CN112310614A - 一种车载天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载天线，属于天线技术领域。本发明的车载天线包括载体，所述载体设置为车窗玻璃，所述载体的一侧设有反射底板，所述反射底板上设有馈电网络，所述载体的另一侧设有GNSS辐射片群，还包括第一馈电部件，所述第一馈电部件贯穿所述载体，所述第一馈电部件的一端与所述馈电网络相连，所述第一馈电部件的另一端与所述GNSS辐射片群相连。本发明的车载天线采用汽车车窗玻璃作为载体，载体一方面用于安装和固定天线，相比于在车身上安装的方式，可以避免对汽车风阻系数、外观设计难度、配合难度以及管理成本造成的影响，另一方面还作为天线的介质板，参与天线的馈电，可实现在有限损耗下保证高精度定位功能的信号接入。

Description

一种车载天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种车载天线。

背景技术

随着汽车的智能化发展，自动驾驶技术要求高精度定位系统的引入，其中高精度定位天线的引入是满足高精度定位信号的接入关键。GNSS(Global Navigation SatelliteSystem，全球卫星导航系统)天线是用于实现高精度定位的主要天线。

目前，天线相对于汽车车身属于独立的部件，即天线多是在汽车车身成型之后置于汽车车身上。传统置入方式为外置或内置于扰流板上，其中，当天线外置设置时，会影响汽车车身的外观设计、额外增加汽车的风阻系数，而当天线内置设置时，会使得安装处的车身厚度以及环境厚度较高，且天线作为独立部件的置入状态还同时影响着结构上配合难度(如结构公差)和管理成本(如安装或拆换)。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明实施例提供一种车载天线，借助汽车车窗玻璃作为载体安装天线，能够在有限损耗下保证高精度定位功能的信号接入，显著降低天线安装对车身风阻系数、外观设计、结构配合、管理成本等的影响。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种车载天线，包括载体，所述载体设置为车窗玻璃，所述载体的一侧设有反射底板，所述反射底板上设有馈电网络，所述载体的另一侧设有GNSS辐射片群，还包括第一馈电部件，所述第一馈电部件贯穿所述载体，所述第一馈电部件的一端与所述馈电网络相连，所述第一馈电部件的另一端与所述GNSS辐射片群相连。

可选的，所述GNSS辐射片群包括第一辐射部件与第二辐射部件，所述第一辐射部件设于所述第二辐射部件与所述载体之间，所述第一辐射部件包括第一导电区域与第一绝缘区域，所述第二辐射部件包括第二导电区域、第二绝缘区域与第三导电区域，所述第二绝缘区域设于所述第二导电区域内部，所述第三导电区域设于所述第二绝缘区域内部，所述第一馈电部件贯穿所述第一绝缘区域，并与所述第三导电区域相连，所述第三导电区域与所述第一导电区域通过第一导电部件相连，所述第一导电部件与所述第二导电区域通过第二导电部件相连。

可选的，所述第二导电区域的外侧设有第一调谐枝节，所述第二导电区域的内侧设有第二调谐枝节。

可选的，所述第二导电区域的外侧设有若干扼流条带，若干所述扼流条带沿所述第二导电区域周向设置，所述扼流条带上设有金属柱，所述金属柱一端设于所述扼流条带沿顺时针方向的前半部分，所述金属柱的另一端与所述反射底板相连。

可选的，所述GNSS辐射片群还包括基片，所述基片固设于所述载体上，所述第一辐射部件设于所述基片的下表面，所述第二辐射部件设于所述基片的上表面。

可选的，所述第一辐射部件与所述第二辐射部件分别印制于所述基片上。

可选的，所述第一馈电部件分别与所述反射底板、所述基片螺纹锁固。

可选的，还包括蜂窝辐射片群，所述蜂窝辐射片群包括蜂窝辐射片以及第二馈电部件，所述蜂窝辐射片设于所述基片的上表面，所述第二馈电部件贯穿所述载体与所述基片，所述第二馈电部件的一端与所述蜂窝辐射片相连，所述第二馈电部件的另一端与所述反射底板相连。

