CN1467872A - 车辆的天线结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆的天线结构，其能使第一接触部件和信号处理电路之间的距离最小并且确保天线性能的稳定，而不使用冗长的线材连接线。为了达到该目的，在后窗玻璃上布置有一个天线元件，一第一接触部件布置在天线元件的末端。此外，一个具有连接法兰的放大器壳体被固定在车辆顶板上，上述连接法兰面向后窗玻璃，信号处理电路布置在放大器壳体之内可将连接法兰夹在中间的位置上。

Description

车辆的天线结构

发明领域

本发明涉及一种车载天线结构，具体涉及一种具有印制在车辆风窗玻璃上的天线元件的天线结构。

背景技术

通过将天线元件印制在车辆后窗玻璃上的方法来形成车载天线结构已为大家所熟知并被广泛应用。

虽然从天线的性能方面看，最优选的是将天线元件暴露在车辆的外部，但仍有人采用如上所述的天线结构，这是因为安装在车体外部的突出型天线或者鞭状天线能妨碍对车辆的清洗并在特定行驶速度下产生风隙噪声，上述突出型天线或者鞭状天线可以是一个从车辆的保险杠或者翼子板向上突出的直型天线和一个车辆的前支柱斜向后突出的直型天线。

此外，由于安装在车辆保险杠或者翼子板上的直型天线在使用时优选地要由未使用的收缩位置拉出并且在不使用时要返回，所以天线必须是电动的。

而安装在车辆前支柱上的直型天线可通过一个从车内与天线连接的驱动装置对其进行伸展或缩回，这样就不再需要使用启始或者结束时用来伸缩回天线的马达机构，但该天线端在展开时其顶要高于车辆的顶部，所以可能会碰到低拱门、隧道等。

相反，如上所述的玻璃天线克服了直型天线的各种缺陷并能改善无线电波的方向性，而且其通用性能优良，如可以提供分集接收系统。

图1为一个示例性车载天线结构的部分剖面图，上述天线结构是采用制造上述夹层玻璃的方法而形成的(参见日本公开专利第10-56317号)。在下文中将所有这些用来制造层压玻璃天线的方法简称为“玻璃天线方法”。

参考图1，填充体3夹在汽车顶板1的后缘和后窗玻璃2的前缘之间。在本说明书中，位置的表述如前、后、上端、下端、上、下均是相对于车辆的位置，这也是为车辆的司机或者乘车人所容易理解的。一个图中未示出的附加天线元件布置在车辆的驾驶室侧的后窗玻璃2上。天线装置4布置在驾驶室的内部。

该天线装置4包括第一接触部件5，其布置在后窗玻璃2上并形成部分天线元件；一个信号处理装置6，其被包装在一个固定于驾驶室侧汽车顶板1上的壳体之内；一个从信号处理装置6延伸出来的电连接导线7；一个支承部件9，其具有一个与第一接触部件5弹性接触并作为第二接触部件的接触条8；以及其他部件。接触条8例如可以通过对电连接导线7端部的切削成形而一体形成。

该天线元件通过一根连接线与放大器相连接以便对接收到的信号进行处理，上述连接线是一个与天线元件相同的导电体。这样，连接线基本上也可作为天线元件，由此在天线元件最初预定的接收频带处不能很好的实现传输和接收操作。

而尽管能够设计包括有连接线的天线元件，但放大器和天线装置之间的距离通常随着车辆的型号、配置等因素而变化，因此连接线的长度以及相对位置变化很大从而会导致天线装置接收性能的显著变化，由此需要重调、设定及其他步骤来减少变化量。因此在实际中设计包括有连接线的天线装置是很困难的。

此外，更为不可行的是，连接线不适于从驾驶室外部接收信号，因为其主要在驾驶室里面，因此驾驶室里的拾波噪音可对天线的性能产生不利的影响。

鉴于此，在图1所示的结构中，将这个具有放大器的信号处理装置6固定在作为车辆天花板的汽车顶板1上，这样可将其与作为天线元件的第一接触部件5的距离减为最小并利用同轴电缆或者微带线作为连接导线7，即连接线，以便克服上述缺陷。

