CN211789494U - 一种车载obu装置及车辆玻璃 - Google Patents

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装置包括天线装置和控制装置，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，所述天线基板包括相对的第一表面和第二表面；所述辐射装置设置在所述天线基板的第一表面上，所述控制装置包括连接装置、第一控制装置和第二控制装置；所述第二控制装置和所述连接装置设置在天线基板的第二表面上；所述第二控制装置通过馈电网络与所述辐射装置电联接。通过在第一表面上只设置辐射装置，没有其他馈电结构和匹配网络，降低了其他线路对于辐射装置的干扰，降低设计难度，提高辐射性能；将包含射频电路的第二控制装置设置在第二表面上，减少微波损耗，提高产品性能。

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；将包含射频电路的第二控制装置设置在第二表面上，使得射频收发芯片减少微波损耗，提高产品性能。

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，包括天线装置和控制装置，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，所述天线基板包括相对的第一表面和第二表面；所述辐射装置设置在所述天线基板的第一表面上，所述辐射装置用于发射和接收信号；所述控制装置包括连接装置、第一控制装置和第二控制装置，用于控制辐射装置；所述第二控制装置和所述连接装置设置在天线基板的第二表面上；所述天线基板的第二表面上设置有馈电网络，所述第二控制装置通过馈电网络与所述辐射装置电联接；所述第二控制装置通过连接装置与所述第一控制装置电联接。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述第二控制装置包括射频电路，所述第一控制装置包括微控制器、供电电源；所述射频电路包括射频收发芯片、电源和串口走线；所述射频收发芯片通过馈电网络与所述辐射装置电联接；所述连接装置通过所述电源和串口走线与所述射频收发芯片电联接。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述连接装置包括连接器和线缆；所述连接器一端与电源和串口走线电联接，另一端通过线缆与第一控制装置电联接。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述第二控制装置包括射频电路和微控制器，所述第一控制装置包括供电电源；所述射频电路包括射频收发芯片、电源和串口走线；所述射频收发芯片通过馈电网络与所述辐射装置电联接；所述射频收发芯片通过电源和串口走线与所述微控制器电联接；所述连接装置通过电源和串口走线与所述射频收发芯片电联接。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述连接装置包括连接器和直流导线，所述连接器一端与所述电源和串口走线电联接，另一端通过直流导线与供电电源电联接。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述连接装置包括连接器、直流导线和CAN线，所述连接器一端与所述电源和串口走线电联接，另一端分别通过直流导线和CAN线与供电电源和汽车CAN模块电联接。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述第二控制装置为射频电路和微控制器封装在一起的SOC芯片。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述天线基板包括依次排列的第一基板、第一地平面、第二基板、第二地平面以及第三基板，所述第一表面为所述第一基板的顶面，所述第二表面为所述第三基板的底面。

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，所述天线装置在中间夹层内，所述内层玻璃上设置有用于放置第二控制装置和连接装置的凹槽。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述馈电网络通过过孔与所述辐射装置电联接；所述辐射装置包括至少一个辐射单元。

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、天线装置以及控制装置，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，所述天线基板包括相对的第一表面和第二表面，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天线基板的第一表面上，所述辐射装置用于发射和接收信号；所述控制装置包括连接装置、第一控制装置和第二控制装置，用于控制辐射装置；所述第二控制装置和所述连接装置设置在天线基板的第二表面上；所述天线基板的第二表面上设置有馈电网络，所述第二控制装置通过馈电网络与所述辐射装置电联接；所述第二控制装置通过连接装置与所述第一控制装置电联接。

作为本实用新型的一个优选的技术方案：所述内层玻璃上设置有一凹槽，用于放置第二控制装置和连接装置。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、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；将包含射频电路的第二控制装置设置在第二表面上，减少微波损耗，提高产品性能。

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，使得辐射装置的性能更加稳定。

3、连接装置仅采用了两根直流导线，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中天线装置的背面玻璃视图；

图5为实施例1中天线装置的叠层图；

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中天线装置的背面玻璃视图；

图10为实施例2中带CAN线的整体结构视图；

图11为实施例2中天线装置的叠层图。

图1-图11中，天线装置—1，控制装置—2、车辆玻璃—3，天线基板—4，辐射装置—5，第一表面—6，第二表面—7，连接装置—8、第一控制装置—9，第二控制装置—10，第一基板—11，第一地平面—12，第二基板—13，第二地平面—14，第三基板—15，内层玻璃—16，外层玻璃—17，中间夹层—18，凹槽—19，走线层—20，线缆—21，连接器—22；天线装置—101，控制装置—102、车辆玻璃—103，天线基板—104，辐射装置—105，第一表面—106，第二表面—107，连接装置—108、第一控制装置—109，第二控制装置—110，第一基板—111，第一地平面—112，第二基板—113，第二地平面—114，第三基板—115，内层玻璃—116，外层玻璃—117，中间夹层—118，凹槽—119，走线层—120，直流导线—121，连接器—122，CAN线—123，汽车CAN模块—124。

