CN113098541B - 一种天线装置和汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线装置和汽车，其中，天线装置包括：至少一个天线组，每一天线组包括第一天线、第二天线以及第三天线；第一天线与第一射频通道连接，用于发射第一射频通道传输的第一射频信号，以及，接收第二射频信号并将第二射频信号传输至第一射频通道；第二天线与第一射频通道连接，用于发射第一射频信号；第三天线与第二射频通道连接，用于接收第三射频信号并将第三射频信号传输至第二射频通道。本发明能够实现射频信号的全覆盖发射和接收，并且，能够避免第二天线和第一天线同时接收射频信号而导致的信号功率随机波动甚至被抵消的问题。

Description

一种天线装置和汽车

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线装置和汽车。

背景技术

目前，安装V2X(Vehicle to Everything，车用无线通信技术)终端的汽车，可以发送/接收BSM(Basic Safety Message，基本安全消息)，向周围的汽车通知自身的位置、速度等车辆信息，同时接收周围汽车的位置、速度等车辆信息，便于提前预知安全威胁，及时采取避让措施。

汽车在实际道路上行驶时，对本汽车有安全威胁的其他汽车可能位于本汽车的任意位置，因此，无论是接收还是发送车辆信息，都应该实现汽车周围360度无死角的覆盖。

现有技术中，为能够更好地实现汽车周围360度无死角的覆盖，一般在汽车上设置多个天线点位(例如在后视镜上)，每个天线点位覆盖汽车的一个侧面。V2X终端的通信模组的射频通道配置为1发2收，一般的产品形态有两个通道，其中一个通道(称为主通道)同时支持射频信号收发，另一个通道(称为辅通道)仅支持射频信号接收。对于此类配置的终端，常见的天线部署方式一般包括以下两种：方式1、每个射频通道连接一根天线，分别部署于汽车的两侧(例如后视镜)；方式2、在主通道连接1个功分器，将发射信号一分为二，分别连接两根天线，分别部署于汽车的两侧。

但是，若采用方式1的部署方式，由于车体遮挡，主通道的发射信号无法覆盖汽车的另一半区域，例如主通道处于左后视镜时，处于汽车右半区域的汽车将无法接收到本汽车发射的信号，从而无法感知到本汽车。

而若采用方式2的部署方式，虽然能实现发射信号对汽车周边区域的完整覆盖，但是由于与主通道连接的功分器在接收信号的情形下即为合路器，此部署方式将导致位于汽车轴线位置的其他汽车发送的信号，本汽车主通道功分出的两根天线都会收到，由于距离、射频器件等的差异，两路信号的相位存在随机性，会导致合路后的信号功率存在随机波动，极端情况下，如果两根天线的接收信号的相位相差180度时，两路信号会被完全抵消，严重影响接收性能。

由此可见，现有技术中，在汽车需要多个点位安装天线时，存在射频信号接收和发送由于车体的遮挡无法满足360度覆盖，或者，射频信号接收性能较差的问题。

发明内容

本发明提供一种天线装置和汽车，以解决现有技术中在汽车需要多个点位安装天线时，射频信号接收和发送由于车体的遮挡无法满足360度覆盖，或者，射频信号接收性能较差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种天线装置，应用于汽车，该汽车包括通信模组，通信模组包括用于收发射频信号的第一射频通道和用于接收射频信号的第二射频通道；

天线装置包括：

至少一个天线组，每一天线组包括第一天线、第二天线以及第三天线；

第一天线与第一射频通道连接，用于发射第一射频通道传输的第一射频信号，以及，接收第二射频信号并将第二射频信号传输至第一射频通道；

第二天线与第一射频通道连接，用于发射第一射频信号；

第三天线与第二射频通道连接，用于接收第三射频信号并将第三射频信号传输至第二射频通道。

可选地，每一天线组还包括：第一通路连接器件和第二通路连接器件；

第一通路连接器件的公共端口连接于第一射频通道，第一通路连接器件的第一信号端口与第一天线连接，第一通路连接器件的第二信号端口通过第二通路连接器件与第二天线连接；

第一射频信号经第一通路连接器件传输至第一天线，第一天线接收的第二射频信号经第一通路连接器件传输至第一射频通道；

第一射频信号依次经第一通路连接器件和第二通路连接器件传输至第二天线，第二通路连接器件隔离第二天线接收到的第四射频信号。

可选地，第一通路连接器件为功分器或者耦合器。

可选地，第二通路连接器件为隔离器或者环形器。

可选地，天线装置还包括：第三通路连接器件和第四通路连接器件；

至少一个天线组包括：第一天线组和第二天线组；

第三通路连接器件的公共端口与第一射频通道连接，第三通路连接器件的第一信号端口与第一天线组中的第一通路连接器件的公共端口连接，第三通路连接器件的第二信号端口与第二天线组中的第一通路连接器件的公共端口连接；