然而，如上所配置的车辆天线结构的另一个问题是：连接配置很复杂，这是因为其必须使用同轴电缆或者微带线作为连接导体7(包括支承部件9)。

虽然微带线是用于阻抗匹配的，但此种功能所需的长度不必与天线元件和放大器之间的实际距离相同。当长度不一致时，微带线和放大器必须采用同轴电缆连接从而使连接结构进一步复杂化。另外，微带线的泄漏和作为天线的不希望的功能也是不可避免的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种车辆天线结构，其可使第一接触部件和信号处理电路之间的距离最小，因此能确保天线性能的稳定而不使用冗长的线材连接线。

为了实现上述目的，根据本发明的一个实施例，该车辆的天线结构包括一个布置在车辆窗玻璃上的天线元件、一个布置在所述天线元件末端的第一接触部件、一个固定在车身镶板上的放大器壳体，该壳体至少具有一面向所述窗玻璃的部分、一个位于所述放大器壳体内的面向所述窗玻璃的部分上的信号处理电路，该信号处理电路可与所述第一接触部件相连接。

在上述结构中，天线元件位于车辆的窗玻璃之上，第一接触部件位于天线元件的末端处，具有至少一面向窗玻璃部分的放大器壳体固定在车身镶板上，信号处理电路在放大器壳体内位于面向窗玻璃的部分处。

这样，就确保第一接触部件和信号处理电路彼此面对并且两者之间的距离最小，同时将面向车辆窗玻璃的放大器壳体部分夹在中间，由此不必使用由线材构成的连接线而使第一接触部件和信号处理电路之间的连接距离最短。

换句话说，因为第一接触部件和信号处理电路之间的距离可以达到最小，所以可以确保天线性能的稳定而不必使用由长线材构成的连接线。

所述第一接触部件和所述信号处理电路可通过一个由导电件构成的第二接触部件相连接。

所述第二接触部件是弹性的。

所述第二接触部件可做成一个弹性波纹管。

所述第二接触部件可制成通过导电的压紧部件与所述第一接触部件相连接。

所述压紧部件可以是一个螺旋弹簧。

所述放大器壳体是一个屏蔽壳体从而至少防止噪音对所述信号处理电路的不利影响。

所述第二接触部件可覆盖上一个由绝缘性材料构成的保护性部件。

导电橡胶可布置在所述第一和第二接触部件之间。

附图说明

图1为现有车辆的天线结构的主要部件的剖面图；

图2A为本发明第一实施例的车辆天线结构的主要部件的剖面图；

图2B为本发明第一实施例的车辆天线结构的其他主要部件的剖面图；

图3为其上布置有天线元件的车辆后窗玻璃的正视图，上述天线元件位于本发明第一实施例的车辆天线结构之内；

图4A为本发明第一实施例的车辆天线结构内的供电部件的透视图；

图4B为本发明第一实施例的车辆天线结构内的供电部件的剖面图；

图5A为本发明第二实施例的车辆天线结构内的供电部件的透视图；

图5B为本发明第二实施例的车辆天线结构内的供电部件的剖面图；

图6为本发明第三实施例的车辆天线结构内的供电装置的分解透视图；

图7为本发明第三实施例变化后的车辆天线结构内的供电装置的分解透视图；

图8为本发明第四实施例的车辆天线结构内的供电装置的分解透视图；

图9为本发明第四实施例变化后的车辆天线结构内的供电装置的分解透视图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的车辆天线结构的优选实施例进行说明。

【第一实施例】

图2A～图4B示出了本发明车辆天线结构的第一实施例。图2A为第一实施例的车辆天线结构的主要部件的剖面图，图2B为车辆结构的另一部分的剖面图，图3为其上布置有天线元件的车辆后窗玻璃的正视图，图4A和图4B分别为供电部件的透视图和剖面图。

参考图2A和2B，作为车辆车身镶板的汽车顶板11(图中仅示出其一部分)包括一个内板11a和一个外板11b。填充物(或粘合剂)13夹在作为车辆窗户玻璃的后窗玻璃12的前缘和顶板11的后缘的交叠部分之间。一个天线装置14布置在驾驶室(位于附图的下侧)里。

