CN111987444B - 天线玻璃及交通工具 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种天线玻璃及交通工具，包括外玻璃板、中间层、内玻璃板和天线装置，外玻璃板具有第一表面和第二表面，内玻璃板具有第三表面和第四表面，中间层将外玻璃板的第二表面与内玻璃板的第三表面接合，通过至少两个天线单元设置在外玻璃和内玻璃之间，每个天线单元包括第一天线臂和第二天线臂，第一导电带和第一天线臂设置在介质基板的一个表面上，第二导电带和第二天线臂设置在介质基板的另一个表面上，第一天线臂与第二天线臂形成至少一个反向延伸对称振子，使得天线装置设置于外玻璃和内玻璃之间的部分厚度减小，并且天线装置满足通讯要求，保证了通讯性能同时提高了天线玻璃的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及交通设备领域，尤其涉及一种天线玻璃及交通工具。
背景技术
目前汽车身份识别需要通过在车辆的车窗玻璃上安装ETC(Electronic TollCollection，电子收费系统)天线，实现对汽车的管理。然而，ETC天线厚度较大，将ETC天线设置于汽车玻璃中，容易对汽车玻璃结构造成影响，降低安全性。
发明内容
本申请提供一种天线玻璃及交通工具。
本申请提供一种天线玻璃，包括外玻璃板、中间层、内玻璃板和天线装置，所述外玻璃板具有第一表面和第二表面，所述内玻璃板具有第三表面和第四表面，所述中间层将所述外玻璃板的第二表面与所述内玻璃板的第三表面接合，其中，所述天线装置包括介质基板、第一导电带、第二导电带、馈电部和至少两个天线单元；所述至少两个天线单元设置在所述第二表面和所述第三表面之间；
每个天线单元包括第一天线臂和第二天线臂，所述第一导电带和所述第一天线臂设置在所述介质基板的一个表面上，所述第二导电带和所述第二天线臂设置在所述介质基板的另一个表面上；
所述馈电部设置于所述介质基板，所述第一导电带的一端和所述第二导电带的一端电连接所述馈电部；所述第一导电带的另一端与所述第一天线臂电连接；所述第二导电带的另一端与所述第二天线臂电连接；所述第一天线臂与所述第二天线臂形成至少一个反向延伸对称振子。
本申请提供一种交通工具，其中，所述交通工具包括上述的天线玻璃，所述交通工具还包括车辆主体，所述天线玻璃固定于所述车辆主体上。
本申请提供的天线玻璃及交通工具，通过所述至少两个天线单元设置在所述外玻璃和所述内玻璃之间，每个天线单元包括第一天线臂和第二天线臂，所述第一导电带和所述第一天线臂设置在所述介质基板的一个表面上，所述第二导电带和所述第二天线臂设置在所述介质基板的另一个表面上，所述第一天线臂与所述第二天线臂形成至少一个反向延伸对称振子，使得所述天线装置设置于所述外玻璃和内玻璃之间的部分厚度减小，并且天线装置满足通讯要求，保证了通讯性能同时提高了天线玻璃的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的天线玻璃的局部截面示意图；
图2是本申请实施例提供的天线玻璃的天线装置的示意图；
图3是本申请另一实施例提供的天线玻璃的局部截面示意图；
图4是本申请另一实施例提供的天线玻璃的局部截面示意图；
图5是本申请另一实施例提供的天线玻璃的局部截面示意图；
图6是本申请实施例提供的天线玻璃的天线装置的一面示意图；
图7是本申请实施例提供的天线玻璃的天线装置的另一面示意图；
图8是本申请实施例提供的天线玻璃的天线装置的另一示意图；
图9是本申请实施例提供的天线玻璃的示意图；
图10是本申请实施例提供的天线玻璃的天线装置的方向示意图；
图11是本申请实施例提供的天线玻璃的天线装置的方向示意图；
图12是本申请另一实施例提供的天线玻璃的示意图；
图13是本申请另一实施例提供的天线玻璃的示意图；
图14是本申请实施例提供的天线玻璃的另一截面示意图；
图15是本申请实施例提供的天线玻璃的另一示意图；
图16是本申请实施例提供的天线玻璃的天线装置的反射系数示意图；
图17是本申请另一实施例提供的天线玻璃的截面示意图；
图18是本申请另一实施例提供的天线玻璃的截面示意图；
图19是本申请另一实施例提供的天线玻璃的天线装置的示意图；
图20是本申请实施例提供的交通工具的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“厚度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是暗示或指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
请参阅图1和图2，本申请提供一种天线玻璃100，所述天线玻璃100包括外玻璃板10、中间层20、内玻璃板30和天线装置40。所述外玻璃板10具有第一表面11和第二表面12，所述内玻璃板30具有第三表面31和第四表面32。所述中间层20将所述外玻璃板10的第二表面12与所述内玻璃板30的第三表面31接合。所述天线装置40包括介质基板41、第一导电带42、第二导电带43和至少两个天线单元44和馈电部45。所述至少两个天线单元44设置在所述第二表面12和所述第三表面31之间。每个所述天线单元44包括第一天线臂441和第二天线臂442。所述第一导电带42和所述第一天线臂441设置在所述介质基板41的一个表面上。所述第二导电带43和所述第二天线臂442设置在所述介质基板41的另一个表面上。所述馈电部45设置于所述介质基板41，所述第一导电带42的一端和所述第二导电带43的一端电连接馈电部45。所述第一导电带42的另一端与所述第一天线臂441电连接。所述第二导电带43的另一端与所述第二天线臂442电连接。所述第一天线臂441与所述第二天线臂442形成至少一个反向延伸对称振子。
