CN212342809U - 一种集成t-box和etc的智能盒体结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集成T‑BOX和ETC的智能盒体结构，包括盒体和盖体，盖体扣合在盒体上形成容纳腔，容纳腔设有PCB板，PCB板与盖体相对应一侧设有ETC电路、T‑BOX电路、ETC天线及T‑BOX天线，T‑BOX天线包括主集天线、分集天线、第一MIMO天线、第二MIMO天线及GNSS天线；T‑BOX电路和ETC电路集成分布在PCB板一侧，且T‑BOX电路和ETC电路上盖有屏蔽罩，ETC天线和GNSS天线设置在PCB板另一侧，主集天线、第二MIMO天线、第一MIMO天线及分集天线依次设置在PCB板边缘，PCB板上配有接头端子。该智能盒体结构将车载T‑BOX盒体、T‑BOX天线及ETC设备三者结合在一起，通过巧妙布局，使各部分功能互不干涉，降低了开发成本，提升了美感。

Description

一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构

技术领域

本实用新型涉及车载通信技术领域，尤其涉及一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构。

背景技术

随着车联网应用的多样化、网络化和智能化，车联网实现的功能越来越多。车辆网中一个重要核心组件是T-BOX(Telematics Box，车载智能终端)，是指安装在汽车上用于控制跟踪汽车的嵌入式系统。T-BOX能够通过获取车辆相关数据，实现指令与信息的传递，以及车辆远程监控、远程控制、安全监测和报警、远程诊断等多种在线应用功能。但现有的T-BOX不支持不停车收费功能。因此，近年来越来越多的车辆选择安装了ETC(ElectronicToll Collection，不停车电子收费系统)，ETC采用DSRC(Dedicated Short RangeCommunication,专用短距离通信)的技术，能够实现车辆的不停车收费功能。传统ETC设备都是将盒体以及天线简单放置在汽车前挡风玻璃位置。但从2020年7月1日起，国家规定新申请批准的车型必须在选配中增加ETC车载装置，这样就把ETC设备带到了前装的产品行列，同时为ETC产品的开发设计带来了更多的可能性。

现有方案中，大多是将T-BOX盒子，T-BOX天线(鲨鱼鳍天线)及ETC盒子独立开发成产品，再分开安装在车身不同区域。这样的设计不仅增加开发成本，也增加了车身布置的复杂性，同时也不利于改善车辆的整齐美观性。因此，提出一种能够将T-BOX、T-BOX天线(鲨鱼鳍天线)及ETC三者合一的设计方案就显得尤为重要。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种集成T-BOX(Telematics Box，车载智能终端))和ETC(Electronic Toll Collection，不停车电子收费系统)的智能盒体结构，包括盒体和盖体，所述盖体扣合在盒体上以形成容纳腔，容纳腔内设有PCB板(PrintedCircuit Board，印刷电路板)，所述PCB板在与盖体相对应一侧设有ETC电路、T-BOX电路、ETC天线以及T-BOX天线，所述T-BOX天线包括主集天线、分集天线、第一MIMO天线、第二MIMO天线及GNSS天线；所述T-BOX电路和ETC电路集成分布在PCB板的一侧，且所述T-BOX电路和ETC电路上盖设有屏蔽罩，所述ETC天线和GNSS(Global Navigation Satellite System)天线设置在PCB板的另一侧，所述主集天线、第二MIMO天线、第一MIMO天线及分集天线依次设置在PCB板的边缘位置，且所述PCB板上配有至少一个接头端子。

进一步的，所述第二MIMO天线设置在GNSS天线与屏蔽罩相背一侧，所述第二MIMO天线所在一侧的相邻两侧分别设有主集天线和第一MIMO天线；且所述分集天线与第一MIMO天线设置在PCB板的同一侧，分集天线分布在第一MIMO天线远离第二MIMO天线的一侧。