参考图3，天线装置14包括：多个天线元件15，上述天线元件印制在驾驶室侧的后窗玻璃上并由如TV、收音机、无线门锁控制装置所利用，一个第一接触部件16，该接触部件设置在各个天线元件15的末端并共同地布置在后窗玻璃12的上端边缘附近，一对供电装置17，其位于车辆的左右侧。

在图3中，车辆的左侧和右侧布置有一组4个天线元件15，第一接触部件16相应地布置在上侧。该布置方式便于元件设计而实现多样性。因此，供电装置17相对于其宽度与车辆的中心隔开并位于朝向车辆的左右边缘处。

因为二个供电装置17基本上是相同的，下面仅描述位于一侧的供电装置17。需要注意，天线元件15的数目没有限制，其可根据天线的功能和其他因素进行布置。

供电装置17包括：一个放大器壳体18，该壳体固定在驾驶室侧的内板11a上、一个位于放大器壳体18内部空间19的信号处理电路(印刷电路板)20、一个位于第一接触部件16的相对侧并在其下面的供电部件21；以及一个绝缘片22。

放大器壳体18包括：一个截面为阶梯型的基板23以及由基板23固定的盖子24。放大器壳体18作为屏蔽壳体用来防止驾驶室的噪音到达信号处理电路20。为实现屏蔽壳体功能，基板23和盖子24可由金属形成，或者可具有一个树脂表面，该表面上整个布置有一导体。金属部件能简化结构并能实现车辆和地面之间的连接更可靠。对于这种接地连接，信号处理电路20和内板11a可以直接相连或者通过起屏蔽壳体作用的放大器壳体18相连接。当通过放大器壳体18等进行接地连接时，优选的采用焊接或其他方式以刚性方式实现以确保抗震性能。

基板23为阶梯型并具有一个位于车辆上部位置的连接法兰23b，以便在车辆的后面位置相对于位于车辆前部位置的固定法兰23a而面向后窗玻璃12。基板23通过如下方式由内板11a固定住：临时利用夹子25将固定法兰23a固定在内板11a上，然后将螺栓27旋入固定在内板11a上的螺母26中。基板23的固定法兰23a包括一个从法兰23a处向上抬起的钩子23c，该钩子23c用来与外板11b的法兰11c相配合以便进行定位并防止跌落。

基板23和盖子24由一顶板镶边(图中未示出)盖住，上述顶板镶边由汽车顶板11固定并与内板11a(在驾驶室侧)相隔开且位于其下，这样在驾驶室就不能看到这些部件。螺栓27可通过与信号处理电路20的电连接(通过电缆连接或者其他)而使其接地。

如图4A和4B所示，供电部件21包括：一个支架28；一个固定在支架28的椭圆形柱体28a内的第二接触部件29，该第二接触部件29也作为一个弹性导电件；一个固定在支架28的底壁28b内的连接件30。

一个矛形支柱28c与支架28一体形成以便和与其相对的连接法兰23b的开口23d的边缘接合(在该实施例中是在车辆的宽度方向)。在椭圆形柱体28a的外边缘，当支柱28c与开口23d接合且尖端位于内部空间19从而将支架28固定在基板23上时，一整体形成的定位法兰28d与连接法兰23b的上表面相邻。支架28将第二接触部件29的尖端暴露在外，该支架28由绝缘树脂材料如POM(聚缩醛树脂)或者ABS(丙烯睛-丁二烯-苯乙烯塑料)形成以确保暴露部分之外区域的电绝缘性。

第二接触部件29由导电的弹性材料(如导电橡胶)制成弹性波纹管，这样其暴露的末端表面29a即可弹性地与第一接触部件16相接触从而确保电连接。

由导电材料构成的连接件30包括一个头部30a和一个支柱30b，上述头部30a与第二接触部件29的下端表面29b相接触从而确保电连接，上述支柱30b从头部30a穿过底壁28b并与信号处理电路20相连接。

绝缘片22与连接法兰23b的整个上表面相连从而盖住由基板23内钩子23c形成的开口部分，上述绝缘片22由塑料如PC(聚碳酸酯)和PP(聚丙烯)构成，这样可防止第二接触部件29和基板23之间形成电容耦合。

