連接件基座144安置在延伸部分170末端接近邊緣32。盡管沒有在圖4中表示，形成天線單元120的涂層也可以向邊緣32延伸提供被貼片134覆蓋的附加天線區(qū)域以便提供天線饋電裝置126所需要的電容值。圖5表示另一個(gè)實(shí)施例，其中希望將天線饋電裝置266的整個(gè)貼片移動(dòng)靠近風(fēng)擋邊緣32，同時(shí)保持天線涂層與邊緣32隔開。更具體地，形成天線單元220的一部分涂層在特定涂層區(qū)280中被安置在外層14沿邊緣32的表面22上，通過連接區(qū)282將區(qū)域280與天線單元220電連接。具有網(wǎng)格線236和連接基座244的貼片234安置在內(nèi)層16的表面24上與至少一部分區(qū)域280重疊并提供連接所需要的電容特性。盡管不需要，涂層區(qū)280和連接區(qū)282可以用與天線單元220相同的材料制造。
盡管不需要，形成天線單元20、120和220的涂層和附加涂層區(qū)例如區(qū)域280不伸展到風(fēng)擋12的邊緣32上，而是停止在離邊緣32最少1mm處。這保證了該涂層被完全密封在風(fēng)擋12內(nèi)，并且涂層不沿邊緣32老化。也需要將該貼片34、134和234安置在風(fēng)擋12上以便它不與機(jī)動(dòng)車中其它導(dǎo)電元件通過直接接觸或電容性耦合而電連接，因?yàn)檫@種連接可以退化和減弱由天線單元產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度。更具體地，參照?qǐng)D3，風(fēng)擋12一般支撐在機(jī)動(dòng)車46內(nèi)金屬架48上并且通過黏合劑50固定在車輛上，該黏合劑在某些情況下是導(dǎo)電的。另外，裝飾帶52或其它可能由導(dǎo)電材料制造的模壓件可以沿風(fēng)擋12的選擇邊緣安置，以掩飾風(fēng)擋12與車輛安裝框架46之間的空間。該貼片34應(yīng)當(dāng)與這種車輛元件隔開足夠距離，以避免或至少使這種不利的電連接最小。
圖6表示了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中天線單元包括各種形狀以及該貼片與形成天線單元涂層的所選擇部分重疊。更具體地，應(yīng)用在外層14表面22上并且類似美國專利5528314所公開的貼片樣式包括覆蓋風(fēng)擋12中心部分的第一涂層單元320、安置在第一涂層單元320和風(fēng)擋12頂邊32之間的第二涂層單元380和電連接到第一和第二涂層單元的第三涂層單元382。天線連接件裝置326的貼片334包括網(wǎng)格線336并且設(shè)計(jì)得從風(fēng)擋12頂邊沿內(nèi)層16表面24延伸和與第二涂層單元380的所選擇部分重疊。更具體地，貼片334包括與涂層單元380一部分重疊的一段372和從段372向邊緣32延伸的一段370。連接基座344放置于風(fēng)檔邊緣32附近，用于連接貼片334與無線電臺(tái)的引線。盡管不需要，涂層樣式可以包括第四個(gè)涂層單元384，它從第二涂層單元382延伸向風(fēng)檔邊緣32。如同前面所討論的，附加的單元提供了附加涂層區(qū)，該區(qū)可以由貼片334覆蓋用于附加的電容性耦合?？墒牵瑧?yīng)當(dāng)理解，天線樣式可以取消第三和第四天線單元，如同USPN5670966所公開的。