通过所述至少两个天线单元44设置在所述外玻璃板10和所述内玻璃板30之间，每个天线单元44包括第一天线臂441和第二天线臂442，所述第一导电带42和所述第一天线臂441设置在所述介质基板41的一个表面上，所述第二导电带43和所述第二天线臂442设置在所述介质基板41的另一个表面上，所述第一天线臂441与所述第二天线臂442形成至少一个反向延伸对称振子，使得所述天线装置40设置于所述外玻璃板10和内玻璃板30之间的部分厚度减小，并且天线装置40满足通讯要求，保证了通讯性能同时提高了天线玻璃100的安全性。
可以理解的是，所述天线玻璃100可应用于交通工具，该交通工具可以是汽车，但并不局限于汽车，例如该交通工具也可以是火车、客车、消防车、轮船、飞机、无人机等设备。本申请以所述天线玻璃100应用于汽车进行举例说明，所述天线玻璃100的天线装置40可以应用于ETC(Electronic Toll Collection，电子收费系统)。所述天线装置40的至少一个反向延伸对称振子可以对外辐射天线信号，以使得车辆在ETC中进行身份识别或者信息应答。当然，所述天线装置40并不局限于应用在ETC中，所述天线装置40也可以是应用于V2X(vehicle to X，车用无线通信技术)、或者GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、或者BDS(BeiDou Navigation Satellite System，北斗卫星导航系统)、或者5G毫米波天线。
本实施方式中，在所述天线玻璃100应用于汽车中，所述外玻璃板10的第一表面11朝汽车外部设置，所述第四表面32朝汽车内部设置。中间层20可以是粘接层，用以将所述外玻璃板10和内玻璃板30进行粘接稳固。所述中间层20可以是单层粘接层或多层粘接层，例如所述中间层20为双层粘接层、或三层粘接层、或四层粘接层、或五层粘接层。本实施方式中，以所述中间层20为单层粘接层举例说明。所述中间层20经压合工艺形成于所述外玻璃板10和所述内玻璃板30之间，以便于所述天线玻璃100厚度更小，实现轻量化的目的。
可选的，所述外玻璃板10和内玻璃板30为弯曲玻璃板，即所述第一表面11、第二表面12、第三表面31和第四表面32均为曲面。所述第一表面11至所述第二表面12的距离大于或等于所述第三表面31至所述第四表面32的厚度。所述第三表面31至所述第四表面的32的距离可以小于或等于1.6mm，甚至小于或等于1.0mm，更甚至小于或等于0.7mm。通常，所述第一表面11、第二表面12、第三表面31和第四表面32依次平行；为实现抬头显示(HUD功能)，所述第二表面12和第三表面31呈楔形，即选用楔形结构的中间层20，或者第三表面31和第四表面32呈楔形，即选用楔形结构的内玻璃板30。当然，在其他实施方式中，所述第一表面11、第二表面12、第三表面31和第四表面32也可以是均为平整面。所述第一表面11至所述第二表面12的厚度小于所述第三表面31至所述第四表面32的厚度。
可选的，所述中间层20为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。当然，所述中间层20也可以是乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、或者是SGP离子型中间层、或者是热塑性聚氨酯(TPU)。
本实施方式中，所述天线装置40呈薄片状。所述天线装置40厚度较薄，以利于装夹于所述第二表面12和所述第三表面31之间。可以理解的是，所述第一导电带42和所述第一天线臂441设置于所述介质基板41一面，所述第二导电带43和所述第二天线臂442设置于所述介质基板41的另一面。所述第一导电带42和所述第一天线臂441可以经蚀刻工艺成型于所述介质基板41的一面，所述第二导电带43和所述第二天线臂442可以经蚀刻工艺成型于所述介质基板41的另一面。所述第一导电带42的厚度和所述第一天线臂441的厚度均可以小到纳米级，同样地，所述第二导电带43的厚度和所述第二天线臂442的厚度也是均可以小到纳米级，使得第一导电带42的厚度、第一天线臂441的厚度、第二导电带43的厚度和第二天线臂442的厚度均不影响所述天线玻璃100的生产工艺。为方便理解，可以将所述介质基板41的厚度认定为大约等于所述天线装置40的厚度。
本实施方式中，所述介质基板41为绝缘材料。所述介质基板41为所述第一导电带42、第一天线臂441、第二导电带43和第二天线臂442提供绝缘环境，以防止第一导电带42、第一天线臂441与第二导电带43、第二天线臂442短路。所述介质基板41具有相对靠近所述外玻璃板10的第一基面411和相对靠近所述内玻璃板30的第二基面412。第一导电带42和所述第一天线臂441排布于所述第一基面411，所述第二导电带43和所述第二天线臂442排布于所述第二基面412。所述第一天线臂441和所述第二天线臂442分别形成所述天线单元44的两极，所述第一导电带42和所述第二导电带43分别为形成天线单元44两极的引线。
可选的，所述介质基板41为LCP(Liquid Crystal Polymer，液晶高分子聚合物)基板、或PI(PolyimideFilm，聚酰亚胺薄膜)基板、或MPI(Modified PolyimideFilm，改性聚酰亚胺薄膜)基板。所述介质基板41为柔性薄膜，所述介质基板41具有良好的可折弯性，以方便适配于所述第二表面12和第三表面31进行弯曲。所述介质基板41适用于微波频段，所述介质基板41的工作频率可以达到上百GHz。所述介质基板41具有良好的温度稳定性和频率稳定性，所述介质基板41在10GHz的损耗正切角可以达到0.0015，进而可以大大降低所述天线装置40的线路损耗。所述介质基板41的吸水比率比较低，避免了因潮湿环境引起的天线损耗。