在上述的结构中，天线元件15和第一接触部件16在后窗玻璃12上一体印制形成，从而保证车辆组装之前的电连接。

信号处理电路20固定在预先通过金属轧制或者模制工艺制成预定形状的基板23上，而盖子24则安装在该基座上。

盖子24通过例如螺钉和螺栓固定在基板23上，从而防止灰尘、噪音等从驾驶室进入到内部空间19中。

此外，供电部件21、绝缘片22和夹子25事先固定在基板23上，这样供电装置17即可通过夹子25与内板11a的接合及钩子23c与法兰11c的接合而临时固定在顶板11上。当夹子25临时固定在顶板11上时，夹子25就可被连接在基板23上。

螺栓27从这个状态旋入螺母26中，从而将供电装置17固定在顶板11上，或者可使螺栓27和螺母26的位置颠倒。

当供电装置17临时由顶板11固定时，第二接触部件29可弹性地与第一接触部件16相接触。

第一和第二接触部件16、29具有一个相对较大的接触区域，这样当供电装置17固定在汽车顶板11上时，可以吸收在车辆基本水平表面上的误差(模制和安装误差)。而且，因为第二接触部件29是弹性的，可伸长，所以可以吸收在车辆基本垂直方向表面上的误差(模制和安装误差)。

由此，可通过将供电装置17固定在汽车顶板11之上而简单地确保第一和第二接触部件16、29之间的连接。另外，因为供电装置17直接布置在第一接触部件16之下，所以不需要提供用于同轴电缆、微带线等冗长的电缆通道。

天线元件15接收到的信号通过第一和第二接触部件16和29以及连接件30而被传输到信号处理电路20。第二接触部件29也可不经连接件30而与信号处理电路20直接连接。另一种方案是，在信号处理电路20上可设置一个突出的接触部件来代替连接件30，该突出的连接件可通过第二接触部件29与第一接触部件直接连接。

这样，连接件30就作为中间部件来调整在不同类型车辆之间由于车辆顶板11等厚度差异而导致的显著不同。除了不需要复杂的电缆工程及准备电缆通道之外，仅通过第二接触部件29的调节而不需要对电缆通道长度作很大的改变，就基本上可保持第一接触部件16和信号处理电路20的直接连接。

这样不需要冗长的同轴电缆、微带线等的电缆通道就可实现简单的连接，即不需要电缆的连接(基本为直接连接)，而且也不会对接收到的频带产生不利的影响。

如上所述，利用供给装置第一实施例的天线结构将电能供给安装在后窗玻璃12上的天线元件15，信号处理电路20与后窗玻璃12之间的距离比用来固定后窗玻璃12且位于其下的法兰11c与车辆顶板11(即车体)之间的距离更近，这样就可利用第二接触部件29实现后窗玻璃12上的第一接触部件16与信号处理电路20之间的电连接。

另外，第一接触部件16和信号处理电路20之间可以直接的方式整体连接到供电部件21(一个单元产品)，这样即可减少由第二接触部件29和信号处理电路20之间的外部高频噪音引起的不利影响。因此采用简单和低廉的配置即可得到高通用性天线结构。

导电材料构成的第二接触部件29可固定在由绝缘树脂材料如POM和ABS构成的支架28中，这样可确保暴露部分之外的其他部分与外界的电绝缘性能。

而且，第二接触部件29可由弹性材料构成，因此可以很容易吸收第一接触部件16和供电装置17之间可能的误差如模制和安装误差，其中上述第一接触部件16事先已印制在车辆的后窗玻璃12上，上述供电装置17在后安装在内板11a之上。

在供电装置17安装在内板11a之后，在后窗玻璃12安装在车辆顶板11之上时，自然也能得到能吸收模制误差、安装误差等接触结构。

另外，基板23包括有与形成在外板11b上的法兰11c接合的钩子23c，这样就可吸收由车体尺寸、安装尺寸等误差造成的车辆顶板11和供电装置17之间的相对位置偏差。而且也可调节例如由车辆行驶中振动引起的瞬时位移，这样就可防止第二接触部件29的暴露末端表面29a与第一接触部件16之间振动而引起的噪音。

