CN117913512A - 天线组件 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种天线组件，利用公共接地部为第一辐射部和第二辐射部提供接地，并将第二辐射体和第一接地图案设置在基板的同一侧。由此，一方面，第二辐射体与第一接地图案间隔设置形成第一耦合缝隙，将第一馈电枝节和第二馈电枝节设置于第一耦合缝隙内。从而，提高了第一接地图案与主辐射单元、分集辐射单元和第二辐射体的耦合强度。另一方面，将馈电点距第一侧边和第二侧边的距离配置为不同，且第一侧边和第二侧边具有夹角。使得第一侧边和第二侧边上的导行电磁波产生电势差，同时在二者相互叠加后耦合至第二辐射体，以产生圆极化的电磁信号。满足了天线组件与卫星间的通讯需求，使得第一辐射部可用于对天线组件进行定位。

Description

天线组件

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种天线组件。

背景技术

MIMO系统又称多入多出系统。MIMO天线可以有效抑制信号衰落，增加天线对工作频段的利用率，降低信息在传递中内的错误率。随着车联网技术的不断发展，车机系统需要满足用户对车辆的远程控制和卫星通讯等需求，进而实现对车辆进行系统升级或对当前位置进行定位。如何将多种天线进行集成，同时降低天线的占用空间并提高辐射效率，成为需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种天线组件，利用公共接地部同时对第一辐射部和第二辐射部进行接地，进而降低了天线组件对空间的占用，提高了第一辐射部和第二辐射部的辐射效率。

本发明实施例的天线组件包括：

基板；

第一辐射部，包括相对设置的第一辐射体和第二辐射体，第一辐射体与基板间隔设置并与第二辐射体耦合，第一辐射体具有第一侧边、第二侧边和馈电点，馈电点至第一侧边和第二侧边的距离呈差异设置，且第一侧边和第二侧边的延伸方向相异；

第二辐射部，布设于基板并包括相对的主辐射单元和分集辐射单元，主辐射单元包括第一馈电枝节，分集辐射单元包括第二馈电枝节；以及

公共接地部，包括第一接地图案，第一接地图案和第二辐射体布设于基板的同一侧，第一接地图案与第二辐射体间隔设置且相对侧形成第一耦合缝隙，至少部分第一馈电枝节和至少部分第二馈电枝节设置于第一耦合缝隙，其中，第一馈电枝节、第二馈电枝节和第二辐射体通过第一耦合缝隙与第一接地图案耦合。

进一步地，主辐射单元还包括第三辐射体，分集辐射单元还包括第四辐射体，第三辐射体和第四辐射体分别位于公共接地部的两侧；

第一馈电枝节的一端延伸至第一耦合缝隙外侧并与第三辐射体连接，第二馈电枝节的一端延伸至第一耦合缝隙外侧并与第四辐射体连接。

进一步地，第一耦合缝隙包括两个第一延伸段和两个第二延伸段，两个第二延伸段位于第一辐射体的两侧，两个第一延伸段分别由两个第二延伸段向第三辐射体和第四辐射体延伸；

第一延伸段和第二延伸段分别与第一侧边和第二侧边平行，且第一延伸段和第二延伸段垂直连接。

进一步地，第一辐射体为矩形并具有两个第一侧边和两个第二侧边，馈电点与第一辐射体的中心错开；

第一耦合缝隙还包括第三延伸段，第三延伸段连接于两个第二延伸段之间并与第一侧边平行，第一耦合缝隙围绕部分第一辐射体设置。

进一步地，第一馈电枝节具有第一馈电端和第一连接端，第二馈电枝节具有第二馈电端和第二连接端；

第一馈电端和第二馈电端位于第三延伸段且间隔设置，第一连接端和第二连接端延伸至第一延伸段外侧并分别与第三辐射体和第四辐射体连接。

进一步地，公共接地部还包括第二接地图案，第二接地图案具有第二耦合缝隙并布设于基板背离第一接地图案的一侧；

第一辐射部还包括第三馈电枝节，第三馈电枝节布设于基板背离第一接地图案的一侧且位于第二耦合缝隙内，第三馈电枝节与第二耦合缝隙耦合并与第一辐射体电性连接。

进一步地，第三馈电枝节具有第三馈电端和第三连接端，第三连接端与第一辐射体电性连接，至少部分第三馈电端与第三延伸段对应并位于第一馈电枝节和第二馈电枝节之间。

进一步地，第一馈电枝节具有第一馈电端，第二馈电枝节具有第二馈电端，第一馈电端和第二馈电端设置于第三延伸段，第一馈电端和第二馈电端位于第三馈电端的两侧并靠近第三馈电端；

第一接地图案包括接地枝节，接地枝节与第二辐射体的相对侧形成第三延伸段；

第二接地图案包括接地区，接地区位于第二接地图案的边缘，接地区与第三馈电端对应，接地区的边缘形成部分第二耦合缝隙。

进一步地，天线组件还包括第一传输线、第二传输线和第三传输线，第一传输线、第二传输线和第三传输线均包括内导体和外导体，第三传输线的内导体与第三馈电端固定连接且外导体与接地区连接；

第一传输线和第二传输线的内导体分别与第一馈电端和第二馈电端固定连接，第一传输线和第二传输线的外导体与接地枝节固定连接。

进一步地，第三辐射体包括第一导电枝节，第一导电枝节包括第一中间段和两个第一弯折段；

第四辐射体包括第二导电枝节，第二导电枝节包括第二中间段和两个第二弯折段；

两个第一弯折段连接于第一中间段的两端，两个第二弯折段连接于第二中间段的两端，两个第一弯折段和两个第二弯折段均向公共接地部弯折。

进一步地，第一导电枝节还包括第一连接段，第二导电枝节还包括第二连接段；

第一连接段和第二连接段的延伸方向与第一延伸段的延伸方向一致，第一连接段位于两个第一弯折段之间，第二连接段位于两个第二弯折段之间，且第一连接段的一端与第一中间段连接，另一端与第一馈电枝节连接，第二连接段的一端与第二中间段连接，另一端与第二馈电枝节连接。