可选的，所述介质基板41的厚度小于或等于200微米，例如，所述介质基板41的厚度可以为170微米、150微米、125微米、100微米、75微米、50微米。
本实施方式中，馈电部45设置于介质基板41的边缘，即所述第一导电带42的一端和所述第二导电带43的一端在所述介质基板41的边缘电连接馈电部45，以便于所述馈电部45与外部的馈电源电连接。可选的，所述馈电部45经同轴线缆与馈电源连接，也可以与馈电源进行耦合连接，或者是经FPC与馈电源电连接。
可以理解的是，所述馈电部45可以设置于外玻璃板10和内玻璃板30之间，即所述馈电部45可以是位于所述第二表面12和第三表面31之间。所述馈电部45也可以是位于所述外玻璃板10和所述内玻璃板30之外，即所述介质基板41远离所述天线单元44的部分从第二表面12和第三表面31延伸出，即馈电部45从第二表面12和第三表面31之间的间距延伸出。所述天线装置40设置至少两个所述天线单元44的部分位于所述第二表面12和第三表面31之间，以利用所述内玻璃板30和所述外玻璃板10对所述天线单元44有效防护，并且方便所述天线单元44对外辐射天线信号，以实现身份识别、通讯交互和信号应答等功能。
本实施方式中，所述第一导电带42与所述第一天线臂441可以是直接电连接，也可以是耦合电连接。所述第一导电带42、第二导电带43、第一天线臂441和第二天线臂442均可以采用银、或铜、或铝等材质，以便于在所述介质基板41上快速成型所述第一导电带42、第二导电带43、第一天线臂441和第二天线臂442。所述第一天线臂441和所述第二天线臂442构成偶极子天线单元，所述第一天线臂441连接所述第一导电带42的一端与所述第二天线臂442连接所述第二导电带43的一端相互靠近。所述第一天线臂441可以是由一个或多个辐射段构成，一个辐射段可以朝远离第一导电带42方向延伸，多个辐射段可以由连接所述第一导线带42的端部处呈发散状延伸。每一辐射段可以沿直线延伸也可以是沿曲线延伸。所述第二天线臂442的结构可以与所述第一天线臂441的结构相同，即第二天线臂442也可以是由一个或多个辐射段构成。所述第二天线臂442的辐射段与所述第一天线臂441的辐射段对应反向延伸。所述第一天线臂441的辐射段与所述第二天线臂442对应反向延伸的辐射段构成一个反向延伸对称振子。即所述第一天线臂441和所述第二天线臂442形成至少一个反向延伸对称振子。利用所述天线装置40包括至少两个天线单元44，至少两个天线单元44对称排布，而每个天线单元44又至少具有一个反向延伸对称振子，使得天线装置40的辐射场对称设置，以便于控制波瓣宽度，提高主辐射方向的增益。
可以理解的是，目前ETC(Electronic Toll Collection，全自动电子收费系统)是智能交通系统的服务功能之一，ETC特别适合应用于高速公路和路桥收费点。汽车车主只要在车辆前挡风玻璃上安装ETC车载单元(OBU)，并预存费用，通过收费站时便不用人工缴费，也无须停车，从而节省社会资源，提高公共交通出行效率。然而目前ETC系统中要求天线具有较高稳定性和较高通信效率，如果车载单元(OBU)的天线出现故障，将无法收到数据，造成ETC交易中断或者失败，因此对车载单元(OBU)的天线进行改进有助于进一步提高ETC效率、进一步节省社会资源、提高交通运行效率。
现在的车载ETC的OBU大多是将天线和硬件电路一起装在一个黑盒中，然后将整个OBU贴在汽车的前挡风玻璃上，然而此种OBU主要存在以下几个缺点：
若将OBU安装在汽车挡风玻璃的内表面，导致OBU的天线需要透过挡风玻璃进行辐射信号，而挡风玻璃由于存在一定厚度，对OBU天线的辐射造成影响。
若OBU的天线部分安装在玻璃外表面，虽然避免了挡风玻璃对天线性能的影响，但OBU的天线会受到外界环境影响，且易被侵蚀，从而影响使用年限和使用性能。
由于目前OBU的天线单元44是设置在PCB板上，即天线单元44的厚度较大，而挡风玻璃受板材材料、厚度尺寸和合片工艺的等限制，导致挡风玻璃的夹层中空间有效，即现有OBU的天线无法直接夹在两片玻璃中间。目前的OBU的天线和汽车的挡风玻璃是分立的，没有集成化，导致天线增益比较低，信号损耗比较大。
为了方便将天线单元设置于玻璃的夹层中，以减小玻璃对天线损耗影响，并避免外界对天线的侵蚀，而且天线的辐射只朝向车外，故采用微带天线的形式装夹于挡风玻璃中。然而为了保证微带天线的效率增益等性能，微带天线的厚度需要满足一定的要求，然而若将微带天线装夹于挡风玻璃中，需要降低微带天线厚度，而将微带天线厚度降低又很难使得微带天线满足在5.8G频率要求。另外一种方式，为了即保证微带天线厚度要求以保证微带天线满足5.8GHz频率，而且还需要将微带天线夹在玻璃中间，就需要在玻璃中按照天线的外形开一个槽来放置天线，这加大了玻璃合片工艺的复杂度，并且容易降低玻璃的结构安全性。
本申请的天线装置40采用将第一导电带42和第一天线臂441形成于介质基板41的一面，并在介质基板41的另一面形成第二导电带43和第二天线臂442，使得天线装置40的厚度与介质基板41的厚度相当。利用所述介质基板41采用LCP基板、或PI基板、或MPI基板，使得介质基板41可以满足厚度减小至微米级，并且介质基板41的工作频率满足高频要求，使得天线装置40可以装夹在所述外玻璃板10和所述内玻璃板30之间，且不必对外玻璃板10和内玻璃板30进行开槽，而且天线装置40的增益增大，损耗减小，提高天线性能。