可选的，所述第二馈电部件分别与所述反射底板、所述基片螺纹锁固。

可选的，所述蜂窝辐射片印制于所述基片上。

本发明的有益效果：

本发明公开了一种车载天线，其应用于汽车上，相比于传统外置于汽车车身上或内置于汽车内部的车载天线，本发明的车载天线采用汽车车窗玻璃作为载体，分别在载体的两个侧面安装反射底板以及GNSS辐射片群，并通过贯穿载体的第一馈电部件将反射底板与GNSS辐射片群相连，以实现对 GNSS辐射片群的馈电，其中，载体(汽车车窗玻璃)一方面用于安装和固定天线，相比于在车身上安装的方式，可以避免对汽车风阻系数、外观设计难度、配合难度以及管理成本造成的影响，另一方面还作为天线的介质板，参与天线的馈电，可实现在有限损耗下保证高精度定位功能的信号接入。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本发明实施例的车载天线的结构示意图；

图2是本发明实施例GNSS辐射片群一个视角的结构示意图；

图3是本发明实施例GNSS辐射片群另一个视角的结构示意图。

其中图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1、载体；2、反射底板；3、GNSS辐射片群；4、第一馈电部件；5、蜂窝辐射片群；30、第一辐射部件；31、第二辐射部件；32、第一导电部件； 33、第二导电部件；34、扼流条带；35、金属柱；36、基片；50、蜂窝辐射片；51、第二馈电部件；300、第一导电区域；301、第一绝缘区域；310、第二导电区域；311、第二绝缘区域；312、第三导电区域；313、第一调谐枝节；314、第二调谐枝节。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

参照图1，本发明实施例公开了一种车载天线，其安装于汽车上。本发明实施例中，车载天线主要包括载体1、反射底板2、GNSS辐射片群3、第一馈电部件4。载体1设置为汽车车窗玻璃，反射底板2设置于载体的一个侧面上，反射底板2上设置有馈电网络(未示出)，GNSS辐射片群3设置于载体1相对的另一个侧面上，第一馈电部件4贯穿载体1，第一馈电部件4的一端与馈电网络相连，第一馈电部件4的另一端与GNSS辐射片群3相连。一般地，反射底板2设置于载体1(汽车车窗玻璃)朝向汽车内部的一侧， GNSS辐射片群3设置于载体(汽车车窗玻璃)朝向汽车外部的一侧，较佳的，汽车车窗玻璃选择为汽车前窗玻璃，在一些有特殊需求的情况下，可以选择为汽车后窗玻璃，甚至是汽车的侧面挡风玻璃。在本发明实施例中，天线无需安装汽车车身上，因此，诸如安装在汽车车身上容易引起的风阻系数增大、外观设计难度提高、车身厚度和环境厚度增加、配合难度提高、管理成本提高等问题都能够得到有效地解决，另外，载体1除了用于安装和固定天线，载体1还作为天线产生馈电信号时的介质，基于玻璃介质的特性，能够在有限损耗下GNSS辐射片群3的高精度定位功能的信号接入。

GNSS辐射片群3是基于GNSS(Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统)的辐射部件，其传统的设置形式为采用微带天线的结构，以传统的形式为例，如应用于本发明实施例的车载天线中，其结构一般为在载体1上设置一辐射片，在该辐射片上设置一介质基板，然后在该介质基板的上表面再设置一个辐射片，两个辐射片分别作用于GNSS的L1频段和L2 频段，这种结构形式十分普遍，但是，在本发明实施例中，考虑到该结构形式需要引入介质基板，而且介质基板的厚度大小将显著影响天线的辐射性能，一般介质基板的厚度越大越好，这显然会影响汽车车窗玻璃的使用，造成车窗部分区域视觉上的遮挡，尤其是将该车载天线应用于汽车前窗玻璃时，会存在严重的安全隐患。故而，选择将汽车车窗玻璃作为车载天线的载体1时，天线的辐射部件的厚度越薄越好。