进一步地，第三辐射体包括第一导电片和第二导电片，第一导电片和第二导电片位于第一连接段的两侧并与第一连接段靠近第一馈电枝节的一端连接，第一导电片与第一中间段和第一连接段的相对侧形成第三耦合缝隙，第二导电片与第一中间段和第一连接段的相对侧形成第四耦合缝隙；

第四辐射体包括第三导电片和第四导电片，第三导电片和第四导电片位于第二连接段的两侧并与第二连接段靠近第二馈电枝节的一端连接，第三导电片与第二中间段和第二连接段的相对侧形成第五耦合缝隙，第四导电片与第二中间段和第二连接段的相对侧形成第六耦合缝隙。

进一步地，第一导电片、第三导电片和第四导电片均为矩形；

第一导电片与第二辐射体的相对侧形成第七耦合缝隙，第三导电片与第二辐射体的相对侧形成第八耦合缝隙，第四导电片与第一接地图案的相对侧形成第九耦合缝隙；

第二导电片具有斜边，斜边位于第二导电片靠近第一接地图案的一侧，斜边远离第一连接段的一端，向远离第一接地图案的方向倾斜设置。

进一步地，天线组件还包括：

介质块，设置于第一辐射体和第二辐射体之间，介质块的厚度大于基板厚度且介质块的介电常数大于基板的介电常数。

进一步地，天线组件还包括：

多个导电件，多个导电件连接于第一辐射体和第三馈电枝节之间、第二辐射体和第二接地图案之间以及第一接地图案和第二接地图案之间。

进一步地，基板设有多个第一通孔；

天线组件还包括：

介质块，设有第二通孔，介质块设置于第一辐射体和第二辐射体之间，第二通孔与一第一通孔对应；

多个导电件分别设置于多个第一通孔和第二通孔。

本发明实施例的天线组件，利用公共接地部为第一辐射部和第二辐射部提供接地，并将第二辐射体和第一接地图案设置在基板的同一侧。由此，一方面，第二辐射体与第一接地图案间隔设置形成第一耦合缝隙，将第一馈电枝节和第二馈电枝节设置于第一耦合缝隙内。从而，提高了第一接地图案与主辐射单元、分集辐射单元和第二辐射体的耦合强度，实现了第一辐射部和第二辐射部分别对预定频段的电磁信号进行收发。同时，避免了为主辐射单元、分集辐射单元和第一辐射部单独设置地接，增加天线组件对空间的占用。另一方面，将馈电点距第一侧边和第二侧边的距离配置为不同，且第一侧边和第二侧边具有夹角。使得第一侧边和第二侧边上的导行电磁波产生电势差，同时在二者相互叠加后耦合至第二辐射体，以产生圆极化的电磁信号。满足了天线组件与卫星间的通讯需求，使得第一辐射部可用于对天线组件进行定位。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本发明实施例的天线组件的结构示意图；

图2是本发明实施例的天线组件一侧的爆炸示意图；

图3是本发明实施例的天线组件另一侧的爆炸示意图；

图4是本发明实施例的天线组件的局部剖视示意图；

图5是本发明实施例的第一辐射部、第二辐射部和公共接地部的结构示意图；

图6是本发明实施例的第三馈电枝节和公共接地部的结构示意图；

图7是本发明实施例的耦合缝隙的结构示意图；

图8是本发明实施例的天线组件在一些实施方式中的电磁信号仿真示意图；

图9是本发明实施例的天线组件在另一些实施方式中的电磁信号仿真示意图

图10是本发明实施例的天线组件在又一些实施方式中的电磁信号仿真示意图；

图11是本发明实施例主辐射单元的辐射效率和增益的仿真测试图；

图12是本发明实施例分集辐射单元的辐射效率和增益的仿真测试图；

图13是本发明实施例第一辐射部的辐射效率和增益的仿真测试图；

图14是本发明实施例的主辐射单元的史密斯仿真测试图；

图15是本发明实施例的分集辐射单元的史密斯仿真测试图；

图16是本发明实施例的第一辐射部的史密斯仿真测试图；

图17是本发明实施例的第一辐射部在1.575GHz的效率仿真图。

附图标记说明：

1-第一辐射部；

11-第一辐射体；111-第一侧边；112-第二侧边；113-馈电点；

12-第二辐射体；

13-第三馈电枝节；131-第三馈电端；132-第三连接端；

2-第二辐射部；

21-主辐射单元；211-第一馈电枝节；2111-第一馈电端；2112-第一连接端；212-第三辐射体；2121-第一导电枝节；2122-第一中间段；2123-第一弯折段；2124-第一连接段；2125-第一导电片；2126-第二导电片；2127-斜边；

22-分集辐射单元；221-第二馈电枝节；2211-第二馈电端；2212-第二连接端；222-第四辐射体；2221-第二导电枝节；2222-第二中间段；2223-第二弯折段；2224-第二连接段；2225-第三导电片；2226-第四导电片；

3-公共接地部；

31-第一接地图案；311-接地枝节；

32-第二接地图案；321-接地区；

4-基板；

41-第一通孔；

51-第一耦合缝隙；511-第一延伸段；512-第二延伸段；513-第三延伸段；52-第二耦合缝隙；53-第三耦合缝隙；54-第四耦合缝隙；55-第五耦合缝隙；56-第六耦合缝隙；57-第七耦合缝隙；58-第八耦合缝隙；59-第九耦合缝隙；

6-线缆；

61-第一传输线；62-第二传输线；63-第三传输线；

7-介质块；

71-第二通孔；

8-导电件；

9-壳部。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，除非另有明确的限定。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。

为易于说明，诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等的空间相关术语在此被用于描述图中例示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，空间相关术语可意欲包含设备在使用或操作中的除图中描绘的方位之外的不同的方位。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件于是将被定位为在该其它元件或特征“上方”。因而，示例术语“下方”能包含上方和下方的方位二者。设备可以以其它方式被定向(旋转90度或处于其它方位)，并且在此使用的空间相关描述词应该被相应地解释。

