CN103236577B - 天线振子放大器板及车载天线系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线振子放大器板及车载天线系统。天线振子放大器板，包括：天线振子，所述天线振子由经过过渡支架连接的两块PCB板构成，每块PCB板分成上部、中部和下部，所述上部双面覆铜，所述中部分布有折线，两块PCB板上的折线经过过渡支架连接；一块PCB板的下部设置有放大器，所述放大器与所述天线振子连接。本发明的天线振子放大器板中，放大器设置在构成天线振子的一块PCB板的下部，这种结构大大缩小了天线振子放大器板的体积；其可容纳在鲨鱼鳍形状外壳内，既减小了风阻又更加美观；还可在鲨鱼鳍形状外壳内安放卫星导航天线接收模块、移动通信天线接收模块或地面电视天线接收模块等，或它们的任意组合，使车载天线系统具备多频段、多用途的接收功能。

Description

天线振子放大器板及车载天线系统

技术领域

本发明涉及汽车天线，具体而言涉及一种天线振子放大器板及车载天线系统。

背景技术

目前，用于接收AM/FM无线电广播的车载天线普遍采用单极子λ/4波长来设计一定长度的金属杆状天线振子，这种天线振子比较长。受国标GB-11566-2009法规的限制，这种车载天线被设计成分体结构，由天线振子和安装底座组成，天线振子和安装底座通过螺纹连接组合在一起，而天线振子易失落，造成天线整体失效。过长过高的天线振子，在车辆行驶中也增加了风的阻力，易折断。

后来出现了一种高度比较低，外型比较美观的鲨鱼鳍式车载天线，在其外壳内采用螺旋天线振子。螺旋天线是一个慢波系统。电磁波在螺旋轴向方向上的传播速度比在空气中的速度小很多，所以波长也相应短很多，因而由导体螺旋而成的螺旋天线的几何长度可比直线振子天线短很多。

因为螺旋天线在有限的鲨鱼鳍式天线外罩内占用的空间较大，以及对接收指标的关注，人们并不满足于使用螺旋天线，而具有广播、移动通信、卫星导航与电视等多种信号接收功能的多频段组合天线的需求，更对如何进一步缩小天线占用的空间及接收指标，提出更高的要求，并成为本领域技术人员努力的目标。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种天线振子放大器板及车载天线系统。

本发明的天线振子放大器板包括天线振子，所述天线振子由经过过渡支架连接的两块PCB板构成，每块PCB板分成上部、中部和下部，所述上部双面覆铜，所述中部分布有折线，两块PCB板上的折线经过过渡支架连接；其中一块PCB板的下部设置有放大器，所述放大器与所述天线振子连接。

如上所述的天线振子放大器板，其中，所述过渡支架为注塑件。

本发明的车载天线系统包括外壳、底板、胶垫，所述外壳、所述底板、所述胶垫构成封闭空间；本发明提出的天线振子放大器板，所述天线振子放大器板位于所述封闭空间内，用于对AM/FM信号进行接收、放大；信号输出线，所述信号输出线用于输出经放大后的AM/FM信号；供电线，所述供电线用于为所述车载天线系统提供电源。

如上所述的车载天线系统，其中，还包括输出接插器，所述输出接插器与所述信号输出线连接。

如上所述的车载天线系统，其中，所述放大器包括第一静电保护电路、第二静电保护电路、AM信号选频电路、AM信号放大电路、FM信号选频电路、FM信号放大电路、电源稳压电路；所述天线振子分别与所述第一静电保护电路、所述AM信号选频电路、所述FM信号选频电路连接，所述AM信号选频电路与所述AM信号放大电路连接，所述FM信号选频电路与所述FM信号放大电路连接，所述电源稳压电路与所述供电线连接，所述AM信号放大电路、所述FM信号放大电路分别与所述信号输出线连接，所述第二静电保护电路也与所述信号输出端连接，所述AGC电路与所述FM信号放大电路连接。