进一步地，所述第一导电带42用以传输信号，所述第二导电带43用以接地，所述第一导电带42在所述第二导电带43的正投影至少位于所述第二导电带43内。
本实施方式中，利用所述第一导电带42传输信号，所述第二导电带43接地，使得所述第一天线臂441接入信号，所述第二天线臂442接地，而所述第一天线臂441靠近所述外玻璃板10，所述第二天线臂442靠近所述内玻璃板30，使得所述天线单元44的损耗减小。
具体的，所述第一基面411贴合所述第二表面12，所述第二基面412至所述第三表面31存在一定间距。所述第一导电带42和所述第一天线臂441至所述第一表面11的距离等于所述第二表面12至所述第一表面11的距离，使得所述天线装置40受到所述外玻璃的损耗降到最低。
请参阅图3，在另一个实施例中，与图1所示实施例大致相同，不同的是，所述第二基面412贴合所述第三表面31，所述第一基面411与所述第二表面12之间存在一定间距。
请参阅图4，在另一个实施例中，与图1所示实施例大致相同，不同的是，所述第一基面411与所述第二表面12存在一定间距，所述第二基面412与所述第三表面31存在一定间距，所述第一基面411至所述第二表面12的距离小于所述第二基面412至所述第三表面31的距离。
请参阅图5，在另一个实施例中，与图1所示实施例大致相同，不同的是，所述第一导电带42和所述第一天线臂441形成于所述第二基面412，所述第二导电带43和所述第二天线臂442形成于所述第一基面411。
请参阅图6和图7，进一步地，所述天线装置40包括偶数个天线单元44，所述偶数个天线单元44对称排布在所述第一导电带42的两侧。
本实施方式中，所述第一导电带42沿直线延伸，所述第二导电带43沿直线延伸。所述第一导电带42的中心轴线与所述第二导电带43的中心轴线所构成的平面垂直所述第一基面411。所述第一导电带42的中心轴线为距离所述第一导电带42两长侧边距离相等的直线。所述第二导电带43的中心轴线为距离所述第二导电带43两长侧边距离相等的直线。所述第一导电带42远离所述馈电部45的一端延伸出偶数个的第一分支导电带421。所述第二导电带43远离所述馈电部45的一端延伸出偶数个的第二分支导电带431。偶数个的第二分支导电带431与偶数个的第一分支导电带421一一对应。偶数个的第一分支导电带421对称排布于所述第一导电带42长度方向两侧，偶数个的第二分支导电带431对称排布于所述第二导电带43长度方向两侧。每一所述天线单元44对应设置于所述第一分支导电带421远离所述第一导电带42的端部，以及设置于所述第二分支导电带431远离所述第二导电带43的端部。即每一所述天线单元44的第一天线臂441连接于所述第一分支导电带421的端部，每一所述第二天线臂442连接于所述第二分支导电带431的端部。
具体的，所述第一分支导电带421可以沿大致垂直所述第一导电带42的方向延伸出，每一所述第二分支导电带431可以沿大致垂直所述第二导电带43的方向延伸出。所述第一分支导电带421的中心轴线与所述第二分支导电带431的中心轴线所构成的平面垂直所述第一基面411。所述第一分支导电带421的中心轴线为距离所述第一分支导电带421相对两侧长边距离相等的直线，所述第二分支导电带431的中心轴线为距离所述第二分支导电带431相对两侧长边距离相当的直线。
本申请的天线装置40对所述天线单元44的数量并不限定，例如，所述天线装置40可以设置两个天线单元44、或四个天线单元44、或六个天线单元44、或八个天线单元44。本申请的实施方式以所述天线装置40包括六个天线单元44进行举例说明。
具体的，所述第一导电带42长度方向相对的两侧各延伸出三个所述第一分支导电带421。所述第二导电带43长度方向相对的两侧各延伸出三个所述第二分支导电带431。所述第一导电带42远离所述馈电部45的一端在长度方向两侧均延伸出两个第一分叉线路422，两个第一分叉线路422靠近所述第一导电带42的端点连接在一起，并经导电线路连接所述第一导电带42。所述第一分叉线路422远离所述第一导电带42的端点位于相邻两个所述第一分支导电带421之间，并且距离相邻两个所述第一分支导电带421相等。所述第一分叉线路422远离所述第一导电带42的端点与相邻两个所述第一分支导电带421靠近所述第一导电带42的端点连接有第二分叉线路423，以实现所述第一分支导电带421经所述第二分叉线路423、第一分叉线路422连接所述第一导电带42。所述第二分支导电带431直接由所述第二导电带43相对的两长侧边延伸出，并且所述第二分支导电带431的长度方向垂直所述第二导电带43的长度方向。
本申请的实施方式中，所述第一分支导电带421与所述第一导电带42之间的连接方式并不局限于以上方式，例如在所述第一导电带42一侧的三个所述第一分支导电带421与所述第一导电带42之间还可以分别连接三个分线和连接三个分线的一个总线，该总线连接所述第一导电带42的一侧边。
进一步地，所述天线装置40还包括两个分别排布在所述第一导电带42两侧的功分线路46，每个功分线路46的一端与所述第一导电带42电连接，每个功分线路46的另一端分别与同侧的第一天线臂441电连接。
本实施方式中，排布于所述第一导电带42一侧的第一分叉线路422和第二分叉线路423共同构成排布于所述第一导电带42一侧的功分线路46。所述功分线路46将排布于所述第一导电带42一侧的多个第一天线臂441与所述第一导电带42导通，以使得所述第一导电带42将馈电能量均匀分配至多个所述天线单元44。两个所述功分线路46分别连接所述第一导电带42两侧的第一天线臂441，使得所述第一导电带42两侧的天线辐射场均匀排布，以增大所述天线装置40的中间区域辐射强度。
