CN110911803A - 车载天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一种车载天线，包括：外壳和底板；电路板，设置在底板上；5G天线振子组、4G天线振子组和V2X天线振子组，分别设置在电路板上，并与电路板电性连接；外壳与底板相配合形成空腔，电路板及天线振子组位于空腔内。实现了在有限的空间内实现了车载天线4G和5G通信的共存并具有良好的隔离度和天线性能。

Description

车载天线

技术领域

本发明涉及智能天线技术领域，更具体地，涉及一种车载天线。

背景技术

4G通讯技术可以实现互联网资讯、车载娱乐等功能，但是还没有达到车联网的要求。5G通讯较4G通讯具有传输速率高，容量大，时延小的优势，对于汽车行业实现智能互联，安全驾驶，智慧交通可提供更强大技术支撑，新的技术也对车载电子提出了新的要求。其中，5GMIMO技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。

目前，汽车鲨鱼鳍天线安装在车身外部，通常内置4GLTE通讯天线，GLASS全球导航卫星天线，SDARS卫星数字音频广播业务天线等。按照传统设计思路，车载5GMIMO天线组往往设置在车载鳖鱼鳍天线内部，当有多个LTE/5G天线都集中在鲨鱼鳍内部时，由于鲨鱼鳍外壳内部空间有限，会带来隔离度差的问题。因此现有方案大都采用在车体上安装两个单独的鲨鱼鳍天线(一个单独的5G鲨鱼鳍天线和一个单独4G鲨鱼鳍天线)，实现4G和5G通信。

因此需要提出一种车载天线，能够满足车载天线4G和5G通信的共存，同时满足具有良好的隔离度和优异的天线性能。

发明内容

本发明的目的是提出一种车载天线，实现在一个车载天线中4G和5G通信的共存，具有良好的隔离度和优异的天线性能，满足汽车智能化以及车联网的发展需求。

为实现上述目的，本发明提出了一种车载天线，包括：

外壳和底板；

电路板，设置在所述底板上；

5G天线振子组、4G天线振子组和V2X天线振子组，分别设置在所述电路板上，并与所述电路板电性连接；

所述外壳与所述底板相配合形成空腔，所述电路板及天线振子组位于所述空腔内。

可选地，所述5G天线振子组和所述4G天线振子组分别设置于所述电路板中轴线的两侧边缘，所述V2X天线振子组设置于所述电路板的中轴线上。

可选地，所述5G天线振子组包括5G主天线振子、5G分集天线振子、第一5GMIMO天线振子和第二5GMIMO天线振子；

所述4G天线振子组包括4G主天线振子和4G分集天线振子；

所述V2X天线振子组包括第一V2X天线振子和第二V2X天线振子。

可选地，所述第一5GMIMO天线振子和所述第二5GMIMO天线振子相对的设置于所述电路板最前端的两侧边缘；

所述5G主天线振子和所述5G分集天线振子相对的设置于所述电路板最中部的两侧边缘；

所述4G主天线振子和所述4G分集天线振子相对地设置在所述电路板后端的两侧边缘；

所述第一V2X天线振子和所述第二V2X天线振子沿所述电路板的中轴线依次设置，所述第一V2X天线振子设置于所述4G主天线振子和所述4G分集天线振子之间，所述第二V2X天线振子设置于所述5G主天线振子和所述5G分集天线振子之间。

可选地，还包括卫星天线振子，电性连接于所述电路板，位于所述第一5GMIMO天线振子、所述第二5GMIMO天线振子与所述5G主天线振子、所述5G分集天线振子之间的电路板上。

可选地，所述第一V2X天线振子的高度高于所述5GMIMO天线振子、所述5G主天线振子、所述5G分集天线振子、所述4G主天线振子、所述4G分集天线振子、所述卫星天线中任一天线振子的高度，所述第二V2X天线振子的高度高于所述第一V2X天线振子的高度。

可选地，所述5G主天线振子、所述5G分集天线振子、所述第一5GMIMO天线振子、所述第二5GMIMO天线振子、所述4G主天线振子和所述4G分集天线振子均为PCB板状天线振子，所述第一V2X天线振子和所述第二V2X天线振子为共面波导天线振子，所述卫星天线振子为陶瓷天线振子。

可选地，还包括与所述5G天线振子组、所述4G天线振子组、所述V2X天线振子组、所述卫星天线阵子对应的多个线束组，每个所述线束组的一端设有连接器，另一端穿过所述底板后与所述电路板上对应的印刷电路电连接。

可选地，还包括安装卡件，所述安装卡件设置在所述底板上。

可选地，所述外壳为鲨鱼鳍型，所述底板的底面边缘设有与所述外壳底部边缘配合的防水胶垫。

本发明的有益效果在于：

通过在有限的空间内集成4G天线振子组、5G天线振子组和V2X天线振子组，实现了车载天线4G和5G通信的共存，同时结合多个V2X天线振子和卫星天线能够满足汽车智能化以及车联网的发展需求。

