CN207021987U - 一种车载有源天线装置及车载单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车载有源天线装置及车载单元，其中车载有源天线装置，包括用于接收和发送信号的收发天线，用于选通接收链路或发射链路的射频开关模块，用于放大接收信号或发送信号的放大模块，用于和上位装置连接以使所述上位装置处理所述接收信号或接收所述上位装置提供的所述发送信号，并为所述有源天线装置提供电源的下位偏置器，还包括控制模块，所述控制模块用于根据所述下位偏置器提供的电源电压控制所述射频开关。采用本实用新型，可以有效提高系统整体的发射效率，有效降低了系统链路的噪声性能，即有效提高设备的接收性能。

Description

一种车载有源天线装置及车载单元

技术领域

本申请涉及车联网领域，特别涉及一种车载有源天线装置及车载单元。

背景技术

搭载车载单元的车辆根据车载单元的不同，能够实时感知周围环境，为自动选择最佳行驶路线、避免交通事故，ETC缴费，完成拥堵收费等功能。在常规方案中，车载单元的天线部分仅仅是无源天线，通过较短射频线缆将射频模块的射频端口与天线连接起来，这种情况下由于射频模块与天线较近，损耗较小。但由于在车车通行/车路通信等应用中，射频模块与天线距离较远，这种情况下射频线缆的损耗相对来说较大。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种车载有源天线装置，包括用于接收和发送信号的收发天线，用于选通接收链路或发射链路的射频开关模块，用于放大接收信号或发送信号的放大模块，用于和上位装置连接以使所述上位装置处理所述接收信号或接收所述上位装置提供的所述发送信号，并为所述有源天线装置提供电源的下位偏置器，还包括控制模块，所述控制模块用于根据所述下位偏置器提供的电源电压控制所述射频开关。

进一步的，所述射频开关模块包括第一射频开关和第二射频开关，所述放大模块包括第一放大器和第二放大器，

则所述收发天线和所述第一射频开关的第三端相连；

所述第一射频开关的第一端和第二端分别和所述第一放大器、所述第二放大器相连；

所述第一放大器和所述第二放大器的另一端分别和所述第二射频开关的第一端、第二端相连；

所述第二射频开关的第三端和所述下位偏置器相连；

所述控制模块分别和第一射频开关的控制端、第二射频开关的控制端、下位偏置器相连。

进一步的，所述下位偏置器具有一个上位装置连接端、一个交流信号端和一个直流信号输出端，其中所述上位装置连接端和所述交流信号端之间设置有一个直流隔离器，所述上位装置连接端和所述直流信号输出端之间设置有一个交流隔离器。

进一步的，所述第一放大器用于放大发送信号，所述第一放大器为功率放大器。

进一步的，所述第二放大器用于放大接收信号，所述第二放大器为低噪声放大器。

进一步的，所述控制模块包括：

参考电压生成电路，用于生成参考电压；

压控转换电路，用于根据所述参考电压和所述电源电压生成控制信号，以控制所述射频开关模块。

再一方面，本实用新型还提供了一种车载单元，包括如上所述的车载有源天线装置，和所述下位偏置器相连的上位偏置器，和所述上位偏置器相连的数据处理模块，还包括分别和所述数据处理模块和上位偏置器相连的电源模块，其中所述数据处理模块还用于控制所述电源模块通过所述上位偏置器给所述车载有源天线装置供电。

进一步的，所述电源模块包括第一供电单元、第二供电单元和供电选择单元，所述数据处理模块用于控制所述供电选择单元选择第一供电单元或第二供电单元供电。

进一步的，所述下位偏置器和所述上位偏置器通过射频线缆相连。

进一步的，所述车载单元用于车路通信和/或车车通信。

与现有技术相比，本技术方案射频模块通过射频线缆将电源馈电给有源天线，并通过射频线缆传输信号。有源天线根据电源电压的高低控制切换收发链路。一方面由于放大模块靠近收发天线，因此信号放大后直接通过收发天线将信号发射出去，减小了线缆的损耗；另外一方面收发天线接收信号直接输入放大模块，直接降低了接收链路的噪声系数，有效提高接收灵敏度。有效避免了有源天线和上位装置之间距离过远导致的射频线缆的损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对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申请的一些实施例，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是本申请提供的一种车载有源天线装置的结构意图；

