具体实施方式

下文中，将参照附图描述本公开的操作原理和实施例。

图1示出根据实施例的车辆，并且图2示出根据实施例的车辆的电子组件。

车辆1可以包括：车身10，形成车辆1的外观并且容纳驾驶员和/或行李；底盘，包括除车身之外的车辆1的配置组件；以及电子组件，保护驾驶员并且为驾驶员提供便利。

参照图1和图2，车辆1可以包括：引擎盖11、前护板12、顶板13、车门14、后备箱盖15、后侧板16等。为了确保驾驶员的视野，在车身10的前部设置有前窗17，在车身10的侧部设置有侧窗18，并且在车身10的后部设置有后窗19。前窗17和后窗19各自设置有能够分别与在前车辆和在后车辆通信的天线装置100。

车辆1还可以包括：引擎管理系统(EMS)31、变速器控制单元(TCU)32、电子制动系统(EBS)33、电动助力转向装置(EPS)34、车身控制模块(BCM)35、显示器36、暖通空调(HVAC)37、音频装置38、无线通信装置50等。

无线通信装置50可以与另一车辆、用户终端或通信中继器等无线通信。无线通信装置50可以用于车辆到车辆的通信(V2V通信)、车辆到基础设施的通信(V2I通信)、车辆到移动装置的通信(V2N通信)、车辆到网格的通信(V2G通信)等。

无线通信装置50可以通过各种通信方法发送和接收信号。例如，无线通信装置50可以使用诸如专用短程通信(DSRC)和车载环境无线接入(WAVE)的短程无线通信方法。而且，例如，无线通信装置50可以使用诸如时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)的移动通信方法。

无线通信装置50可以连接到天线装置100，以将无线信号发送到另一车辆、用户终端或通信中继器，并且从另一车辆、用户终端或通信中继器接收无线信号。如图1所示，天线装置100可以安装在车辆1的前窗17和/或后窗19上。

另外，车辆1可以进一步包括电子组件，以保护驾驶员并且为驾驶员提供便利。例如，车辆1可以包括诸如车门锁、刮水器、电动座椅、座椅加热器、仪表板、车内灯、导航系统和多功能开关的电子组件30。

电子组件30可以通过车辆通信网络NT彼此通信。例如，电子组件30可以通过以太网、媒体导向系统传输(MOST)、车载网络(Flexray)、控制器局域网(CAN)、本地互连网络(LIN)等彼此交换数据。

图3A至图3B示出根据实施例的天线装置；图4示出包括主缝隙的缝隙天线中的电流分布；图5示出包括主缝隙和子缝隙的缝隙天线中的电流分布；图6示出根据实施例的天线装置中的电流分布；并且图7示出根据实施例的天线装置中的辐射模式。

图3A示出天线装置100的外观，并且图3B示出沿图3A中的线A-A'截取的横截面。

天线装置100可以是缝隙天线。缝隙天线通常包括细长孔或具有缝隙的平板。缝隙的长度可以取决于辐射信号的频率或波长，并且缝隙的宽度可以取决于辐射信号的带宽。缝隙天线被广泛用于300MHz至25GHz的频带中，并且缝隙天线的辐射模式与偶极天线的辐射模式基本相似。

如图3A至图3B所示，天线装置100包括导电板101，该导电板上形成有主缝隙110、子缝隙120和缝隙耦合器130。

导电板101可以由可流通电的诸如金属的导电材料制成。例如，导电板101可以由金属薄膜制成，使得天线装置100可以弯曲。

而且，导电板101可以由透明材料制成，以便不遮挡驾驶员的视线。例如，导电板101可以包括铟锡氧化物(ITO)，或者可以包括碳纳米管或石墨烯。

主缝隙110、子缝隙120和缝隙耦合器130可以形成为贯穿导电板101。无线电波被由导电材料制成的导电板101阻断，但可以穿过主缝隙110和子缝隙120以及缝隙耦合器130。

主缝隙110具有细长的形状。如图3A所示，主缝隙110形成为使得在长轴X1方向上的宽度W1大于在短轴X2方向上的宽度W2。在长轴X1方向上的宽度W1可以取决于由天线装置100发送和接收的无线电信号的波长或频率。在短轴X2方向上的宽度W2可以取决于由天线装置100发送和接收的无线电信号的带宽。

