CN111048888B - 一种车载5g天线结构及车载鲨鱼鳍 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载天线的技术领域，尤其涉及一种车载5G天线结构及车载鲨鱼鳍。包括辐射单元、馈电网络和参考地；所述馈电网络呈倒E字形设置，所述馈电网络通过E字形端角与所述辐射单元一侧连接，并通过E字形端角相对一侧与所述参考地馈电连接，所述馈电网络与参考地连接一端的两端角倒圆角设置；所述辐射单元通过馈电网络与所述参考地呈一定角度设置；所述辐射单元为矩形金属件，且辐射单元的四端角呈圆角设置。本发明通过布局天线结构的位置和角度，避免外部器件的干扰，减少天线结构传输信号的损耗，提升天线结构的性能，有效保证天线结构对5G信号的平滑过度，避免产生突变脉冲，提高天线结构的辐射性能，确保其能完美的覆盖整个5G频段范围。

Description

一种车载5G天线结构及车载鲨鱼鳍

技术领域

本发明涉及车载天线的技术领域，尤其涉及一种车载5G天线结构及车载鲨鱼鳍。

背景技术

随着移动通信技术的发展，特别是5G通信和车联网技术的到来，汽车上对于无线网联的功能越来越重视， 而5G通信协议要求5G频段至少支持4x4 MIMO（Multiple InputMultiple Output，即多入多出），甚至可以支持8x8 MIMO，即单单5G天线就需要4根或者8根，而汽车厂商基于外观设计考虑，对鲨鱼鳍尺寸的要求越来越苛刻。

车载鲨鱼鳍需要集成越来越多的天线，如何在有限的空间内设计出性能良好的通信天线成为汽车业界的一个难题。鲨鱼鳍内集成的天线需求越来越多，但是鲨鱼鳍的尺寸变得越来越小，而传统的天线设计方案一般采用monopole天线（单极子天线）或者IFA（Inverted F antenna，倒F天线）天线形式通过多枝节产生多个谐振的方案，天线走线比较复杂，而且很容易受到周围环境的影响进而产生频偏，进而严重影响了天线性能。同时，当前鲨鱼鳍内部天线走线复杂，集成困难，生产成本较高，大大增加了企业负担。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种车载5G天线结构及车载鲨鱼鳍。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种车载5G天线结构，包括辐射单元、馈电网络和参考地；所述馈电网络呈倒E字形设置，所述馈电网络通过E字形端角与所述辐射单元一侧连接，并通过E字形端角相对一侧与所述参考地馈电连接，所述馈电网络与参考地连接一端的两端角倒圆角设置；所述辐射单元通过馈电网络与所述参考地呈一定角度设置；所述辐射单元为矩形金属件，且辐射单元的四端角呈圆角设置。

进一步的，所述参考地设置在PCB板上，所述天线结构通过参考地与所述PCB板连接。

进一步的，所述辐射单元与所述参考地呈90度设置。

进一步的，所述辐射单元为矩形钢板。

进一步的，所述馈电网络通过同轴线与所述参考地连接。

进一步的，所述天线结构通过调节辐射单元的长度和宽度调节天线的谐振位置；所述天线结构调整馈电网络的长度和宽度完成具体阻抗匹配的调整。

进一步的，所述天线尺寸为22mm x 19mm x 0.2mm；所述天线结构的覆盖频率范围为2.5~5GHz。

进一步的，所述辐射单元与所述参考地之间的距离为2.5mm；所述馈电网络的长度为7mm。

本发明还提供一种车载鲨鱼鳍，应用于汽车，包括壳体、PCB板和上述的车载5G天线结构；所述壳体内设置有可以容纳PCB板和天线结构的空腔，所述PCB板和天线结构设置在所述空腔内，且所述PCB板设置在所述壳体的底部，所述天线结构通过参考地与PCB板电性连接。

进一步的，所述天线结构有四组。

本发明天线结构中的辐射单元通过馈电网络连接参考地，并与参考地呈一定角度，降低天线结构的布局局限性，可通过布局天线结构的位置和角度，避免外部器件的干扰，且天线结构通过馈电网络的倒E字形和端部倒角设置，完成与PCB板微带线阻抗的完美匹配，大大减少天线结构传输信号的损耗，提升天线结构的性能，同时，天线结构通过辐射单元端部的圆角设置，保证天线结构对5G信号的平滑过度，避免产生突变脉冲，从而有效提高天线结构的辐射性能，保证并扩大天线结构的带宽，确保其能完美的覆盖整个5G频段范围，从而满足5G通信的要求。

