CN211789493U

CN211789493U - 一种车载obu装置及车辆玻璃

Info

Publication number: CN211789493U
Application number: CN202020414609.4U
Authority: CN
Inventors: 班涛; 陈家大; 陈凯; 游晨云; 卢秋全; 向涛; 刘胜平
Original assignee: 福耀玻璃工业集团股份有限公司; 深圳市金溢科技股份有限公司; 上海云砥信息科技有限公司
Current assignee: Fujian Yundi Information Technology Co ltd; Fuyao Glass Industry Group Co Ltd; Shenzhen Genvict Technology Co Ltd
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2030-03-27

Abstract

本实用新型公开了一种车载OBU装置及车辆玻璃，该车载OBU装置包括OBU主控模块和天线装置；所述天线装置设置在车辆玻璃上，所述天线装置包括天线基板和辐射装置，所述天线基板包括第一表面以及第二表面，所述第一表面与所述第二表面相对，所述辐射装置设置在所述第一表面上，所述辐射装置背部设置有馈电点；所述天线基板上设置有过孔，所述馈电点通过过孔与连接装置相连接，所述连接装置与OBU主控模块电联接。通过在第一表面上只设置辐射装置，没有其他的馈电结构和匹配网络，从而降低了其他线路对于辐射装置的干扰，同时降低了设计难度，也提高了辐射性能。

Description

一种车载OBU装置及车辆玻璃

技术领域

本实用新型涉及智能交通设备技术领域，具体涉及一种车载OBU装置及车辆玻璃。

背景技术

在高速公路上的收费口，如果采用普通的人工服务，效率比较低。造成收费口拥堵的可能上升。ETC技术的出现，大大缓解了这个问题；随着交通管理部门对ETC的推广，车载OBU已成为各级厂商研究的重点，OBU(即On board Unit的缩写)，直译就是车载单元的意思，就是采用DSRC(英文全称为Dedicated Short Range Communication)技术，与RSU进行通讯的微波装置，在ETC系统中，OBU放在车上，路边架设路侧单元(英文全称为Road SideUnit，简称RSU)，相互之间通过微波进行通讯，车辆高速通过RSU的时候，OBU和RSU之间用微波通讯。当前车载OBU主要分为前装与后装二大部分。前装方案一般将天线单独做成一个小盒子，贴在前挡玻璃上，OBU主体则嵌入在后视镜或者车辆其他地方中，再透过前挡玻璃与车外通信，也有将OBU天线单元单独剥离植入前挡玻璃在通过同轴线缆与OBU主控面板连接。后装方案基本通过粘胶将OBU模块粘在前挡玻璃后方，OBU天线透过前挡玻璃与外部通信。

但是前装方案存在着OBU与其他部件集成容易对其他器件的使用产生局限性，而且加工工艺步骤增加，相对实现成本高的缺点。后装方案存在着不满足车规需求，没有考虑玻璃以及不同车型结构对天线性能的影响，OBU的性能不稳定的缺点。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种车载OBU装置及车辆玻璃，通过在天线基板的顶面只设置辐射装置，没有其他的馈电结构和匹配网络，从而降低了其他线路对于辐射装置的干扰，同时降低了设计难度，也提高了辐射性能。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种车载OBU装置，包括OBU主控模块、天线装置；所述天线装置设置在车辆玻璃上，所述天线装置包括天线基板和辐射装置，所述天线基板包括第一表面以及第二表面，所述第一表面与所述第二表面相对，所述辐射装置设置在所述第一表面上，所述辐射装置背部设置有馈电点；所述天线基板上设置有过孔，所述馈电点通过过孔与连接装置相连接，所述连接装置与OBU主控模块电联接。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述连接装置包括同轴连接器和同轴线，所述同轴连接器设置在所述第二表面上；所述同轴连接器的一端与所述馈电点电联接，另一端与所述同轴线的一端电联接，所述同轴线的另一端与所述OBU主控模块电联接。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述同轴连接器包括金属外壳、金属芯线和绝缘介质，所述金属芯线位于金属外壳的内部，所述金属芯线的外侧包覆有绝缘介质；所述金属芯线的一端贯穿所述过孔后与馈电点电连接，所述金属外壳与所述第二表面电连接。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述天线基板为双层板，包括基板和参考地平面；所述基板的顶面为第一表面，所述参考地平面的底面为第二表面，所述参考地平面为覆铜地平面；所述辐射装置包括至少一个辐射单元。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述车辆玻璃为夹层玻璃，包括内层玻璃，外层玻璃和中间夹层，所述天线基板设置在所述中间夹层内，所述连接装置贯穿所述内层玻璃后与所述OBU主控模块电联接。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述过孔为金属化过孔，所述连接装置为同轴线，所述馈电点与所述金属化过孔电联接，所述金属化过孔与所述同轴线相连接。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述同轴线包括护套、同轴线屏蔽层、绝缘介质和同轴线芯线；所述同轴线芯线外侧包覆有绝缘介质，所述绝缘介质外侧包覆有同轴线屏蔽层；所述同轴线屏蔽层外侧包覆有护套；所述同轴线端部设置有剥线层，所述剥线层包括依次外露的同轴线芯线、绝缘介质和同轴线屏蔽层，所述剥线层的同轴线芯线与金属化过孔电连接；所述剥线层的同轴线屏蔽层与所述第二表面电连接。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述车辆玻璃上设置有凹槽，所述剥线层设置在所述凹槽内。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述车辆玻璃为夹层玻璃，包括内层玻璃，外层玻璃和中间夹层，所述天线基板设置在所述中间夹层内，所述辐射装置设置在所述外层玻璃的内表面上。