子缝隙120形成在主缝隙110附近。子缝隙120可以位于主缝隙110的长轴X1的延长线上。换句话说，子缝隙120可以设置在长轴方向上。

子缝隙120被设置成与主缝隙110间隔开。子缝隙120和主缝隙110之间的距离可以取决于天线装置100发射无线电波的辐射方向。

子缝隙120可以小于主缝隙110。换句话说，子缝隙120的面积可以小于主缝隙110的面积。子缝隙120的尺寸(在主缝隙的长轴方向上的子缝隙的宽度以及在主缝隙的短轴方向上的子缝隙的宽度)可以取决于天线装置100发射无线电波的辐射方向。

子缝隙120可以具有各种形状。子缝隙120的形状可以是例如近似圆形或近似椭圆形，或者具有圆角的正方形，或者具有圆角的矩形。

缝隙耦合器130可以被设置在主缝隙110和子缝隙120附近。

缝隙耦合器130包括：耦合感应部131，用于与主缝隙110感应耦合；相位延迟部132，用于在主缝隙110和子缝隙120之间进行相位延迟；以及缝隙连接部133，连接到子缝隙120。

如图3A所示，缝隙耦合器130连接到子缝隙120。换句话说，缝隙耦合器130可以是与子缝隙120一体化的缝隙或孔。缝隙耦合器130和子缝隙120可以由一条闭合曲线定义。

缝隙耦合器130的连接到子缝隙120的部分可以被定义为缝隙连接部133。

与缝隙耦合器130连接到子缝隙120不同，缝隙耦合器130不连接到主缝隙110。换句话说，缝隙耦合器130可以是不与主缝隙110一体化的缝隙或孔。缝隙耦合器130和主缝隙110并非由一条闭合曲线定义，并且可以由至少两条不重叠的单独的闭合曲线定义。

然而，缝隙耦合器130可以被设置成相比子缝隙120更靠近主缝隙110，以与主缝隙110耦合。换句话说，缝隙耦合器130和主缝隙110之间的最短距离可以比子缝隙120和主缝隙110之间的最短距离更短。

缝隙耦合器130的与主缝隙110耦合的部分可以被定义为耦合感应部131。耦合感应部131可以在主缝隙110附近沿着主缝隙110的长轴X1的方向延伸。例如，耦合感应部131可以从主缝隙110的最靠近子缝隙120的一端以平行于主缝隙110的方式朝向主缝隙110的另一端延伸。耦合感应部131从主缝隙110的一端朝向主缝隙110的另一端延伸的长度可以取决于天线装置100发射无线电波的辐射方向。

相位延迟部132位于缝隙连接部133和耦合感应部131之间。相位延迟部132可以调整主缝隙110和子缝隙120之间的相位延迟。

例如，主缝隙110的长轴X1的宽度大体上对应于无线电信号的波长的一半。在主缝隙110和子缝隙120之间需要180度的相位延迟的情况下，主缝隙110需要与子缝隙120间隔开相当于主缝隙110的长轴X1宽度的距离。当主缝隙110和子缝隙120之间的距离增加时，天线装置100可能会大型化，并且天线装置100的效率可能会降低。

相位延迟部132可以增加通过耦合感应部131从主缝隙110耦合的电磁场传播到子缝隙120的距离。从而可以引起主缝隙110和子缝隙120之间的相位延迟。

例如，如图3A所示，相位延迟部132可以形成为S形或Z字形图案。S形或Z字形图案的相位延迟部132可以增加信号在主缝隙110和子缝隙120之间传播的距离，并且同时可以将主缝隙110和子缝隙120之间的物理距离保持为最小。从而，充分确保主缝隙110和子缝隙120之间的相位延迟，并且可以使主缝隙110和子缝隙120之间的距离最小化。

天线装置100可以进一步包括馈电线102和电介质103。

电介质103设置在馈电线102和导电板101之间。电介质103可以支撑馈电线102和导电板101，并且将馈电线102和导电板101电隔离。

电介质103可以由不流通电的非导体组成，并且可以包括例如广泛用于印刷电路板的FR-4。电介质103可以由柔性材料制成，使得天线装置100可以弯曲。例如，电介质103可以包括聚酰亚胺膜或聚酯膜。

可以将馈电线102设置成与导电板101间隔开，并且电介质103设置在馈电线102与导电板101之间。例如，馈电线102不与导电板101接触，并且可以被设置为基本平行于导电板101。

馈电线102可以被设置成在主缝隙110的短轴X2的方向上延伸。馈电线102的至少一部分可以与主缝隙110重叠。换句话说，如图3A和3B所示，主缝隙110和馈电线102可以以90度的角度相交。

