CN113764869A - 天线装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种天线装置,包括:底板,所述底板具有相对的第一侧边和第三侧边、相对的第二侧边和第四侧边;位于所述底板上表面的第一天线、第二天线、第三天线和定位模块,所述第一天线邻近所述第一侧边和所述第二侧边的交点处,所述第二天线邻近所述第二侧边和所述第三侧边的交点处,所述第三天线邻近所述第四侧边的中点处,所述定位模块邻近所述底板的沿第二侧边和第四侧边连线方向的几何中心处;所述第一天线和第二天线垂直,所述第一天线和第三天线垂直,所述定位模块包括电连接的定位天线和功分器。该技术方案可以有效地解决现有技术中天线数量多,不利于有效安装,使天线电性能变差的问题。

Description

天线装置
技术领域
本申请涉及天线技术领域,尤其涉及一种天线装置。
背景技术
目前一般车上会有两个及以上的导航和通信终端,每个终端都会有一套通信 和导航天线,这样会带来两个问题:一是车上安装的天线数量多,成本高;二是 由于车上适合天线安装的位置有限,所以导致部分天线的安装位置不佳,天线的 电性能变差。
发明内容
本申请的目的在于提供一种天线装置,具体可以为六合一天线,即一个组合 天线包含两个主天线、一个副天线和一个三输出GNSS天线。这样一个组合天线 可以同时匹配两个通信终端和三个导航终端,有效地解决了现有技术的缺陷。
本申请的目的采用以下技术方案实现:
一种天线装置,包括:底板,所述底板具有相对的第一侧边和第三侧边、相 对的第二侧边和第四侧边;位于所述底板上表面的第一天线、第二天线、第三天 线和定位模块;所述第一天线邻近所述第一侧边和所述第二侧边的交点处,所述 第二天线邻近所述第二侧边和所述第三侧边的交点处,所述第三天线邻近所述第 四侧边的中点处,所述定位模块邻近所述底板的中心处;所述第一天线和第二天 线垂直,所述第一天线和第三天线垂直,所述第一天线和第二天线的工作频段包 括以下至少一种:2G、3G和4G,所述第三天线的工作频段包括4G,所述定位 模块包括电连接的定位天线和功分器,所述功分器为一分三功分器或一分四功分 器。该技术方案的有益效果在于,通过对第一天线至第三天线和定位模块进行空 间上的布局,提高两个主天线之间的隔离度;第一天线和第二天线工作频段包括 2G、3G和4G的至少一种,工作频段范围宽,适应范围广;定位模块包含定位 天线和功分器,位于底部的中心位置,使天线的方向图对称性好,圆极化性能更 好,使天线抗干扰性增强;天线整体结构紧凑,体积小,电性能好,可以同时满 足多个不同的终端的通信需求。
在一些可选的实施例中,所述第一天线和第二天线具有相同的工作频段。该 技术方案的有益效果在于,第一天线和第二天线可以同时使用,也可以分别单独 使用,第一天线和第二天线同时使用时可以满足多个连接终端的信号需求。
在一些可选的实施例中,所述底板为矩形底板,所述底板的长宽比介于3:1 和4:1之间,所述第一侧边和第三侧边为所述底板的宽度对应的侧边,所述第二 侧边和第四侧边为所述底板的长度对应的侧边。该技术方案的有益效果在于,将 底板长宽比设置成介于3:1和4:1之间,能够使所述天线满足通信功能外,主副 天线之间有更好的隔离度。
在一些可选的实施例中,所述底板的长度为156mm,宽度为46mm。该技 术方案的有益效果在于,既保证天线之间有很好的隔离度,同时使天线整体尺寸 较小,克服安装空间不足的限制。
在一些可选的实施例中,所述定位天线为GPS/BDS天线,所述定位模块还 包括第一放大器、声表滤波器和第二放大器,所述GPS/BDS天线、第一放大器、 声表滤波器、第二放大器和功分器依次电连接。该技术方案的有益效果在于,第 一级放大器接收天线信号,经过声表滤波器和第二放大器输出放大信号,经过两 级放大,达到增益要求,同时弥补因接入功分器而导致的功率损耗问题,滤波器 用来滤掉工作频带外的噪声。
在一些可选的实施例中,所述GPS/BDS天线为单馈点圆极化天线。该技术 方案的有益效果在于,单馈点圆极化天线具有很好的圆对称半球波束、广角圆极 化和阻抗匹配特性,性能优良。
