CN111654302A - 基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯设备及方法，所述设备包括汽车收音天线、天线接口、防护电路以及滤波匹配电路、多层天线共用器、双工器、射频功放IC、RF射频收发器IC，防护电路以及滤波匹配电路和天线接口、多层天线共用器电连接，多层天线共用器通过双工器连接射频功放IC以及RF射频收发器IC，射频功放IC连接RF射频收发器IC，多层天线共用器连接汽车的收音机射频模块。本发明将汽车收音天线作为网络天线使用，可减少设备对外接天线种类的依赖，减少车内天线数量，降低成本，解决车上网络信号弱网络连接不稳定等问题，实现共用一个天线就能满足收音机接收信号和射频网络同时共存使用。

Description

基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯设备及方法

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯设备及方法。

背景技术

目前，随着汽车工业的迅猛发展，科技的不断进步，现在已经是网络时代，人们对车载通讯设备的功能要求越来越高，对车载设备车上组装要求越来越简化装配。车载通讯设备的导航也朝着定位快、准、实时路况、模块小的目标发展。因此，传统的GPS车载导航信号差，容易受建筑物或障碍物屏蔽信号，皆受限于不能提前了解拥堵路况，不能快速精准定位等因素而无法满足人们的需求。传统的单纯靠GPS定位的车载导航已逐渐退出市场，取而代之的是带有网络的车载通讯设备。车载通讯设备具有给汽车定位及线路状况实时更新的功能，导航定位方面更加精、准、快，而且可以让车主提前规避拥堵路段，因而得到广泛的应用。但是市面现有的车载通讯设备的网络和收音天线都是单独分开的，造成车载通讯设备整机装配繁琐，网络天线摆放位置受限，影响了网络信号强度，不能发挥到网络的快速便捷的优势，而且在技术开发时占用PCB布局空间大。

然而，上述车载通讯设备天线摆放受限于车内车载通讯设备的安装位置，车型不同也会受到不同程度网络信号强度影响，研发PCB布局又要必需为网络天线预留天线连接位置，不能满足小空间的网络RF射频布局，且成本高。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯设备及方法，以使网络与收音机能够共用汽车收音天线。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯设备，包括汽车收音天线、天线接口、防护电路以及滤波匹配电路、多层天线共用器、双工器、射频功放IC、RF射频收发器IC，天线接口连接汽车收音天线，防护电路以及滤波匹配电路和天线接口、多层天线共用器电连接，多层天线共用器通过双工器连接射频功放IC的TX端以及RF射频收发器IC的PRX端，射频功放IC连接RF射频收发器IC的TX端，多层天线共用器连接汽车的收音机射频模块RADIO_ANT端。

进一步地，所述防护电路以及滤波匹配电路的ANT天线端与多层天线共用器的连接点之间串联电容，该电容与ANT天线端之间通过一防护器件接地，该电容与多层天线共用器的公共ANT端之间设置天线的滤波匹配电路。

进一步地，所述双工器由两组不同频率的带阻滤波器组成，将发射和接收讯号相隔离。

进一步地，所述多层天线共用器由两组或多组不同频率带宽滤波器组成，将收发信号分为两个或多个不同频率的通道。

相应地，本发明实施例还提供了一种基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯方法，包括：

步骤1：采用多层天线共用器与汽车的收音机射频模块共用汽车收音天线，将汽车收音天线接收的无线通讯信号按预设的频段分别耦合，分为多个不同频率的通道；

步骤2：多层天线共用器将FM/AM信号发送汽车的收音机射频模块，将网络信号发送至双工器；

步骤3：双工器将接收的网络信号送到RF射频收发器IC，同时，射频功放IC又将较大的发射功率发送到双工器；

步骤4：双工器把较大的功率馈送到多层天线共用器的天线公共端经过防护电路以及滤波匹配电路再到汽车收音天线，实现网络与收音机射频模块共用汽车收音天线的车载网络通讯。

进一步地，所述网络信号包括无线通信网络制式WCDMA、LTE、NR频段中的一种或多种。

进一步地，所述汽车收音天线包括汽车原有的有源收音天线及无源收音天线。

本发明的有益效果为：本发明通过多层天线共用器将RF_ANT网络天线和RADIO_ANT收音天线共用汽车收音天线，降低了电子料成本，还可以满足更多板型的PCB布局，实现利用更小的空间RF射频布局，PCB Layout达更短距离走线到最佳的性能效果；此外，本发明同时代替了现有技术的各自独立天线，因而对车载通讯设备组装上车可减少天线数量以及减少空间的占用。