馈电线102电连接到车辆1的无线通信装置50。可以从无线通信装置50将电信号提供到馈电线102。

当通过馈电线102输入电信号时，可以在馈电线102周围形成电磁场。在馈电线102周围形成的电磁场可以通过主缝隙110谐振。在主缝隙110中谐振的电磁场可以被辐射到自由空间中。

可以通过在主缝隙110中谐振的电磁场在主缝隙110周围感应电流。在主缝隙110中谐振的电磁场可以在缝隙耦合器130的耦合感应部131周围以及在主缝隙110周围感应电流。

可以通过在耦合感应部131周围感应的电流在耦合感应部131内部生成电磁场。在耦合感应部131内部生成的电磁场可以沿着相位延迟部132传播到缝隙连接部133。当电磁场沿着相位延迟部132传播时，可以延迟相位。

可以将传播到缝隙连接部133的电磁场传输到子缝隙120。可以将传输到子缝隙120的电磁场从子缝隙120辐射到自由空间。换句话说，在主缝隙110中谐振的电磁场的一部分可以通过子缝隙120辐射到自由空间中。

在电磁场通过缝隙耦合器130从主缝隙110传播到子缝隙120的期间，可通过电磁场而在缝隙耦合器130周围感应电流。

这样，缝隙耦合器130可以将主缝隙110中的电磁场引导到子缝隙120。在不存在缝隙耦合器130的情况下，子缝隙120可能无法耦合到主缝隙110。

例如，在仅形成有主缝隙110的天线中的电流分布如图4所示。如图4所示，天线中的电流分布集中在主缝隙110周围。因此，确认了无线电波从主缝隙110辐射到自由空间。

在仅形成有主缝隙110和子缝隙120的天线中的电流分布如图5所示。如图5所示，天线中的电流分布集中在主缝隙110周围。尽管子缝隙120存在于主缝隙110周围，但是电流集中在主缝隙110周围，并且没有电流分布在子缝隙120附近。因此，确认了无线电波仅从主缝隙110辐射，而在子缝隙120中没有辐射无线电波。

在形成有主缝隙110、子缝隙120和缝隙耦合器130的天线装置100中的电流如图6所示。如图6所示，确认了天线中的电流分布集中在主缝隙110周围，但是电流分布沿着缝隙耦合器130扩散到子缝隙120。因此，确认了无线电波不仅从主缝隙110辐射而且从子缝隙120辐射。

如上所述，缝隙耦合器130可以将主缝隙110耦合到子缝隙120，并且可以诱导无线电波不仅从主缝隙110辐射而且从子缝隙120辐射。

这样，因为无线电波不仅从主缝隙110辐射而且从子缝隙120辐射，所以天线装置100的辐射模式与一般的缝隙天线的辐射模式不同。

如上所述，缝隙天线的辐射模式与偶极天线的辐射模式大体相似。一般缝隙天线可以在垂直于缝隙的方向(将缝隙的长轴方向定义为上/下侧时，为前后方向)和缝隙的短轴方向(将缝隙的长轴方向定义为上/下侧时，为左右方向)上辐射无线电波。特别地，缝隙天线显示出中心线垂直于缝隙的辐射模式。

与此相比，由于无线电波不仅从主缝隙110辐射而且从子缝隙120辐射，所以天线装置100中的辐射模式可以沿倾斜方向辐射无线电波。

天线装置100中的向前和向后方向(垂直于缝隙的方向)的辐射模式如图7所示。如图7所示，天线装置100具有朝向前上方的辐射模式。换句话说，天线装置100具有以主缝隙110为中心向设置子缝隙120的方向相反的方向偏置的辐射模式。而且，天线装置100具有朝向后下方的辐射模式。换句话说，天线装置100具有以主缝隙110为中心向设置子缝隙120的方向偏置的辐射模式。

这样，当将天线装置100安装在前窗17或后窗19上时，向上或向下偏置的辐射模式具有有利的效果。通常，在前车辆或在后车辆与车辆1在相同平面(道路)上行驶，并且有利的是，天线装置具有与道路平行的方向的辐射模式，以便与在前车辆或在后车辆通信。

前窗17和后窗19的表面通常被设置成相对于道路或者与道路垂直的平面倾斜。当一般缝隙天线被设置在倾斜的前窗17和后窗19上时，天线的辐射模式可能与道路不平行。例如，当前窗17和后窗19相对于道路以45度的倾斜角度设置时，可预测缝隙天线的辐射模式朝上45度。

