CN102439785A

CN102439785A - Fakra兼容天线

Info

Publication number: CN102439785A
Application number: CN2010800045356A
Authority: CN
Inventors: T·布里; D·特蒂克; B·曼塔; P·萨拉丁
Original assignee: TEMIC AUTOMOTIVE NA Inc
Current assignee: TEMIC AUTOMOTIVE NA Inc
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2012-05-02
Also published as: US20100176995A1; US8436775B2; DE112010000793T5; WO2010083189A1

Abstract

一种电路板安装天线(50)，具有与IPC/JEDEC J-STD 0202C和IEC-norm标准60068兼容的基底(12，14)，该标准指定了在汽车电子领域公知为“FAKRA”或“Fakra”的印刷电路板(PCB)安装连接器的间距和管脚配置。射频(RF)能量转换器或天线(54)应用于基底(12，14)或在基底(12，14)上形成，该天线设置有信号引线(18)和至少一个安装销(16)，它们的间距和位置与FakraISO兼容孔图案兼容。天线(50)因此提供了与Fakra标准兼容的电路板安装天线。

Description

FAKRA兼容天线

背景技术

IPC/JEDEC J-STD_0202C和IEC-norm标准60068指定了在汽车电子领域公知为“FAKRA”或“Fakra”的印刷电路板(PCB)安装连接器的间距和管脚配置。图1为典型的现有技术Fakra连接器10的透视图。连接器10优选地通过将电介质(例如塑料、陶瓷或玻璃)铸造为图1示出的形状而成型。

在图1中，连接器10具有第一正圆柱形部分12，其远离基本为立方体形状的电路板安装部分14延伸，在它的中心是信号承载导体(图1中未示出)。设计圆柱部分的尺寸、形状和配置以接收在配对阴插孔连接器中(同样未示出)。圆柱部分12具有掣子或闩锁13，其将配对插孔连接器锁定到图1中示出的连接器10上。电路板安装部分设置有四个位于角落的安装柱16，其中两个在图1中可见。

图2为图1中示出的连接器10的右侧视图。第一圆柱形部分12和立方体形状的连接器安装部分14如此配置使得连接器安装部分12可以从电路板边缘向外且远离电路板边缘延伸，未在图1或图2中示出。图2中示出的两个位于角落的安装柱16垂直于立方体形状的电路板安装部分14的基本上平面的底面15向下延伸。图2中示出信号引线18位于图2中示出的两个安装柱之间。信号引线18也从电路板安装部分14垂直向下延伸。

图3为图1和2中示出的连接器的仰视图。图3示出四个位于角落的安装柱16和位于中心的信号引线18。安装柱16相互之间的几何构型和信号引线18的布置在前述Fakra标准中指定。它们的结构，即它们的数量和相互之间的间距，决定了连接器10是否与前述Fakra标准兼容。它们因此决定了连接器10是否为Fakra连接器。

对本领域普通技术人员而言，图1、2和3示出的Fakra连接器是公知的汽车电子行业标准连接器。其常用于将安装于车辆上的无线通信设备(如蜂窝电话)和全球定位系统(GPS)接收器之间的同轴电缆连接到位于车窗上或车窗内或位于车辆外表面上的天线。

将天线安装到车辆表面或车窗内的一个问题在于这样的天线容易被盗窃和破坏。如果设备的外部天线被破坏或盗窃，任何类型的通信设备或GPS接收器因此将会无效。将这样的设备所需的天线隐藏或重新定位在不可见或不易于被破坏的位置，将防止或降低设备无效的可能性。不易于或免于盗窃或损坏的天线相对于现有技术而言是一个进步，尤其当其用于车辆上时。

附图说明

图1为现有技术Fakra兼容连接器的透视图；

图2为图1示出的连接器的右侧视图；

图3为图1示出的连接器的仰视图；

图4为Fakra兼容连接器的的一个实施例的透视图；

图5为图4示出天线的右侧视图；

图6为图4示出天线的仰视图；

图7示出Fakra兼容连接器或Fakra兼容天线用于电子通信设备的电路板上；

图8示出安装于电路板上的Fakra兼容天线的一个替换实施例；

图9示出Fakra兼容天线的另一替换实施例；且

图10为使用例如图4、8或9示出的Fakra兼容天线的无线通信设备的框图。

具体实施方式

图4示出Fakra兼容天线50的一个实施例的透视图。正如图1-3示出的连接器10，图4示出的天线50具有基本上为立方体形状的电路板安装部分14，其设置有从电路板安装部分14的底面15垂直延伸的一个或多个定位柱16。信号引线(图4未示出)也垂直于电路板安装部分14的底面15向下延伸，与上述图2和3示出的信号引线类似。与图1-3示出的连接器10不同，图1-3示出的掣子13从圆柱部分12移开。