附图说明

图1是本发明实施例的基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯设备的结构图。

图2是本发明实施例的防护电路以及滤波匹配电路和多层天线共用器的电路结构图。

图3是本发明实施例的基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参照图1，本发明实施例的基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯设备包括汽车收音天线、天线接口、防护电路以及滤波匹配电路、多层天线共用器、收音机射频部分、双工器、射频功放IC、RF射频收发器IC。

防护电路以及滤波匹配电路和天线接口、多层天线共用器电连接，多层天线共用器通过双工器连接射频功放IC的TX端以及RF射频收发器IC的PRX端，射频功放IC连接RF射频收发器IC的TX端，多层天线共用器连接汽车的收音机射频模块RADIO_ANT端以及其他车载设备射频处理电路。

汽车收音天线包含汽车的有源收音天线和无源收音天线。双工器由两组不同频率的带阻滤波器组成，将发射和接收讯号相隔离。

多层天线共用器通过防护电路以及滤波匹配电路连接汽车收音天线，多层天线共用器由两组或多组不同频率带宽滤波器组成，将收发信号分为两个或多个不同频率的通道相隔单独分开，多层天线共用器包含着网络通道RF_ANT端和收音通道RADIO_ANT端。

多层天线共用器的RF1端口连接收音机射频模块RADIO_ANT端，如图1所示，多层天线共用器的RF2端口通过双工器连接射频功放IC以及RF射频收发器IC的RX端，射频功放IC连接RF射频收发器IC的TX端,多层天线共用器的RF3等其它端口连接其它网络信号处理器件。通过更换多层天线共用器型号或增加层级，可拓展更多的射频电路分支，支持更多类型车载网络通讯设备。

如图2所示，ANT天线端收发的每个频率信号经过防护电路以及滤波匹配电路，到多层天线共用器再将网络RF_ANT和RADIO_ANT收发频率信号不同带宽相隔单独RF1、RF2分开，保证接收和发射不同频率带宽都能同时正常工作。

作为一种实施方式，防护电路以及滤波匹配电路的射频收发信号的ANT天线端与多层天线共用器ANT公共端连接点之前串联电容，该电容与ANT天线端之间通过一防护器件（即静电管）接地，该电容与多层天线共用器的公共ANT端之间设置汽车收音天线的滤波匹配电路，滤波匹配电路由电容或电感等器件组成，起到滤波及阻抗匹配的作用；例如，如图2所示，滤波匹配电路为电感，即该电容与多层天线共用器的公共ANT端通过一电感接地。具体实施时，滤波匹配电路也可采用L型或者π型电路。

如图2所示，防护电路以及滤波匹配电路的ANT天线端与多层天线共用器公共端串联电容，电容的左边为1pin接ANT天线，电容右边为2pin接多层天线共用器ANT公共端，ANT天线端与第一所述电容1pin端并连ESD静电管到地，第一电容2pin端与多层天线共用器的ANT端并连电感到地。

ANT天线端对地的ESD静电管可以起到天线受到外界静电保护，ANT天线端与天线共用器公共端串联的C02电容可以起到天线外接电压输入隔离作用，C02电容与多层天线共用器的公共ANT端通过L1电感接地起到收音调频作用。

本发明实施例的基于汽车收音天线共用天线的车载通讯设备包括无线通信网络制式WCDMA（3G）、LTE（4G）、NR（5G）所有频段在内，但不限于上述网络制式。

无线通讯信号由汽车收音天线（ANT天线）经过防护电路以及滤波匹配电路，再将微弱的接收信号进入多层天线共用器分别耦合进来后输出给双工器以及收音机射频模块，双工器再将接收信号送到中频处理（RF射频收发器IC），同时射频功放IC又将较大的发射功率发送到双工器，双工器把较大的功率馈送到多层天线共用器的天线公共端经过匹配电路再到汽车收音天线，同时双工器收发端信号和收音机射频模块ANT端信号分别至汽车收音天线隔离开。

作为一种实施方式，多层天线共用器由两组或多组不同频率带宽滤波器组成，将收发信号分为两个或多个不同频率的通道相隔单独分开，本发明的ANT天线端与多层天线共用器ANT端形成一个防护电路以及滤波匹配电路，ANT天线端与多层天线共用器ANT端的匹配电路起到收发信号的收殓和史密斯圆图的拉位作用。