进一步地，所述天线装置40还包括相位延迟线路47，所述相位延迟线路47位于其中一个功分线路46和所述第一导电带42之间，所述相位延迟线路47的一端与所述第一导电带42电连接，另一端与同侧的功分线路46的一端电连接。
本实施方式中，所述相位延迟线路47的一端连接于所述第一导电带42远离所述馈电部45的一端，另一侧的所述功分线路46和所述相位延迟线路47连接所述第一导电带42同一端。利用所述相位延迟线路47连接于所述第一导电带42和同侧的所述功分线路46，使得同侧所述天线单元44辐射信号与另一侧所述天线单元44辐射信号叠加，以增加整体所述天线装置40的辐射信号强度。
进一步地，请参阅图8，所述介质基板41设有主体部413和由所述主体部413延伸出的引导部414，所述引导部414的宽度小于所述主体部413的宽度。所述第一导电带42的一端和所述第二导电带43的一端在位于所述引导部414的远离所述主体部413的一端形成所述馈电部45，所述第一导电带42和所述第二导电带43均由所述馈电部45延伸至所述主体部413，所述天线单元44设置于所述主体部413。
本实施方式中，所述主体部413具有长度方向相对的第一边缘4131和第二边缘4132，以及在宽度方向相对的两个第三边缘4133。所述第三边缘4133连接所述第一边缘4131和所述第二边缘4132。所述引导部414连接于所述第二边缘4132。所述引导部414具有远离所述第二边缘4132的第四边缘4141，和连接所述第四边缘4141和所述第二边缘4132的两个第五边缘4142。两侧的所述第五边缘4142至所述第三边缘4133的距离相等。所述第四边缘4141至所述第二边缘4132的距离大于两个所述第三边缘4133的距离。两个所述第五边缘4142的距离构成所述引导部414的宽度，两个所述第三边缘4133的区域构成所述主体部413的宽度。利用所述引导部414的宽度小于所述主体部413的宽度，使得所述介质基板41的结构优化，以减小所述天线装置40的制作成本。所述馈电部45设置于所述引导部414靠近第四边缘4141处。所述天线单元44排布于所述主体部413中间区域。所述第一导电带42的中心轴线与所述引导部414的中心轴线重合。所述引导部414的中心轴线为距离两个所述第五边缘4142相等的直线。
在一个实施例中，请一并参阅图8和图9，所述引导部414的第四边缘4141位于所述外玻璃板10和所述内玻璃板30之外，以使得所述馈电部45在所述外玻璃板30和所述内玻璃板外与馈电源电连接。
具体的，所述外玻璃板10和所述内玻璃板30在边缘处设置凹槽301，所述主体部413位于所述第二表面12和所述第三表面31之间，所述引导部414设置所述第四边缘4141的端部从所述凹槽301延伸出，并相对引导部414连接所述主体部413的一端折弯。所述引导部414设置所述第四边缘4141的端部贴合于所述第四表面32，以便于所述馈电部45在所述外玻璃和所述内玻璃外侧连接馈电源。所述引导部414连接所述主体部413的端部以及所述主体部413均位于所述第二表面12和第三表面31之间，以使得至少两个所述天线单元44得到防护。利用所述引导部414从所述凹槽301延伸出，以避免所述外玻璃的边缘和所述内玻璃的边缘割裂所述引导部414，保证所述天线装置40的安全性。
更为具体的，所述第一边缘4131的长度为30mm～40mm，例如所述第一边缘4131长度为35mm。所述第二边缘4132的长度等于所述第一边缘4131的长度。所述第三边缘4133的长度为50mm～60mm，例如所述第三边缘4133的长度为56mm。所述天线装置40设置六个所述天线单元44，每一天线单元44对应连接所述第一分支导电带421和第二分支导电带431。其中，位于中间的所述第一分支导电带421的中心轴线距离所述第一边缘4131为15mm～30mm，例如距离为20mm，位于中间的所述第一分支导电带421的中心轴线距离所述第二边缘4132为30mm～40mm，例如距离为36mm。位于中间的第一分支导电带421为与所述第一导电带42端点大致平齐的第一分支导电带421。所述第二边缘4132至所述第四边缘4141的距离为30mm～45mm，例如距离为39mm。可以理解的是，位于中间的两个第一分支导电带421所连接的两个天线单元44信号辐射强度较大，而分别靠近所述第一边缘4131和第二边缘4132的天线单元44信号辐射强度较小，从而便于控制所述天线装置40的方向图波瓣宽度和提高主辐射方向的增益。如图10和图11所示，分别为所述天线装置的方向图，所述天线装置40在phi＝0°和phi＝90°的3dB波瓣宽度都小于70°，满足ETC标准对于OBU天线的设计要求。
请参阅图12，在另一个实施例中，与图9所示实施例大致相同，不同的是，所述引导部414和所述主体部413均位于所述第二表面12和所述第三表面31之间。所述引导部414的边缘靠近所述外玻璃板10的边缘和所述内玻璃板30的边缘。所述内玻璃板30对应所述引导部414的馈电部45设有通孔39，所述通孔39用以供同轴线缆座接入，并使得同轴线缆座与所述馈电部45连接，实现所述馈电部45利用所述同轴线缆座电连接馈电源。
请参阅图13，在另一个实施例中，与图9所示实施例大致相同，不同的是，所述主体部413位于所述第二表面12和所述第三表面31之间，所述主体部413的第二边缘4132与所述外玻璃板10的边缘和所述内玻璃板30的边缘对齐，以使得所述引导部414较多区域位于所述外玻璃板10和所述内玻璃板30夹层之外。