本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种天线振子结构示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的一种车载天线整体示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的一种车载天线的爆炸图。

附图标记说明：

1、外壳；2、第一V2X天线振子；3、第二V2X天线振子；4、4G主天线振子；5、4G分集天线振子；6、5G主天线振子；7、5G分集天线振子；8、卫星天线；9、第一5GMIMO天线振子；10、第二5GMIMO天线振子；11、第二螺丝；12、第二电路板；13、螺丝；14、固定件；15、第一电路板；16、屏蔽罩；17、第三螺丝；18、安装卡件；19、底板；20、防水胶垫；21、卡爪垫片；22、螺栓；23、螺钉；24、线束组。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种天线振子结构示意图，图2示出了根据本发明的一个实施例的一种车载天线整体示意图，图3示出了根据本发明的一个实施例的一种车载天线的爆炸图。

参考图1至图3，根据本发明的本发明提出了一种车载天线，包括：

外壳1和底板19；

电路板，设置在底板19上；

5G天线振子组、4G天线振子组和V2X天线振子组，分别设置在电路板上，并与电路板电性连接；

外壳1与底板19相配合形成空腔，电路板及天线振子组位于空腔内。

具体地，通过在有限的空间内集成4G天线振子组、5G天线振子组和V2X天线振子组，实现了车载天线4G和5G通信的共存，同时结合多个V2X天线振子和卫星天线能够满足汽车智能化以及车联网的发展需求。

参考图1，本实施例中多个天线振子结构包括：电路板以及设置于电路板上的卫星天线8和多个片状天线振子，电路板配置有对应多个天线振子和卫星天线8的印刷电路，片状天线振子的表面垂直于电路板的表面且片状天线振子的表面平行于电路板的中轴线，片状天线振子的底部与电路板上的对应的印刷电路电连接；多个片状天线振子包括5G天线振子、4G天线振子和V2X天线振子，5G天线振子和4G天线振子设置于电路板中轴线的两侧边缘，卫星天线8和V2X天线振子设置于电路板的中轴线上；其中V2X天线振子的高度在所有片状天线振子中最高。

具体地，通过片状天线振子的表面垂直于电路板的表面且平行于电路板的中轴线的方式将多个片状天线振子间隔的设置在电路板上，实现了多个天线振子的紧凑结构，在有限的空间内实现了车载天线4G和5G通信的共存，不仅可以利用5G网络(其信号以28千兆赫兹的频率传输)，还能支持目前的4GLTE网络(传输频率为700兆赫兹左右)，因此在5G信号短距离快速衰落时能够切换为4G网络继续传输，同时结合多个V2X天线振子和卫星天线8能够满足汽车智能化以及万物互联的发展需求。同时保证了多个天线振子之间的隔离度，保证每个天线的通信性能，结合多个V2X天线振子和卫星天线8能够满足汽车智能化以及车联网的发展需求；进一步地，V2X天线振子的高度高于其他片状天线振子，能够使V2X天线振子不受其他天线的影响并使V2X天线振子的水平方向的方向图最大值和最小值的差值减到最小，提高天线性能。

本实施例中，5G天线振子组包括5G主天线振子6、5G分集天线振子7、第一5GMIMO天线振子9和第二5GMIMO天线振子10；4G天线振子为多个，包括4G主天线振子4和4G分集天线振子5；多个V2X天线振子为多个，包括第一V2X天线振子2和第二V2X天线振子3；卫星天线8集成有GPS天线和BDS天线。

具体地，采用4*5G天线+2*4G天线+2*V2X天线+1*双频定位天线的方案，在有限空间内解决了目前车载4G和5G天线共存的问题。

参考图1，本实施例中，电路板包括第一电路板15和第二电路板12，第一电路板15的面积小于第二PCB板的面积，第一电路板15和第二电路板12之间设有间隙，第一电路板15和第二电路板12的中轴线重合。采用一大一小的两个电路板，能够便于多个天线的设置并充分利用外壳1内部的空间，同时能够增加天线之间的隔离度。在本发明的其他实施例中，电路板也可以是完整的一块电路板，本领域人员可以根据实际需求选择电路板的形式。

参考图1，本实施例中，第一5GMIMO天线振子9和第二5GMIMO天线振子10相对的设置于第一电路板15中轴线的两侧边缘；5G主天线振子6和5G分集天线振子7、4G主天线振子4和4G分集天线振子5两两相对地设置在第二电路板12中轴线的两侧边缘；卫星天线8、第一V2X天线振子2和第二V2X天线振子3沿第二电路板12的中轴线依次设置，其中卫星天线8设置于第二电路板12靠近第一电路板15的一端；第一V2X天线振子2设置于5G主天线振子6和5G分集天线振子7之间，第二V2X天线振子3设置于4G主天线振子4和4G分集天线振子5之间。

