技术领域
[0001] 所提出的发明涉及一种根据所附权利要求的用于确定通信伙伴的位置的通信设备和一种车辆。
相关背景技术
[0002] 在车辆进入系统中，为了确定在移动设备(例如移动电话或无线电钥匙)与相应的车辆之间的有效距离，使用安装在车辆中的多个超宽带(UWB)无线电模块。基于所传输的无线电信号可以确定移动电话或无线电钥匙的位置。
[0003] 在此，位置确定仅可以经由不同的UWB模块的距离来测量。
[0004] 为了明确地确定位置，通常至少需要四个车辆侧的UWB模块至通信伙伴的连接。
[0005] 例如，可以使用两个接收器，所述接收器具有两个分离的天线端子，这两个天线端子可以测量在两个端子之间的天线信号的相位差。在距离小于等于无线电信号的半波长时，存在如下可能性，即，从所述两个接收信号之间的相位差确定入射的无线电波的方向。
[0006] 为此，所述两个接收路径的相位差必须与无线电波的入射角有关地是入射角的单调递增(或递减)函数并且与入射波的未知极化方向无关。
[0007] 两个天线端子之间的相位差在下文中被称为PDoA‑phase difference of arrival(到达相位差)。
[0008] 对于理论上的点状天线，PDoA从几何角度来看非常好地起作用。然而，实际上，天线需要相对于无线电信号的波长具有一定的最小尺寸，以便实现良好的效率和所需的最小带宽。
[0009] UWB模块与其导电结构、特别是接地面一起显著地影响在天线附近的场传播。根据入射波的频率和极化，在由天线和UWB模块构成的结构中形成不同的场分布和电流分布，其导致模糊的PDoA函数。因此，两个天线的相位中心的位置根据入射波的入射角和极化方向而改变。经由入射角和极化方向进行校正是不可能的，因为两个影响参量事先是未知的。
[0010] 因此，不再可能明确地确定入射角。
[0011] 常见的单极天线和偶极天线以及它们的反向结构性设计仅在入射波适当极化时具有单调的PDoA函数。如果极化方向偏离在实际中的规则，则PDoA函数变得模糊，并且不再能够确定入射角。
具体实施方式
[0044] 在图1中示出第一铜层101。铜层101是所提出的通信设备的一种可能设计方案的电路板301的一部分，如其例如在图3中示出的那样。
[0045] 在铜层101中构造有凹部103和105，所述凹部可以借助激励结构201或203(如在图2中示出的那样)被激励以发射或接收圆极化的波。
[0046] 与激励结构205和207一起，凹部103和105以及至通信模块的连接导线构成天线。
[0047] 所述天线经由接地连接115和117与通信模块的通信模块接地部119相连接。
[0048] 凹部103和105的直径选择为与波长范围相匹配、特别是与和UWB信号相对应的6.25GHz至8.25GHz的波长范围相匹配，在此例如为1.45cm。
[0049] 为了明确测量入射角，两个凹部103和105的相位中心或者说中心点的距离被设计为小于等于UWB信号的最短波长，在此例如为3.6cm/2＝1.8cm。
[0050] 为了明确测量入射角，两个天线孔的相位中心或者说中心点的距离被设计为小于等于UWB信号的最短波长，在此例如为3.6cm/2＝1.8cm。
[0051] 为了在将天线嵌入到通信设备中时实现单调的PDoA函数，所述两个天线的接地面111和113通过缝隙或间隙121相互分开、即彼此间隔开距离，以便使两个天线尽可能好地彼此电磁解耦。
[0052] 此外，所述两个天线的凹部103和105相对于第一铜层101的镜像对称轴线123对称地布置。
[0053] 为了降低通信模块接地部119的影响，所述两个天线的接地面111和113通过间隙125、127和129与通信模块接地部119分开。
[0054] 在此，间隙125、127和129的宽度实施为凹部103和105的直径的约3至11％。
[0055] 此外，为了改善在Y‑Z平面中的对称，两个间隙125以相同的宽度实施并且所述两个凹部103和105经由缝隙121彼此电磁解耦。
[0056] 在图2中示出第二铜层201，其与根据图1的第一铜层101一起形成根据图3的电路板301。
[0057] 由于所述电路板至少包括两个铜层101和201，因此不同的铜层101和201上的共同接地面通过多个过孔203相互导电地连接。
[0058] 此外，在图2中可以看到激励结构205和207和通信模块接地部119。
[0059] 所述两个天线的各自的接地面111和113与接地连接115和117重叠地经由窄的连接导线107和109与根据图3的通信模块303连接。
[0060] 在图3中示出电路板301，其包括在图1中所示的第一铜层101和在图2中所示的第二铜层201。
[0061] 电路板301与通信模块303一起构成通信设备100。
[0062] 利用通信设备100可以实现以下结果：
[0063] ·频率范围6.25至8.25GHz
[0064] ·在所有空间方向上的天线增益大于等于‑10dBi的全向特性
[0065] ·激励结构上的反射系数小于等于‑6dB
[0066] ·在大约+/‑60°和更大的入射角范围内，对于线极化的入射波的任意极化方向单调的PDoA函数。
[0067] 在图4中示出具有相应的通信设备100的车辆400。
[0068] 附图标记列表
[0069] 100 通信设备
[0070] 101 第一铜层
[0071] 103 凹部
[0072] 105 凹部
[0073] 107 连接导线
[0074] 109 连接导线
[0075] 111 接地面
[0076] 113 接地面
[0077] 115 接地连接
[0078] 117 接地连接
[0079] 119 通信模块接地部
[0080] 121 缝隙
[0081] 123 镜像对称轴线
[0082] 125 间隙
[0083] 127 间隙
[0084] 129 间隙
[0085] 201 第二铜层
[0086] 203 过孔
[0087] 205 激励结构
[0088] 207 激励结构
[0089] 301 电路板
[0090] 303 通信模块
[0091] 400 车辆