进一步地，请继续参阅图8，所述第二导电带43具有排布于所述引导部414的第一区域439和排布于所述主体部413的第二区域438。所述第一区域439与所述引导部414完全重合。所述第二区域438的宽度小于所述第一区域439的宽度。所述第二区域438设有分别连接两侧所述天线单元44的两个接地侧边4381。两个所述接地侧边4381分别至两个所述第五边缘4142距离相等。两侧的所述第二分支导电带431分别由两个所述接地侧边4381延伸出。所述相位延迟线路47和所述功分线路46在所述第二基面412的正投影位于所述第二区域438内。所述第一导电带42在所述第二基面412的正投影位于所述第二导电带43所在区域内。所述第一分支导电带421在所述第二基面412的正投影区域位于所述第二分支导电带431所在区域内，以提高所述天线装置40的辐射场范围。
进一步地，请一并参阅图14和图15，所述天线装置40还包括信号反射层48，所述信号反射层48设置于所述内玻璃板30的表面。所述信号反射层48位于所述介质基板41背离所述第一表面11一侧。所述信号反射层48用于向汽车外部空间反射天线信号，以及提高汽车与路侧ETC装置的天线信号强度。
本实施方式中，所述信号反射层48设置于所述第四表面32上，所述信号反射层48采用印刷工艺形成于所述第四表面32上，以保证所述信号反射层48与所述内玻璃板30的结构稳固性，以及使得所述信号反射层48至所述天线单元44存在一定间距，以便于控制所述天线装置40对外辐射信号强度。所述信号反射层48形成于所述第四表面32，使得所述信号反射层48不易损毁，且与内玻璃板30结构稳固性提高。
可选的，所述信号反射层48呈矩形片状。所述信号反射层48的长侧边平行所述第三边缘4133，所述信号反射层48的长侧边尺寸为60mm～80mm，例如所述信号反射层48的长侧边尺寸为76.5mm。所述信号反射层48的宽侧边尺寸为40mm～80mm，例如所述信号反射层48的宽侧边尺寸为72.5mm。
具体的，所述信号反射层48至少覆盖所述主体部413。所述主体部413在所述信号反射层48的正投影位于所述信号反射层48内。所述信号反射层48的中心轴线与所述主体部413的中心轴线对齐。所述信号反射层48的中心轴线为距离所述信号反射层48两长边相等的直线。所述主体部413的中心轴线为距离两个所述第三边缘4133相等的直线。所述信号反射层48靠近所述第二边缘4132的一边缘至所述第二边缘4132设置预设偏移距离，所述偏移距离小于所述信号反射层48靠近所述第一边缘4131至所述第一边缘4131的距离。通过控制所述偏移距离的大小，使得所述反射层对所述天线单元44的天线反射强度进行控制，以便于控制所述天线装置40的辐射天线信号强度。如图16所示，所述天线装置40在5.8GHz的S11为-22.8dB，所述天线装置40的阻抗匹配良好，且在ETC的整个工作频带内S11都可以满足要求。
可选的，所述信号反射层48为印刷银浆层、或镀银层、镀铜层、镀铝层、银基纳米膜、TCO纳米膜。本申请的实施方式中，所述信号反射层48为印刷银浆层举例，所述信号反射层48经印刷工艺形成于所述第四表面32。所述信号反射层48随所述第四表面32弯曲。当然，在其他实施方式中，所述信号反射层48还可以印刷形成于所述第三表面31。
在另一个实施例中，所述信号反射层48至少覆盖所述主体部413设置有所述天线单元44的部分，所述主体部413具有未被所述信号反射层48覆盖的部分。所述信号反射层48的形状与所述天线单元44、第一分支导电带421、功分线路46、相位延迟线路47和第一导电带42所排布的形状大致相同，即所述信号反射层48的边缘随所述天线单元44、第一分支导电带421、功分线路46、相位延迟线路47和第一导电带42的边缘往外偏置预设距离，以减小所述信号反射层48的面积，从而减小所述信号反射层48的生产成本。
进一步地，所述信号反射层48与所述介质基板41之间的距离大于或等于内玻璃板30的厚度。
本实施方式中，以所述内玻璃板30的厚度为2.1mm进行举例说明，即所述信号反射层48与所述介质基板41之间的距离大于或等于2.1mm。
在一个实施例中，所述介质基板41贴合于所述第二表面12，所述信号反射层48形成于所述第四表面32。由于所述介质基板41的厚度达到微米级，使得所述介质基板41自身厚度不影响所述天线玻璃100的生产工艺，从而所述信号反射层48至所述介质基板41的厚度大致等于所述第四表面32至所述第二表面12的距离，即所述信号反射层48与所述介质基板41之间的距离大于2.1mm。
请参阅图17，在另一个实施例中，所述介质基板41贴合于所述第三表面31，所述信号反射层48形成于所述第四表面32。所述信号反射层48至所述介质基板41的厚度大致等于所述第四表面32至所述第三表面31的距离，即所述信号反射层48与所述介质基板41之间的距离等于2.1mm。
请参阅图18，在另一个实施例中，所述介质基板41贴合于所述第二表面12，所述信号反射层48形成于所述第三表面31。所述信号反射层48至所述介质基板41的厚度大致等于所述第二表面12至所述第三表面31的距离，即大致等于所述中间层20的厚度，通常大于或等于0.76mm。
请继续参阅图6、图7和图8，在一个实例中，所述第一天线臂441呈V形，所述第一天线臂441具有第一辐射段4411和第二辐射段4412，所述第二天线臂442呈V形，所述第二天线臂442具有第三辐射段4421和第四辐射段4422，所述第一辐射段4411和所述第三辐射段4421形成第一反向延伸对称振子，所述第二辐射段4412和所述第四辐射段4422形成第二反向延伸对称振子。
