CN113054447A - 一种多功能圆型box充电桩天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能圆型BOX充电桩天线,涉及物联网天线技术领域,包括LNA主板、GNSS天线、主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线、铜柱、金属底座、下盖、上盖、连接线缆。GNSS天线设置在LNA主板的中心位置,其他组合天线围绕GNSS天线周向等间隔设置,增加了天线之间的物理距离,增加了天线之间的隔离度;LNA主板通过铜柱接地,金属底座与充电桩接地,铜柱和金属底座耦合,减少金属对天线的影响,可以避免由于静电击穿GNSS天线;主集天线和分集天线不共地使得两天线之间的表面波不会直接到达彼此,会大幅降低表面波耦合,同时两天线不共地可以增加天线之间的空间距离,降低空间耦合,使得天线隔离度大大提升,进一步提升天线的性能。

Description

一种多功能圆型BOX充电桩天线
技术领域
本发明涉及物联网天线技术领域,特别是一种多功能圆型BOX充电桩天线。
背景技术
目前,珍惜地球上有限的石油资源,保护人类赖以生存的自然环境,减少温室气体的排放量,遏制全球变暖趋势已经成为个全世界各国面临的共同话题。化石燃料汽车作为现代重要的交通工具,消耗了大量的能源,同时带来了巨大的环境污染,根据联合国的统计数据显示,目前汽车的耗油量已占全部石油消耗的75%。要缓解这些日趋严重的两个问题,汽车工业必然向着环保、清洁和节能的方向发展,电动汽车正符合此发展的需求。但是,电动汽车的里程焦虑仍然是阻挡电动汽车发展的巨大障碍,因此人们希望更方便地找到公用电动汽车充电站,当汽车电量快消耗完时,能够快速在找到附近的充电桩进行充电。
充电桩天线作为电动汽车和充电桩之间的通讯工具应运而生,通常充电桩天线需要将GNSS定位天线、通讯天线、WIFI天线、BT天线等天线组合使用。由于充电桩基本为金属材质,金属材质对天线会产生一定的干扰,而且在充电过程如果产生静电,很容易造成GNSS定位天线击穿;同时现有的充电桩天线中各个组合天线之间的隔离度差,使得充电桩天线的性能不佳。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足,提供一种多功能圆型BOX充电桩天线,通过合理的天线布局,减少金属对天线的影响,增加天线之间的隔离度,有效提高天线的性能。
本发明通过以下技术方案来实现:
一种多功能圆型BOX充电桩天线,包括:
LNA主板、GNSS天线、主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线、铜柱、金属底座、下盖、上盖、连接线缆;
所述下盖和所述上盖组成一个密闭的腔体,所述金属底座设置在所述下盖下方,所述LNA主板设置在所述腔体中,所述LNA主板设置有露铜区,所述露铜区下端固定连接有所述铜柱,所述铜柱穿过所述下盖后接地,所述铜柱的下端与所述金属底座之间存在空间距离,充电桩天线通过所述金属底座安装在充电桩上,所述金属底座与充电桩连接后接地;
所述GNSS天线设置在所述LNA主板的中心位置,所述主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线分别等间隔设置在所述GNSS天线四周,所述主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线分别穿过所述LNA主板后分别与所述连接线缆连接,所述连接线缆穿过所述下盖和所述金属底座与充电桩主机连接,所述主集天线和所述分集天线不共地。
优选地,所述空间距离为1~2mm。
优选地,所述主集天线和所述分集天线为4G或5G通讯天线。
优选地,所述主集天线与所述BT天线共地,所述分集天线和所述WIFI天线共地。
优选地,所述GNSS天线为陶瓷天线,所述主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线均为钢片天线,所述主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线均以钢片的形式独立安装在所述LNA主板上,不使用固定支架,防止支架产生的线损,从而使天线的效率提升。
优选地,所述主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线分别与所述LNA主板通过过孔焊接的方式固定。
优选地,所述LNA主板相对于所述GNSS天线的另一面设置有所述GNSS天线的有源电路。