第四通路连接器件的公共端口与第二射频通道连接，第四通路连接器件的第一信号端口与第一天线组中的第三天线连接，第四通路连接器件的第二信号端口与第二天线组中的第三天线连接。

可选地，第三通路连接器件为功分器或者耦合器；第四通路连接器件为功分器或者耦合器。

可选地，通信模组为车用无线通信技术通信模组。

第二方面，本发明实施例提供一种汽车，包括：车身、通信模组以及上述的天线装置；

通信模组设置于车身内部；天线装置的至少一个天线组中的天线分别设置于车身上。

可选地，天线装置中，每一天线组的第二天线和第三天线设置于车身的同一区域；

每一天线组的第一天线在车身上的设置区域与第二天线和第三天线在车身上的设置区域不同。

可选地，在至少一个天线组包括第一天线组和第二天线组的情况下，第一天线组的第一天线设置于车身的第一侧围，第一天线组的第二天线和第三天线设置于车身的第二侧围；

第二天线组的第一天线设置于车身的第三侧围，第二天线组的第二天线和第三天线设置于车身的第四侧围。

可选地，第一侧围与第三侧围相对，第二侧围与第四侧围相对。

本发明实施例中，利用至少一个天线组中的第一天线单独实现射频信号的收发，第二天线和第三天线联合实现射频信号的收发，能够实现射频信号的全覆盖发射和接收，并且，通过第二天线和第三天线联合使用，利用第二天线发射射频信号，第三天线接收射频信号，能够避免第二天线和第一天线同时接收射频信号而导致的信号功率随机波动甚至被抵消的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1表示本发明实施例提供的天线装置的结构示意图之一；

图2表示本发明实施例提供的天线装置的结构示意图之二。

【主要附图标记】

100-通信模组，101-第一射频通道，102-第二射频通道，200-天线组，210-第一天线组，220-第二天线组，201-第一天线，202-第二天线，203-第三天线，204-第一通路连接器件，205-第二通路连接器件，300-第三通路连接器件，400-第四通路连接器件，500-车身。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”、“一实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”、“在一实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

另外，本文中术语“系统”和“网络”在本文中常可互换使用。

在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

图1示出的是本发明实施例提供的天线装置的结构示意图之一，图2示出的是本发明实施例提供的天线装置的结构示意图之二。

请参见图1和图2，本发明实施例提供一种天线装置，应用于汽车，汽车可以包括：通信模组100，天线装置可以包括：至少一个天线组200。

通信模组100可以包括用于收发射频信号的第一射频通道101和用于接收射频信号的第二射频通道102。该通信模组100上设置有基带芯片和射频装置，该通信模组100通过第一射频通道101收发射频信号，第二射频通道102接收射频信号，可以实现BSM发送和接收，向周围的汽车通知自身的位置、速度等车辆信息，同时接收周围汽车的位置、速度等车辆信息。本发明实施例中，第一射频通道101可以称为主通道，第二射频通道102可以称为辅通道。

每一天线组200可以包括三个天线，其可以包括：第一天线201、第二天线202以及第三天线203；其中，第一天线201与第一射频通道101连接，用于发射第一射频通道101传输的第一射频信号，以及，接收第二射频信号并将第二射频信号传输至第一射频通道101；第二天线202与第一射频通道101连接，用于发射第一射频信号；第三天线203与第二射频通道102连接，用于接收第三射频信号并将第三射频信号传输至第二射频通道102。