本实用新型还提供一种车辆玻璃，其特征在于，所述车辆玻璃包括夹层玻璃、天线装置以及OBU主控模块，所述夹层玻璃包括内层玻璃，外层玻璃和中间夹层，所述天线装置包括天线基板和辐射装置，所述天线基板包括第一表面以及第二表面，所述第一表面与所述第二表面相对，所述天线基板设置在所述中间夹层内，所述辐射装置设置在所述第一表面上，所述辐射装置背部设置有馈电点；所述天线基板上设置有过孔，所述馈电点通过过孔与连接装置相连接，所述连接装置与OBU主控模块电联接。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、通过在天线基板的顶面只设置天线辐射单元，没有其他的馈电结构和匹配网络，从而降低了其他线路对于天线辐射单元的干扰，同时降低了设计难度，也提高了辐射性能。

2、将天线装置设置在夹层玻璃的中间夹层中，减少了玻璃结构对辐射装置的影响，使得天线辐射单元的性能更加稳定。

3、通过背部馈电可以实现降低天线基板的整体尺寸，降低了物料成本，使得生产成本降低。

附图说明

图1为实施例1的整体结构示意图；

图2为实施例1中天线装置的正视图；

图3为实施例1中天线装置的背视图；

图4为实施例1中天线装置叠层图；

图5为实施例1中同轴连接器的安装结构图；

图6为实施例2的整体结构示意图；

图7为实施例2中天线装置的正视图；

图8为实施例2中天线装置的背视图；

图9为实施例2中天线装置的安装结构图；

图10为实施例2中天线装置的叠层图。

图1-图10中，OBU主控模块—1，天线装置—2，天线基板—3、辐射装置—4，第一表面—5，第二表面—6，过孔—8，连接装置—9，同轴连接器—10，同轴线—11，金属外壳—12，金属芯线—13，绝缘介质—14，车辆玻璃—15，内层玻璃—16，外层玻璃—17，中间夹层—18，基板—24、参考地平面—25，OBU主控模块—101，天线装置—102，天线基板—103、辐射装置—104，第一表面—105，第二表面—106，过孔—108，连接装置—109，同轴线—111，车辆玻璃—115，内层玻璃—116，外层玻璃—117，中间夹层—118，护套—119，同轴线屏蔽层—120，绝缘介质—121，同轴线芯线—122，凹槽—123，基板—124、参考地平面—125。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-图5所示，本实用新型实施例提供了一种车载OBU装置，包括OBU主控模块1、天线装置2；天线装置2设置在车辆玻璃15上，天线装置2包括天线基板3和辐射装置4，天线装置2用于接收和发射信号，天线基板3包括第一表面5以及第二表面6，第一表面5与第二表面6相对,辐射装置4设置在第一表面5上，辐射装置4背部设置有馈电点；天线基板3上设置有过孔8，馈电点通过过孔8与连接装置9相连接，连接装置9与OBU主控模块1电联接，OBU主控模块1包括射频收发芯片，射频收发芯片通过连接装置9与辐射装置4电联接；由于第一表面5上只设置辐射装置4，没有其他的馈电结构和匹配网络，因为馈电和匹配网络会带来额外的辐射影响，从而降低了其他线路对于辐射装置4的干扰，同时降低了设计难度，也提高辐射性能；通过背部馈电来降低天线基板3的整体尺寸，进而降低天线基板3的板材成本。