具体的，所述第一辐射段4411和所述第二辐射段4412均连接所述第一分支导电带421远离所述第一导电带42的端点，所述第一辐射段4411与所述第二辐射段4412之间设置第一预设夹角。所述第一辐射段4411的宽度与所述第二辐射段4412的宽度相等，所述第一辐射段4411的宽度与所述第一分支导电带421的宽度相等。可选的，所述第一预设夹角为90°。所述第一辐射段4411呈直线延伸。所述第二辐射段4412呈直线延伸。所述第一辐射段4411与所述第一分支导电带421的夹角为135°，所述第一辐射段4411和所述第二辐射段4412以所述第一分支导电带421作为对称轴对称设置。所述第三辐射段4421和所述第四辐射段4422均连接所述第二分支导电带431远离所述第二导电带43的端点，所述第三辐射段4421与所述第四辐射段4422之间设置第二预设夹角。所述第三辐射段4421的宽度与所述第四辐射段4422的宽度相等，所述第三辐射段4421宽度与所述第一辐射段4411的宽度相等。可选的，所述第二预设夹角为90°。所述第三辐射段4421呈直线延伸。所述第四辐射段4422呈直线延伸。所述第三辐射段4421与所述第二分支导电带431的夹角为45°。所述第一辐射段4411与所述第三辐射段4421在同一直线上反向延伸，所述第二辐射段4412和所述第四辐射段4422在同一直线上反向延伸。所述第一辐射段4411与所述第二辐射段4412连接端点对齐于所述第三辐射段4421与所述第四辐射段4422连接端点。所述天线单元44设置一个所述第一天线臂441和一个所述第二天线臂442，使得所述天线装置40的各天线单为±45°极化，进而可以接收圆极化和线极化信号。当然，在其他实施方式中，所述第一辐射段4411与所述第一分支导电带421的夹角也可以是45°，所述第二辐射段4412与所述第一分支导电带421的夹角为135°，所述第三辐射段4421与所述第二分支导电带431的夹角也可以是45°，所述第四辐射段4422与所述第二分支导电带431的夹角为135°，所述第一辐射段4411和所述第三辐射段4421形成第一反向延伸对称振子，所述第二辐射段4412和所述第四辐射段4422形成第二反向延伸对称振子。当然，在其他实施方式中，所述天线单元44也可以设置多个V形的第一天线臂441和多个V形的第二天线臂442，多个所述第二天线臂442与多个所述第一天线臂441以天线单元44的中心点呈圆形阵列排布设置，其中，所述第一分支导电带421远离所述第一导电带42的端点与所述第二分支导电带431远离所述第二导电带43的端点对齐并共同形成天线单元44的中心点。
在另一个实施例中，请参阅图19，所述第一天线臂441呈直线形，所述第二天线臂442呈直线形。所述第一天线臂441与所述第一分支导电带421设置预设夹角，所述第二天线臂442相对所述第一天线臂441反向延伸。所述第一天线臂441连接所述第一分支导电带421的端点与所述第二天线臂442连接所述第二分支导电带431的端点对齐。可选的，所述第一天线臂441与所述第一分支导电带421的夹角为90°，所述第二天线臂442与所述第二分支导电带431的夹角为90°。可以理解的是，每一所述天线单元44可设置多个所述第一天线臂441，多个所述第一天线臂441由所述第一分支导电带421远离所述第一导电带42的端点处呈发散状延伸，相邻两个所述第一天线臂441夹角相等。每一所述天线单元44可设置多个第二天线臂442，多个所述第二天线臂442由所述第二分支导电带431远离所述第二导电带43的端点处呈发散状延伸，相邻两个所述第二天线臂442夹角相等，每一所述第二天线臂442对应每一所述第一天线臂441反向延伸。可以理解的是，多个所述第二天线臂442与多个所述第一天线臂441以天线单元44的中心点呈圆形阵列排布设置，其中，所述第一分支导电带421远离所述第一导电带42的端点与所述第二分支导电带431远离所述第二导电带43的端点对齐并共同形成天线单元44的中心点。当然，在其他实施方式中，所述第一天线臂441还可以呈弧形曲线延伸，所述第二天线臂442也可以呈弧形曲线延伸，所述第二天线臂442与所述第一天线臂441以天线单元44的中心点呈圆形阵列排布设置，其中，所述第一分支导电带421远离所述第一导电带42的端点与所述第二分支导电带431远离所述第二导电带43的端点对齐并共同形成天线单元44的中心点。
请参阅图20，本申请还提供一种交通工具200，所述交通工具200包括所述天线玻璃100。本申请以所述交通工具200为汽车进行举例说明，但并不局限于所述交通工具200为汽车，所述交通工具200还可以是火车、客车、消防车、轮船、飞机、无人机等设备。
本实施方式中，所述交通工具200还包括车辆主体210。所述天线玻璃100固定于所述车辆主体210上。所述车辆主体210包括底盘2101、车轮组件2102、动力机构(未示出)、车身2103。所述车轮组件2102转动连接于所述底盘2101，所述动力机构安装于所述底盘2101，以输出扭矩动力至所述车轮组件2102。所述车身2103固定于所述底盘2101上，所述天线玻璃100安装在所述车身2103的开口处。所述天线玻璃100可以是汽车的前挡风玻璃。所述天线装置40可以设置天线玻璃100靠近所述交通工具200的顶部位置。当然，在其他实施方式中，所述天线玻璃100也可以是汽车的后挡风玻璃、或后视镜玻璃、或侧窗玻璃、或车顶天窗玻璃。
通过所述至少两个天线单元44设置在所述外玻璃和所述内玻璃之间，每个天线单元44包括第一天线臂441和第二天线臂442，所述第一导电带42和所述第一天线臂441设置在所述介质基板41的一个表面上，所述第二导电带43和所述第二天线臂442设置在所述介质基板41的另一个表面上，所述第一天线臂441与所述第二天线臂442形成至少一个直线对称振子，使得所述天线装置40设置于所述外玻璃和内玻璃之间的部分厚度减小，并且天线装置40满足通讯要求，保证了通讯性能同时提高了天线玻璃100的安全性。