另一方面，天线装置100具有向前上方或向前下方倾斜的辐射模式。因此，当天线装置100被安装在倾斜的前窗17和后窗19上时，天线装置100可以具有与道路大体平行的辐射模式。例如，当具有以45度角朝向前下方的辐射模式的天线装置100被安装在以45度角倾斜设置的前窗17上时，天线装置100可以沿与道路大体平行的方向发射无线电波。

图8示出根据实施例的天线装置，图9A至图9B示出根据实施例的天线装置的第一状态下的电流分布和辐射模式，图10A至图10B示出根据实施例的天线装置的第二状态下的电流分布和辐射模式，图11A和图11B示出根据实施例的天线装置的第三状态下的电流分布和辐射模式，并且图12A和图12B示出根据实施例的天线装置的第四状态下的电流分布和辐射模式。

如图8所示，天线装置100a包括导电板101，该导电板101上形成有主缝隙110、第一子缝隙120a、第二子缝隙120b、第一缝隙耦合器130a、第二缝隙耦合器130b、第一耦合器开关140a以及第二耦合器开关140b。

导电板101可以由与图3A和图3B所示的导电板相同的材料制成，并且主缝隙110、第一子缝隙120a、第二子缝隙120b、第一缝隙耦合器130a和第二缝隙耦合器130b形成为贯穿导电板101。

主缝隙110具有细长的形状，并且具有与图3A和图3B所示的主缝隙110相同的形状，并且可以提供相同的功能。

第一子缝隙120a形成在主缝隙110的附近(在附图中主缝隙的下方)，并且具有与图3A和图3B所示的子缝隙120相同的形状，并且可以提供相同的功能。

第一缝隙耦合器130a设置在主缝隙110和第一子缝隙120a的附近(在附图中主缝隙和第一子缝隙的右侧)，并且具有与图3A所示的缝隙耦合器130相同的形状，并且可以提供相同的功能。第一缝隙耦合器130a包括第一耦合感应部131a、第一相位延迟部132a以及第一缝隙连接部133a。

第二子缝隙120b可以被设置在第一子缝隙120a的相对侧上的主缝隙110附近(在附图中的主缝隙的上方)。第二子缝隙120b具有与图A和图3B所示的子缝隙120相同的形状，并且可以提供相同的功能。

第二缝隙耦合器130b设置在主缝隙110和第二子缝隙120b的附近(在附图中主缝隙和第二子缝隙的左侧)，并且具有与图3A所示的缝隙耦合器130相同的形状，并且可以提供相同的功能。第二缝隙耦合器130b包括第二耦合感应部131b、第二相位延迟部132b以及第二缝隙连接部133b。

第一耦合器开关140a可以允许或阻断主缝隙110与第一子缝隙120a之间的通过第一缝隙耦合器130a的耦合。

如图8所示，第一耦合器开关140a可以被设置在第一耦合感应部131a与第一相位延迟部132a之间。第一耦合器开关140a可以允许或阻断第一耦合感应部131a与第一相位延迟部132a之间的连接。第一耦合器开关140a在第一耦合感应部131a与第一相位延迟部132a之间穿过第一缝隙耦合器130a而设置。

为了响应于无线通信装置50的控制信号而阻断第一耦合感应部131a与第一相位延迟部132a之间的连接，第一耦合器开关140a可以将导电板101上的第一缝隙耦合器130a的右侧与左侧电连接。换句话说，第一耦合器开关140a可以导通或闭合。当将导电板101上的第一缝隙耦合器130a的右侧与左侧电连接时，可以阻断电磁场沿着第一缝隙耦合器130a传播。这样，当第一耦合器开关140a被导通或闭合时，主缝隙110与第一子缝隙120a之间的耦合被阻断，并且主缝隙110可以独立地操作。

而且，为了响应于无线通信装置50的控制信号而允许第一耦合感应部131a与第一相位延迟部132a之间的连接，第一耦合器开关140a可以阻断导电板101上的第一缝隙耦合器130a的右侧与左侧之间的电连接。换句话说，第一耦合器开关140a可以断开或打开。当导电板101上的第一缝隙耦合器130a的右侧与左侧之间的电连接被阻断时，可以允许电磁场沿着第一缝隙耦合器130a传播。这样，当第一耦合器开关140a被断开或打开时，主缝隙110与第一子缝隙120a之间的耦合被允许，并且主缝隙110与第一子缝隙120a可以一起操作。