图1是本实施例的天线组件的结构示意图。图2和图3是本实施例的天线组件的爆炸示意图。图中的天线组件设置有壳部9以及同时设置于基板4和介质块7的第一辐射部1，设置于基板4的第二辐射部2和公共接地部3。第一辐射部1、第二辐射部2和公共接地部3设置于壳部9内并与线缆6连接。

图4是本实施例的天线组件的局部剖视示意图。图中展示了第一传输线61和第二传输线62的连接方式。第一传输线61和第二传输线62的内导体的端部与第二辐射部2固定连接，第一传输线61和第二传输线62的外导体同时与接地枝节311固定连接。本实施例中的外导体用于实现公共接地部3的接地。

本实施例中的第一传输线61、第二传输线62和第三传输线63可以为同轴电缆。同轴电缆的线芯为上述内导体，编织层为上述外导体，在线芯和编织层之间设置绝缘层，可以避免线芯与编织层之间发生短接。

图5和图6是本实施例的公共接地部3与第一辐射部1、第二辐射部2的结构示意图。图7是本实施例的耦合缝隙的结构示意图。图5和图7为天线组件顶部方向上的结构示意。图6为天线组件底部方向上的结构示意(图中未展示基板4、第三辐射体212和第四辐射体222)。上图中第一辐射部1和第二辐射部2的轮廓用粗实线展示了，公共接地部3的轮廓用细实线展示，且图5中的主辐射单元21、分集辐射单元22、第一辐射体11和第二辐射体12和图6中的第三馈电枝节13设有剖面线。图7中第二耦合缝隙52的轮廓用虚线展示。

在一些实施方式中，如图1-图2所示，本实施例中的天线组件包括第一辐射部1、第二辐射部2、公共接地部3和基板4。

再进一步参照图3、图5和图7所示，第一辐射部1包括相对设置的第一辐射体11和第二辐射体12。第一辐射体11与基板4间隔设置，同时第一辐射体11与第二辐射体12耦合。第一辐射体11具有第一侧边111、第二侧边112和馈电点113，馈电点113至第一侧边111和第二侧边112的距离呈差异设置(图7中距离L1大于距离L2)，且第一侧边111和第二侧边112的延伸方向相异。也就是馈电点113至第一侧边111和第二侧边112的距离不同，且第一侧边111和第二侧边112的延伸方向不同。

本实施例中的第一辐射体11与第二辐射体12保持一定的间隔，进而使得第一辐射体11与第二辐射体12相互耦合。由此，第一辐射体11的上的电磁信号可以耦合至第二辐射体12上。

具体地，如图7所示，第一侧边111与第二侧边112的一端连接并相互垂直。由此，使得从馈电点113馈入的导行电磁波可以分别沿着第一侧边111和第二侧边112传导，且馈电点113至第一侧边111和第二侧边112的距离呈差异设置，即距离不同，使得传导至第一侧边111和第二侧边112的导行电磁波具有相位差。例如距离L1与距离L2的距离相差四分之一λ。其中，λ为第一辐射部1的工作波长，以使得第一侧边111和第二侧边112上的导行电磁波相差90度，进而保证第一辐射部1可以传送圆极化的电磁信号。

本实施例中的第二辐射部2布设于基板4并包括相对的主辐射单元21和分集辐射单元22。主辐射单元21包括第一馈电枝节211，分集辐射单元22包括第二馈电枝节221。

具体地，本实施例中的第二辐射部2采用空间分集的方式传送电磁信号。为此，如图5中距离L3所示，主辐射单元21和分集辐射单元22之间保持一定的距离，该距离L3可以为第二辐射部2工作波长的0.5至0.8倍。天线的分集接收，使天线可以对电磁信号进行分散传输和集中处理。其中，分散传输是使接收端能获得多个独立的且携带同一信息的衰落信号。集中处理是把收到的多个独立的衰落信号进行合并以降低衰落的影响。

电磁信号的衰减，即电磁信号在传输介质中传播时，将会有一部分能量转化成热能或者被传输介质吸收，从而造成信号强度不断减弱。本实施例中第二辐射部2中的主辐射单元21和分集辐射单元22用于分别传输相同的电磁信号，以保证天线组件收发信号的准确性。

本实施例中的公共接地部3包括第一接地图案31。第一接地图案31和第二辐射体12布设于基板4的同一侧。第一接地图案31与第二辐射体12间隔设置且相对侧形成第一耦合缝隙51，至少部分第一馈电枝节211和至少部分第二馈电枝节221设置于第一耦合缝隙51，第一馈电枝节211、第二馈电枝节221和第二辐射体12通过第一耦合缝隙51与第一接地图案31耦合。

本实施例中的第一耦合缝隙51可以提高第一接地图案31与第二辐射体12耦合的强度，同时还能为主辐射单元21和分集辐射单元22提供接地。满足了第一辐射部1和第二辐射部2的接地要求，拓宽了天线组件的工作频段。

综上，本实施例的天线组件，利用公共接地部3为第一辐射部1和第二辐射部2提供接地，并将第二辐射体12和第一接地图案31设置在基板4的同一侧。由此，一方面，第二辐射体12与第一接地图案31间隔设置形成第一耦合缝隙51，将第一馈电枝节211和第二馈电枝节221设置于第一耦合缝隙51内。从而，提高了第一接地图案31与主辐射单元21、分集辐射单元22和第二辐射体12的耦合强度，实现了第一辐射部1和第二辐射部2分别对预定频段的电磁信号进行收发。同时，避免了为主辐射单元21、分集辐射单元22和第一辐射部1单独设置地接，增加天线组件对空间的占用。另一方面，将馈电点113距第一侧边111和第二侧边112的距离配置为不同，且第一侧边111和第二侧边112具有夹角。使得第一侧边111和第二侧边112上的导行电磁波产生电势差，同时在二者相互叠加后耦合至第二辐射体12，以产生圆极化的电磁信号。满足了天线组件与卫星间的通讯需求，使得第一辐射部1可用于对天线组件进行定位。