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，包括天线装置1和控制装置2，天线装置1设置在车辆玻璃3上，天线装置1包括天线基板4和辐射装置5，天线基板4包括相对的第一表面6和第二表面7；辐射装置5设置在天线基板4的第一表面6上，辐射装置5用于发射和接收信号；控制装置2包括连接装置8、第一控制装置9和第二控制装置10，用于控制辐射装置5；第二控制装置10和连接装置8设置在天线基板4的第二表面7上；天线基板4的第二表面7上设置有馈电网络，第二控制装置10通过馈电网络与辐射装置5电联接；第二控制装置10通过连接装置8与第一控制装置9电联接；第一表面6上只设置辐射装置5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5的干扰，同时降低了设计难度，也提高了辐射性能。

第二控制装置10包括射频电路，第一控制装置9包括微控制器、供电电源；射频电路包括射频收发芯片、电源和串口走线；射频收发芯片通过馈电网络与辐射装置5电联接；馈电网络与辐射装置5的连接方式，采用在天线基板4上设置过孔后用线缆连接，或者采用感应耦合的方式连接，本申请中优选采用馈电网络通过过孔与辐射装置5相连接，辐射装置5包括为一个辐射单元或者多辐射单元组成的阵列天线；连接装置8通过电源和串口走线与射频收发芯片电联接；连接装置8包括连接器和线缆；连接器引脚的一端与电源和串口走线电联接，另一端通过线缆与第一控制装置9电联接；本申请中线缆采用低速线缆，连接器采用第一连接器，与同轴射频线缆与高速连接器相比降低了物料成本；低速连接器使用低速线缆与第一控制装置9连接，将射频收发芯片分离单独设计在天线基板4上，一方面可以提高射频物理指标，另一方面由于体积较小也更好集成在前挡风玻璃中。

天线基板4可以选用PCB板，本申请中为天线基板4包括依次排列的第一基板11、第一地平面12、第二基板13、第二地平面14以及第三基板15，第一表面6为第一基板11的顶面，第二表面7为第三基板15的底面；在第二表面7上设置有走线层20，走线层20用来设置有馈电网络、电源和串口走线；第一基板11、第三基板15的材质可以为FR-4材料、第二基板13的材质可以为prepreg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，为了使得天线辐射装置5性能更加稳定，天线装置1即包括天线基板4和辐射装置5，设置在中间夹层18内，辐射装置5与外层玻璃17相接触，内层玻璃16上设置有用于放置第二控制装置10和连接装置8的凹槽19。

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1以及控制装置2，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1包括天线基板4和辐射装置5，所述天线基板包括相对的第一表面6和第二表面7，所述天线基板4设置在所述中间夹层18内；所述辐射装置5设置在所述天线基板1的第一表面6上，所述辐射装置5用于发射和接收信号；所述控制装置2包括连接装置8、第一控制装置9和第二控制装置10，用于控制辐射装置5；所述第二控制装置10和所述连接装置8设置在天线基板的第二表面7上；所述天线基板的第二表面7上设置有馈电网络，所述第二控制装置10通过馈电网络与所述辐射装置5电联接；所述第二控制装置10通过连接装置8与所述第一控制装置9电联接。优选地，所述内层玻璃16上设置有一凹槽19，用于放置第二控制装置和连接装置，即凹槽结构可以用于收容第二控制装置以及部分连接装置，从而有利于产品结构的小型化设计。

实施例2

如附图6-附图11所示，本申请还提供了一种车载OBU装置，包括天线装置101和控制装置102，天线装置101设置在车辆玻璃103上，天线装置101包括天线基板104和辐射装置105，天线基板104包括相对的第一表面106和第二表面107；辐射装置105设置在天线基板104的第一表面106上，辐射装置105用于发射和接收信号；控制装置102包括连接装置108、第一控制装置109和第二控制装置110，用于控制辐射装置105；第二控制装置110和连接装置108设置在天线基板104的第二表面107上；天线基板104的第二表面107上设置有馈电网络，第二控制装置110通过馈电网络与辐射装置105电联接；第二控制装置110通过连接装置108与第一控制装置109电联接；第一表面106上只设置辐射装置105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105的干扰，同时降低了设计难度，也提高了辐射性能

第二控制装置110包括射频电路和微控制器，第一控制装置109包括供电电源；射频电路包括射频收发芯片、电源和串口走线；射频收发芯片通过馈电网络与辐射装置105电联接；射频收发芯片通过电源和串口走线与微控制器电联接；连接装置108通过电源和串口走线与射频收发芯片电联接；馈电网络与辐射装置105的连接方式，采用在天线基板104上设置过孔后用线缆连接，或者采用感应耦合的方式连接，本申请中优选采用馈电网络通过过孔与辐射装置105相连接，辐射装置105包括为一个辐射单元或者多辐射单元组成的阵列天线；连接装置108包括连接器122和直流导线121，连接器122一端与电源和串口走线电联接，另一端通过直流导线121与供电电源即第一控制装置109电联接，连接装置108仅两根直流导线，产品成本低；将射频收发芯片和微控制器分离单独设计在天线基板104的第二表面107上，减少微波损耗，提高产品性能。