另外，本发明的车载鲨鱼鳍通过在壳体内设置车载5G天线结构，确保鲨鱼鳍内的空间能够得到合理使用，在天线数量增多的前提下确保鲨鱼鳍的体积的小型化，提升鲨鱼鳍的集成便捷性，满足未来汽车发展趋势，增强产品的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明实施例车载5G天线结构的结构图。

图2为本发明实施例车载鲨鱼鳍的透视结构图。

其中：1天线结构、2壳体、3PCB板、11辐射单元、12馈电网络、13参考地。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

图1示出了本实施例车载5G天线结构的结构图。

如图1所示，本实施例提供一种车载5G天线结构，包括辐射单元11、馈电网络12和参考地13；其中，馈电网络12呈倒E字形设置，馈电网络12通过E字形端角与辐射单元11的一侧连接，并通过E字形端角相对一侧与参考地13馈电连接，具体的，馈电网络12的E字形端角指馈电网络12E字形的三个突出端，馈电网络12通过三个突出端与辐射单元11电性连接，E字形端角相对一侧指馈电网络12的E字形与是三个突出端相对一侧的平坦端。更为具体的，馈电网络12与参考地13连接一端的两端角倒圆角设置，参考地13设置在PCB板3上，天线结构1通过参考地13与PCB板3进行连接。馈电网络12通过E字形和端角的倒角设置，与PCB板3上微带线的阻抗进行匹配，从而大大减少天线结构1传输信号的损耗，提高天线结构1的性能。

另外，辐射单元11通过馈电网络12与参考地13呈一定角度设置，通过角度的设置，可以调整天线结构1辐射单元11的相对位置，从而避免受到外部高频器件的干扰，同时优化布局，增加天线结构1的应用场景，降低天线结构1安装的局限性。辐射单元11为矩形金属件，且辐射单元11的四端角呈圆角设置，大大保证5G信号的平滑过度，避免或减少产生信号突变，即不会产生突变脉冲，从而有效提高天线结构1的辐射性能。

在一些实施例中，辐射单元11与参考地13呈90度设置，即辐射单元11通过馈电网络12竖直设置在参考地13上，当参考地13设置有PCB板3上时，辐射单元11通过馈电网络12与PCB板3上垂直设置。可以保证天线结构1在PCB板3的连接牢固，不容易发生倾斜，增加天线结构1的可靠性，同时通过垂直的设置，提高天线结构1的PCB板3上的辐射性能。值得说明的是，在本实施例中，作为优选的，辐射单元11为矩形钢板。

为了更好的操作体验，提供本实施例的天线结构1的辐射单元11的设计原理，具体的，由于5G频段工作频率比较高，所对应的电磁波的波长就短，而天线的尺寸一般是可以和波长相比拟的，一般是波长的四分之一，因此和传统的2G/3G/4G天线相比，天线尺寸较小。本实施例通过调整金属片的长度和宽度可以调整天线谐振的频率，其中长度和宽度分别对应一个谐振频率。辐射单元11通过四个角的圆弧进行平滑过渡，可以保证高频谐振的带宽，不会有较大的波动起伏保证天线结构1的天线带宽可以做得很宽，可以很好的覆盖2.5~5GHz频率范围，可以很好的满足5G通信的要求。具体的，该5G频段范围包括N41/N77/N78/N79: 2500MHz~5000MHz。

具体的，本结构的好处在于，本实施例的天线结构1的辐射单元11通过馈电网络12连接参考地13，并与参考地13呈一定角度，降低天线结构1的布局局限性，可通过布局天线结构1的位置和角度，避免外部器件的干扰。本结构通过馈电网络12的倒E字形和端部倒角设置，完成与PCB板3微带线阻抗的完美匹配，大大减少天线结构1传输信号的损耗，提升天线结构1的性能，同时，天线结构1通过辐射单元11端部的圆角设置，保证天线结构1对5G信号的平滑过度，避免产生突变脉冲，从而有效提高天线结构1的辐射性能，保证并扩大天线结构1的带宽，确保其能完美的覆盖整个5G频段范围，从而满足5G通信的要求。

在一些实施例中，馈电网络12通过同轴线与参考地13连接，当参考地13设置在PCB板3上时，天线结构1通过同轴线插接在PCB板3上，并通过焊接，完成天线结构1在PCB板3上的固定安装，保证天线结构1的可靠性。