如上所述的车载天线系统，其中，第一静电保护电路包括DSP1；第二静电保护电路包括DSP2；AM信号选频电路包括电容C14，电感L5和电阻R12；AM信号放大电路包括场效应管Q2、Q3，电阻R13、R15、R14、R16、R17、R18、R19、R20，电感L6、L7、L8和电容C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21；FM信号选频电路包括电容C1、C2、C3，电感L1、L2、L3；FM信号放大电路包括三极管Q1，电阻R1、R3、R4、R2、R0、R5，电容C4、C0、C6、C7、C8、C5和电感L4；AGC电路包括电容C9、C10、C11、C12、C13，电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11，二极管D1、D2，运算放大器IC1；电源稳压电路包括三极管Q4、Q5，电阻R21、R22、R23、R24，稳压二极管D4，二极管D3，电容C22、C23和电感L9；天线振子与DSP1、AM信号选频电路、FM信号选频电路相连；AM信号选频电路的电容C14与电感L5、R12一端相连，电感L5与电阻R12并联后与场效应管Q2、Q3的栅极相连，同时与电阻R14的一端相连，电阻R14的另一端与电阻R13、R15一端相连，电阻R13另一端接地，电阻R15另一端与L9、L7、R19、C20、C21、C18一端相连，C20、C21、C18另一端接地，L7、R19并联后与场效应管Q2、Q3漏极及电容C17一端相连，电容C17另一端与电阻R20、电感L8一端相连，电阻R20、电感L8并联后与DSP2一端相连，接射频信号输出端；场效应管Q2的源极与电阻R16、电容C15一端相连，场效应管Q3的源极与电阻R18、电容C16一端相连，电容C16、C15的另一端与电阻R17一端相连，电阻R16、R17、R18的另一端与电感L6一端相连，电感L6另一端接地；FM信号选频电路中的电容C1与电感L1的一端相连，电感L1的另一端与电感L2、L3，电容C2的一端相连，电感L2、电容C2并联后另一端接地，电感L3另一端接电容C3一端，电容C3另一端接三极管Q1基极、电容C10、电阻R1、R3的一端。电阻R1另一端接地，电阻R3另一端与电阻R4、电容C4一端相连，电阻R4、电容C4并联后与三极管Q1集电极、电感L4、电容C5一端相连，电容C5另一端与电容C9、C8相连，电容C8另一端接信号输出端；三极管Q1发射极与电阻R2、电容C0一端相连，电阻R2另一端接地，电容C0另一端接电阻R0一端，电阻R0另一端接地；电感L4另一端与电阻R5、电容C6一端相连，电容C6另一端接地，电阻R5另一端与电容C7、电感L9一端相连，电容C7另一端接地；AGC电路中的C9另一端与R11一端相连，R11另一端与二极管D1的3脚相连，D1的1脚接地，2脚接R10的一端，R10的另一端接电阻R9、电容C12、运算放大器的3脚；运算放大器的2脚接R8、R7的一端，R8另一端接地，R7另一端接运算放大器1脚、R6的一端；R6另一端与二极管D2的1脚、C11的一端相连，D2的2脚接地，3脚接电容C10的另一端；运算放大器的4脚接地，5脚接C13的一端及L9的一端，3脚接R10的另一端，C13的另一端接地；外接电源正极与R24一端相连，R24另一端与D3一端相连，D3另一端与C22、C23、R23、Q4和Q5的发射极相连，电容C22、C23另一端接地，电阻R23另一端与二极管D4、R22一端相连，二极管D4另一端接地；R22另一端与Q5基极相连；Q5的集电极与R21、Q4基极相连，R21另一端接地，Q4集电极与电感L9另一端相连。

如上所述的车载天线系统，其中，所述底板为锌合金底板或铝合金底板。

如上所述的车载天线系统，其中，所述胶垫为防水胶垫。

如上所述的车载天线系统，其中，所述外壳为鲨鱼鳍形状外壳。

本发明的天线振子放大器板中，放大器设置在构成天线振子的一块PCB板的下部，这种结构大大缩小了天线振子放大器板的体积；由于天线振子放大器板的体积较小，其可容纳在鲨鱼鳍形状外壳内，既减小了风阻又更加美观；另外，由于天线振子放大器板的体积小，因此还可在鲨鱼鳍形状外壳内安放卫星导航天线接收模块、移动通信天线接收模块或地面电视天线接收模块等，或它们的任意组合，使车载天线系统具备多频段、多用途的接收功能。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。

附图说明

图1是本发明的天线振子放大器板的示意图；

图2是本发明的车载天线系统的结构图；

图3为本发明的放大器的电路原理图。

应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

图1是本发明的天线振子放大器板的示意图，如图1所示，天线振子放大器板包括天线振子11和放大器12。

天线振子11由经过过渡支架13连接的两块PCB板15构成，每块PCB板15分成上部、中部和下部，上部双面覆铜，中部分布有折线14，两块PCB板15上的折线14经过过渡支架13连接。其中一块PCB板15的下部设置有放大器12，放大器12与天线振子11连接。