在本发明的一个实施例中，为了尽可能地降低车载天线的厚度，如图2 与图3，GNSS辐射片群3主要包括第一辐射部件30与第二辐射部件31，第一辐射部件30设置于第二辐射部件31与载体1之间，其中，第一辐射部件 30包括第一导电区域300与第一绝缘区域301，第二辐射部件31包括第二导电区域310、第二绝缘区域311与第三导电区域312。在第一辐射部件30 上，第一绝缘区域301设置与第一导电区域300的内部，在第二辐射部件31 上，第二绝缘区域311设置于第二导电区域300的内部，第三导电区域312 设置于第二绝缘区域311的内部，第一馈电部件4一端连接馈电网络，然后依次贯穿载体1、第一绝缘区域301，并与第三导电区域312相连，从而产生的馈电信号传输至第三导电区域312并极化，需要注意的是，第一辐射部件30与第二辐射部件31之间还设置有第一导电部件32与第二导电部件33，其中，第一导电部件32的一端与第三导电区域312相连，另一端与第一导电区域300相连，第二导电部件33的一端与第一导电区域300相连，另一端与第二导电区域310相连。首先，通过第一馈电部件4产生的馈电信号在第三导电区域312处形成极化电流，然后该极化的电流通过第一导电部件32 传输至第一导电区域300，之后，在第一导电区域300上，大部分的电流经由第二导电部件32传输至第二导电区域310，最后，在第二导电区域310 上，以第二导电部件32的位置为节点，一部分电流向第二导电区域310的外侧以能量的形式辐射出去，另一部分电流向第二导电区域310的内侧以能量的形式辐射出去，即形成了两个不同工作频段的辐射信号，该两个工作频段分别对应GNSS的L1频段与L2频段。

以上是本发明一个实施例中GNSS辐射片群3的结构，可以理解，在本发明实施例中，取消了第一辐射部件30与第二辐射部件31之间的介质基板的结构，即在形成天线信号时，实质上是由同一个基板(即载体1)作为介质基板，并且形成两个不同频段的谐振时，只需要一组第一馈电部件4即可实现，天线的厚度得到了显著地降低，设置在载体1上的GNSS辐射片群3 可以做到超薄的效果，比如第一辐射部件30与第二辐射部件31可以选择为超薄的金属片，并通过印制的方式印制于载体1上，犹如在载体1上贴上一层汽车玻璃薄膜，最大程度降低了天线对汽车车窗玻璃的影响。

需要说明的是，在本发明实施例中，第一辐射部件30与第二辐射部件 31并非像传统的辐射部件一样单独产生辐射，而是结合起来共同产生两种不同频率的谐振，具体地，可以认为GNSS辐射片群3包括第一辐射单元与第二辐射单元两个不同的辐射单元，其中，第一辐射单元依次包括第三导电区域312、第一导电区域300，以及第二导电区域310中以第二导电部件33为节点并朝向外侧的部分，第二辐射单元依次包括第三导电区域312、第一导电区域300，以及第二导电区域310中以第二导电部件33为节点并朝向内侧的部分，所以，第三导电区域312与第一导电区域300作为第一辐射单元与第二辐射单元产生辐射信号的共同部分，而第二导电区域311以第二导电部件33为节点朝向外侧的部分作为第一辐射单元的部分，以第二导电部件33 为节点朝向内侧的部分作为第二辐射单元的部分，两个部分的尺寸存在差异，以分别满足GNSS的L1频段和L2频段的要求。

在本发明一个实施例中，第三导电区域312设置为圆形形式，其中，第一馈电部件4设置于第三导电区域312的中心处，而第一导电部件32包括多个，且多个第一导电部件32周向设置于第三导电区域312的圆形区域的边缘处，以第一馈电部件4(即第三导电区域312的中心)为中心形成致密的圆，从而，第一馈电部件4在第三导电区域312上形成的电流信号几乎全部通过第一导电部件32传输至第一导电区域300，避免了能量的浪费。