在一些实施例中，天线结构1可以通过调整辐射单元11的长度和宽度调节天线的谐振位置，保证天线结构1的谐振足够宽，具体的辐射单元11的尺寸为22mm x 19mm x0.2mm，且天线结构1的覆盖频率范围为2.5~5GHz。天线结构1通过调整馈电网络12的长度和宽度，完成与PCB板3微带线具体阻抗匹配的调整。更为具体的，作为优选，辐射单元11与参考地13之间的距离为2.5mm，馈电网络12的长度为7mm，具体的，馈电网络12的长度指馈电网络12E字形中的两个较远端点的距离。

图2示出了本实施例车载鲨鱼鳍的透视结构图。

如图2所示，本实施例还提供一种车载鲨鱼鳍，包括壳体2、PCB板3和至少一组本实施例上述的车载5G天线结构，其中壳体2内设置有可以容纳PCB板3和天线结构1的空腔，PCB板3和天线结构1设置在空腔内，且PCB板3设置在壳体2的底部，天线结构1通过参考地13与PCB板3电性连接，实现天线结构1与PCB板3的交互。具体的，车载鲨鱼鳍的天线结构1四组有四组，四组天线结构1根据车载鲨鱼鳍壳体2的形状配合设置。

本实施例的车载鲨鱼鳍，通过在壳体2内设置车载5G天线结构，确保鲨鱼鳍内的空间能够得到合理使用，在天线数量增多的前提下确保鲨鱼鳍的体积的小型化，提升鲨鱼鳍的集成便捷性，满足未来汽车发展趋势，增强产品的市场竞争力。

具体的，为了更好的操作体验，提供本实施例鲨鱼鳍的具体接线布局，具体的，鲨鱼鳍天线的控制盒设置在车内，并通过同轴线与鲨鱼鳍中的PCB板3控制连接，在信号传输时，汽车通过控制盒与天线结构1进行交互，控制盒发出的信号经过同轴线到达鲨鱼鳍的PCB板3一侧，并通过PCB板3的微带线传输至馈电网络12，从而到达天线的辐射单元11。值得说明的是，馈电网络12通过倒E字形和端角倒圆角设置以及长度调节进行天线结构1阻抗的匹配，将天线结构1的阻抗调整至与微带线阻抗相匹配的50欧姆，并通过辐射单元11的长度设计和圆弧，综合提高鲨鱼鳍天线的性能，增加产品的可靠性和实用性，从而增加其市场竞争力。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车载5G天线结构，其特征在于，应用于车载鲨鱼鳍中，包括辐射单元(11)、馈电网络(12)和参考地(13)；所述馈电网络(12)呈倒E字形设置，所述馈电网络(12)通过E字形端角与所述辐射单元(11)一侧连接，并通过E字形端角相对一侧与所述参考地(13)馈电连接，所述馈电网络(12)与参考地(13)连接一端的两端角倒圆角设置；所述辐射单元(11)通过馈电网络(12)与所述参考地(13)呈一定角度设置，能够调节及布局辐射单元在天线结构的位置和角度，以减低天线结构布局局限性；所述辐射单元(11)为矩形金属件，且辐射单元(11)的四端角呈圆角设置；所述天线结构(1)通过调节辐射单元(11)的长度和宽度调节天线的谐振位置；所述天线结构(1)调整馈电网络(12)的长度和宽度完成具体阻抗匹配的调整；所述参考地(13)设置在PCB板(3)上，所述天线结构(1)通过参考地(13)与所述PCB板(3)连接；所述馈电网络(12)通过同轴线与所述参考地(13)连接。

2.根据权利要求1所述的车载5G天线结构，其特征在于，所述辐射单元(11)与所述参考地(13)呈90度设置。

3.根据权利要求1所述的车载5G天线结构，其特征在于，所述辐射单元(11)为矩形钢板。

4.根据权利要求3所述的车载5G天线结构，其特征在于，所述天线尺寸为22mm x 19mmx 0.2mm；所述天线结构(1)的覆盖频率范围为2.5～5GHz。

5.根据权利要求1所述的车载5G天线结构，其特征在于，所述辐射单元(11)与所述参考地(13)之间的距离为2.5mm；所述馈电网络(12)的长度为7mm。

6.一种车载鲨鱼鳍，应用于汽车，其特征在于，包括壳体(2)、PCB板(3)和至少一组权利要求1-5任一项所述车载5G天线结构；所述壳体(2)内设置有可以容纳PCB板(3)和天线结构(1)的空腔，所述PCB板(3)和天线结构(1)设置在所述空腔内，且所述PCB板(3)设置在所述壳体(2)的底部，所述天线结构(1)通过参考地(13)与PCB板(3)电性连接。

7.根据权利要求6所述的车载鲨鱼鳍，其特征在于，所述天线结构(1)有四组。

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