第二耦合器开关140b可以允许或阻断主缝隙110与第二子缝隙120b之间的通过第二缝隙耦合器130b的耦合。

第二耦合器开关140b的具体配置和操作可以与第一耦合器开关140a的具体配置和操作相同。

天线装置100a可以进一步包括馈电线102和电介质103。馈电线102和电介质103可以与图3A所示的馈电线102和电介质103相同。

下文中，将描述根据第一耦合器开关140a和第二耦合器开关140b的打开和闭合的天线装置100a的电流分布和辐射模式。

当在第一状态下第一耦合器开关140a和第二耦合器开关140b都接通(或闭合)时，主缝隙110与第一子缝隙120a之间的耦合被阻断，并且主缝隙110与第二子缝隙120b之间的耦合被阻断。

当在主缝隙110与第一和第二子缝隙120a和120b之间的耦合被阻断的状态下通过馈电线102将电信号提供到天线装置100a时，如图9A所示在主缝隙110周围感应电流。因为主缝隙110与第一和第二子缝隙120a和120b之间的耦合被阻断，所以主缝隙110周围的电流可能不会传播到第一和第二子缝隙120a和120b。

因此，无线电波仅在主缝隙110中辐射，并且如图9B所示，天线装置100a可以具有无线电波向天线装置100a的前方和后方(垂直于主缝隙的方向)辐射的辐射模式。

当在第二状态下第一耦合器开关140a断开(或打开)并且第二耦合器开关140b接通(或闭合)时，主缝隙110与第一子缝隙120a之间的耦合被允许，并且主缝隙110与第二子缝隙120b之间的耦合被阻断。

当在第二状态下通过馈电线102将电信号提供到天线装置100a时，如图10A所示在主缝隙110周围感应电流。因为主缝隙110与第一子缝隙120a之间的耦合被允许，所以还可以在第一子缝隙120a周围感应电流。另一方面，因为主缝隙110与第二子缝隙120b之间的耦合被阻断，所以在第二子缝隙120b周围不会感应电流。

因此，无线电波在主缝隙110和第一子缝隙120a中辐射，并且如图10B所示，天线装置100a可以具有无线电波向前上方和后下方辐射的辐射模式。

当在第三状态下第一耦合器开关140a接通(或闭合)并且第二耦合器开关140b断开(或打开)时，主缝隙110与第一子缝隙120a之间的耦合被阻断，并且主缝隙110与第二子缝隙120b之间的耦合被允许。

当在第三状态下通过馈电线102将电信号提供到天线装置100a时，如图11A所示在主缝隙110周围感应电流。因为主缝隙110与第二子缝隙120b之间的耦合被允许，所以还可以在第二子缝隙120b周围感应电流。另一方面，因为主缝隙110与第一子缝隙120a之间的耦合被阻断，所以在第一子缝隙120a周围不会感应电流。

因此，无线电波在主缝隙110和第二子缝隙120b中辐射，并且如图11B所示，天线装置100a可以具有无线电波向前下方和后上方辐射的辐射模式。

当在第四状态下第一耦合器开关140a和第二耦合器开关140b都断开(或打开)时，主缝隙110与第一子缝隙120a之间的耦合被允许，并且主缝隙110与第二子缝隙120b之间的耦合被允许。

当在主缝隙110与第一和第二子缝隙120a和120b之间的耦合被允许的状态下通过馈电线102将电信号提供到天线装置100a时，如图12A所示，在主缝隙110周围感应电流。因为主缝隙110与第一和第二子缝隙120a和120b之间的耦合被允许，所以主缝隙110周围的电流可以传播到第一和第二子缝隙120a和120b。

因此，无线电波在主缝隙110、第一子缝隙120a和第二子缝隙120b中均辐射，并且如图12B所示，天线装置100a可以具有无线电波向天线装置100a的前方和后方(垂直于主缝隙的方向)辐射的辐射模式。然而，与第一状态下的天线装置100a的辐射模式相比，第四状态下的天线装置100a的辐射模式具有较窄的宽度和较长的长度。换句话说，在第四状态下，天线装置100a可以在较窄的范围内更远地辐射无线电波。

从上面显而易见的是，根据本公开的一方面，可以提供设置在前窗和/或后窗上的天线装置。

进一步地，根据本公开的一方面，可以提供一种能够从倾斜的前窗和/或倾斜的后窗朝向车辆的前方和/或后方形成波束的天线装置。因此，天线装置可以顺利地与在前车辆和/或在后车辆通信。

尽管已经参照示例性实施例具体描述了本公开，但是本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对形式和细节进行各种改变。