采用两块PCB板15经过过渡支架13连接而构成的天线振子放大器板，通过连接部件16加载在汽车顶部。PCB板15的上部双面覆铜，相当于天线，用于接收信号，并且由于双面都覆铜而增加了接收信号的面积。两块PCB板15的中部的折线14经过过渡支架13而连接，从而使得折线14连接起来形成电感。放大器12通过PCB走线而与天线振子11连接。

其中，过渡支架13可以是注塑件。

如上所述的结构中，放大器和天线振子集中到天线振子放大器板中，大大缩小了天线振子放大器板的体积。

本发明还提供一种车载天线系统，图2是本发明的车载天线系统的结构图，如图2所示，该系统包括外壳1、底板3、胶垫4、本发明提出的天线振子放大器板2、信号输出线5和供电线6。

外壳1、底板3、胶垫4构成封闭空间；天线振子放大器板2位于该封闭空间内，用于对AM/FM信号进行接收、放大，是车载天线系统的信号接收处理的核心部分；信号输出线5用于输出经放大后的AM/FM信号；供电线6用于为车载天线系统提供电源。

天线振子放大器板2位于该封闭空间内，对天线振子放大器板2起到保护的作用。

图2中示出的外壳1为鲨鱼鳍形状外壳，当然，可根据实际需要，选用不同形状的外壳1。可选地，底板3为锌合金底板或铝合金底板，胶垫4为防水胶垫。

由于天线振子放大器板的结构决定了其体积较小，因此可容纳在鲨鱼鳍形状外壳内，既减小了风阻又更加美观。

另外，由于天线振子放大器板的体积小，因此还可在鲨鱼鳍形状外壳内安放卫星导航天线接收模块、移动通信天线接收模块或地面电视天线接收模块等，或它们的任意组合，使车载天线系统具备多频段、多用途的接收功能。

优选地，本发明的系统还包括输出接插器7，与信号输出线5连接，便于与信号接收机的连接。

在本发明的一个实施例中，放大器12包括第一静电保护电路、第二静电保护电路、AGC电路、AM信号选频电路、AM信号放大电路、FM信号选频电路、FM信号放大电路和电源稳压电路。

天线振子11分别与第一静电保护电路、AM信号选频电路、FM信号选频电路连接，AM信号选频电路与AM信号放大电路连接，FM信号选频电路与FM信号放大电路连接，电源稳压电路与供电线连接，AM信号放大电路、FM信号放大电路分别与信号输出线5连接，第二静电保护电路也与信号输出线5连接，AGC电路与FM信号放大电路连接。

具体工作过程如下：AM/FM信号由天线振子11接收，然后同时进入AM信号选频电路和FM信号选频电路，经过AM信号选频电路和FM信号选频电路选出相应的AM信号或FM信号并经相应的放大电路进行放大后，经信号输出线5输出。

具体地，图3为本发明的放大器的电路原理图，如图3所示。

第一静电保护电路包括DSP1。

第二静电保护电路包括DSP2。

AM信号选频电路包括电容C14，电感L5和电阻R12。

AM信号放大电路包括场效应管Q2、Q3，电阻R13、R15、R14、R16、R17、R18、R19、R20，电感L6、L7、L8和电容C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21。

FM信号选频电路包括电容C1、C2、C3，电感L1、L2、L3。

FM信号放大电路包括三极管Q1，电阻R1、R3、R4、R2、R0、R5，电容C4、C0、C6、C7、C8、C5和电感L4。

AGC电路包括电容C9、C10、C11、C12、C13，电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11，二极管D1、D2，运算放大器IC1。

电源稳压电路包括三极管Q4、Q5，电阻R21、R22、R23、R24，稳压二极管D4，二极管D3，电容C22、C23和电感L9。

天线振子与DSP1、AM信号选频电路、FM信号选频电路相连。

AM信号选频电路的电容C14与电感L5、R12一端相连，电感L5与电阻R12并联后与场效应管Q2、Q3的栅极相连，同时与电阻R14的一端相连，电阻R14的另一端与电阻R13、R15一端相连，电阻R13另一端接地，电阻R15另一端与L9、L7、R19、C20、C21、C18一端相连，C20、C21、C18另一端接地，L7、R19并联后与场效应管Q2、Q3漏极及电容C17一端相连，电容C17另一端与电阻R20、电感L8一端相连，电阻R20、电感L8并联后与DSP2一端相连，接射频信号输出端。场效应管Q2的源极与电阻R16、电容C15一端相连，场效应管Q3的源极与电阻R18、电容C16一端相连，电容C16、C15的另一端与电阻R17一端相连，电阻R16、R17、R18的另一端与电感L6一端相连，电感L6另一端接地。