电路板安装部分14和圆柱部分12优选地成型为单块电介质材料块，例如塑料、玻璃或陶瓷。电路板安装部分14和圆柱部分12支撑以下描述的天线，天线由预定长度的导线54围绕圆柱部分12的外表面缠绕以形成在无线电通信设备(图4未示出)的至少一个工作频段谐振的电感器而构成。由于电路板安装部分14和圆柱部分12支撑导线围绕圆柱部分12缠绕而形成的天线，它们在此被认为是射频转换天线54的支撑结构或基底。术语导线、天线和线圈在以下可互换地使用，且总的用附图标记54表示。

除了导线54相对端的相对较短部分，缠绕圆柱部分12的导线被绝缘材料涂敷。在一个实施例中，导线线圈54的一端的未涂敷部分被电连接到位于中心的信号引线18，引线18从电路板安装部分14的底表面延伸，而导线线圈54相对的第二端悬置或漂浮。在另一实施例中，线圈第二端的未涂敷部分被连接到基底(12和14)表面的导电材料(未示出)或延伸到在电路板安装部分14的底表面15上形成或附连至电路板安装部分14的底表面15的接地面。线圈54的两端在图4中都不可见。

图5为图4示出的天线50的侧视图。该视图示出线圈54的第一端53延伸到底表面15上且电连接到前述信号引线18。图6为图4和图5示出的天线50的仰视图，示出了线圈54的第一端53连接到前述位于中心的信号引线18。线圈/天线54的第二端56可漂浮或连接到在形成基底的材料上的前述导电层，但是在图中未示出。

用于形成线圈54的导线具有的物理长度选择为使得当这样长度的导线围绕圆柱部分52缠绕时，缠绕的匝数和直径影响线圈54的电特性(电感和电容)，使得线圈54在联接至天线50的通信设备所使用的至少一个工作频段谐振。

如图6中可见，电路板安装部分14设置有四个定位销16，每个都位于立方体形状的电路板安装部分14的相应角落处。信号引线18位于电路板安装部分14的中心处。可替换的实施例使用一个、两个或三个安装销16，其中至少一个形成用于底表面15上的前述接地面或用于基底(12和14)外表面上的导电涂层的接地管脚连接。

现在参考图7，示出了电路板70，电路板70附连到包括或形成通信设备(例如全球定位系统(GPS)接收器、蓝牙收发器和/或蜂窝电话，例如GSM或CDMA电话)的操作部件的多个电子部件72。电路板70具有正方形的区域或带74，其定义了前述Fakra ISO标准安装孔图案76在电路板70上的位置。由于安装孔图案76与前述Fakra标准兼容，它当然将接收前述Fakra天线50的一个或多个定位销16和信号引线18。安装孔图案76还可以接收Fakra连接器，例如图1、2和3描述的连接器10。电路板70因此能够使得安装在电路板70上的一个或多个通信设备通过外部天线(使用前述连接器10)或图4-6描述的电路板安装Fakra兼容天线50接收和/或发射RF信号。如图7示于本领域普通技术人员，Fakra兼容连接器10或电路板安装Fakra兼容天线50的使用或选择，可在电路板70的装配时做出，该选择为设计选择。

图8和9示出Fakra兼容天线的两个替换实施例。图8中描述的天线80也为电路板安装Fakra兼容天线80，示为与图7示出的电路板70一起使用，且因此与由相同类型的通信设备所需的各种电子部件72形成的这种通信设备一起使用，所有这些对于本领域技术人员而言是公知的。图8示出的Fakra兼容天线80具有的占地面积(即其占据的面积)比Fakra ISO兼容孔图案76的区域或占地面积更大。

图9示出Fakra兼容连接器90的另一实施例，其具有形成在圆柱形但直立的部分94上的导线线圈92。如图4-8描述的天线，图9的天线90也具有电路板安装部分93上的Fakra兼容定位销16和Fakra兼容信号引线18，使得天线90能够安装到任何电路板上的Fakra兼容孔图案中。不同于图4-8的实施例，图9示出的Fakra兼容天线90完全装配在Fakra兼容安装孔图案的占地面积内。

最后，为了完整，图10示出包括无线电收发器102的通信设备100的示意图，其功能必需部件对通信领域普通技术人员而言是公知的。收发器102可操作地联接至控制器104，且由控制器104所控制，例如微控制器或微处理器，其自身也联接至用户接口106，例如键盘和液晶显示设备。联接至收发器的扬声器108和麦克风110使得音频信号在收发器和设备100的用户之间传送。在一个实施例中，通信设备100实施为蜂窝电话。在另一个实施例中，通信设备100为用于跟踪和/或定位被盗车辆的蓝牙收发器、GPS接收器或RF定位设备。