优选地,所述上盖和所述下盖之间设置有盖体防水圈,所述金属底座与所述下盖之间设置有金属件密封圈,通过设置盖体防水圈和金属件密封圈可以增加充电桩天线的防水性能,有利于充电桩天线在室外环境的应用。
优选地,所述金属底座下方还设置有固定组件,所述固定组件将所述金属底座固定在充电桩上,所述金属底座和充电桩之间设置有底部密封圈。
本发明的有益效果是:(1)GNSS天线设置在LNA主板的中心位置,其他组合天线围绕GNSS天线周向等间隔设置,增加了天线之间的物理距离,不仅提高了隔离度,减小了天线之间的互扰,也保证了GNSS天线的相位中心稳定,减小了GNSS天线由于几何不对称引起的相位误差,连接线缆从LNA主板的底面出线,布局更加合理,减小了连接线缆对天线的干扰;(2)LNA主板通过铜柱接地,金属底座与充电桩接地,铜柱和金属底座耦合,不仅可以减少金属对天线的影响,而且可以避免由于静电击穿GNSS天线;(3)主集天线和分集天线不共地使得两天线之间的表面波不会直接到达彼此,会大幅降低表面波耦合,同时两天线不共地可以增加天线之间的空间距离,降低空间耦合,使得天线隔离度大大提升,进一步提升天线的性能。
附图说明
附图1本发明的天线布局示意图;
附图2本发明的截面示意图;
附图3本发明的整体爆炸示意图;
其中,1-GNSS天线,2-主集天线,3-WIFI天线,4-分集天线,5-BT天线,6-LNA主板,7-铜柱,8-金属底座,9-下盖,10-上盖,11-连接线缆,12-固定组件,13-盖体防水圈,14-金属件密封圈,15-底部密封圈。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
参考附图1-3,一种多功能圆型BOX充电桩天线,包括:
LNA主板6、GNSS天线1、主集天线2、WIFI天线3、分集天线4、BT天线5、铜柱7、金属底座8、下盖9、上盖10、连接线缆11;
所述下盖9和所述上盖10组成一个密闭的腔体,所述金属底座8设置在所述下盖9下方,所述LNA主板6设置在所述腔体中,所述LNA主板6设置有露铜区,所述露铜区下端固定连接有所述铜柱7,所述铜柱7穿过所述下盖9后接地,所述铜柱7的下端与所述金属底座8之间存在空间距离,所述下盖9通过所述金属底座8固定安装在充电桩上,所述金属底座8与充电桩连接后接地。LNA主板6与铜柱7接地,金属底座8与充电桩接地,而铜柱7与金属底座8耦合,这样不仅可以减少金属对天线的影响,而且可以避免由于静电击穿GNSS天线1。
所述GNSS天线1设置在所述LNA主板6的中心位置,所述主集天线2、WIFI天线3、分集天线4、BT天线5分别等间隔设置在所述GNSS天线1四周,所述主集天线2、WIFI天线3、分集天线4、BT天线5分别穿过所述LNA主板6后分别与所述连接线缆11连接,所述连接线缆11穿过所述下盖9和所述金属底座8与充电桩主机连接,所述主集天线2和所述分集天线4不共地。GNSS天线1设置在LNA主板6的中心位置,其他组合天线围绕GNSS天线1周向等间隔设置,增加了天线之间的物理距离,不仅提高了隔离度,减小了天线之间的互扰,也保证了GNSS天线1的相位中心稳定,减小了GNSS天线1由于几何不对称引起的相位误差,连接线缆11从LNA主板6的底面出线,布局更加合理,减小了连接线缆11对天线的干扰。
主集天线2与分集天线4不共地,使两天线之间的表面波不直接到达彼此,会大幅度降低表面波耦合;而且主集天线2与分集天线4不共地,则两天线之间的实际距离L=L1+L2γ+L3(L1为主集天线2地的长度;L3为分集天线4地的长度;L2为主集天线2和分集天线4之间不铺铜的长度;εγ为天线的介电常数),故两天线不共地,实际距离增加使空间耦合降低,使天线隔离度大大提升。
在其中一个实施例中,所述空间距离为1~2mm。
在其中一个实施例中,所述主集天线2和所述分集天线4为4G或5G通讯天线。
在其中一个实施例中,所述主集天线2与所述BT天线5共地,所述分集天线4和所述WIFI天线3共地。
在其中一个实施例中,所述GNSS天线1为陶瓷天线,所述主集天线2、WIFI天线3、分集天线4、BT天线5均为钢片天线,所述主集天线2、WIFI天线3、分集天线4、BT天线5均以钢片的形式独立安装在所述LNA主板6上,相对于传统天线使用的塑料固定支架,不使用固定支架可以防止支架产生的线损,从而使天线的效率提升。
在其中一个实施例中,所述主集天线2、WIFI天线3、分集天线4、BT天线5分别与所述LNA主板6通过过孔焊接的方式固定。
在其中一个实施例中,所述LNA主板6相对于所述GNSS天线1的另一面设置有所述GNSS天线1的有源电路。