进一步地，卫星天线8与第二电路板12表面平行地设置于第二电路板12上表面，其余的所有板状天线的表面均垂直于电路板表面。上述设置方式能够最大程度的增加多个天线振子之间的隔离度，保证每个天线的工作性能，其中将第一5GMIMO天线振子9和第二5GMIMO天线振子10单独设置于第一电路板15的两侧边缘，能够有效提高5G信号的数据收发速率，改善通信质量。具体实施时，将陶瓷天线的下表面与第二电路板12的上表面焊接，并在第二电路板12下表面设置对用的屏蔽罩16，其余每个天线振子的底端均与对应的电路板上的印刷电路焊接固定。

本实施例中，第一V2X天线振子2的高度高于5GMIMO天线振子、5G主天线振子6、5G分集天线振子7、4G主天线振子4、4G分集天线振子5、卫星天线8中任一天线振子的高度，第二V2X天线振子3的高度高于第一V2X天线振子2的高度。

参考图1，两个V2X天线振子分布设置于第二电路板12上两个5G天线振子之间以及两个4G天线振子之间，增加了两个5G天线振子、两个4G天线振子之间的隔离度，同时两个V2X天线振子的高度均高于其他天线振子，两个V2X天线振子采用共面波导天线，能够使两个V2X天线振子在不受其他天线的影响的同时使每个V2X天线振子的水平方向的方向图最大值和最小值的差值减到最小，提高V2X天线振子的性能。

本实施例中，片状天线振子的形状为矩形；其中，5G天线振子、4G天线振子为PCB天线，多个V2X天线为共面波导天线，卫星天线8为陶瓷天线。四个5G天线以及两个4G天线均采用矩形的PCB天线，卫星天线8采用陶瓷天线(GPS+BDS双路卫星天线，底部设有屏蔽罩16)，能够有效增加多个天线之间的隔离度并极大的节省车载天线的空间；两个V2X天线振子采用共面波导天线，能够使两个V2X天线振子不受其他天线的影响，保证V2X天线振子的性能。其中，本领域技术人员可以根据实际需求选择具体天线参数指标的天线振子，此处不再赘述。

参考图2和图3，在一个示例中，第一电路板15和第二电路板12设置于底板19的上表面；底板19设有多个第一螺孔，第一电路板15和第二电路板12设有与第一螺孔一一对应的多个第二螺孔，第一电路板15和第二电路板12通过相应的多个螺丝13、多个第一螺孔和多个第二螺孔与底板19固定连接。

参考图1和图3，本实施例中，第一电路板15的中轴线设有两个第二螺孔，第一电路板15通过第一螺丝13穿过固定件14(两端带通孔)的通孔后与第一螺孔配合后与底板19固定连接，第二电路板12与底板19通过多个对应的第二螺孔和第二螺丝1311实现固定连接。

本实施例中还包括安装卡件18，安装卡件18通过螺钉23与底板19固定连接，安装卡件18设有向下突出的连接部，连接部设有第一螺纹部。

参考图2和图3，底板19的上方设有安装卡件18，安装卡件18通过多个第三螺丝171317与底板19固定连接，安装卡件18设有向下突出的连接部(带有内螺纹的柱)，连接部具有第一螺纹部。

参考图2和图3，本实施例中，还包括卡爪垫片21和固定螺栓22；卡爪垫片21具有垫圈部和多个卡脚部，其中垫圈部具有第一通孔，每个卡脚部具有从垫圈部延伸并能够与车顶抵接的多个卡爪；固定螺栓22设有第二螺纹部，当固定螺栓22穿过第一通孔与第一螺纹部相接时，安装卡件18抵接多个卡脚部使该多个卡脚部扩开。卡爪垫片21中央的垫圈部设有与第一螺纹部相对的第一通孔，卡爪垫片21垫圈部的四周设有多个朝向底板19的卡脚部，卡爪垫片21通过固定螺栓22穿过第一通孔与安装卡件18的第一螺纹内部配合实现固定连接。通过在车顶设置能够容纳连接部通过的车顶安装孔使连接部延伸至车体内部，卡爪垫片21与连接部配合后，固定螺栓22穿过卡爪垫片21垫圈部的第一通后与安装卡件18上的第一螺纹部配合，使卡爪垫片21的卡脚步抵在车顶安装孔周围的车顶内壁上实现车载天线与车顶的固定连接。

本实施例中，安装卡件18上未被卡爪垫片21覆盖部分具有连通车载天线内部的第二通孔。还包括与多个天线振子对应的多个线束组24，每个线束组24的一端设有连接器，另一端穿过第二通孔后与电路板上对应的印刷电路电连接。

