CN111585013A - 车载全频段5g天线及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车载全频段5G天线及其应用,具有双面PCB板;所述双面PCB板的正面包括天线辐射体、微带线和第一天线参考地,反面设有第二天线参考地;所述天线辐射体由半个椭圆且内部腐蚀去除一个椭圆形区域的铜箔构成;所述微带线呈“L”形,且短边与天线辐射体的长轴的端点相连,长边与双面PCB板的正面下边缘平行;所述第一天线参考地紧贴双面PCB板的正面下边缘设置,第一天线参考地与微带线长边相对应的位置具有凹陷;所述第二天线参考地紧贴双面PCB板的反面下边缘设置,第二天线参考地从左往右呈下降式阶梯状设置,且第二天线参考地与第一天线参考地通过过孔互相连接。本发明的天线尺寸小,安装位置灵活而方便。

Description

车载全频段5G天线及其应用
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域,特别涉及一种车载全频段5G天线及其应用。
背景技术
随着通信技术的不断发展,网络的速率不断的提升,车载天线系统的功能也越来越丰富。随着第五代(5G)移动通信逐步商用普及,对5G天线的需求正在迅速增加,而作为5G移动通信的重要应用场景车联网对5G天线的需求迅猛。目前的5G天线一般是四个天线单元组合在一起使用,即4x4 MIMO,这种天线形式虽然安装方便,但是由于天线单元之间的距离较小,因而存在天线单元之间隔离度不高的问题,从而影响系统的性能,如数据传输速度。
另外,随着5G移动通信系统商用普及,紧急呼叫系统也必然需要支持5G通信,以便更低的时延、可靠地、更快速地传输更多的信息给救援中心,同时兼容2G、3G和4G LTE通信。现在紧急呼叫系统的天线只支持2G、3G和4G LTE频段,不支持5G频段。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷,提供一种适合于车辆上安装使用,天线之间的隔离度非常大的车载全频段5G天线及其应用。
实现本发明目的的技术方案是:一种车载全频段5G天线,具有双面PCB板;所述双面PCB板的正面包括天线辐射体、微带线和第一天线参考地,反面设有第二天线参考地;所述天线辐射体由半个椭圆且内部腐蚀去除一个椭圆形区域的铜箔构成;所述微带线呈“L”形,且短边与天线辐射体的长轴的端点相连,长边与双面PCB板的正面下边缘平行;所述第一天线参考地紧贴双面PCB板的正面下边缘设置,第一天线参考地与微带线长边相对应的位置具有凹陷;所述第二天线参考地紧贴双面PCB板的反面下边缘设置,第二天线参考地从左往右呈下降式阶梯状设置,且第二天线参考地与第一天线参考地通过过孔互相连接。
上述技术方案所述双面PCB板上具有塑胶外壳。
上述技术方案所述双面PCB板为低压注塑形成。
上述技术方案所述微带线为阻抗50欧姆微带线。
上述技术方案所述双面PCB板为聚四氟乙烯材料,其相对介电常数为4.2-4.5。
一种车载全频段5G天线的应用,在汽车不同位置同时安装四个上述车载全频段5G天线,天线的参考地与保险杠直接连接,保险杆作为天线地的一部分,构成4x4 MIMO 5G天线;所述天线辐射体通过微带线与射频连接器连接;所述射频连接器通过同轴线与收发机连接。
上述技术方案所述的车载全频段5G天线安装在汽车前后保险杠上。
采用上述技术方案后,本发明具有以下积极的效果:
(1)本发明的天线尺寸小,安装位置灵活而方便。
(2)本发明适合于车辆上安装使用,作为5G天线单元使用时,可以在车辆的不同位置同时安装四个这样的天线,构成4x4 MIMO 5G天线,这种情况下天线之间的距离远远大于天线的工作波长,天线单元间的隔离度大,相关性小。
(3)本发明的天线频带宽,天线覆盖了2G、3G、4G LTE和5G频段,作为紧急呼叫系统的天线使用时,不但覆盖了5G频段,也兼容了2G、3G和4G LTE频段,克服了现有紧急呼叫天线不支持5G频段的缺陷。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中