以上是本申请实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (14)
1.一种天线玻璃，所述天线玻璃应用于汽车中，包括外玻璃板、中间层、内玻璃板和天线装置，所述外玻璃板具有第一表面和第二表面，所述内玻璃板具有第三表面和第四表面，所述中间层将所述外玻璃板的第二表面与所述内玻璃板的第三表面接合，所述外玻璃板和所述内玻璃板为弯曲玻璃板；其特征在于，所述天线装置包括介质基板、第一导电带、第二导电带、馈电部和偶数个天线单元，所述偶数个天线单元对称排布在所述第一导电带的两侧，所述偶数个天线单元设置在所述第二表面和所述第三表面之间；所述天线单元的数量为至少四个；
每个天线单元包括第一天线臂和第二天线臂，所述第一导电带和所述第一天线臂设置在所述介质基板的一个表面上，所述第二导电带和所述第二天线臂设置在所述介质基板的另一个表面上；
所述馈电部设置于所述介质基板，所述第一导电带的一端和所述第二导电带的一端电连接所述馈电部；所述第一导电带的另一端与所述第一天线臂电连接；所述第二导电带的另一端与所述第二天线臂电连接；所述第一天线臂由一个或多个辐射段构成，所述第二天线臂由一个或多个辐射段构成，所述第一天线臂的辐射段与所述第二天线臂的辐射段对应反向延伸，所述第一天线臂的辐射段与所述第二天线臂对应反向延伸的辐射段构成一个反向延伸对称振子，所述第一天线臂与所述第二天线臂形成至少一个反向延伸对称振子；所述第一导电带用以传输信号，所述第二导电带用以接地，所述第一导电带在所述第二导电带的正投影至少位于所述第二导电带内；
所述介质基板设有主体部和由所述主体部延伸出的引导部，所述引导部的宽度小于所述主体部的宽度，所述馈电部位于所述引导部的远离所述主体部的一端，所述第一导电带和所述第二导电带均由所述馈电部延伸至所述主体部，所述天线单元设置于所述主体部；
所述第一导电带远离所述馈电部的一端延伸出偶数个的第一分支导电带，所述第二导电带远离所述馈电部的一端延伸出偶数个的第二分支导电带，偶数个的第二分支导电带与偶数个的第一分支导电带一一对应，偶数个的第一分支导电带对称排布于所述第一导电带长度方向两侧，偶数个的第二分支导电带对称排布于所述第二导电带长度方向两侧，所述第二分支导电带直接由所述第二导电带相对的两长侧边延伸出，每一所述天线单元对应设置于所述第一分支导电带远离所述第一导电带的端部；所述第一导电带远离所述馈电部的一端在长度方向两侧均延伸出两个第一分叉线路，两个第一分叉线路靠近所述第一导电带的端点连接所述第一导电带，第一分叉线路远离所述第一导电带的端点与相邻两个所述第一分支导电带靠近所述第一导电带的端点连接有第二分叉线路；
所述天线装置还包括两个分别排布在所述第一导电带两侧的功分线路，排布于所述第一导电带一侧的第一分叉线路和第二分叉线路共同构成排布于所述第一导电带一侧的功分线路，每个功分线路的一端与所述第一导电带电连接，每个功分线路的另一端分别与同侧的第一天线臂电连接；
所述天线装置还包括相位延迟线路，所述相位延迟线路位于其中一个功分线路和所述第一导电带之间，所述相位延迟线路的一端与所述第一导电带电连接，另一端与同侧的功分线路的一端电连接,另一侧的所述功分线路和所述相位延迟线路连接所述第一导电带同一端。
2.根据权利要求1所述的天线玻璃，其特征在于：
所述引导部的至少部分固定在所述第四表面上。
3.根据权利要求1～2任意一项所述的天线玻璃，其特征在于：
所述天线装置还包括信号反射层，所述信号反射层设置于所述内玻璃板的第三表面或第四表面。
4.根据权利要求3所述的天线玻璃，其特征在于：
所述信号反射层至少覆盖所述主体部。
5.根据权利要求4所述的天线玻璃，其特征在于：
所述信号反射层至少覆盖所述主体部设置有所述天线单元的部分，所述主体部具有未被所述信号反射层覆盖的部分。
6.根据权利要求5所述的天线玻璃，其特征在于，
所述信号反射层靠近所述馈电部的边缘与所述主体部靠近所述馈电部的边缘设置预设偏移距离。
7.根据权利要求4所述的天线玻璃，其特征在于：
所述信号反射层为印刷银浆层、镀银层、镀铜层、镀铝层、银基纳米膜或TCO纳米膜。
8.根据权利要求4所述的天线玻璃，其特征在于：
所述信号反射层与所述介质基板之间的距离大于或等于所述内玻璃板的厚度。
9.根据权利要求1～2任意一项所述的天线玻璃，其特征在于：
所述介质基板的材料为LCP、或PI、或MPI的绝缘柔性材料，所述介质基板的厚度小于或等于200微米。
10.根据权利要求1～2任意一项所述的天线玻璃，其特征在于：
所述第一天线臂呈直线形，所述第二天线臂呈直线形。
11.根据权利要求1～2任意一项所述的天线玻璃，其特征在于：
所述第一天线臂呈V形，所述第一天线臂具有第一辐射段和第二辐射段，所述第二天线臂呈V形，所述第二天线臂具有第三辐射段和第四辐射段，所述第一辐射段和所述第三辐射段形成第一反向延伸对称振子，所述第二辐射段和所述第四辐射段形成第二反向延伸对称振子。
12.根据权利要求11所述的天线玻璃，其特征在于：
所述第一辐射段和所述第二辐射段的夹角为90°，所述第三辐射段和所述第四辐射段的夹角为90°。
13.根据权利要求1～2任意一项所述的天线玻璃，其特征在于，
所述天线装置为ETC天线、或V2X天线、或GPS天线、或BDS天线、或毫米波天线。
14.一种交通工具，其特征在于，
所述交通工具包括权利要求1～13任意一项所述的天线玻璃，所述交通工具还包括车辆主体，所述天线玻璃固定于所述车辆主体上。
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