对于第一导电区域300，其可以选择为设置为圆形结构，在第一导电区域300的区域内，第一绝缘区域301可以设置为圆形结构，其中，多个第一导电部件32与第一导电区域300相连接的位置也在第一绝缘区域301的外侧形成一致密的圆形结构，而第二导电部件33可以选择为设置在第一导电区域301的圆形区域的边缘处，第二导电部件33包括多个，且多个第二导电部件33沿第一导电区域300周向设置，优选为均匀排布，在一具体的示例中，第二导电部件33的数量选择为4个。在第二导电区域310上，第二导电区域310设置为环形的结构，第二导电部件33设置在第二导电区域310 的内部并沿第二导电部件33的径向方向上偏向第二导电区域310的一侧，多个第二导电部件33沿第二导电区域310的周向方向均匀排布，在一具体的示例中，第二导电部件33设置于第二导电区域310朝向中心的一侧。

如图3，第二导电区域310的外侧还设置有第一调谐枝节313，在本实施例中，第一调谐枝节313通过对第一辐射单元的尺寸进行调整，进而对第一辐射单元的谐振频率进行微调；第二导电区域310的内侧还设置有第二调谐枝节314，在本实施例中，第二调谐枝节314通过对第二辐射单元的尺寸进行调整，进而对第二辐射单元的谐振频率进行微调。

在本发明一个实施例中，第二导电区域310的外侧还设置有若干扼流条带34，若干扼流条带34围绕第二导电区域310周向排布，且扼流条带34 与第二导电区域310之间保持预设的间距，扼流条带34上设置有金属柱35，金属柱35贯穿载体1，一端与扼流条带34相连，另一端与反射底板2相连。第二导电区域310上的部分电流耦合到扼流条带34上，电流由缝隙辐射模式转换成振子辐射模式，净空区域更多，改善了天线的辐射Q值，增加带宽，此外，一部分地板上的电流受扼流条带34和金属柱8的影响，由表面波辐射模式转换成振子辐射模式，改善了天线的总增益前后比。优选的，金属柱 35沿顺时针方向设置于扼流条带34的前半部分，此时，能够使扼流条带34 上的地板电流辐射右旋圆极化的电磁波。

需要注意，通过上述的技术方案，第一辐射部件30与第二辐射部件31 可以选择为通过玻璃表面的印刷工艺印制在载体1的表面，此时，为了满足产品安装的要求，玻璃表面的印刷工艺要求印制工艺在0.1mm以内。

考虑一些工艺条件满意满足要求的情况，在本发明一个实施例中，可以选择在GNSS辐射片群3内设置基片的形式进行安装，相比于采用玻璃表面印刷工艺的实施例，本实施例对工艺的精度要求不高，具有更加广泛的应用性。

具体的，GNSS辐射片群3包括第一辐射部件30、第二辐射部件31以及基片36，其中，基片36设置于载体1的上表面，第一辐射部件30设置于基片36的下表面，即第一辐射部件30设置于基片36与载体1之间，第二辐射部件31设置于基片36的上表面。本实施例中，第一辐射部件30、第二辐射部件31可以选择印制于基片36上。

可以理解，本实施例中，GNSS辐射片群3与载体1的安装是采用基片 36作为中间的连接件实现的，即首先将第一辐射部件30、第二辐射部件31 印制于基片36的两个表面，然后将基片36设置于载体1上。至于辐射能量的形成原理并没有明显地变化，其中主要的区别在于：第一馈电部件4安装时依次贯穿载体1、第一辐射部件30以及基片36，然后与第二辐射部件31 相连，电流信号在第一辐射部件30与第二辐射部件31之间传输时，都额外经过了基片36，但是，由于基片36为绝缘的材质，并不会实质上影响电流信号在第一辐射部件30与第二辐射部件31的传输。

在本发明一个实施例中，基片36选择为超薄基片，其中基片36可以选择为贴附于载体1上。具体的，基片36可以选择为0.05mm厚的fpc板，或者1mm厚的高频板，此处并非对可选材料的穷举，而是部分示例性列举，本领域技术人员应当知道其他常见的材料，以及其他可行的尺寸。