图10描述的通信设备100的部件优选地安装在一个或多个电路板上。每个人都知道这样的电路板自身安装在适合的壳体中，为清楚起见未示出。图10中的附图标记50描述图中所示的任一Fakra兼容天线。图10因此描述了无线通信设备，例如蜂窝电话、GPS接收器或蓝牙设备，通过使用电路板安装Fakra天线或经由电路板安装Fakra连接器(如图1-3描述的连接器10)联接至设备的外部天线而使得设备可操作。

应当注意到图4-9描述的天线为单波段射频转换器，意味着天线在一个波段(例如蜂窝电话通常使用的800MHz波段)谐振。此处公开的天线的可替换实施例包括多波段天线，其在多个不同的波段(包括但不限于800、900、1200和1800MHz波段)谐振。这样的天线可通过在图中示出的那些上缠绕另外的线圈，或选择性地选择线圈54的电长度以具有位于其谐波频率处的多个驻频而构成。

以上描述的实施例用于解释和说明的目的。它们不应当解释为限制发明或限定发明。发明由所附权利要求的范围来限定。

Claims

1.一种天线，包括：

a)基底，所述基底具有配置为安装到Fakra ISO兼容孔图案中的至少一个定位销；和

b)射频(RF)能量转换器，所述RF能量转换器联接至该基底且具有配置为安装到所述Fakra ISO兼容孔图案中的至少一个信号引线。

2.根据权利要求1所述的天线，其中，该定位销为用于所述RF能量转换器的接地销。

3.根据权利要求1所述的天线，其中，射频(RF)能量转换器为多波段转换器。

4.根据权利要求1所述的天线，其中，该RF能量转换器为全球定位系统(GPS)天线。

5.根据权利要求1所述的天线，其中，该RF能量转换器为蓝牙天线。

6.根据权利要求1所述的天线，其中，该RF能量转换器为蜂窝电话天线。

7.根据权利要求1所述的天线，其中，设计该基底的尺寸、形状和配置以装配在Fakra ISO兼容孔图案的占地面积内。

8.根据权利要求1所述的天线，其中，该基底比FakraISO兼容孔图案的占地面积更大。

9.根据权利要求1所述的天线，其中，该基底具有配置为允许该基底自动被设置在电路板中的至少一个基本平坦表面。

10.一种电路板，包括：

a)安装到所述电路板的多个电子部件；

b)所述电路板中的至少一个Fakra ISO兼容安装孔图案；和

c)以下中的至少一个：

i)安装到所述Fakra ISO兼容安装孔图案中的Fakra ISO兼容连接器；和

ii)安装到所述Fakra ISO兼容安装孔图案中的天线，该天线包括：

(1)基底，所述基底具有安装到该Fakra ISO兼容孔图案中的至少一个定位销；和

(2)射频(RF)能量转换器，所述RF能量转换器具有配置为安装到所述FakraISO兼容孔图案中的至少一个信号引线。

11.根据权利要求10所述的电路板，其中，所述多个电子部件包括以下中的至少一个：

a)全球定位系统(GPS)接收器；

b)蓝牙收发器；和

c)蜂窝电话。

12.根据权利要求10所述的电路板，其中，该射频(RF)能量转换器为多波段转换器。

13.一种无线通信设备，包括：

a)具有无线电装置的电路板，该电路板具有Fakra ISO兼容天线安装孔；

b)基底，所述基底具有安装到Fakra ISO兼容天线安装孔中的至少一个定位销；

c)射频(RF)能量转换器，所述RF能量转换器联接至该基底且具有至少一个信号引线，所述至少一个信号引线安装到所述Fakra ISO兼容孔图案中且操作性地联接至该电路板。

14.根据权利要求13所述的无线通信设备，其中，该定位销为接地销。

15.根据权利要求13所述的无线通信设备，其中，该射频(RF)能量转换器为多波段转换器。

16.根据权利要求13所述的无线通信设备，其中，该无线电装置为全球定位系统(GPS)接收器。

17.根据权利要求13所述的无线通信设备，其中，该无线电装置为蓝牙收发器。

18.根据权利要求13所述的无线通信设备，其中，该无线电装置为蜂窝电话。

19.根据权利要求13所述的无线通信设备，其中，设计该基底的尺寸、形状和配置以装配在Fakra ISO兼容孔图案的占地面积内。

20.根据权利要求13所述的无线通信设备，其中，该基底比Fakra ISO兼容孔图案的占地面积更大。

21.根据权利要求13所述的无线通信设备，其中，该电路板安装在外壳内。

22.根据权利要求21所述的无线通信设备，其中，该射频转换器延伸出该外壳。