本发明实施例中，通信模组100经第一射频通道101传输第一射频信号至第一天线201和第二天线202，然后通过第一天线201和第二天线202发射该第一射频信号；第一天线201接收外部发射的第二射频信号，经第一射频通道101传输至通信模组100进行信号处理；第三天线203接收外部发射的第三射频信号，经第二射频通道102传输至通信模组100进行信号处理。这里，在汽车上装配使用中，该第一天线201可以单独部署在汽车上的一侧区域，由第一天线201实现射频信号的收发；第二天线202和第三天线203可以联合部署于汽车的其他侧区域，由第二天线202实现射频信号的发射，第三天线203实现射频信号的接收。本发明实施例中，为确保信号功率稳定性，避免射频信号接收相互影响，第一天线201在汽车上的设置位置(或称设置点位)与第二天线202和第三天线203在汽车上的设置位置可以尽量远离，示例地，该第一天线201在汽车上的设置位置与第二天线202和第三天线203在汽车上的设置位置采用交错部署方式设置。

本发明实施例中，利用至少一个天线组200中的第一天线201单独实现射频信号的收发，第二天线202和第三天线203联合实现射频信号的收发，能够实现射频信号的全覆盖发射和接收，并且，通过第二天线202和第三天线203联合使用，利用第二天线202发射射频信号，第三天线203接收射频信号，能够避免第二天线202和第一天线201同时接收射频信号而导致的信号功率随机波动甚至被抵消的问题。

可选地，在本发明一些实施例中，如图1和图2所示，每一天线组200还可以包括：第一通路连接器件204和第二通路连接器件205；第一通路连接器件204的公共端口连接于第一射频通道，第一通路连接器件204的第一信号端口与第一天线201连接，第一通路连接器件204的第二信号端口通过第二通路连接器件205与第二天线202连接。其中，第一射频信号经第一通路连接器件204传输至第一天线201，第一天线201接收的第二射频信号经第一通路连接器件204传输至第一射频通道101；第一射频信号依次经第一通路连接器件204和第二通路连接器件205传输至第二天线202，第二通路连接器件205隔离第二天线202接收到的第四射频信号。这里，第一通路连接器件204用于将第一射频通道101传输的第一射频信号分路传输至第一天线201和第二天线202；第二通路连接器件205用于将第一射频信号传输至第二天线202并隔离第二天线202接收的第四射频信号，也就是说，通过第二通路连接器件205与第一通路连接器件204的第二信号端口连接，能够实现第一射频信号的单向通路传输。

本发明实施例中，在通信模组100经第一射频通道101传输第一射频信号的情况下，第一射频信号传输至第一通路连接器件204的公共端口，然后经第一通路连接器件204的第一信号端口传输至第一天线201，经第一通路连接器件204的第二信号端口传输至第二天线202，通过第一天线201和第二天线202分别实现第一射频信号的发射；在第一天线201接收到外部发射的第二射频信号的情况下，第二射频信号传输至第一通路连接器件204的第一信号端口，然后经第一通路连接器件204的公共端口传输至第一射频通道101，以使通信模组100接收到第二射频信号；在第二天线202接收到外部发射的第四射频信号的情况下，第四射频信号传输至第二通路连接器件205，并经第二通路连接器件205隔离，也即，第二天线202仅负责射频信号的发射；在第三天线203接收到外部发射的第三射频信号的情况下，第三射频信号传输至第二射频通道102，以使通信模组100接收到第三射频信号。

较优地，本发明一些实施例中，第一通路连接器件204可以为功分器或者耦合器。

较优地，本发明一些实施例中，第二通路连接器件205可以为隔离器或者环形器。示例地，该第二通路连接器件205为隔离器，通过隔离器对第二天线202接收的第四射频信号产生衰减(一般可达到25dB)，以实现隔离第四射频信号，这样，由于隔离器的存在，第二天线202接收的信号在进入第一通路连接器件204之前，被隔离器进行了大幅衰减，即使其与从第一天线201接收到的射频信号存在相位差，由于幅度差异较大，也不会对合成信号的功率产生较大影响，保证了信号功率的稳定。

可选地，在本发明一些实施例中，如图2所示，天线装置还可以包括：第三通路连接器件300和第四通路连接器件400；至少一个天线组200可以包括：第一天线组210和第二天线组220。

其中，第三通路连接器件300的公共端口与第一射频通道101连接，第三通路连接器件300的第一信号端口与第一天线组210中的第一通路连接器件204的公共端口连接，第三通路连接器件300的第二信号端口与第二天线组220中的第一通路连接器件204的公共端口连接；第四通路连接器件400的公共端口与第二射频通道102连接，第四通路连接器件400的第一信号端口与第一天线组210中的第三天线203连接，第四通路连接器件400的第二信号端口与第二天线组220中的第三天线203连接。这里，第三通路连接器件300用于将第一射频通道101传输的第一射频信号分路传输至第一天线组210中的第一通路连接器件204的公共端口以及第二天线组220中的第一通路连接器件204的公共端口；第四通路连接器件400用于分别将第一天线组210中的第三天线203接收的射频信号和第二天线组220中的第三天线203接收的射频信号传输至第二射频通路102。