优选地，本实施例中的第二辐射部2的工作频段，也即将主辐射单元21和分集辐射单元22的工作频段可同时配置为0.82-0.96GHz和1.7-2.7GHz，以便于第二辐射部2传送2G、3G或4G信号。本实施例中的第一辐射部1的工作频段配置为1.575GHz或1.176GHz。也即，与GPS卫星的L1和L5频段对应。从而，使得第一辐射部1可用于传送GPS信号。由此，使得本实施例中天线组件可以同时满足移动通讯以及卫星通讯的信号传递要求。

优选地，将第一辐射部1配置为传送L5频段的电磁信号，以使得第一辐射部1与第二辐射部2的工作频段相互错开，进而避免第一辐射部1与第二辐射部2产生相互干扰。在第一辐射部1与第二辐射部2共用一个公共接地部3的形式下，增加了第一辐射部1与第二辐射部2的隔离度。

在一些实施方式中，如图5-图6所示，主辐射单元21还包括第三辐射体212。分集辐射单元22还包括第四辐射体222。第三辐射体212和第四辐射体222分别位于公共接地部3的两侧。

第一馈电枝节211的一端延伸至第一耦合缝隙51外侧并与第三辐射体212连接，第二馈电枝节221的一端延伸至第一耦合缝隙51外侧并与第四辐射体222连接。

本实施例中主辐射单元21和分集辐射单元22在分集接收时，第三辐射体212和第四辐射体222之间需要保持一定的间隔(如图6所示)，将第二辐射部2设置在主辐射单元21和分集辐射单元22之间，以使得天线组件的整体结构更加紧凑。同时，利用第一馈电枝节211和第二馈电枝节221，在导行电磁波传导至主辐射单元21和分集辐射单元22前，与第一接地图案31进行耦合，进而拓宽了第二辐射部2的电磁信号的频段，提高了天线组件的整体性能。

在一些实施方式中，如图7所示，第一耦合缝隙51包括两个第一延伸段511和两个第二延伸段512。两个第二延伸段512位于第一辐射体11的两侧，两个第一延伸段511分别由两个第二延伸段512向第三辐射体212和第四辐射体222延伸。

第一延伸段511和第二延伸段512分别与第一侧边111和第二侧边112平行，且第一延伸段511和第二延伸段512垂直连接。

本实施例中的两个第一延伸段511与两个第二延伸段512一一对应设置，且第一延伸段511与第二延伸段512垂直设置，并分别与第一侧边111和第二侧边112的延伸方向一致。也就是第一侧边111和第二侧边112也处于垂直状态。

由此，本实施例中的第二辐射体12通过第一延伸段511和第二延伸段512，与第一辐射体11耦合在一起。从而，使得第二辐射体12可以配合第一辐射体11收发圆极化的电磁信号。

在一些实施方式中，如图5和图7所示，第一辐射体11为矩形并具有两个第一侧边111和两个第二侧边112。馈电点113与第一辐射体11的中心错开。

第一耦合缝隙51还包括第三延伸段513。第三延伸段513连接于两个第二延伸段512之间并与第一侧边111平行。第一耦合缝隙51围绕部分第一辐射体11设置。

本实施例中的两个第二延伸段512分别与两个第一侧边111的部分区域相对设置。由此，可以增加第一辐射体11与第二辐射体12之间的耦合强度。

图8、图9和图10分别是本实施例的天线组件在0.9GHz、2GHz和2.5GHz时的电磁信号仿真示意图。

图8中展示了第一耦合缝隙51中导行电磁波的一种具体传导形式。图中靠近主辐射单元21的第一耦合缝隙51(区域Ⅰ)，其上的导行电磁波在第一延伸段511向左侧传导，在第二延伸段512向上侧传导，进而使得导行电磁波可以在第二辐射体12上相互叠加在一起。也就是在工作频段在0.9GHz时，第一耦合缝隙51上产生了顺时针方向的圆极化电磁信号。

在一些实施方式中，如图5-图7所示，第一馈电枝节211具有第一馈电端2111和第一连接端2112。第二馈电枝节221具有第二馈电端2211和第二连接端2212。

第一馈电端2111和第二馈电端2211位于第三延伸段513且间隔设置，第一连接端2112和第二连接端2212延伸至第一延伸段511外侧并分别与第三辐射体212和第四辐射体222连接。

本实施例中利用了第一馈电枝节211和第二馈电枝节221，使得主辐射单元21和分集辐射单元22与第二辐射体12错开设置，当第一辐射部1朝第一辐射体11的设置方向发送GPS信号时，可以减少GPS信号对用主辐射单元21和分集辐射单元22造成影响，提高了天线组件的隔离度。

在一些实施方式中，如图3、图5和图6所示，公共接地部3还包括第二接地图案32。第二接地图案32具有第二耦合缝隙52并布设于基板4背离第一接地图案31的一侧。

第一辐射部1还包括第三馈电枝节13，第三馈电枝节13布设于基板4背离第一接地图案31的一侧且位于第二耦合缝隙52内，第三馈电枝节13与第二耦合缝隙52耦合并与第一辐射体11电性连接。

具体地，本实施例中第二接地图案32为矩形。在第二接地图案32靠近第一接地图案31的位置设置有第二耦合缝隙52。该第二耦合缝隙52靠近第二接地图案32的边缘并与第三延伸段513的延伸方向垂直设置。

本实施例中通过第三馈电枝节13可以为第一辐射体11馈入导行电磁波，同时使用第三馈电枝节13与第二耦合缝隙52的配合，可以进一步拓宽第一辐射部1的工作频段，保证第一辐射部1的辐射效率。

具体地，如图9所示，本实施例中的第二接地图案32包括第一区域和第二区域，该第一区域与第二辐射体12相对设置。第二区域与第一接地图案31相对设置。由此，使得第二辐射体12中部区域的电磁信号可以耦合至第一区域上(区域Ⅳ)。第一接地图案31的电磁信号可以耦合至第二区域上(区域Ⅴ)。以满足电磁信号的发送需求。