进一步的，所述主集天线和所述第一MIMO天线相对设置，且所述第一MIMO天线与所述第二MIMO天线之间设置有净空区。

进一步的，所述ETC天线设置在所述GNSS天线与所述主集天线之间，所述GNSS天线采用陶瓷天线结构。

进一步的，所述主集天线和分集天线分别包括塑料支架和辐射本体，所述塑料支架设置在PCB板上，所述辐射本体设置在塑料支架上，且所述辐射本体采用钢片材质制成。

进一步的，所述辐射本体包括设置在塑料支架上表面的第一天线辐射单元以及设置在塑料支架侧面的寄生单元、第一信号馈脚以及地馈脚。

进一步的，所述第一MIMO天线和所述第二MIMO天线分别采用PCB天线结构。

进一步的，所述第一MIMO天线和所述第二MIMO天线分别包括U型辐射主体，所述U型辐射主体的一端连有条形结构，所述条形结构一端与U型辐射主体的端部相连，另一端向U型辐射主体的开口方向延伸，所述U型辐射主体的外侧设有第二信号馈角。

进一步的，所述ETC天线包括天线板，所述天线板与PCB板垂直设置，所述天线板上设有第二天线辐射单元，所述第二天线辐射单元为U型结构，U型结构的开口设置在PCB板所在一侧，且所述U型结构内设有条形结构的第三信号馈脚。

进一步的，所述盖体和盒体之间配设有密封圈。

本实用新型得的技术效果如下：

本实用新型提供了一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构，该智能盒体结构将车载T-BOX盒体、T-BOX天线及ETC设备三者结合在了一起，且通过对智能盒体结构的各部件进行巧妙布局，实现了各部分功能的互不干涉。在实现包括车内上网、远程监控、诊断车辆信息及空中无线软件升级等车联网功能的情况下，省去了传统鲨鱼鳍天线的开发成本，提高了经济效益。而且，在此基础上还集成了ETC功能，降低了传统ETC产品的开发成本，同时简化了车身布置的复杂性，提升了车身的整体美感。

附图说明

图1为实施例1中集成T-BOX和ETC的智能盒体结构内部示意图。

图2为实施例1中集成T-BOX和ETC的智能盒体结构的各部件连接关系图。

图3为实施例1中PCB板、屏蔽罩、主集天线、分集天线、第一MIMO天线、第二MIMO天线、GNSS天线及ETC天线的位置关系平面图。

图4为实施例1中PCB板、屏蔽罩、主集天线、分集天线、第一MIMO天线、第二MIMO天线、GNSS天线及ETC天线的连接关系侧视图。

图5为实施例1中主集天线中的塑料支架、第一天线辐射单元、寄生单元、第一信号馈脚及地馈角的位置关系示意图。

图6为实施例1中第一MIMO天线中的U型辐射主体、条形结构及第二信号馈角的位置关系示意图。

图7为实施例1中ETC天线中的天线板、第二天线辐射单元及第三信号馈脚的位置关系示意图。

附图标记：

1-盒体，2-盖体，3-PCB板，4-ETC天线，5-主集天线，6-分集天线，7-第一MIMO天线，8-第二MIMO天线，9-GNSS天线，10-屏蔽罩，11-接头端子，12-密封圈，13-净空区，14-塑料支架，15-第一天线辐射单元，16-寄生单元，17-第一信号馈脚，18-地馈脚，19-U型辐射主体，20-条形结构，21-第二信号馈角，22-天线板，23-第二天线辐射单元，24-第三信号馈脚。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。