连接装置9为同轴连接器10和同轴线11，同轴连接器10设置在第二表面6上；同轴连接器10的一端与馈电点电联接，另一端与同轴线11的一端电联接，同轴线11的另一端与OBU主控模块1电联接。同轴连接器10包括金属外壳12、金属芯线13和绝缘介质14，金属芯线13位于金属外壳12的内部，金属芯线13的外侧包覆有绝缘介质14；金属芯线13的一端贯穿过孔8后与馈电点电连接，金属外壳12与第二表面6电连接；天线基板3为双层板，包括基板24和参考地平面25；基板的顶面为第一表面5，参考地平面25的底面为第二表面6，参考地平面25为覆铜地平面；辐射装置4为一个辐射单元或者也可以为阵列式的辐射单元；天线基板3优选PCB材料，如覆铜板；天线基板3的材质可以为FR-4材料。

本实施例提供的车载OBU装置，适合用于ETC通讯。当用于ETC系统中，为了便于与RSU进行通讯，优选将本申请设置在车辆的前挡玻璃上，车辆的前挡玻璃大多为夹层玻璃，包括内层玻璃16，外层玻璃17和中间夹层18，中间夹层18优选为PVB夹层，考虑到夹层玻璃结构的特殊性，使得夹层玻璃的介电常数复杂，为了使得辐射装置4的性能更加稳定，天线基板3设置在中间夹层18内，连接装置9贯穿内层玻璃后与OBU主控模块1电联接。

本实用新型还提供一种车辆玻璃，结合图1-图5所示，所述车辆玻璃包括夹层玻璃、天线装置2以及OBU主控模块1，所述夹层玻璃包括内层玻璃16，外层玻璃17和中间夹层18，所述天线装置2包括天线基板3和辐射装置4，所述天线基板包括第一表面5以及第二表面6，所述第一表面5与所述第二表面6相对，所述天线基板3设置在所述中间夹层18内，所述辐射装置4设置在所述第一表面5上，所述辐射装置4背部设置有馈电点；所述天线基板上设置有过孔8，所述馈电点通过过孔8与连接装置9相连接，所述连接装置9与OBU主控模块1电联接。本申请的设计中考虑了玻璃结构的影响，性能更加稳定。

实施例2

如图6-图10所示，本实用新型实施例提供了另一种车载OBU装置，包括OBU主控模块101、天线装置102；天线装置102设置在车辆玻璃115上，天线装置102包括天线基板103和辐射装置104，天线装置102用于接收和发射信号，天线基板103包括第一表面105以及第二表面106，第一表面105与第二表面106相对，辐射装置104设置在第一表面105上，辐射装置104背部设置有馈电点；天线基板103上设置有过孔108，馈电点通过过孔108与连接装置109相连接，连接装置109与OBU主控模块101电联接，OBU主控模块101用于处理信号，包括射频收发芯片，射频收发芯片通过连接装置109与辐射装置104相连接；由于第一表面105上只设置辐射装置104，没有其他的馈电结构和匹配网络，从而降低了其他线路对于辐射装置104的干扰，同时降低了设计难度，也提高辐射性能；通过背部馈电来降低天线基板103的整体尺寸，进而降低天线基板103的板材成本；天线装置102不需要额外的连接器，直接与同轴线111焊接，降低组装工艺复杂度和原材料成本。

过孔108为金属化过孔，连接装置109为同轴线111，馈电点与金属化过孔电联接，金属化过孔与同轴线111相连接；同轴线111包括护套119、同轴线屏蔽层120、绝缘介质121、同轴线芯线122；同轴线芯线122外侧包覆有绝缘介质121，绝缘介质121外侧包覆有同轴线屏蔽层120；同轴线屏蔽层120外侧包覆有护套119；同轴线111端部设置有剥线层，剥线层包括依次外露的同轴线芯线122、绝缘介质114和同轴线屏蔽层120，剥线层的同轴线芯线122与金属化过孔108电连接；剥线层的同轴线屏蔽层120与第二表面106电连接；车辆玻璃上设置有凹槽123，剥线层设置在凹槽123内。