连接装置108还可以包括连接器122、直流导线121和CAN线123，连接器122一端与电源和串口走线电联接，另一端分别通过直流导线121和CAN线123与供电电源和汽车CAN模块124电联接，这样可以实现与汽车CAN模块124进行通信。

为了减小第二控制装置110在第二表面107上的面积，第二控制装置110为射频电路和微控制器封装在一起的SOC芯片，从而方便安装。

天线基板104可以选用PCB板，本申请中为天线基板104包括依次排列的第一基板111、第一地平面112、第二基板113、第二地平面114以及第三基板115，第一表面106为第一基板111的顶面，第二表面107为第三基板115的底面，在第二表面107上设置有走线层120，走线层120用来设置有馈电网络、电源和串口走线；第一基板111、第三基板115的材质可以为FR-4材料、第二基板的材质可以为prepreg材料。

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116，外层玻璃117和中间夹层118，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，为了使得天线辐射装置105性能更加稳定，天线装置101即包括天线基板104和辐射装置105，设置在中间夹层118内，辐射装置105与外层玻璃117相接触，内层玻璃116上设置有用于放置第二控制装置110和连接装置108的凹槽119，当采用第二控制装置110为射频电路和微控制器封装在一起的SOC芯片，可以减少前挡玻璃的挖槽面积。

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 (12)

1.一种车载OBU装置，其特征在于：包括天线装置和控制装置，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，所述天线基板包括相对的第一表面和第二表面；所述辐射装置设置在所述天线基板的第一表面上，所述辐射装置用于发射和接收信号；所述控制装置包括连接装置、第一控制装置和第二控制装置，用于控制辐射装置；所述第二控制装置和所述连接装置设置在天线基板的第二表面上；所述天线基板的第二表面上设置有馈电网络，所述第二控制装置通过馈电网络与所述辐射装置电联接；所述第二控制装置通过连接装置与所述第一控制装置电联接。

2.根据权利要求1所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述第一控制装置包括微控制器、供电电源，所述第二控制装置包括射频电路；所述射频电路包括射频收发芯片、电源和串口走线；所述射频收发芯片通过馈电网络与所述辐射装置电联接；所述连接装置通过所述电源和串口走线与所述射频收发芯片电联接。

3.根据权利要求2所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述连接装置包括连接器和线缆；所述连接器一端与电源和串口走线电联接，另一端通过线缆与第一控制装置电联接。

4.根据权利要求1所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述第一控制装置包括供电电源，所述第二控制装置包括射频电路和微控制器；所述射频电路包括射频收发芯片、电源和串口走线；所述射频收发芯片通过馈电网络与所述辐射装置电联接；所述射频收发芯片通过电源和串口走线与所述微控制器电联接；所述连接装置通过电源和串口走线与所述射频收发芯片电联接。

5.根据权利要求4所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述连接装置包括连接器和直流导线，所述连接器一端与所述电源和串口走线电联接，另一端通过直流导线与供电电源电联接。

6.根据权利要求4所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述连接装置包括连接器、直流导线和CAN线，所述连接器一端与所述电源和串口走线电联接，另一端分别通过直流导线和CAN线与供电电源和汽车CAN模块电联接。

7.根据权利要求4-6任一项所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述第二控制装置为射频电路和微控制器封装在一起的SOC芯片。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述天线基板包括依次排列的第一基板、第一地平面、第二基板、第二地平面以及第三基板，所述第一表面为所述第一基板的顶面，所述第二表面为所述第三基板的底面。

9.根据权利要求1-6任一项所述的一种车载OBU装置，其特征在于：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，所述天线装置在中间夹层内，所述内层玻璃上设置有用于放置第二控制装置和连接装置的凹槽。

10.根据权利要求1-6任一项所述的一种车载OBU装置，其特征在于：所述馈电网络通过过孔与所述辐射装置电联接；所述辐射装置包括至少一个辐射单元。

11.一种车辆玻璃，其特征在于，所述车辆玻璃包括夹层玻璃、天线装置以及控制装置，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，所述天线基板包括相对的第一表面和第二表面，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天线基板的第一表面上，所述辐射装置用于发射和接收信号；所述控制装置包括连接装置、第一控制装置和第二控制装置，用于控制辐射装置；所述第二控制装置和所述连接装置设置在天线基板的第二表面上；所述天线基板的第二表面上设置有馈电网络，所述第二控制装置通过馈电网络与所述辐射装置电联接；所述第二控制装置通过连接装置与所述第一控制装置电联接。

12.根据权利要求11所述的一种车辆玻璃，其特征在于，所述内层玻璃上设置有一凹槽，用于放置第二控制装置和连接装置。

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