【第二实施例】

图5A和5B示出了本发明天线结构的第二实施例。图5A为供电部件的透视图，图5B为其剖面图。除了图5A和5B所示内容之外，其他结构均与第一实施例相同。

在第一实施例中，供电部件21包括一个支架28、一个固定在支架28的椭圆形柱体28a内的弹性第二接触部件29以及固定支架28的底壁28b内的连接件30。

另一方面，第二实施例的供电部件31包括一个支架32、一个用作销形导电件并固定在支架32的椭圆形柱体32a内的第二接触部件33以及一个设置在第二接触部件33和连接件30之间的螺旋弹簧34。与在第一实施例中第二接触部件29为由导电材料构成的波纹管相比，第二实施例的结构配置有助于降低部件成本。

一个矛形支柱32c与支架32一体形成以便和形成在连接法兰23b内并与其相对的开口23d的边缘接合(在该实施例中是在车辆的宽度方向)。在椭圆形柱体32a的外边缘，当支柱32c与开口23d接合且尖端位于内部19内使支架32与基板23连接时，整体形成的定位法兰32d与连接法兰23b的上表面相邻。支架32将第二接触部件33的尖端暴露在外，该支架32由绝缘树脂材料如POM或者ABS形成，以便确保除暴露部分之外的区域的电绝缘性。

第二接触部件33由导电材料构成并且其截面大致为T型。当按压螺旋弹簧34时，第二接触部件33的尖端表面33a与第一接触部件16相接触从而确保电连接。

由导电材料构成的连接件30通过螺旋弹簧34确保了与第二接触部件33的电连接。

通过供电部件31的这种结构，只用一个廉价的零件结构，即可以得到与第一实施例的供电部件21相同的效果。

【第三实施例】

图6为本发明第三实施例中的天线结构，特别是其供电装置的分解透视图。在图6中，与前述实施例相同的部件采用相同的附图标记，对此将不作重复说明。

在第一和第二实施例中，供电装置17位于单个放大器壳体18上，而上述放大器壳体则被固定在车辆顶板11，即车体之上，而在第三实施例中，供电装置40被分为面板侧部分41和玻璃侧部分42。

在面板侧部分41中，一个固定在顶板11之上的放大器壳体43包括基板23和盖子24。信号处理电路20设置在放大器壳体43的内部空间19中，只有与信号处理电路20相连的连接件30由屏蔽密封件44固定住，上述屏蔽密封件44装配在基板23的连接法兰23b中。

另一方面，在玻璃侧部分42中，一个由导电橡胶等构成的第二接触部件45作为弹性导电件被屏蔽支架46固定住，该防护支架可固定在(利用粘合剂、双面胶带或其他方式)后窗玻璃12上。第二接触部件45的一侧45a与第一接触部件16弹性地接触，其另一侧45b与连接装置30的头部30a弹性地接触，这样可确保其电连接。

另外如图7所示，也可使用一个固定在玻璃侧部分42的屏蔽支架47内的第二接触部件45。在此情形下，其他相关的接触部件如第一接触部件16和连接件30也是单个的。

其他特征如上述第一实施例中披露的放大器壳体18的安装结构和保护功能均可用于放大器壳体43中，除了分开地固定连接件30和第二接触部件45的之外，其他结构的功能均与第一实施例中的相同。

通过分开设置供电装置17，车辆天线结构可被分为面板侧部分41和玻璃侧部分42，将其分别安装后再组合，就可使车辆天线结构的配置和组装具有更大的自由度从而有助于获得更好的可操作性。

【第四实施例】

图8为本发明第四实施例的天线结构，特别是供电装置的分解剖面图。在图8中，与前述实施例相同的部件采用相同的附图标记，对此将不作重复说明。

在第一至第三实施例中，第二接触部件29、33和45与第一接触部件16直接接触，而在第四实施例中，供电装置50被分为面板侧部分51和玻璃侧部分52，这和第三实施例是相同的，上述部件通过设置在玻璃侧部分52上的导电橡胶相接触。