在一些实施方式中，如图5-图7所示，第三馈电枝节13具有第三馈电端131和第三连接端132。第三连接端132与第一辐射体11电性连接。至少部分第三馈电端131与第三延伸段513对应并位于第一馈电枝节211和第二馈电枝节221之间。

本实施例中的第一馈电端2111、第二馈电端2211和第三馈电端131相互靠近，当导行电磁波从第一馈电端2111、第二馈电端2211和第三馈电端131馈入时，可以使天线组件同一区域的电势保持一致，以使得在导行电磁波的传导方向上，第一馈电枝节211、第二馈电枝节221和第三馈电枝节13各个区域相对于第二接地图案32的电势差保持相对一致。

在一些实施方式中，如图5-图7所示，第一馈电枝节211具有第一馈电端2111。第二馈电枝节221具有第二馈电端2211。第一馈电端2111和第二馈电端2211设置于第三延伸段513，第一馈电端2111和第二馈电端2211位于第三馈电端131的两侧并靠近第三馈电端131。

第一接地图案31包括接地枝节311，接地枝节311与第二辐射体12的相对侧形成第三延伸段513。

第二接地图案32包括接地区321，接地区321位于第二接地图案32的边缘，接地区321与第三馈电端131对应，接地区321的边缘形成部分第二耦合缝隙52。

本实施例中的接地区321和接地枝节311与第一馈电端2111、第二馈电端2211和第三馈电端131相邻设置，当导行电磁波沿第一馈电枝节211、第二馈电枝节221和第三馈电枝节13传递时，导行电磁波相对于公共接地部3的电势差可以尽量保持一致。从而，满足了天线组件的辐射性能。

在一些实施方式中，再进一步参照图3和图4所示，天线组件还包括第一传输线61、第二传输线62和第三传输线63。第一传输线61、第二传输线62和第三传输线63均包括内导体和外导体。第三传输线63的内导体与第三馈电端131固定连接且外导体与接地区321连接。

第一传输线61的内导体和第二传输线62的内导体分别与第一馈电端2111和第二馈电端2211固定连接，第一传输线61的外导体和第二传输线62的外导体与接地枝节311固定连接。

本实施例中的接地枝节311和接地区321的设置位置，可以简化线缆6与第一辐射部1、第二辐射部2和公共接地部3的连接方式。该线缆6包括第一传输线61、第二传输线62和第三传输线63。另一方面，第一传输线61、第二传输线62和第三传输线63在公共接地部3上的电势相同，以使得公共接地部3可以同时为第一辐射部1和第二辐射部2提供按接地。

具体地，天线组件包括壳部9。壳部9包括上壳体和下壳体。上壳体与下壳体扣合，以容置天线主体。天线主体包括第一辐射部1、第二辐射部2、公共接地部3、基板4和介质块7等部分。线缆6的一端与天线主体进行连接，另一段通过壳部9上的过线孔，延伸至壳部9外侧，并通过FAKRA连接器与车载系统进行连接。本实施例极大地简化了线缆6与天线主体的连接方式，降低了天线组件的安装难度。

在一些实施方式中，如图5所示，第三辐射体212包括第一导电枝节2121。第一导电枝节2121包括第一中间段2122和两个第一弯折段2123。

与此相对的，第四辐射体222包括第二导电枝节2221。第二导电枝节2221包括第二中间段2222和两个第二弯折段2223。

两个第一弯折段2123连接于第一中间段2122的两端，两个第二弯折段2223连接于第二中间段2222的两端，两个第一弯折段2123和两个第二弯折段2223均向公共接地部3弯折。

本实施例中的第一导电枝节2121和第二导电枝节2221相对于第一辐射部1大致对称设置，以便于第二辐射部2可以采用空间分集的方式传送电磁信号。使得主辐射单元21和分集辐射单元22收发的天线组件的衰减具有一定差异，保证了第二辐射部2的信号收发性能。

在一些实施方式中，如图5所示，第一导电枝节2121还包括第一连接段2124。第二导电枝节2221还包括第二连接段2224。

同时，第一连接段2124和第二连接段2224的延伸方向与第一延伸段511的延伸方向一致。第一连接段2124位于两个第一弯折段2123之间，第二连接段2224位于两个第二弯折段2223之间，且第一连接段2124的一端与第一中间段2122连接，另一端与第一馈电枝节211连接。第二连接段2224的一端与第二中间段2222连接，另一端与第二馈电枝节221连接。

具体地，第一连接段2124与第一馈电枝节211位于第一延伸段511部分的延伸方向一致，第二连接段2224与第二馈电枝节221位于第一延伸段511部分的延伸方向一致，以便于电磁信号通过第一连接段2124和第二连接段2224分别传导向第一导电枝节2121和第二导电枝节2221上。

进一步地，再参照图7所示，第三辐射体212包括第一导电片2125和第二导电片2126。第一导电片2125和第二导电片2126位于第一连接段2124的两侧并与第一连接段2124靠近第一馈电枝节211的一端连接。第一导电片2125与第一中间段2122和第一连接段2124的相对侧形成第三耦合缝隙53。第二导电片2126与第一中间段2122和第一连接段2124的相对侧形成第四耦合缝隙54。

第四辐射体222包括第三导电片2225和第四导电片2226，第三导电片2225和第四导电片2226位于第二连接段2224的两侧并与第二连接段2224靠近第二馈电枝节221的一端连接。第三导电片2225与第二中间段2222和第二连接段2224的相对侧形成第五耦合缝隙55。第四导电片2226与第二中间段2222和第二连接段2224的相对侧形成第六耦合缝隙56。

本实施例中的第三辐射体212和第四辐射体222可以分别等效为第一缝隙天线和第二缝隙天线。其中，第一缝隙天线具有第一辐射缝隙和第二辐射缝隙，也就是第三耦合缝隙53和第四耦合缝隙54。第二缝隙天线具有第三辐射缝隙和第四辐射缝隙，也就是第五耦合缝隙55和第六耦合缝隙56。