在一些可选的实施例中,所述定位模块还包括罩设在定位天线外的屏蔽罩。 该技术方案的有益效果在于,防止定位模块产生的辐射对外界造成干扰,同时也 屏蔽外界电场、磁场对定位模块的干扰,从而保证其正常工作。
在一些可选的实施例中,所述天线装置还包括多个同轴线和多个连接端口, 所述第一天线至第三天线以及功分器的多个输出端口分别各自连接一个同轴线 的一端,每个所述同轴线的另一端分别连接一个连接端口。该技术方案的有益效 果在于,同轴线的一端连接第一天线至第三天线及功分器的多个输出端口,同轴 线的另一端连接一个连接端口,采用同轴线结构代替电路板,具备传输结构和功 能,省去了制作电路板的时间和成本。
在一些可选的实施例中,所述功分器为一分三功分器,所述天线装置还包括 六个同轴线和六个连接端口。该技术方案的有益效果在于,采用六个同轴线和六 个连接端口,满足常规使用时的数据信号传输需求,同时节约了制造成本。
在一些可选的实施例中,所述天线装置还包括壳体,所述壳体与所述底板形 成供所述第一天线至第三天线以及定位模块容置的空间。该技术方案的有益效果 在于,壳体与底板形成容置第一至第三天线以及定位模块的容置空间,保证了各 部件的容置位置的安全和稳定,使天线整体结构更加紧凑,便于安装和拆卸。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种天线装置省略壳体时的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种天线装置的俯视示意图;
图3是本申请实施例提供的一种定位模块的原理示意图;
图4是本申请实施例提供的一种第一天线和第二天线的电压驻波比和隔离 度测试结果图;
图5是本申请实施例提供的一种定位天线的电压驻波比测试结果图。
其中:1、底板;2、第一天线;3、第二天线;4、第三天线;5、定位模块; 51、定位天线;52、第一放大器;53、声表滤波器;54、第二放大器;55、功分 器;6、第一端口;7、第二端口;8、第三端口;9、第四端口;10、第五端口; 11、第六端口;12、壳体;13、同轴线。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本申请做进一步描述,需要说明的是, 在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合 形成新的实施例。
参照图1,本申请实施例提供了一种天线装置,包括底板1、第一天线2、 第二天线3、第三天线4和定位模块5。
所述底板1具有相对的第一侧边和第三侧边、相对的第二侧边和第四侧边; 第一天线2、第二天线3、第三天线4和定位模块5位于所述底板1的上表面。 所述第一天线2和所述第二天线3可以是主天线,所述第三天线4可以是副天线, 所述第一天线2、第二天线3和第三天线4例如是LTE天线,所述第一天线2 和所述第二天线3的工作频段包括以下至少一种:2G、3G和4G,所述第三天 线4的工作频段包括4G。第一天线2和所述第二天线3的工作频段例如是 824-960MHz/1710-2690MHz,第三天线4的工作频段例如是1710-2690MHz。
第一天线2位于底板1上邻近第一侧边和第二侧边的交点处,第二天线3 位于底板1上邻近第二侧边和第三侧边的交点处,第三天线4位于底板1上邻近 第四侧边的中点处,底板1上还设置有定位模块5,所述定位模块5位于底板1 上邻近底板1的中心处,定位模块5例如是邻近所述底板1的沿第二侧边和第四 侧边连线方向的几何中心处。
所述第一天线2和所述第二天线3垂直,所述第一天线2和所述第三天线4 垂直,具体可以是第一天线2所在的平面与第二天线3所在的平面垂直,第一天 线2所在的平面和所述第三天线4所在的平面垂直。所述定位模块5包括定位天 线51和功分器55,所述定位天线51例如是GPS/BDS陶瓷天线,所述功分器55 为一分三功分器或一分四功分器。在一具体实例中,参见图3,所述定位模块5 可以采用两级放大加一分三威尔金森功分器的设计架构,功分器55的三个输出 的端口的输出信号强度相同,三个端口可以同时为定位模块5供电也可以通过任 何一个端口为定位模块5供电,放大器都可以正常工作。