在本发明实施例中，利用基片36作为安装载体，还可以集成其他功能的天线，从而实现集成高精度定位与其他的功能。比如，在一个实施例中，车载天线还包括蜂窝辐射片群5，以用于通过蜂窝数据实现通信。参照图1，蜂窝辐射片群5包括蜂窝辐射片50以及第二馈电部件51，蜂窝辐射片50 设置于基片36的上表面，第二馈电部件52穿过载体1与基片36，第二馈电部件52的一端与蜂窝辐射片50相连，第二馈电部件52的另一端与反射底板2相连。优选的，蜂窝辐射片50印制于基片36上。

蜂窝辐射片50包括多个，其中多个蜂窝辐射片50围绕GNSS辐射片群3 的外侧设置。优选地，蜂窝辐射片50紧贴基片36的边缘设置，以使蜂窝辐射片50与第二导电区域310保持足够的间距，提高不同辐射片群之间的隔离度。

在本发明一个实施例中，第一馈电部件4可以选择为螺纹杆，除了实现传输馈电信号之外，第一馈电部件4与反射底板2以及基片36通过螺纹锁固，以使反射底板2、载体1、基片36相互锁固，提高连接的可靠性；同理，第二馈电部件51也可以选择为螺纹杆，其与反射底板2以及基片36通过螺纹锁固。

本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，若干个实施例重点说明的是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分互相参照即可。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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发明和简化描述，而不是指示或暗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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载天线，其特征在于，包括载体，所述载体设置为车窗玻璃，所述载体的一侧设有反射底板，所述反射底板上设有馈电网络，所述载体的另一侧设有GNSS辐射片群，还包括第一馈电部件，所述第一馈电部件贯穿所述载体，所述第一馈电部件的一端与所述馈电网络相连，所述第一馈电部件的另一端与所述GNSS辐射片群相连。

2.根据权利要求1所述的车载天线，其特征在于，所述GNSS辐射片群包括第一辐射部件与第二辐射部件，所述第一辐射部件设于所述第二辐射部件与所述载体之间，所述第一辐射部件包括第一导电区域与第一绝缘区域，所述第二辐射部件包括第二导电区域、第二绝缘区域与第三导电区域，所述第二绝缘区域设于所述第二导电区域内部，所述第三导电区域设于所述第二绝缘区域内部，所述第一馈电部件贯穿所述第一绝缘区域，并与所述第三导电区域相连，所述第三导电区域与所述第一导电区域通过第一导电部件相连，所述第一导电部件与所述第二导电区域通过第二导电部件相连。

3.根据权利要求2所述的车载天线，其特征在于，所述第二导电区域的外侧设有第一调谐枝节，所述第二导电区域的内侧设有第二调谐枝节。

4.根据权利要求2所述的车载天线，其特征在于，所述第二导电区域的外侧设有若干扼流条带，若干所述扼流条带沿所述第二导电区域周向设置，所述扼流条带上设有金属柱，所述金属柱一端设于所述扼流条带沿顺时针方向的前半部分，所述金属柱的另一端与所述反射底板相连。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的车载天线，其特征在于，所述GNSS辐射片群还包括基片，所述基片固设于所述载体上，所述第一辐射部件设于所述基片的下表面，所述第二辐射部件设于所述基片的上表面。

6.根据权利要求5所述的车载天线，其特征在于，所述第一辐射部件与所述第二辐射部件分别印制于所述基片上。

7.根据权利要求5所述的车载天线，其特征在于，所述第一馈电部件分别与所述反射底板、所述基片螺纹锁固。

8.根据权利要求5所述的车载天线，其特征在于，还包括蜂窝辐射片群，所述蜂窝辐射片群包括蜂窝辐射片以及第二馈电部件，所述蜂窝辐射片设于所述基片的上表面，所述第二馈电部件贯穿所述载体与所述基片，所述第二馈电部件的一端与所述蜂窝辐射片相连，所述第二馈电部件的另一端与所述反射底板相连。

9.根据权利要求8所述的车载天线，其特征在于，所述第二馈电部件分别与所述反射底板、所述基片螺纹锁固。

10.根据权利要求8所述的车载天线，其特征在于，所述蜂窝辐射片印制于所述基片上。

Images