图8和图10中分别展示了第二辐射部2在0.9GHz和2.5GHz频段导行电磁波的传导形式。

图8中第二辐射部2在0.9GHz时，导行电磁波在主辐射单元21上的第三耦合缝隙53和第四耦合缝隙54均具有较高的电磁强度(区域Ⅱ)。

图10中第二辐射部2在2.5GHz时，导行电磁波在主辐射单元21上的第三耦合缝隙53具有较高的电磁强度(区域Ⅲ)。也即，第三耦合缝隙53、第四耦合缝隙54、第五耦合缝隙55和第六耦合缝隙56在移动通讯的不同频段中，可以起到不同的作用。

在一些实施方式中，再参照图7所示，第一导电片2125、第三导电片2225和第四导电片2226均为矩形。

第一导电片2125与第二辐射体12的相对侧形成第七耦合缝隙57。第三导电片2225与第二辐射体12的相对侧形成第八耦合缝隙58。第四导电片2226与第一接地图案31的相对侧形成第九耦合缝隙59。

第二导电片2126具有斜边2127。斜边2127位于第二导电片2126靠近第一接地图案31的一侧。斜边2127远离第一连接段2124的一端，向远离第一接地图案31的方向倾斜设置。

具体地，第二辐射体12以及第一接地图案31均通过导电件8与第二接地图案32直接连接。由此，使得第一导电片2125、第三导电片2225和第四导电片2226分别通过第七耦合缝隙57、第八耦合缝隙58和第九耦合缝隙59与公共接地部3耦合。进而，使得第一导电片2125、第三导电片2225和第四导电片2226的两侧具有较大的电势差，提高了主辐射单元21和分集辐射单元22的辐射强度。另一方面，第二导电片2126设置的斜边2127形成了一个切角，降低了第二导电片2126与第一接地图案31之间的耦合性能，使得主辐射单元21的部分导行电磁波通过第一弯折段2123的端部耦合至第一接地图案31。从而，增加了导行电磁波在第一导电枝节2121上的传导距离。尤其在频率较高时，使得主辐射单元21仅通过第三耦合缝隙53辐射电磁信号。

在一些实施方式中，如图2-图3所示，天线组件还包括介质块7。介质块7设置于第一辐射体11和第二辐射体12之间，介质块7的厚度大于基板4厚度且介质块7的介电常数大于基板4的介电常数。

本实施例中的基板4的材质包括环氧树脂。与此相对的，介质块7的材质为陶瓷。

本实施例将介质块7设置于第一辐射体11和第二辐射体12之间，增加了二者之间的介电常数。提高了第一辐射部1的阻抗匹配特性。同时，使得第一辐射体11和第二辐射体12之间的距离可以配置为更小，减少了天线组件整体厚度。

具体地，基板4的材质可以为RF4，其介电常数是4.2-4.7。介质块7的介电常数可配置为10-35。本领域技术人员可以根据天线组件的工作频率进行选择。该介质块7的材质包括但不限于氧化铝、二氧化钛、玻璃粉以及粘接剂等成分。

本实施例利用介电常数不同的材质，改变了第一辐射体11和第二辐射体12耦合性能。尤其在第一辐射部1工作频率较低时，可以提高第一辐射体11与第二辐射体12的耦合性能，调节第一辐射部1的阻抗。

在一些实施方式中，如图3-图4所示，天线组件还包括多个导电件8。多个导电件8连接于第一辐射体11和第三馈电枝节13之间、第二辐射体12和第二接地图案32之间以及第一接地图案31和第二接地图案32之间。

本实施例中的第二辐射体12通过导电件8与第一接地图案31直接连接，第一接地图案31通过导电件8与第二接地图案32直接连接。由此，增加了第一辐射部1的工作频率，使得第一辐射部1中不满足要求的低频信号，馈入到公共接地部3。

在一些实施方式中，如图3-图4所示，基板4设有多个第一通孔41。天线组件还包括介质块7。介质块7设有第二通孔71。当介质块7设置于第一辐射体11和第二辐射体12之间时，第二通孔71与一个第一通孔41对应设置。多个导电件8分别设置于多个第一通孔41和第二通孔71。

优选地，通过激光直接成型工艺在基板4的与第二通孔71错开的多个第一通孔41内壁直接成型导电件8，并在基板4的一侧直接成型第二辐射体12、第一接地图案31、主辐射单元21和分集辐射单元22。在基板4的另一侧直接成型第二接地图案32和第三馈电枝节13。从而，简化基板4的制造工序。

同时设置于第一通孔41和第二通孔71内的导电件8为连接螺钉。连接螺钉为金属材质，与第二通孔71对应的第一通孔41中设置有螺纹。由此，连接螺钉用于将介质块7和基板4固定在一起，且连接螺钉的头部与第一辐射体11连接，连接螺钉的尾部与第三连接端132连接。从而，同时实现了第一辐射体11与第三馈电枝节13的电性连接。

图11是本实施例主辐射单元21的辐射效率和增益的仿真测试图。图12是本实施例分集辐射单元22的辐射效率和增益的仿真测试图。图13是本实施例第一辐射部1的辐射效率和增益的仿真测试图。

从图中可见，主辐射单元21在0.82-0.96GHz和1.7-2.7GHz两个频段，辐射效率基本处于-2.5dB至-3.5dB之间，增益基本处于1至2.5dBi之间。分集辐射单元22在0.82-0.96GHz和1.7-2.7GHz两个频段，辐射效率基本处于-1dB至-3.5dB之间，增益基本处于1至2.5dBi之间。由此，第二辐射部2具有较好的辐射性能。

同时，第一辐射部1在1.55-1.6GHz频段，增益处于18.25至23.87dBi之间。由此，第一辐射部1可以较好的满足L1频段GPS信号的辐射性能。

图14是本实施例的主辐射单元21的史密斯仿真测试图。图15是本实施例的分集辐射单元22的史密斯仿真测试图。图中0.9GHz点位和1.70GHz点位都集中在史密斯圆图的中心位置。2.5GHz点位和2.69GHz点位较为靠近史密斯圆图的中心位置。可以看出第二辐射部2已具有较好的阻抗匹配设计。