该技术方案中,在空间布局上,第一天线2邻近第一侧边和第二侧边的交点 处,第二天线3邻近第二侧边和第三侧边的交点处,第三天线4邻近第四侧边的 中点处,且第一天线2和第二天线3垂直,所述第一天线2和第三天线4垂直, 从而有效提高两个主天线(第一天线2和第二天线3)之间的隔离度,即空间距 离最远以及方向图最大辐射方向正交,作为副天线的第三天线4位于底板1的中 间位置,以便使其与其它两个主天线的空间距离都比较远。第一天线2和第二天 线3工作频段包括2G、3G和4G的至少一种,工作频段范围宽,适应范围广; 定位模块5包含有定位天线51和功分器55,位于底部的中心位置,使天线的方 向图对称性好,圆极化性能更好,使天线抗干扰性强;天线整体结构紧凑,体积 小,电性能好,可以同时满足多个不同的终端的通信需求。通过采用一分三功分 器或一分四功分器能够节省多个定位模块5。
在一具体实施方式中,所述第一天线2和第二天线3具有相同的工作频段。 第一天线2和第二天线3可以分别单独工作,也可以同时工作,第一天线2和第 二天线3同时使用时可以同时满足多个连接终端的信号需求。
在一具体实施方式中,所述底板1为矩形底板1,所述底板1的长宽比介于 3:1和4:1之间,所述第一侧边和第三侧边为所述底板1的宽度对应的侧边,所 述第二侧边和第四侧边为所述底板1的长度对应的侧边。该技术方案,将底板1 长宽比设置成介于3:1和4:1之间,能够使主副天线之间有更好的隔离度同时满 足天线的通信功能。
在一具体实施方式中,所述底板1的长度为156mm,宽度为46mm。该技 术方案,既保证主副天线有很好的隔离度,同时使天线整体尺寸较小,克服安装 空间不足的限制。第一天线2和第二天线3的电压驻波比和隔离度测试结果图参 见图4,定位天线51的电压驻波比测试结果图参见图5。
在一具体实施方式中,所述定位天线51为GPS/BDS天线,所述定位模块5 还包括第一放大器52、声表滤波器53和第二放大器54,所述GPS/BDS天线、 第一放大器52、声表滤波器53、第二放大器54和功分器55依次电连接。该技 术方案,第一级放大器接收天线信号,经过声表滤波器53和第二放大器54输出 放大信号,经过两级放大,达到增益要求,同时弥补因接入功分器55而导致的 功率损耗问题,滤波器用来滤掉工作频带外的噪声。
在一具体实施方式中,所述GPS/BDS天线为单馈点圆极化天线GPS/BDS 天线优选尺寸为25mm*25mm*4mm的单馈点圆极化天线。该技术方案,单馈点 圆极化天线具有很好的圆对称半球波束、广角圆极化和阻抗匹配特性,性能优良。
在一具体实施方式中,所述定位模块5还包括罩设在定位天线51外的屏蔽 罩。该技术方案,防止定位模块5产生的辐射对外界造成干扰,同时也屏蔽外界 电场、磁场对定位模块5的干扰,从而保证其正常工作。
在一具体实施方式中,所述天线装置还包括多个同轴线13和多个连接端口, 连接端口例如是射频连接器,所述第一天线2至第三天线4以及功分器55的多 个输出端口分别各自连接一个同轴线13的一端,即第一天线2连接一个同轴线 13的一端,第二天线3连接一个同轴线13的一端,第三天线4连接一个同轴线 13的一端,功分器55的多个输出端口分别各自连接一个同轴线13的一端,每 个所述同轴线13的另一端分别连接一个连接端口。该技术方案,同轴线13的一 端连接第一天线2至第三天线4及功分器55的多个输出端口,同轴线13的另一 端连接一个连接端口,采用同轴线13结构代替相关电路板,作为传输结构,省 去了制作电路板的时间和成本。
参见图1和图2,在一具体实施方式中,所述功分器55为一分三功分器, 所述天线装置还包括六个同轴线13和六个连接端口,六个连接端口例如是第一 端口6,第二端口7,第三端口8,第四端口9,第五端口10,第六端口11,所 述连接端口例如是射频连接器端口。该技术方案,采用六个同轴线13和六个连 接端口,满足常规使用时的数据信号传输需求,同时节约了制造成本。