较优地，本发明一些实施例中，第三通路连接器件300可以为功分器或者耦合器；第四通路连接器件400可以为功分器或者耦合器。

示例地，在至少一个天线组200可以包括第一天线组210和第二天线组220的情况下，通信模组100的第一射频通路101上通过第一通路连接器件204和第三通路连接器件300实现多级功分，其中在末级功分的一路直接连接至天线(即第一天线201)，另一路先连接一个第二通路连接器件205再连接天线(即第二天线202)，这样，保证了第一天线201和第二天线202重叠覆盖区域的其他汽车，在经过第一通路连接器件204后，两路信号有一路经过了第二通路连接器件205，另一路未经过第二通路连接器件205，减小了这两路信号的相互影响。这里，与第一射频通路101直接相连实现功分的第三通路连接器件300作为一级功分，以此类推，与天线直接相连实现功分的第一通路连接器件204作为末级功分。

可选地，在本发明一些实施例中，通信模组100可以为车用无线通信技术通信模组。较优地，该通信模组100可以为采用直通链路通信方式的车用无线通信技术通信模组。示例地，该通信模组100可以为基于LTE(Long Term Evolution，长期演进)的车用无线通信技术通信模组，也即LTE-V2X通信模组。

本发明实施例提供的天线装置，利用至少一个天线组中的第一天线单独实现射频信号的收发，第二天线和第三天线联合实现射频信号的收发，能够实现射频信号的全覆盖发射和接收，并且，通过第二天线和第三天线联合使用，利用第二天线发射射频信号，第三天线接收射频信号，能够避免第二天线和第一天线同时接收射频信号而导致的信号功率随机波动甚至被抵消的问题。

另外，本发明实施例还提供一种汽车，可以包括：车身500、通信模组100以及上述的天线装置；其中，通信模组100设置于车身500内部；天线装置的至少一个天线组200中的天线分别设置于车身500上。通信模组100可以包括用于收发射频信号的第一射频通道101和用于接收射频信号的第二射频通道102。

可选地，在本发明一些实施例中，天线装置中，每一天线组200的第二天线202和第三天线203设置于车身500的同一区域；每一天线组200的第一天线201在车身500上的设置区域与第二天线202和第三天线203在车身500上的设置区域不同。

示例地，如图1所示，在至少一个天线组200的数量为一组的情况下，第一天线201可以设置于车身500的一个侧围，第二天线202和第三天线203可以设置于车身500的其他侧围，例如，第一天线201设置于车身500左侧，第二天线202和第三天线203联合设置于车身500右侧，也就是说，通过第一天线201负责接收和发送车身500左侧区域的射频信号，即通过第一天线201实现左侧区域的射频信号收发覆盖，通过第二天线202和第三天线203联合部署使用，负责接收和发送车身500右侧区域的射频信号，即通过第二天线202和第三天线203联合实现右侧区域的射频信号收发覆盖，这样，可以实现汽车车身500周边区域的无缝覆盖，并且位于车身500轴线上的其他汽车发送的射频信号，不会对合成信号的功率产生较大影响，保证了信号功率的稳定。对于天线的部署位置，应该尽量远离障碍体，较佳地，该示例中，第一天线201可以设置于车身500一侧后视镜上，第二天线202和第三天线203可以设置于车身500的另一侧后视镜上，这样，将第一天线201、第二天线202和第三天线203部署于后视镜，使得天线远离会影响信号传播的车身500主体部分，较有利于信号的传播。

可选地，在本发明一些实施例中，如图2所示，在至少一个天线组200包括第一天线组210和第二天线组220的情况下，第一天线组210的第一天线201设置于车身500的第一侧围，第一天线组210的第二天线202和第三天线203设置于车身500的第二侧围；第二天线组220的第一天线201设置于车身500的第三侧围，第二天线组220的第二天线202和第三天线203设置于车身500的第四侧围。这样，通过在汽车的车身500的四个侧围上均部署天线，即在汽车车身500的前后左右各具有一个天线点位(即天线设置位置)以设置天线，能够满足例如大型运营车辆(如大货车、大客车等)等车型较大的汽车周围360度的覆盖。