图16是本实施例的第一辐射部1的史密斯仿真测试图。图中在1.575GHz点位集中在史密斯圆图的中心位置，可以看出第一辐射部1已具有较好的阻抗匹配设计。

图17是本发明实施例的第一辐射部1在1.575GHz的效率仿真图。从图中可以看到，第一辐射部1为定向天线，其在俯仰面(竖直面)上，畸变较少。由此，本实施例的天线组件可以满足，天线组件向设置第一辐射体11的方向收发电磁信号的性能要求。

在一个可选的实现方式中，将上述天线组件设置于车机系统，可以提高车机系统的通讯能力。

在另一个可选的实现方式中，将上述车机系统设置于车辆，可以满足该车辆的车辆网需求。该车辆网包括车辆的定位、导航、语音通话或车辆远程控制等功能。

综上，本实施例的车机系统和车辆，利用天线组件的公共接地部3为第一辐射部1和第二辐射部2提供接地，并将第二辐射体12和第一接地图案31设置在基板4的同一侧。由此，一方面，第二辐射体12与第一接地图案31间隔设置形成第一耦合缝隙51，将第一馈电枝节211和第二馈电枝节221设置于第一耦合缝隙51内。从而，提高了第一接地图案31与主辐射单元21、分集辐射单元22和第二辐射体12的耦合强度，实现了第一辐射部1和第二辐射部2分别对预定频段的电磁信号进行收发。同时，避免了为主辐射单元21、分集辐射单元22和第一辐射部1单独设置地接，增加天线组件对空间的占用。另一方面，将馈电点113距第一侧边111和第二侧边112的距离配置为不同，且第一侧边111和第二侧边112具有夹角。使得第一侧边111和第二侧边112上的导行电磁波产生电势差，同时在二者相互叠加后耦合至第二辐射体12，以产生圆极化的电磁信号。满足了天线组件与卫星间的通讯需求，使得第一辐射部1可用于对天线组件进行定位。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理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 (16)

1.一种天线组件，其特征在于，所述天线组件包括：

基板(4)；

第一辐射部(1)，包括相对设置的第一辐射体(11)和第二辐射体(12)，所述第一辐射体(11)与所述基板(4)间隔设置并与所述第二辐射体(12)耦合，所述第一辐射体(11)具有第一侧边(111)、第二侧边(112)和馈电点(113)，所述馈电点(113)至所述第一侧边(111)和所述第二侧边(112)的距离呈差异设置，且所述第一侧边(111)和所述第二侧边(112)的延伸方向相异；

第二辐射部(2)，布设于所述基板(4)并包括相对的主辐射单元(21)和分集辐射单元(22)，所述主辐射单元(21)包括第一馈电枝节(211)，所述分集辐射单元(22)包括第二馈电枝节(221)；以及

公共接地部(3)，包括第一接地图案(31)，所述第一接地图案(31)和所述第二辐射体(12)布设于所述基板(4)的同一侧，所述第一接地图案(31)与所述第二辐射体(12)间隔设置且相对侧形成第一耦合缝隙(51)，至少部分所述第一馈电枝节(211)和至少部分所述第二馈电枝节(221)设置于所述第一耦合缝隙(51)，其中，所述第一馈电枝节(211)、所述第二馈电枝节(221)和所述第二辐射体(12)通过所述第一耦合缝隙(51)与所述第一接地图案(31)耦合。

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述主辐射单元(21)还包括第三辐射体(212)，所述分集辐射单元(22)还包括第四辐射体(222)，所述第三辐射体(212)和所述第四辐射体(222)分别位于所述公共接地部(3)的两侧；

所述第一馈电枝节(211)的一端延伸至所述第一耦合缝隙(51)外侧并与所述第三辐射体(212)连接，所述第二馈电枝节(221)的一端延伸至所述第一耦合缝隙(51)外侧并与所述第四辐射体(222)连接。

3.根据权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述第一耦合缝隙(51)包括两个第一延伸段(511)和两个第二延伸段(512)，两个所述第二延伸段(512)位于所述第一辐射体(11)的两侧，两个所述第一延伸段(511)分别由两个所述第二延伸段(512)向所述第三辐射体(212)和所述第四辐射体(222)延伸；

所述第一延伸段(511)和所述第二延伸段(512)分别与所述第一侧边(111)和所述第二侧边(112)平行，且所述第一延伸段(511)和所述第二延伸段(512)垂直连接。

4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述第一辐射体(11)为矩形并具有两个第一侧边(111)和两个第二侧边(112)，所述馈电点(113)与所述第一辐射体(11)的中心错开；

所述第一耦合缝隙(51)还包括第三延伸段(513)，所述第三延伸段(513)连接于两个所述第二延伸段(512)之间并与所述第一侧边(111)平行，所述第一耦合缝隙(51)围绕部分所述第一辐射体(11)设置。

5.根据权利要求4所述的天线组件，其特征在于，所述第一馈电枝节(211)具有第一馈电端(2111)和第一连接端(2112)，所述第二馈电枝节(221)具有第二馈电端(2211)和第二连接端(2212)；

所述第一馈电端(2111)和所述第二馈电端(2211)位于所述第三延伸段(513)且间隔设置，所述第一连接端(2112)和所述第二连接端(2212)延伸至所述第一延伸段(511)外侧并分别与所述第三辐射体(212)和所述第四辐射体(222)连接。

6.根据权利要求4所述的天线组件，其特征在于，所述公共接地部(3)还包括第二接地图案(32)，所述第二接地图案(32)具有第二耦合缝隙(52)并布设于所述基板(4)背离所述第一接地图案(31)的一侧；

所述第一辐射部(1)还包括第三馈电枝节(13)，所述第三馈电枝节(13)布设于所述基板(4)背离所述第一接地图案(31)的一侧且位于所述第二耦合缝隙(52)内，所述第三馈电枝节(13)与所述第二耦合缝隙(52)耦合并与所述第一辐射体(11)电性连接。