在其中一个实施例中,所述上盖9和所述下盖10之间设置有盖体防水圈13,所述金属底座8与所述下盖9之间设置有金属件密封圈14,通过设置盖体防水圈13和金属件密封圈14可以提高充电桩天线的防水性能,有利于充电桩天线在室外环境的应用。
在其中一个实施例中,所述金属底座8下方还设置有固定组件12,所述固定组件12将所述金属底座8固定在充电桩上,所述金属底座8和充电桩之间设置有底部密封圈15,所述固定组件12可以是固定螺母,所述金属底座8上设置有和固定螺母相匹配的螺纹。
以4G-LTE频段的通讯天线为例,所述空间距离设置为2mm,所述主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线均以钢片的形式独立安装在所述LNA主板上,具体的产品参数如下:
LTE频率:790MHz~960MHz、1710MHz~2690MHz,驻波比:VSWR<2.0,输入阻抗Impedance:50Ω,主/分集天线效率≥35%,主/分集天线隔离度≤-12dB(824~960MHz;1710~2690MHz),主集天线与GNSS天线隔离度≤-20dB,GNSS频段:(GPS L1/BDS B1)1559MHz~1610MHz,LNA增益Gain(dB):28±3,驻波比VSWR<2.0,输入阻抗Impedance(Ω):50,轴比Axial Ratio(dB):仰角90度≤3,噪声系数Noise Figure(dB)<2.2,直流供电DCVoltage(V):3~5,工作电流Current(mA)<20,BLE_ant,WIFI_ant。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利护范围内。

Claims (9)

1.一种多功能圆型BOX充电桩天线,其特征在于,包括:
LNA主板、GNSS天线、主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线、铜柱、金属底座、下盖、上盖、连接线缆;
所述下盖和所述上盖组成一个密闭的腔体,所述金属底座设置在所述下盖下方,所述LNA主板设置在所述腔体中,所述LNA主板设置有露铜区,所述露铜区下端固定连接有所述铜柱,所述铜柱穿过所述下盖后接地,所述铜柱的下端与所述金属底座之间存在空间距离,充电桩天线通过所述金属底座安装在充电桩上,所述金属底座与充电桩连接后接地;
所述GNSS天线设置在所述LNA主板的中心位置,所述主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线分别等间隔设置在所述GNSS天线四周,所述主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线分别穿过所述LNA主板后分别与所述连接线缆连接,所述连接线缆穿过所述下盖和所述金属底座与充电桩主机连接,所述主集天线和所述分集天线不共地。
2.根据权利要求1所述的多功能圆型BOX充电桩天线,其特征在于,所述空间距离为1~2mm。
3.根据权利要求1所述的多功能圆型BOX充电桩天线,其特征在于,所述主集天线和所述分集天线为4G或5G通讯天线。
4.根据权利要求1所述的多功能圆型BOX充电桩天线,其特征在于,所述主集天线与所述BT天线共地,所述分集天线和所述WIFI天线共地。
5.根据权利要求1所述的多功能圆型BOX充电桩天线,其特征在于,所述GNSS天线为陶瓷天线,所述主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线均为钢片天线,所述主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线均以钢片的形式独立安装在所述LNA主板上,不使用固定支架,防止支架产生的线损,从而使天线的效率提升。
6.根据权利要求1所述的多功能圆型BOX充电桩天线,其特征在于,所述主集天线、WIFI天线、分集天线、BT天线分别与所述LNA主板通过过孔焊接的方式固定。
7.根据权利要求1所述的多功能圆型BOX充电桩天线,其特征在于,所述LNA主板相对于所述GNSS天线的另一面设置有所述GNSS天线的有源电路。
8.根据权利要求1所述的多功能圆型BOX充电桩天线,其特征在于,所述上盖和所述下盖之间设置有盖体防水圈,所述金属底座与所述下盖之间设置有金属件密封圈。
9.根据权利要求1所述的多功能圆型BOX充电桩天线,其特征在于,所述金属底座下方还设置有固定组件,所述固定组件将所述金属底座固定在充电桩上,所述金属底座和充电桩之间设置有底部密封圈。
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