提供天線20到接收單元28可接受信號(hào)的本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例包括如圖6設(shè)計(jì)的天線涂層，該涂層具有每平方近似3歐姆的電阻。貼片334如同上面所討論的為T型并且與天線涂層單元所選擇部分重疊。更具體地，在此特定實(shí)施例中，貼片334的段273是大約45mm乘130mm并且與第二涂層380一部分重疊，而貼片334的段370是大約22mm乘45mm并且與第四涂層單元384的一部分重疊。網(wǎng)格線336為0.4mm寬在水平和垂直方向間隔范圍大約4.5mm至20mm，取決于在總樣式中網(wǎng)格線的具體位置。大約22mm乘13mm的段370區(qū)域被導(dǎo)電陶瓷漆的固體涂層覆蓋，即沒有網(wǎng)格樣式，以形成用于連接線路或同軸電纜的連接基座344。網(wǎng)格線336和連接件基座344由CERDEC公司，Washington，Pennsylvania生產(chǎn)的不透明導(dǎo)電熱塑塑料漆形成，該漆含大約75％的銀粉，2％硼硅酸鉛玻璃粉和其余顏料，丙烯酸樹脂(流動(dòng)改性劑)和1-十八醇(熱塑塑料載體)。熱塑塑料漆具有每平方大約0.035歐姆的電阻并且重疊接近1008mm2(不包括連接基座344)天線涂層，同時(shí)延伸出接近6554mm2的總面積(不包括連接基座344)。該樣式產(chǎn)生大約0.85的能見度系數(shù)。將網(wǎng)格線寬度從0.4mm增加到0.8mm將能見度系數(shù)減少到大約0.69，而將該線寬度減少到0.2mm將使能見度系數(shù)增加到大約0.92。
應(yīng)當(dāng)理解，重疊天線單元對(duì)應(yīng)部分所需要的不透明區(qū)，即重疊天線單元對(duì)應(yīng)區(qū)的網(wǎng)格線實(shí)際覆蓋區(qū)，取決于天線的性能要求和形成風(fēng)擋、天線和連接件的材料。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，該貼片可以延伸到天線單元之外，以便整個(gè)不透明區(qū)不重疊和不與天線單元對(duì)應(yīng)部分電容性耦合。
盡管圖2-6分別表示了貼片34、134、234和334的矩形網(wǎng)格樣式，其它樣式例如但不限于相互連接的圓環(huán)或其它曲線形狀和樣式也可以用于提供與天線20的必須電容性連接，并且允許車輛駕駛員“看透”該貼片。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，希望利用能見度系數(shù)接近1的不透明線形成樣式并且仍然提供可接受的電容性耦合性能。
作為另一個(gè)方式，對(duì)該貼片只使用單一類型材料，應(yīng)當(dāng)理解，該貼片可以由前面所討論的材料類型的組合構(gòu)成，例如但不限于導(dǎo)電漆和金屬帶。參照?qǐng)D7和8，也考慮天線連接件裝置426可以包括一個(gè)由透明導(dǎo)電涂層450與不透明導(dǎo)電元件436組合使用而形成的貼片434，以電容性耦合到天線單元420。貼片434的涂層450應(yīng)用在外層14表面22上并且可以類似透明涂層形成天線單元420。元件436應(yīng)用于內(nèi)層16表面24上并且可以是如同前面討論的不透明導(dǎo)電材料。元件436可以具有提供所需要性能的任何所需要設(shè)計(jì)。如果需要，裝置426可以包括一個(gè)導(dǎo)電連接件基座444，類似于前面討論的基座44，以有助于連線和/或同軸電纜與該貼片連接。應(yīng)當(dāng)理解，如果裝置426不包括不透明元件436，該裝置的能見度系數(shù)將是1(不包括基座444)。
在上面討論的本發(fā)明實(shí)施例中，至少一個(gè)玻璃層起隔離天線單元與天線連接件的作用?？墒菓?yīng)當(dāng)理解，天線涂層和連接件可以應(yīng)用于基片的相同表面。更具體地，參照?qǐng)D9和10，形成天線單元520的涂層應(yīng)用于內(nèi)層16的主表面24上。連接件裝置526包括一個(gè)貼片534具有以預(yù)定樣式應(yīng)用在天線單元520之上的不導(dǎo)電材料590，一個(gè)導(dǎo)電材料536應(yīng)用在材料590的樣式之上。材料590將材料536與天線單元520電絕緣，以便材料536電容性耦合到天線涂層。