7.根据权利要求6所述的天线组件，其特征在于，所述第三馈电枝节(13)具有第三馈电端(131)和第三连接端(132)，所述第三连接端(132)与所述第一辐射体(11)电性连接，至少部分所述第三馈电端(131)与所述第三延伸段(513)对应并位于所述第一馈电枝节(211)和所述第二馈电枝节(221)之间。

8.根据权利要求7所述的天线组件，其特征在于，所述第一馈电枝节(211)具有第一馈电端(2111)，所述第二馈电枝节(221)具有第二馈电端(2211)，所述第一馈电端(2111)和所述第二馈电端(2211)设置于所述第三延伸段(513)，所述第一馈电端(2111)和所述第二馈电端(2211)位于所述第三馈电端(131)的两侧并靠近所述第三馈电端(131)；

所述第一接地图案(31)包括接地枝节(311)，所述接地枝节(311)与所述第二辐射体(12)的相对侧形成所述第三延伸段(513)；

所述第二接地图案(32)包括接地区(321)，所述接地区(321)位于所述第二接地图案(32)的边缘，所述接地区(321)与所述第三馈电端(131)对应，所述接地区(321)的边缘形成部分所述第二耦合缝隙(52)。

9.根据权利要求8所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括第一传输线(61)、第二传输线(62)和第三传输线(63)，所述第一传输线(61)、所述第二传输线(62)和所述第三传输线(63)均包括内导体和外导体，所述第三传输线(63)的内导体与所述第三馈电端(131)固定连接且外导体与所述接地区(321)连接；

所述第一传输线(61)和所述第二传输线(62)的内导体分别与所述第一馈电端(2111)和所述第二馈电端(2211)固定连接，所述第一传输线(61)和所述第二传输线(62)的外导体与所述接地枝节(311)固定连接。

10.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述第三辐射体(212)包括第一导电枝节(2121)，所述第一导电枝节(2121)包括第一中间段(2122)和两个第一弯折段(2123)；

所述第四辐射体(222)包括第二导电枝节(2221)，所述第二导电枝节(2221)包括第二中间段(2222)和两个第二弯折段(2223)；

两个所述第一弯折段(2123)连接于所述第一中间段(2122)的两端，两个所述第二弯折段(2223)连接于所述第二中间段(2222)的两端，两个所述第一弯折段(2123)和两个所述第二弯折段(2223)均向所述公共接地部(3)弯折。

11.根据权利要求10所述的天线组件，其特征在于，所述第一导电枝节(2121)还包括第一连接段(2124)，所述第二导电枝节(2221)还包括第二连接段(2224)；

所述第一连接段(2124)和所述第二连接段(2224)的延伸方向与所述第一延伸段(511)的延伸方向一致，所述第一连接段(2124)位于两个所述第一弯折段(2123)之间，所述第二连接段(2224)位于两个所述第二弯折段(2223)之间，且所述第一连接段(2124)的一端与所述第一中间段(2122)连接，另一端与所述第一馈电枝节(211)连接，所述第二连接段(2224)的一端与所述第二中间段(2222)连接，另一端与所述第二馈电枝节(221)连接。

12.根据权利要求11所述的天线组件，其特征在于，所述第三辐射体(212)包括第一导电片(2125)和第二导电片(2126)，所述第一导电片(2125)和所述第二导电片(2126)位于所述第一连接段(2124)的两侧并与所述第一连接段(2124)靠近所述第一馈电枝节(211)的一端连接，所述第一导电片(2125)与所述第一中间段(2122)和所述第一连接段(2124)的相对侧形成第三耦合缝隙(53)，所述第二导电片(2126)与所述第一中间段(2122)和所述第一连接段(2124)的相对侧形成第四耦合缝隙(54)；

所述第四辐射体(222)包括第三导电片(2225)和第四导电片(2226)，所述第三导电片(2225)和所述第四导电片(2226)位于所述第二连接段(2224)的两侧并与所述第二连接段(2224)靠近所述第二馈电枝节(221)的一端连接，所述第三导电片(2225)与所述第二中间段(2222)和所述第二连接段(2224)的相对侧形成第五耦合缝隙(55)，所述第四导电片(2226)与所述第二中间段(2222)和所述第二连接段(2224)的相对侧形成第六耦合缝隙(56)。

13.根据权利要求12所述的天线组件，其特征在于，所述第一导电片(2125)、所述第三导电片(2225)和所述第四导电片(2226)均为矩形；

所述第一导电片(2125)与所述第二辐射体(12)的相对侧形成第七耦合缝隙(57)，所述第三导电片(2225)与所述第二辐射体(12)的相对侧形成第八耦合缝隙(58)，所述第四导电片(2226)与所述第一接地图案(31)的相对侧形成第九耦合缝隙(59)；

所述第二导电片(2126)具有斜边(2127)，所述斜边(2127)位于所述第二导电片(2126)靠近所述第一接地图案(31)的一侧，所述斜边(2127)远离所述第一连接段(2124)的一端，向远离所述第一接地图案(31)的方向倾斜设置。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括：

介质块(7)，设置于所述第一辐射体(11)和所述第二辐射体(12)之间，所述介质块(7)的厚度大于所述基板(4)厚度且所述介质块(7)的介电常数大于所述基板(4)的介电常数。

15.根据权利要求6所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括：

多个导电件(8)，多个所述导电件(8)连接于所述第一辐射体(11)和所述第三馈电枝节(13)之间、所述第二辐射体(12)和所述第二接地图案(32)之间以及所述第一接地图案(31)和所述第二接地图案(32)之间。

16.根据权利要求15所述的天线组件，其特征在于，所述基板(4)设有多个第一通孔(41)；

所述天线组件还包括：

介质块(7)，设有第二通孔(71)，所述介质块(7)设置于所述第一辐射体(11)和所述第二辐射体(12)之间，所述第二通孔(71)与一所述第一通孔(41)对应；

多个所述导电件(8)分别设置于多个所述第一通孔(41)和所述第二通孔(71)。