FM信号选频电路中的电容C1与电感L1的一端相连，电感L1的另一端与电感L2、L3，电容C2的一端相连，电感L2、电容C2并联后另一端接地，电感L3另一端接电容C3一端，电容C3另一端接三极管Q1基极、电容C10、电阻R1、R3的一端。电阻R1另一端接地，电阻R3另一端与电阻R4、电容C4一端相连，电阻R4、电容C4并联后与三极管Q1集电极、电感L4、电容C5一端相连，电容C5另一端与电容C9、C8相连，电容C8另一端接信号输出端。三极管Q1发射极与电阻R2、电容C0一端相连，电阻R2另一端接地，电容C0另一端接电阻R0一端，电阻R0另一端接地；电感L4另一端与电阻R5、电容C6一端相连，电容C6另一端接地，电阻R5另一端与电容C7、电感L9一端相连，电容C7另一端接地。

AGC电路中的C9另一端与R11一端相连，R11另一端与二极管D1的3脚相连，D1的1脚接地，2脚接R10的一端，R10的另一端接电阻R9、电容C12、运算放大器的3脚；运算放大器的2脚接R8、R7的一端，R8另一端接地，R7另一端接运算放大器1脚、R6的一端；R6另一端与二极管D2的1脚、C11的一端相连，D2的2脚接地，3脚接电容C10的另一端；运算放大器的4脚接地，5脚接C13的一端及L9的一端，3脚接R10的另一端，C13的另一端接地。

外接电源正极与R24一端相连，R24另一端与D3一端相连，D3另一端与C22、C23、R23、Q4和Q5的发射极相连，电容C22、C23另一端接地，电阻R23另一端与二极管D4、R22一端相连，二极管D4另一端接地；R22另一端与Q5基极相连；Q5的集电极与R21、Q4基极相连，R21另一端接地，Q4集电极与电感L9另一端相连。

AM/FM信号经过电容C14、L5选出AM信号，并经场效应管Q2、Q3放大后，输出到信号输出端。

AM/FM信号经过电容C1、C2、C3，电感L1、L2、L3选出FM信号，并经三极管Q1放大后，输出到信号输出端。

AGC电路由C9取样，取样后的信号经过二极管D1电阻R10送到运算放大器的采样输入端，经过运算放大器处理，当采样信号超过限定值时，AGC电路的输出端输出控制信号，通过D2、C10对AM/FM的输入信号进行衰减，达到自动增益控制的目的。

外接电源经电阻R24，通过二极管D3单向导通，C22、C23滤波后给三极管Q4、Q5提供发射极电压，电阻R23给稳压二极管D4提供直流电压，电阻R22给三极管Q5基极提供直流电压，三极管Q5的集电极给三极管Q4的基极提供偏置电压，当外接电源大于一个定值时，三极管Q4不导通，起到过压保护的作用。

Claims (8)

1.一种天线振子放大器板，其特征在于，包括：

天线振子，所述天线振子由经过过渡支架连接的两块PCB板构成，每块PCB板分成上部、中部和下部，所述上部双面覆铜，所述中部分布有折线，两块PCB板上的折线经过过渡支架连接而形成电感；

其中一块PCB板的下部设置有放大器，所述放大器通过PCB走线而与所述天线振子连接；

所述放大器包括第一静电保护电路、第二静电保护电路、AGC电路、AM信号选频电路、AM信号放大电路、FM信号选频电路、FM信号放大电路、电源稳压电路；

所述天线振子分别与所述第一静电保护电路、所述AM信号选频电路、所述FM信号选频电路连接，所述AM信号选频电路与所述AM信号放大电路连接，所述FM信号选频电路与所述FM信号放大电路连接，所述电源稳压电路与供电线连接，所述AM信号放大电路、所述FM信号放大电路分别与信号输出线连接，所述第二静电保护电路也与信号输出端连接，所述AGC电路与所述FM信号放大电路连接；

所述AM信号选频电路包括电容C14，电感L5和电阻R12；

所述AM信号放大电路包括场效应管Q2、Q3，电阻R13、R15、R14、R16、R17、R18、R19、R20，电感L6、L7、L8和电容C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21；