如果需要，由材料590形成的樣式可以稍微大于材料536的重疊樣式以保證材料536不直接電接觸到天線單元520。盡管考慮材料590和536兩者為不透明，如果材料590不透明，例如一般用在汽車玻璃行業(yè)裝飾鑲邊的常規(guī)陶瓷漆，材料536可以是透明的。相反，如果材料536是不透明的，例如前面討論的不透明導(dǎo)電漆類，材料590可以是透明的。另外，盡管圖9和10表示在層壓制品暴露表面上的天線單元，應(yīng)當(dāng)理解，安置在單一透明層上的天線單元可以使用上面討論的相同連接件裝置。
也考慮用作電容性貼片的樣式可以放大為車輛駕駛員提供部分遮陽。更具體地，遮陽板一般安置在機(jī)動(dòng)車風(fēng)擋頂部左和右部分，為駕駛員和前排乘客提供遮陽。參照?qǐng)D11和12，考慮貼片634可以安置在風(fēng)擋中心并且設(shè)計(jì)成“第三遮陽板”為車廂內(nèi)提供遮陽，并且如果需要提供穿過貼片覆蓋的風(fēng)擋部分有限能見度，同時(shí)仍然起天線系統(tǒng)天線饋電部件626的作用。在圖11所示的本發(fā)明特定實(shí)施例中，該貼片634設(shè)計(jì)包括多個(gè)由上面討論的導(dǎo)電陶瓷漆類形成的水平方向線636。線636通過沿線636長(zhǎng)度間隔的多個(gè)垂直線690相互電連接。該特定貼片樣式包括每個(gè)間隔3mm遠(yuǎn)的十條線。該線的寬度從樣式頂部(即接近風(fēng)擋邊緣32)的10mm寬逐漸改變?yōu)榈撞?mm寬。在將該樣式安置在風(fēng)擋12主表面上時(shí)，最頂部的線可以安置在不透明裝飾鑲邊(未示出)之上或之下，該鑲邊可以在風(fēng)擋周邊延伸。另外，如果需要，該樣式的至少一部分可以排列在遮陽板(未示出)后面，一般結(jié)合在中間層18中。整個(gè)樣式起阻擋所需數(shù)量的陽光進(jìn)入車輛，同時(shí)提供穿過貼片的有限能見度。在圖12中所示的水平線設(shè)計(jì)類似于圖11的，除了使用單一垂直線790相互電連接所有水平線736外。圖11和12中分別與形成天線單元620和720涂層部分重疊的貼片部分形成與該天線的電容性耦合，如同前面所討論的。這些具體設(shè)計(jì)提供了近似0.33的能見度系數(shù)。應(yīng)當(dāng)注意，在圖11所示的特定實(shí)施例中，形成天線單元620的涂層類似于圖6中的涂層樣式并且貼片樣式634與天線涂層一部分重疊，但不直接對(duì)應(yīng)涂層形狀，而在圖12所示的本發(fā)明實(shí)施例中，形成天線單元720的涂層設(shè)計(jì)得以便貼片734如果不是全部，也是大部分重疊天線涂層的對(duì)應(yīng)部分。
將電容性連接件結(jié)合到第三遮陽板中使貼片非常大，這繼而改善了低頻率信號(hào)天線的信號(hào)耦合，而不損害風(fēng)擋的美觀。
在設(shè)計(jì)作為第三遮陽板的電容性貼片時(shí)，由于線單元是導(dǎo)電的，應(yīng)當(dāng)注意設(shè)計(jì)線單元以便貼片不起干擾天線單元620的天線的作用。
本發(fā)明提供了一種天線連接裝置具有穿過該連接件的預(yù)定數(shù)量的能見度，同時(shí)電容性耦合到天線涂層。具體地，該貼片區(qū)具有0和1之間的能見度系數(shù)，即大于0但小于1，并且最好是0.1到0.95之間。在連接件裝置也用作為車輛內(nèi)部提供另外遮陽的本發(fā)明實(shí)施例中，最好該貼片具有達(dá)到約0.5的能見度系數(shù)，最好大約0.1到0.4。對(duì)于其它連接件裝置，最好該貼片具有大約0.5到0.95的能見度系數(shù)，最好是大約0.6到0.9。
盡管上面討論的本發(fā)明實(shí)施例表示該貼片直接應(yīng)用于透明基片的主表面，應(yīng)當(dāng)理解，該貼片可以應(yīng)用于分開的單元，例如聚酯薄膜，該薄膜以允許該貼片重疊并且電容性耦合到天線單元的方式隨即固定在基片上。