图1为本发明的PCB正面示意图;
图2为本发明的PCB反面示意图;
图3为本发明的天线的电压驻波比(VSWR)的曲线示意图。
附图中标号为:天线辐射体1、微带线2、第一天线参考地3、第二天线参考地4。
具体实施方式
(实施例1)
见图1和图2,本发明具有双面PCB板;双面PCB板的正面包括天线辐射体1、微带线2和第一天线参考地3,反面设有第二天线参考地4;天线辐射体1由半个椭圆且内部腐蚀去除一个椭圆形区域5的铜箔构成;微带线2为阻抗50欧姆微带线,微带线2呈“L”形,且短边与天线辐射体1的长轴的端点相连,长边与双面PCB板的正面下边缘平行;第一天线参考地3紧贴双面PCB板的正面下边缘设置,第一天线参考地3与微带线2长边相对应的位置具有凹陷;第二天线参考地4紧贴双面PCB板的反面下边缘设置,第二天线参考地4从左往右呈下降式阶梯状设置,且第二天线参考地4与第一天线参考地3通过过孔互相连接。
双面PCB板上具有塑胶外壳或者双面PCB板为低压注塑形成,其目的是为了保护双面PCB板。
双面PCB板为聚四氟乙烯材料,其相对介电常数为4.2-4.5。
(实施例2)
一种车载全频段5G天线的应用,在汽车不同位置同时安装四个如实施例1的车载全频段5G天线,天线的参考地与保险杠直接连接,保险杆作为天线地的一部分,构成4x4 MIMO5G天线;天线辐射体1通过微带线2与射频连接器(如FAKRA,SMA等)连接;射频连接器通过同轴线与收发机(如T-Box)连接。
上述实施例2中的四个不同位置可以选取安装在汽车前后保险杠上。
本发明的天线的频率可以覆盖824MHz至6000MHz的频率范围,在该频率范围内,天线的电压驻波比(VSWR)小于3.0。天线的工作频率覆盖了2G、3G、4G LTE(824MHz至960MHz和1710MHz至2690MHz)和5G的次6GHz频段,即3.3GHz至3.8GHz和4.8-5.0GHz。同时也覆盖了C-V2X频段,即5.85GHz至5.925GHz。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车载全频段5G天线,具有双面PCB板;其特征在于:所述双面PCB板的正面包括天线辐射体(1)、微带线(2)和第一天线参考地(3),反面设有第二天线参考地(4);所述天线辐射体(1)由半个椭圆且内部腐蚀去除一个椭圆形区域的铜箔构成;所述微带线(2)呈“L”形,且短边与天线辐射体(1)的长轴的端点相连,长边与双面PCB板的正面下边缘平行;所述第一天线参考地(3)紧贴双面PCB板的正面下边缘设置,第一天线参考地(3)与微带线(2)长边相对应的位置具有凹陷;所述第二天线参考地(4)紧贴双面PCB板的反面下边缘设置,第二天线参考地(4)从左往右呈下降式阶梯状设置,且第二天线参考地(4)与第一天线参考地(3)通过过孔互相连接。
2.根据权利要求1所述的车载全频段5G天线,其特征在于:所述双面PCB板上具有塑胶外壳。
3.根据权利要求1所述的车载全频段5G天线,其特征在于:所述双面PCB板为低压注塑形成。
4.根据权利要求2或3所述的车载全频段5G天线,其特征在于:所述微带线(2)为阻抗50欧姆微带线。
5.根据权利要求2或3所述的车载全频段5G天线,其特征在于:所述双面PCB板为聚四氟乙烯材料,其相对介电常数为4.2-4.5。
6.一种车载全频段5G天线的应用,其特征在于:在汽车不同位置同时安装四个如权利要求1-5任一所述的车载全频段5G天线,天线的参考地与保险杠直接连接,保险杆作为天线地的一部分,构成4x4 MIMO 5G天线;所述天线辐射体(1)通过微带线(2)与射频连接器连接;所述射频连接器通过同轴线与收发机连接。
7.根据权利要求书6所述的车载全频段5G天线的应用,其特征在于:所述的车载全频段5G天线安装在汽车前后保险杠上。
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