在面板侧部分51中，固定在车辆顶板11之上的放大器壳体54包括基板23和盖子24。信号处理电路20设置在放大器壳体54的内部空间19中，上述放大器壳体54固定住了一个支架32以便夹住连接件30，上述连接件30与信号处理电路20、第二接触部件55以及螺旋弹簧34相连接，其中第二接触部件55由导电性材料构成并用作导电片，其截面大致为水平的H型。

另一方面，在玻璃侧部分52中，一个屏蔽支架56固定在(利用粘合剂、双面胶带或其他方式)窗玻璃12上，上述防护支架56用来固定导电橡胶53并具有一个用来盖住支架32的柱体56a，第二接触部件55的一端55a通过导电橡胶53与第一接触部件16相连接，其另一端55b通过螺旋弹簧34电连接至连接件30的头部30a。

另外，如图9所示，也可使用固定在玻璃侧部分52的屏蔽支架57内的单个导电橡胶53。在此情形下，同样也具有其他相关的接触部件如第一接触部件16、支架32和连接件30。

其他特征如上述第一实施例中披露的放大器壳体18的安装结构和屏蔽功能均可用于放大器壳体54中，除了插入的导电橡胶53之外，其他结构功能均与第一实施例中的相同。

这样通过导电橡胶53的插入就可进一步防止因车辆摆动而引发接触部分的振动。

当采用如粘合剂或者双面胶带将屏蔽支架56固定在后窗玻璃12上时，柱体56a将支架32包住以防止粘合剂进入到导电橡胶53或者第一接触部件16中，即使在固定后窗玻璃12的粘合剂是导电的情况下也是如此。换句话说，可以防止对天线性能的不利影响。而且，可对后窗玻璃和导电橡胶53包围部分之间的缝隙进行密封，这样即可防止如与露水或冷凝相关的潮气以及风进入到导电橡胶53接触部分的包围区域。

粘合剂、双面胶带等不必涂覆在导电橡胶53的所有表面上，因为只要在上端部分涂覆粘合剂、双面胶带就能防止导电橡胶或潮气沿着后窗玻璃进入。

在上述实施例中，尽管供电装置17、40、50设置在车辆顶板11和后窗玻璃12之间的边缘上，但供电装置也可以设置在任何位置，如侧面玻璃和行李室(车辆的侧壁面)内车体板之间的边缘上，或者是后面板(或者后舱板)和后窗玻璃下侧之间的边缘上。还有，尽管在上文中第一接触部件16和供电装置17、40、50被水平分隔和布置，但它们也可以布置在车辆的中心处。

Claims (9)

1、一种车辆的天线结构，包括：

一个布置在车辆后窗玻璃上的天线元件；

一个布置在所述天线元件末端的第一接触部件；

一个固定在车辆车身镶板上的放大器壳体，该放大器壳体至少具有一面向所述后窗玻璃的部分；

一个布置在所述放大器壳体的面向所述后窗玻璃的部分上的信号处理电路，该信号处理电路能与所述第一接触部件相连接。

2、如权利要求1所述的一种车辆的天线结构，其中，所述第一接触部件和所述信号处理电路通过一个由导电元件构成的第二接触部件而电连接在一起。

3、如权利要求2所述的一种车辆的天线结构，其中，所述第二接触部件是弹性的。

4、如权利要求3所述的一种车辆的天线结构，其中，所述第二接触部件被制成一个弹性波纹管。

5、如权利要求2所述的一种车辆的天线结构，其中，所述第二接触部件被制成可通过一个导电的压紧部件与所述第一接触部件相连接。

6、如权利要求5所述的一种车辆的天线结构，其中，所述压紧部件是一个螺旋弹簧。

7、如权利要求1所述的一种车辆的天线结构，其中，所述放大器壳体是一个屏蔽壳体，可防止噪音对至少是所述信号处理电路的不利影响。

8、如权利要求1所述的一种车辆的天线结构，其中，所述第二接触部件由一个保护性部件盖住，所述保护性部件由绝缘性材料构成。

9、如权利要求2所述的一种车辆的天线结构，其中在所述第一和第二接触部件之间布置有一导电橡胶。

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