上面討論并且在圖1-12中表示的天線饋電裝置是電容性連接件。更具體地，該導(dǎo)電貼片與形成天線單元的涂層之間重疊并且由電介質(zhì)隔離?？墒?，應(yīng)當(dāng)理解，在此討論的“看透”連接件類型也可以設(shè)計(jì)得直接電連接到天線單元。更具體地，例如參照?qǐng)D9和10，材料590可以取消以便導(dǎo)電貼片材料536直接電接觸天線單元520。直接電連接的該貼片材料最好是前面討論的導(dǎo)電陶瓷漆型并且設(shè)計(jì)得提供0和1之間的能見度系數(shù)。應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于直接電連接，貼片不需要與天線單元的一部分重疊，而僅僅直接與天線單元電接觸。也應(yīng)當(dāng)理解，外層14和中間層18可以消除以便透明天線只包括單一玻璃層。另外，另一個(gè)層可以固定在單一玻璃層上以便天線單元和直接連接件可以層壓在兩層之間。
在此說明和描述的本發(fā)明代表了圖示的優(yōu)選實(shí)施例的說明。應(yīng)當(dāng)理解，可以進(jìn)行各種改變而不脫離由下列權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明宗旨。
權(quán)利要求
1．一種透明天線包括一個(gè)透明電介質(zhì)基片；一個(gè)沿所述基片主表面安置的導(dǎo)電天線單元；一個(gè)導(dǎo)電貼片，它具有不透明單元電連接到所述天線單元，其中，所述貼片具有0和1之間的能見度系數(shù)；和一個(gè)固定在所述貼片上的連接件，以允許由所述天線單元產(chǎn)生的信號(hào)傳輸給電磁能發(fā)射和/或接收裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的天線，其中，所述貼片的所述不透明單元由從包括導(dǎo)電陶瓷IR漆、導(dǎo)電陶瓷熱塑塑料漆、導(dǎo)電陶瓷熱固漆、和導(dǎo)電陶瓷UV漆的組中所選擇的材料形成。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的天線，其中，所述透明基片是一個(gè)玻璃層，所述天線單元是應(yīng)用于所述玻璃層的所述主表面上的透明導(dǎo)電涂層，而所述貼片包括與所述導(dǎo)電涂層所選擇部分直接電接觸的不透明導(dǎo)電漆。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的天線，其中，所述透明基片是一個(gè)玻璃層，所述天線單元是應(yīng)用于所述玻璃層的所述主表面上的透明導(dǎo)電涂層，而所述貼片是應(yīng)用于所述導(dǎo)電涂層一部分上的預(yù)定樣式的不導(dǎo)電材料和應(yīng)用于所述不導(dǎo)電材料所選擇部分上的不透明導(dǎo)電漆，以便所述導(dǎo)電漆與所述導(dǎo)電涂層隔離并且電容性耦合。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的天線，其中，所述透明基片是一個(gè)玻璃層，所述天線單元是應(yīng)用于所述玻璃層的所述主表面上的透明導(dǎo)電涂層，而所述貼片包括應(yīng)用于所述玻璃層相反主表面上的不透明導(dǎo)電漆，以便所述漆重疊所述涂層的至少一部分并且電容性耦合到所述導(dǎo)電涂層。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的天線，其中，所述貼片包括多個(gè)相互連接的不透明單元，形成具有0.1～0.95的能見度系數(shù)的樣式。