所述AM信号选频电路的电容C14与电感L5、R12一端相连，电感L5与电阻R12并联后与场效应管Q2、Q3的栅极相连，同时与电阻R14的一端相连，电阻R14的另一端与电阻R13、R15一端相连，电阻R13另一端接地，电阻R15另一端与L9、L7、R19、C19、C20、C21、C18一端相连，C19、C20、C21、C18另一端接地，L7、R19并联后与场效应管Q2、Q3漏极及电容C17一端相连，电容C17另一端与电阻R20、电感L8一端相连，电阻R20、电感L8并联后与DSP2一端相连，接射频信号输出端；场效应管Q2的源极与电阻R16、电容C15一端相连，场效应管Q3的源极与电阻R18、电容C16一端相连，电容C16、C15的另一端与电阻R17一端相连，电阻R16、R17、R18的另一端与电感L6一端相连，电感L6另一端接地。

2.根据权利要求1所述的天线振子放大器板，其特征在于，所述过渡支架为注塑件。

3.一种车载天线系统，其特征在于，包括：

外壳、底板、胶垫，所述外壳、所述底板、所述胶垫构成封闭空间；

根据权利要求1或2所述的天线振子放大器板，所述天线振子放大器板位于所述封闭空间内，用于对AM/FM信号进行接收、放大；

信号输出线，所述信号输出线用于输出经放大后的AM/FM信号；

供电线，所述供电线用于为所述车载天线系统提供电源。

4.根据权利要求3所述的车载天线系统，其特征在于，还包括输出接插器，所述输出接插器与所述信号输出线连接。

5.根据权利要求3所述的车载天线系统，其特征在于：

所述第一静电保护电路包括静电保护器DSP1；

所述第二静电保护电路包括静电保护器DSP2；

所述FM信号选频电路包括电容C1、C2、C3，电感L1、L2、L3；

所述FM信号放大电路包括三极管Q1，电阻R1、R3、R4、R2、R0、R5，电容C4、C0、C6、C7、C8、C5和电感L4；

所述AGC电路包括电容C9、C10、C11、C12、C13，电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11，二极管D1、D2，运算放大器IC1；

所述电源稳压电路包括三极管Q4、Q5，电阻R21、R22、R23、R24，稳压二极管D4，二极管D3，电容C22、C23和电感L9；

所述天线振子与DSP1、所述AM信号选频电路、所述FM信号选频电路相连；

所述FM信号选频电路中的电容C1与电感L1的一端相连，电感L1的另一端与电感L2、L3、电容C2的一端相连，电感L2、电容C2并联后另一端接地，电感L3另一端接电容C3一端，电容C3另一端接三极管Q1基极、电容C10、电阻R1、R3的一端；电阻R1另一端接地，电阻R3另一端与电阻R4、电容C4一端相连，电阻R4、电容C4并联后与三极管Q1集电极、电感L4、电容C5一端相连，电容C5另一端与电容C9、C8相连，电容C8另一端接DSP2相连，接信号输出端；三极管Q1发射极与电阻R2、电容C0一端相连，电阻R2另一端接地，电容C0另一端接电阻R0一端，电阻R0另一端接地；电感L4另一端与电阻R5、电容C6一端相连，电容C6另一端接地，电阻R5另一端与电容C7、电感L9一端相连，电容C7另一端接地；

所述AGC电路中的C9另一端与R11一端相连，R11另一端与二极管D1的3脚相连，D1的1脚接地，2脚接R10的一端，R10的另一端接电阻R9、电容C12、运算放大器的3脚；运算放大器的2脚接R8、R7的一端，R8另一端接地，R7另一端接运算放大器1脚、R6的一端；R6另一端与二极管D2的1脚、C11的一端相连，D2的2脚接地，3脚接电容C10的另一端；运算放大器的4脚接地，5脚接C13的一端及L9的一端，3脚接R10的另一端，C13的另一端接地；

外接电源正极与R24一端相连，R24另一端与D3一端相连，D3另一端与C22、C23、R23、Q4和Q5的发射极相连，电容C22、C23另一端接地，电阻R23另一端与二极管D4、R22一端相连，二极管D4另一端接地；R22另一端与Q5基极相连；Q5的集电极与R21、Q4基极相连，R21另一端接地，Q4集电极与电感L9另一端相连。

6.根据权利要求3所述的车载天线系统，其特征在于，所述底板为锌合金底板或铝合金底板。

7.根据权利要求3所述的车载天线系统，其特征在于，所述胶垫为防水胶垫。

8.根据权利要求3所述的车载天线系统，其特征在于，所述外壳为鲨鱼鳍形状外壳。