本发明将汽车收音天线作为网络天线使用，可减少设备对外接天线种类的依赖，减少车内天线数量，简化车载通讯设备安装多个天线的流程，能节省外置网络天线的成本，降低人工组装成本，还解决车上网络信号弱网络连接不稳定等问题，实现共用一个天线就能满足收音机接收信号和射频网络同时共存使用。

请参照图3，本发明实施例的基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯方法，包括：

步骤1：采用多层天线共用器使网络（RF射频）与汽车的收音机射频模块共用汽车收音天线，将汽车收音天线接收的无线通讯信号按预设的频段分别耦合，分为多个不同频率的通道；

步骤2：多层天线共用器将FM/AM信号发送汽车的收音机射频模块，将网络信号发送至双工器；

步骤3：双工器将接收的网络信号送到RF射频收发器IC，同时，射频功放IC又将较大的发射功率发送到双工器；

步骤4：双工器把较大的功率馈送到多层天线共用器的天线公共端经过防护电路以及滤波匹配电路再到汽车收音天线，实现网络与收音机射频模块共用汽车收音天线的车载网络通讯。多层天线共用器RF1脚与网络通道的双工器公共端连接，多层天线共用器RF2脚与收音模块RADIO_ANT端连接。通过更换多层天线共用器型号或增加层级，可拓展更多的射频电路分支，支持更多类型车载通讯设备。

作为一种实施方式，所述网络信号包括无线通信网络制式WCDMA（3G）、LTE（4G）、NR（5G）等频段。

作为一种实施方式，所述汽车收音天线包括汽车原有的有源收音天线及无源收音天线。

本发明可减少设备对外接天线种类的依赖，减少车内天线数量，简化车载通讯设备安装多个天线的流程，能节省外置网络天线的成本，降低人工组装成本，还解决车上网络信号弱网络连接不稳定等问题，实现共用一个天线就能满足收音机接收信号和射频网络同时共存使用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (7)

1.一种基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯设备，其特征在于，包括汽车收音天线、天线接口、防护电路以及滤波匹配电路、多层天线共用器、双工器、射频功放IC、RF射频收发器IC，天线接口连接汽车收音天线，防护电路以及滤波匹配电路和天线接口、多层天线共用器电连接，多层天线共用器通过双工器连接射频功放IC的TX端以及RF射频收发器IC的PRX端，射频功放IC连接RF射频收发器IC的TX端，多层天线共用器连接汽车的收音机射频模块RADIO_ANT端。

2.如权利要求1所述的基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯设备，其特征在于，所述防护电路以及滤波匹配电路的ANT天线端与多层天线共用器的连接点之间串联电容，该电容与ANT天线端之间通过一防护器件接地，该电容与多层天线共用器的公共ANT端之间设置天线的滤波匹配电路。

3.如权利要求1所述的基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯设备，其特征在于，所述双工器由两组不同频率的带阻滤波器组成，将发射和接收讯号相隔离。

4.如权利要求1所述的基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯设备，其特征在于，所述多层天线共用器由两组或多组不同频率带宽滤波器组成，将收发信号分为两个或多个不同频率的通道。

5.一种基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯方法，其特征在于，包括：

步骤1：采用多层天线共用器与汽车的收音机射频模块共用汽车收音天线，将汽车收音天线接收的无线通讯信号按预设的频段分别耦合，分为多个不同频率的通道；

步骤2：多层天线共用器将FM/AM信号发送汽车的收音机射频模块，将网络信号发送至双工器；

步骤3：双工器将接收的网络信号送到RF射频收发器IC，同时，射频功放IC又将较大的发射功率发送到双工器；

步骤4：双工器把较大的功率馈送到多层天线共用器的天线公共端经过防护电路以及滤波匹配电路再到汽车收音天线，实现网络与收音机射频模块共用汽车收音天线的车载网络通讯。

6.如权利要求5所述的基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯方法，其特征在于，所述网络信号包括无线通信网络制式WCDMA、LTE、NR频段中的一种或多种。

7.如权利要求5所述的基于汽车收音天线共用天线的车载网络通讯方法，其特征在于，所述汽车收音天线包括汽车原有的有源收音天线及无源收音天线。

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