7．一種用于機(jī)動(dòng)車的透明天線，包括一個(gè)第一玻璃層；一個(gè)第二玻璃層，固定得與所述第一玻璃層成重疊關(guān)系以形成風(fēng)擋；一個(gè)透明導(dǎo)電天線單元，安置在所述第一和第二玻璃層之間；一個(gè)導(dǎo)電貼片，安置得至少靠近所述第二層暴露的主表面，并且包括形成樣式的不透明單元，至少重疊所述天線單元的一部分以電容性耦合到所述天線單元，其中，所述貼片具有0和1之間的能見度系數(shù)；和一個(gè)連接件，固定在所述貼片上以允許由所述天線單元產(chǎn)生的信號(hào)傳輸?shù)诫姶拍馨l(fā)射和/或接收裝置。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的天線，其中，所述天線單元是應(yīng)用于所述第一層主表面上的透明導(dǎo)電涂層，而所述貼片包括應(yīng)用于所述第二層暴露的主表面上的不透明涂層。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的天線，其中，所述貼片間隔所述機(jī)動(dòng)車的任何導(dǎo)電元件足夠的距離，以防止由于所述貼片與所述機(jī)動(dòng)車的所述導(dǎo)電元件之間的電相互作用產(chǎn)生所述信號(hào)的變劣。
10．根據(jù)權(quán)利要求8的天線，其中，所述貼片具有0.1～0.95的能見度系數(shù)。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的天線，其中，所述天線單元是安置在所述風(fēng)擋的所述第一層的所述主表面的至少中心部分的第一天線單元，并且與所述第一層隔離和沿周邊邊緣延伸，至少一個(gè)額外天線單元安置在所述第一天線單元和所述第一層的所選擇周邊邊緣之間的所述第一層的所述第一主表面上，其中，所述貼片與所述額外天線單元的至少一部分重疊。
12．根據(jù)權(quán)利要求10的天線，其中，所述貼片的所述不透明涂層是由從包括導(dǎo)電陶瓷IR漆、導(dǎo)電陶瓷熱塑塑料漆、導(dǎo)電陶瓷熱固漆、和導(dǎo)電陶瓷UV漆的組中所選擇材料形成的。
13．根據(jù)權(quán)利要求10的天線，其中，所述貼片間隔所述機(jī)動(dòng)車的任何導(dǎo)電元件足夠的距離，以防止由于所述貼片與所述機(jī)動(dòng)車的所述導(dǎo)電元件之間的電相互作用產(chǎn)生所述信號(hào)的變劣。
14．根據(jù)權(quán)利要求10的天線，其中，所述貼片具有0.1～0.5的能見度系數(shù)。
15．根據(jù)權(quán)利要求10的天線，其中，所述貼片具有0.5～0.95的能見度系數(shù)。
16．根據(jù)權(quán)利要求10的天線，其中，所述貼片進(jìn)一步包括透明導(dǎo)電涂層。
17．根據(jù)權(quán)利要求10的天線，其中，所述貼片進(jìn)一步包括用于固定所述連接件到所述貼片上的導(dǎo)電材料的不透明基座部分。
18．根據(jù)權(quán)利要求17的天線，其中，所述貼片包括與所述第二基片邊緣隔開的第一段，和從所述第一段向所述第二基片的所述邊緣延伸的第二段，其中，所述不透明基座部分安置在所述貼片的所述第二部分內(nèi)。
19．一種用于與沿透明電介質(zhì)基片的主表面安置的透明天線單元電連接的連接件，包括第一不透明導(dǎo)電元件，形成一種樣式，具有所選擇的部分對(duì)應(yīng)于所述天線單元的所選擇部分，其中，所述樣式具有0和1之間的能見度系數(shù)；和一個(gè)第二不透明導(dǎo)電元件，以將引線固定到所述連接件上以允許由所述天線單元產(chǎn)生的信號(hào)傳輸?shù)诫姶拍馨l(fā)射和/或接收裝置。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的天線，其中，所述貼片進(jìn)一步包括透明導(dǎo)電涂層。