图2是本申请提供的再一种车载有源天线装置的结构意图；

图3是本申请提供的一种偏置器的结构意图；

图4是本申请提供的一种车载单元的结构意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

本实施例公开一种车载有源天线装置，包括用于接收和发送信号的收发天线，用于选通接收链路或发射链路的射频开关模块，用于放大接收信号或发送信号的放大模块，用于和上位装置连接以使所述上位装置处理所述接收信号或接收所述上位装置提供的所述发送信号，并为所述有源天线装置提供电源的下位偏置器，还包括控制模块，所述控制模块用于根据所述下位偏置器提供的电源电压控制所述射频开关。

具体的，如图2所示，所述射频开关模块包括第一射频开关和第二射频开关，所述放大模块包括第一放大器和第二放大器，则所述收发天线和所述第一射频开关的第三端相连；所述第一射频开关的第一端和第二端分别和所述第一放大器、所述第二放大器相连；所述第一放大器和所述第二放大器的另一端分别和所述第二射频开关的第一端、第二端相连；所述第二射频开关的第三端和所述下位偏置器相连；所述控制模块分别和第一射频开关的控制端、第二射频开关的控制端、下位偏置器相连。

其中，如图3所示，所述下位偏置器具有一个上位装置连接端、一个交流信号端和一个直流信号输出端，其中所述上位装置连接端和所述交流信号端之间设置有一个直流隔离器，所述上位装置连接端和所述直流信号输出端之间设置有一个交流隔离器。上位装置连接端同时输入交流信号和直流信号，其中交流信号是通过收发天线接收或发送的信号，直流信号为上位装置提供的电源电压，交流信号端和收发链路相连，直流信号输出端输出的直流信号的电压通过控制模块控制切换收发链路的同时向有源天线装置的各模块供电。

进一步的所述第一放大器用于放大发送信号，所述第一放大器为功率放大器。所述第二放大器用于放大接收信号，所述第二放大器为低噪声放大器。所述控制模块包括：

参考电压生成电路，用于生成参考电压；压控转换电路，用于根据所述参考电压和所述电源电压生成控制信号，以控制所述射频开关模块。举例说明，参考电压生成电路生成的参考电压为4V，当输入电压的为5V时，压控转换电路输出高电平；当输入电压为3.3V时，则压控转换电路输出低电平。其中高电平和低电平用于控制开关模块打开接收链路，或者打开发送链路。其中打开所述发送链路和打开所述接收链路分别对应导通第一放大器和导通第二放大器,也就是接收链路和发射连接包括开关模块和放大模块，接收链路和发射链路的不同在于开关模块导通不同的放大器。

实施例二

如图4所示，本实用新型还公开了一种用于车路通信和/或车车通信的车载单元，在实施例一所述的车载有源天线装置的基础上，还包括所述下位偏置器相连的上位偏置器，和所述上位偏置器相连的数据处理模块，还包括分别和所述数据处理模块和上位偏置器相连的电源模块，其中所述数据处理模块还用于控制所述电源模块通过所述上位偏置器给所述车载有源天线装置供电。其中所述数据处理模块包括第三射频开关、分别和第三射频开关相连的发射通路和接收通路，分别同发射通路和接收通路相连的处理器，其中处理器用来控制所述第三射频开关选通发射通路或接收通路，和控制所述电源模块通过所述上位偏置器给所述车载有源天线装置供电。