参考图2和图3，还包括对应多个天线振子的线束组24，线束组24一端穿过连接部的第二通孔与对应的电路板电连接(焊接)，另一端提供对应的连接器与相应的设备连接。在本发明的其他实施例中，还可以设置多个线束，多个线束可以包括对应第一5GMIMO天线振子9和第二5GMIMO天线振子10的一条5G线束(带一个5G连接器)，对应5G主天线振子6和5G分集天线振子7的一条5G线束(带一个5G连接器)，对应4G主天线振子4和4G分集天线振子5的一条4G线束(带一个4G连接器)，对应两个V2X天线振子的一条V2X线束(带V2X连接器)，以及对应卫星天线8(双路等分GPS信号和BDS信号)的两条GPS线束(带连接器)。本领域人员可以根据实际情况设置连接线束，并设计相应的PCB电路，此处不再赘述。

本实施例中，外壳1为鲨鱼鳍型，底板19的底面边缘设有与外壳1底部边缘配合的防水胶垫20，防水胶垫20中央设有用于容纳连接部通过的开口，防水胶垫20通过螺钉23与底板19固定连接。

参考图3，防水胶垫20可以通过螺钉23(自攻螺钉23)与底板19固定连接，能够在智能天线整体安装到车顶的时候保证鲨鱼鳍外壳1和车顶的密封性，避免雨水造成的短路并提高使用寿命。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种车载天线，其特征在于，包括：

外壳和底板；

电路板，设置在所述底板上；

5G天线振子组、4G天线振子组和V2X天线振子组，分别设置在所述电路板上，并与所述电路板电性连接；

所述外壳与所述底板相配合形成空腔，所述电路板及天线振子组位于所述空腔内。

2.根据权利要求1所述的车载天线，其特征在于，所述5G天线振子组和所述4G天线振子组分别设置于所述电路板中轴线的两侧边缘，所述V2X天线振子组设置于所述电路板的中轴线上。

3.根据权利要求2所述的车载天线，其特征在于，所述5G天线振子组包括5G主天线振子、5G分集天线振子、第一5GMIMO天线振子和第二5GMIMO天线振子；

所述4G天线振子组包括4G主天线振子和4G分集天线振子；

所述V2X天线振子组包括第一V2X天线振子和第二V2X天线振子。

4.根据权利要求3所述的车载天线，其特征在于，所述第一5GMIMO天线振子和所述第二5GMIMO天线振子相对的设置于所述电路板最前端的两侧边缘；

所述5G主天线振子和所述5G分集天线振子相对的设置于所述电路板最中部的两侧边缘；

所述4G主天线振子和所述4G分集天线振子相对地设置在所述电路板后端的两侧边缘；

所述第一V2X天线振子和所述第二V2X天线振子沿所述电路板的中轴线依次设置，所述第一V2X天线振子设置于所述4G主天线振子和所述4G分集天线振子之间，所述第二V2X天线振子设置于所述5G主天线振子和所述5G分集天线振子之间。

5.根据权利要求4所述的车载天线，其特征在于，还包括卫星天线振子，电性连接于所述电路板，位于所述第一5GMIMO天线振子、所述第二5GMIMO天线振子与所述5G主天线振子、所述5G分集天线振子之间的电路板上。

6.根据权利要求5所述的车载天线，其特征在于，所述第一V2X天线振子的高度高于所述5GMIMO天线振子、所述5G主天线振子、所述5G分集天线振子、所述4G主天线振子、所述4G分集天线振子、所述卫星天线中任一天线振子的高度，所述第二V2X天线振子的高度高于所述第一V2X天线振子的高度。

7.根据权利要求6所述的车载天线，其特征在于，所述5G主天线振子、所述5G分集天线振子、所述第一5GMIMO天线振子、所述第二5GMIMO天线振子、所述4G主天线振子和所述4G分集天线振子均为PCB板状天线振子，所述第一V2X天线振子和所述第二V2X天线振子为共面波导天线振子，所述卫星天线振子为陶瓷天线振子。

8.根据权利要求5所述的车载天线，其特征在于，还包括与所述5G天线振子组、所述4G天线振子组、所述V2X天线振子组、所述卫星天线阵子对应的多个线束组，每个所述线束组的一端设有连接器，另一端穿过所述底板后与所述电路板上对应的印刷电路电连接。

9.根据权利要求1所述的车载天线，其特征在于，还包括安装卡件，所述安装卡件设置在所述底板上。

10.根据权利要求1所述的车载天线，其特征在于，所述外壳为鲨鱼鳍型，所述底板的底面边缘设有与所述外壳底部边缘配合的防水胶垫。

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