21．根據(jù)權(quán)利要求19的天線，其中，所述貼片具有0.1～0.95的能見度系數(shù)。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的天線，其中，所述第一和第二元件是不透明導(dǎo)電陶瓷漆。
23．一種制造透明天線的方法，包括步驟將導(dǎo)電天線單元安置得至少靠近剛性透明電介質(zhì)層的主表面上；設(shè)計(jì)帶有不透明元件的導(dǎo)電貼片形成一種樣式，該樣式具有0和1之間能見度系數(shù)；安置所述貼片以便所述貼片與所述天線單元電連接；和將引線固定到所述貼片以允許由所述天線單元產(chǎn)生的信號(hào)傳輸給電磁能發(fā)射和/或接收裝置。
24．根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，所述層是一個(gè)玻璃層，和所述第一個(gè)安置步驟包括將透明導(dǎo)電涂層應(yīng)用于所述層的所述主表面上的步驟，和所述第二個(gè)安置步驟包括將所述貼片安置在所述主表面上以便所述貼片與所述涂層直接電接觸的步驟。
25．根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，所述層是一個(gè)玻璃層，和所述第一個(gè)安置步驟包括將透明導(dǎo)電涂層應(yīng)用于所述玻璃層的所述主表面上的步驟，和所述第二個(gè)安置步驟包括與所述涂層隔離地安置所述貼片以便所述貼片與所述天線單元的至少一部分重疊并且電容性耦合到所述天線單元的步驟。
26．根據(jù)權(quán)利要求25的方法，進(jìn)一步包括將第二玻璃層固定到所述第一玻璃層以形成層壓制品的步驟，以便所述天線單元位于所述第一和第二層之間，并且其中，所述第二個(gè)安置步驟包括將所述導(dǎo)電貼片應(yīng)用于所述層壓制品的暴露的主表面上的步驟。
27．根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，所述層是一個(gè)玻璃層，和所述第一個(gè)安置步驟包括將透明導(dǎo)電涂層應(yīng)用于所述玻璃層的所述主表面上的步驟，和所述第二個(gè)安置步驟包括將所述貼片安置在所述玻璃層的相反主表面上的步驟，以便所述貼片與所述天線單元的至少一部分重疊并且與所述天線單元電容性耦合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種透明天線,包括一個(gè)透明介質(zhì)基片,一個(gè)沿著該基片主表面安置的導(dǎo)電天線單元,一個(gè)電容性或直接連接到該天線單元的導(dǎo)電貼片,和一個(gè)固定到該貼片以允許由天線單元產(chǎn)生的信號(hào)傳遞給電磁能發(fā)射和/或接收裝置。該貼片設(shè)計(jì)得具有0和1之間的能見度系數(shù)(即,透明面積與總面積之比)。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中,該天線單元包括一個(gè)或幾個(gè)透明、導(dǎo)電涂層安置在機(jī)動(dòng)車風(fēng)擋的第一和第二玻璃層之間,而導(dǎo)電貼片應(yīng)用在風(fēng)擋暴露的主表面上使得它重疊了天線單元的至少一部分并且電容性耦合到天線單元。該貼片可以由不透明導(dǎo)電陶瓷IR,UV,熱塑塑料或熱固漆形成。
文檔編號(hào)H01Q1/22GK1305651SQ99807131
公開日2001年7月25日 申請(qǐng)日期1999年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月15日
發(fā)明者彼得·T·迪沙特, 約翰·A·溫特, 謝里爾·E·貝利, 史蒂夫·J·蘇塔雷, 唐納德·P·米歇爾洛蒂 申請(qǐng)人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司