天线基板103为双层板，包括基板124和参考地平面125；基板124的顶面为第一表面105，参考地平面125的底面为第二表面106，参考地平面125为覆铜地平面；辐射装置104为一个辐射单元或者也可以为阵列式的辐射单元；天线基板103优选PCB材料，如覆铜板；参考地平面25为覆铜地平面，基板介质层117的材质可以为FR-4材料。

一般来说，车辆的前挡玻璃大多选用夹层玻璃，优选将本实施例设置在前挡玻璃上，便于与RSU进行通讯；车辆玻璃115为夹层玻璃，包括内层玻璃116，外层玻璃117和中间夹层118，天线基板103设置在中间夹层118内，中间夹层118优选为PVB夹层，考虑到夹层玻璃结构的特殊性，使得夹层玻璃的介电常数复杂，为了使得辐射装置104的性能更加稳定，优选天线基板103设置在中间夹层118内，辐射装置104设置在外层玻璃117的内表面上，在内层玻璃116上设置凹槽123，剥线层设置在凹槽123内。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种车载OBU装置，其特征在于：包括OBU主控模块和天线装置；所述天线装置设置在车辆玻璃上，所述天线装置包括天线基板和辐射装置，所述天线基板包括第一表面以及第二表面，所述第一表面与所述第二表面相对,所述辐射装置设置在所述第一表面上，所述辐射装置背部设置有馈电点；所述天线基板上设置有过孔，所述馈电点通过过孔与连接装置相连接，所述连接装置与OBU主控模块电联接。

2.根据权利要求1所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述连接装置包括同轴连接器和同轴线，所述同轴连接器设置在所述第二表面上；所述同轴连接器的一端与所述馈电点电联接，另一端与所述同轴线的一端电联接，所述同轴线的另一端与所述OBU主控模块电联接。

3.根据权利要求2所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述同轴连接器包括金属外壳、金属芯线和绝缘介质，所述金属芯线位于金属外壳的内部，所述金属芯线的外侧包覆有绝缘介质；所述金属芯线的一端贯穿所述过孔后与馈电点电连接，所述金属外壳与所述第二表面电连接。

4.根据权利要求2-3任一项所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述天线基板为双层板，包括基板和参考地平面；所述基板的顶面为第一表面，所述参考地平面的底面为第二表面，所述参考地平面为覆铜地平面；所述辐射装置包括至少一个辐射单元。

5.根据权利要求2-3任一项所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述车辆玻璃包括内层玻璃，外层玻璃和中间夹层，所述天线基板设置在所述中间夹层内，所述连接装置贯穿所述内层玻璃后与所述OBU主控模块电联接。

6.根据权利要求1所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述过孔为金属化过孔，所述连接装置为同轴线，所述馈电点与所述金属化过孔电联接，所述金属化过孔与所述同轴线相连接。

7.根据权利要求6所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述同轴线包括护套、同轴线屏蔽层、绝缘介质和同轴线芯线；所述同轴线芯线外侧包覆有绝缘介质，所述绝缘介质外侧包覆有同轴线屏蔽层；所述同轴线屏蔽层外侧包覆有护套；所述同轴线端部设置有剥线层，所述剥线层包括依次外露的同轴线芯线、绝缘介质和同轴线屏蔽层，所述剥线层的同轴线芯线与金属化过孔电连接；所述剥线层的同轴线屏蔽层与所述第二表面电连接。

8.根据权利要求7所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述车辆玻璃上设置有凹槽，所述剥线层设置在所述凹槽内。

9.根据权利要求6-8任一项所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述天线基板为双层板，包括基板和参考地平面；所述基板的顶面为第一表面，所述参考地平面的底面为第二表面，所述参考地平面为覆铜地平面；所述辐射装置包括至少一个辐射单元。

10.根据权利要求6-8任一项所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述车辆玻璃包括内层玻璃，外层玻璃和中间夹层，所述天线基板设置在所述中间夹层内，所述辐射装置设置在所述外层玻璃的内表面上。

11.一种车辆玻璃，其特征在于，所述车辆玻璃包括夹层玻璃、天线装置以及OBU主控模块，所述夹层玻璃包括内层玻璃，外层玻璃和中间夹层，所述天线装置包括天线基板和辐射装置，所述天线基板包括第一表面以及第二表面，所述第一表面与所述第二表面相对，所述天线基板设置在所述中间夹层内，所述辐射装置设置在所述第一表面上，所述辐射装置背部设置有馈电点；所述天线基板上设置有过孔，所述馈电点通过过孔与一连接装置相连接，所述连接装置与OBU主控模块电联接。