较优地，本发明一些实施例中，第一侧围与第三侧围相对，第二侧围与第四侧围相对。

当然，在本发明实施例中，该至少一个天线组中的三个天线也可以设置于车身顶部，例如，天线装置包括一个天线组，该天线组中的第一天线设置于车身顶部上与前端侧围相邻的区域，第二天线和第三天线设置于车身顶部上与后端侧围相邻的区域。可以理解的是，该至少一个天线组的数量为多个(大于或等于两个)的情况下，该至少一个天线组中的天线可以根据设计需求分别设置于车身的四个侧围和车顶。

本发明实施例中，具有上述天线装置的汽车，能够实现汽车周围射频信号的全覆盖发射和接收，并且，能够避免第二天线和第一天线同时接收射频信号发生射频信号的合路而导致的信号功率随机波动甚至被抵消的问题。

需要说明的是，在本文中的一个或多个实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明可以在不同实施例或示例中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

此外，在发明实施例中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种天线装置，应用于汽车，其特征在于，所述汽车包括通信模组，所述通信模组包括用于收发射频信号的第一射频通道和用于接收射频信号的第二射频通道；

所述天线装置包括：

至少一个天线组，每一天线组包括第一天线、第二天线以及第三天线，第一通路连接器件和第二通路连接器件；

所述第一天线与所述第一射频通道连接，用于发射所述第一射频通道传输的第一射频信号，以及，接收第二射频信号并将所述第二射频信号传输至所述第一射频通道；

所述第二天线与所述第一射频通道连接，用于发射所述第一射频信号；所述第一射频信号依次经所述第一通路连接器件和所述第二通路连接器件传输至所述第二天线，所述第二通路连接器件隔离所述第二天线接收到的第四射频信号，所述第一通路连接器件为功分器或者耦合器，所述第二通路连接器件为隔离器或者环形器；

所述第一通路连接器件的公共端口连接于所述第一射频通道，所述第一通路连接器件的第一信号端口与所述第一天线连接，所述第一通路连接器件的第二信号端口通过所述第二通路连接器件与所述第二天线连接；

所述第一射频信号经所述第一通路连接器件传输至所述第一天线，所述第一天线接收的所述第二射频信号经所述第一通路连接器件传输至所述第一射频通道；

所述第三天线与所述第二射频通道连接，用于接收第三射频信号并将所述第三射频信号传输至所述第二射频通道。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，还包括：第三通路连接器件和第四通路连接器件；

所述至少一个天线组包括：第一天线组和第二天线组；

所述第三通路连接器件的公共端口与所述第一射频通道连接，所述第三通路连接器件的第一信号端口与所述第一天线组中的第一通路连接器件的公共端口连接，所述第三通路连接器件的第二信号端口与所述第二天线组中的第一通路连接器件的公共端口连接；

所述第四通路连接器件的公共端口与所述第二射频通道连接，所述第四通路连接器件的第一信号端口与所述第一天线组中的第三天线连接，所述第四通路连接器件的第二信号端口与所述第二天线组中的第三天线连接。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第三通路连接器件为功分器或者耦合器；所述第四通路连接器件为功分器或者耦合器。

4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述通信模组为车用无线通信技术通信模组。

5.一种汽车，其特征在于，包括：车身、通信模组以及如权利要求1至4任一项所述的天线装置；

所述通信模组设置于所述车身内部；所述天线装置的至少一个天线组中的天线分别设置于所述车身上。

6.根据权利要求5所述的汽车，其特征在于，所述天线装置中，每一所述天线组的第二天线和第三天线设置于所述车身的同一区域；

每一所述天线组的第一天线在所述车身上的设置区域与所述第二天线和第三天线在所述车身上的设置区域不同。

7.根据权利要求6所述的汽车，其特征在于，在所述至少一个天线组包括第一天线组和第二天线组的情况下，所述第一天线组的第一天线设置于所述车身的第一侧围，所述第一天线组的第二天线和第三天线设置于所述车身的第二侧围；

所述第二天线组的第一天线设置于所述车身的第三侧围，所述第二天线组的第二天线和第三天线设置于所述车身的第四侧围。

8.根据权利要求7所述的汽车，其特征在于，所述第一侧围与所述第三侧围相对，所述第二侧围与所述第四侧围相对。

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