继续参见图2,在一具体实施方式中,所述天线装置还包括壳体12,所述壳 体12与所述底板1形成供所述第一天线2至第三天线4以及定位模块5容置的 空间。该技术方案,壳体12与底板1形成容置第一至第三天线4以及定位模块 5的容置空间,保证了各部件的容置位置的安全和稳定,使天线整体结构更加紧 凑,便于安装和拆卸。
本申请从使用目的上,效能上,进步及新颖性等观点进行阐述,已符合专利 法所强调的功能增进及使用要件,本申请以上的说明书及说明书附图,仅为本申 请的较佳实施例而已,并非以此局限本申请,因此,凡一切与本申请构造,装置, 特征等近似、雷同的,即凡依本申请专利申请范围所作的等同替换或修饰等,皆 应属本申请的专利申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种天线装置,其特征在于,包括:
底板,所述底板具有相对的第一侧边和第三侧边、相对的第二侧边和第四侧边;
位于所述底板上表面的第一天线、第二天线、第三天线和定位模块,所述第一天线邻近所述第一侧边和所述第二侧边的交点处,所述第二天线邻近所述第二侧边和所述第三侧边的交点处,所述第三天线邻近所述第四侧边的中点处,所述定位模块邻近所述底板的中心处;
所述第一天线和第二天线垂直,所述第一天线和第三天线垂直,所述第一天线和第二天线的工作频段包括以下至少一种:2G、3G和4G,所述第三天线的工作频段包括4G,所述定位模块包括电连接的定位天线和功分器,所述功分器为一分三功分器或一分四功分器。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述第一天线和第二天线具有相同的工作频段。
3.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述底板为矩形底板,所述底板的长宽比介于3:1和4:1之间,所述第一侧边和第三侧边为所述底板的宽度对应的侧边,所述第二侧边和第四侧边为所述底板的长度对应的侧边。
4.根据权利要求3所述的天线装置,其特征在于,所述底板的长度为156mm,宽度为46mm。
5.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述定位天线为GPS/BDS天线,所述定位模块还包括第一放大器、声表滤波器和第二放大器,所述GPS/BDS天线、第一放大器、声表滤波器、第二放大器和功分器依次电连接。
6.根据权利要求5所述的天线装置,其特征在于,所述GPS/BDS天线为单馈点圆极化天线。
7.根据权利要求5所述的天线装置,其特征在于,所述定位模块还包括罩设在定位天线外的屏蔽罩。
8.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述天线装置还包括多个同轴线和多个连接端口,所述第一天线至第三天线以及功分器的多个输出端口分别各自连接一个同轴线的一端,每个所述同轴线的另一端分别连接一个连接端口。
9.根据权利要求8所述的天线装置,其特征在于,所述功分器为一分三功分器,所述天线装置还包括六个同轴线和六个连接端口。
10.根据权利要求8所述的天线装置,其特征在于,所述天线装置还包括壳体,所述壳体与所述底板形成供所述第一天线至第三天线以及定位模块容置的空间。
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Denomination of invention: Antenna device

Effective date of registration: 20231222

Granted publication date: 20231114

Pledgee: Bank of China Co.,Ltd. Changzhou New North Branch

Pledgor: Changzhou ketewa Electronics Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980073256