其中，所述电源模块包括第一供电单元、第二供电单元和供电选择单元，所述数据处理模块用于控制所述供电选择单元选择第一供电单元或第二供电单元供电。第一供电单元和第二供电单元电压不同。所述下位偏置器和所述上位偏置器通过射频线缆相连。

具体的，若第一供电单元为3.3V，第二供电单元为5V，则在车载单元发射信号时，数据处理模块控制电源模块选择第二供电单元供电，则5V电压通过上位偏置器和下位偏置器传送到控制模块，控制模块控制打开发射链路，则车载单元的数据处理模块将需要发送的数据依次沿发射通路、上位偏置器、下位偏置器、发射链路和收发天线发送出去。

在发送完成后切换到接收模式时，数据处理模块控制电源模块选择第一供电单元供电，则3.3V电压通过上位偏置器和下位偏置器传送到控制模块，控制模块控制打开接收链路，接收信号依次沿收发天线、接收链路、下位偏置器、上位偏置器、接收通路到处理器进行处理。

与现有技术相比，本技术方案射频模块通过射频线缆将电源馈电给有源天线，并通过射频线缆传输信号。有源天线根据电源电压的高低控制切换收发链路。一方面由于放大模块靠近收发天线，因此信号放大后直接通过收发天线将信号发射出去，减小了线缆的损耗；另外一方面收发天线接收信号直接输入放大模块，直接降低了接收链路的噪声系数，有效提高接收灵敏度。有效避免了有源天线和上位装置之间距离过远导致的射频线缆的损耗。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (10)

1.一种车载有源天线装置，其特征在于，包括用于接收和发送信号的收发天线，用于选通接收链路或发射链路的射频开关模块，用于放大接收信号或发送信号的放大模块，用于和上位装置连接以使所述上位装置处理所述接收信号或接收所述上位装置提供的所述发送信号，并为所述有源天线装置提供电源的下位偏置器，还包括控制模块，所述控制模块用于根据所述下位偏置器提供的电源电压控制所述射频开关。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频开关模块包括第一射频开关和第二射频开关，所述放大模块包括第一放大器和第二放大器，

则所述收发天线和所述第一射频开关的第三端相连；

所述第一射频开关的第一端和第二端分别和所述第一放大器、所述第二放大器相连；

所述第一放大器和所述第二放大器的另一端分别和所述第二射频开关的第一端、第二端相连；

所述第二射频开关的第三端和所述下位偏置器相连；

所述控制模块分别和第一射频开关的控制端、第二射频开关的控制端、下位偏置器相连。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述下位偏置器具有一个上位装置连接端、一个交流信号端和一个直流信号输出端，其中所述上位装置连接端和所述交流信号端之间设置有一个直流隔离器，所述上位装置连接端和所述直流信号输出端之间设置有一个交流隔离器。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一放大器用于放大发送信号，所述第一放大器为功率放大器。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二放大器用于放大接收信号，所述第二放大器为低噪声放大器。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

参考电压生成电路，用于生成参考电压；

压控转换电路，用于根据所述参考电压和所述电源电压生成控制信号，以控制所述射频开关模块。

7.一种车载单元，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的车载有源天线装置，和所述下位偏置器相连的上位偏置器，和所述上位偏置器相连的数据处理模块，还包括分别和所述数据处理模块和上位偏置器相连的电源模块，其中所述数据处理模块还用于控制所述电源模块通过所述上位偏置器给所述车载有源天线装置供电。

8.根据权利要求7所述的车载单元，其特征在于，所述电源模块包括第一供电单元、第二供电单元和供电选择单元，所述数据处理模块用于控制所述供电选择单元选择第一供电单元或第二供电单元供电。

9.根据权利要求7或8所述的车载单元，其特征在于，所述下位偏置器和所述上位偏置器通过射频线缆相连。

10.根据权利要求7或8所述的车载单元，其特征在于，所述车载单元用于车路通信和/或车车通信。