实施例1：

如图1-图7所示，本实施例提供了一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构，具体包括盒体1和盖体2，盖体2扣合在盒体1上以形成容纳腔，容纳腔内设有PCB板3，即PCB板3设置在盖体2和盒体1之间，所述PCB板3为长方形结构。本实施例中，盖体2和盒体1之间配设有密封圈12，密封圈12的设置用于实现容纳腔的防水功能，避免在使用过程中由于外部水分渗入智能盒体结构内造成电器件的损坏。PCB板3在与盖体2相对应一侧设有ETC电路、T-BOX电路、ETC天线4以及T-BOX天线，这里所说的T-BOX天线其实为内置平板天线，如图1和图2所示。其中，T-BOX天线又包括主集天线5、分集天线6、第一MIMO天线7、第二MIMO天线8及GNSS天线9。本实施例中，第一MIMO天线7和第二MIMO天线8均采用5G 4x4MIMO天线结构(Multiple Inpput Multiple Output，多入多出)。具体的，T-BOX电路和ETC电路集成分布在PCB板3的一侧，即T-BOX电路和ETC电路集成设置在PCB板3的右侧区域，如图3和图4所示。且T-BOX电路和ETC电路上盖设有一大小匹配的屏蔽罩10，该屏蔽罩10在与PCB板3相背一侧开设有多个并排设置的条形通槽。所述屏蔽罩10采用金属材料制成，且与PCB板3可拆卸连接，如卡接、螺接或粘结等。这里屏蔽罩10的设置主要用于防止电路中的干扰信号辐射出来以干扰其他天线模块的正常通信功能。而ETC天线4和GNSS天线9则设置在PCB板3的另一侧，即ETC天线4和GNSS天线9设置在靠近PCB板3的左侧区域，如图3和图4所示。剩下的主集天线5、第二MIMO天线8、第一MIMO天线7及分集天线6依次设置在PCB板3的边缘位置，且PCB板3上配有至少一个接头端子11，优选多个类型不同的接头端子11。在本实施例中，主集天线5、第二MIMO天线8、第一MIMO天线7及分集天线6均为5G天线，能够完全满足3GPP(3rdGeneration Parnership Project,第三代合作计划)协议要求5G频段支持4x4MIMO的要求。

作为优选的，第二MIMO天线8设置在GNSS天线9与屏蔽罩10相背一侧，即第二MIMO天线8设置在PCB板3的左侧边缘，且GNSS天线9设置在第二MIMO天线8和屏蔽罩10之间。第二MIMO天线8所在一侧的相邻两侧分别设有主集天线5和第一MIMO天线7，即主集天线5和第一MIMO天线7分别设置在PCB板3的上下两侧。分集天线6与第一MIMO天线7设置在PCB板3的同一侧，且分集天线6分布在第一MIMO天线7远离第二MIMO天线8的一侧。本实施例中，主集天线5设置在PCB板3的上侧边缘，而第一MIMO天线7和分集天线6则设置在PCB板3的下侧边缘，且第一MIMO天线7靠近PCB板3的左侧设置，而分集天线6则靠近PCB板3的右侧设置，如图3和图4所示。

作为优选的，主集天线5和第一MIMO天线7相对设置，两者位置相互对应，且GNSS天线9设置在主集天线5和第一MIMO天线7之间。而且，第一MIMO天线7与所述第二MIMO天线8之间还设置有净空区13。这里所说的净空区13包括第一净空区和第二净空区，第一净空区设置在第二MIMO天线8所在PCB板3左侧边缘的下方，而第二净空区则设置在第一MIMO天线7所在PCB板3下侧边缘的左端，其中第一净空区和第二净空区相接，如图3和图4所示。

作为优选的，ETC天线4设置在所述GNSS天线9与主集天线5之间，即主集天线5、ETC天线4、GNSS天线9以及第一MIMO天线7由上至下依次设置在PCB板3上，如图3和图4所示。ETC天线4在实现传统ETC功能的基础上，还能够结合T-BOX车联网功能，为实时提醒ETC扣费信息，远程查询账户余额等账户信息，远程诊断ETC等功能提供了更多实现的可能。本实施例中，GNSS(Global Navigation Satelite System,全球导航卫星系统)天线9采用了陶瓷天线结构。也就是说，GNSS天线为陶瓷天线，且设置在第二MIMO天线8与屏蔽罩10之间，用于实现车辆定位导航功能。这里的GNSS天线9之所以选用陶瓷天线，是因为陶瓷介质的介电常数比较高，可以把GNSS天线9的尺寸做得比较小，便于集成组装，进而缩小盒体的体积。

作为优选的，所述主集天线5和分集天线6分别包括塑料支架14和辐射本体。塑料支架14作为天线支架设置在PCB板3上，形成立体结构的安装架，便于辐射本体的走线排布。而辐射本体则设置在塑料支架14上，采用钢片材质制成，能够显著降低材料成本，同时实现比较宽的频率范围覆盖效果。在本实施例中，所述辐射本体包括设置在塑料支架14上表面的第一天线辐射单元15以及设置在塑料支架14内侧面的寄生单元16、第一信号馈脚17以及地馈脚18，辐射本体的具体结构见图5所示。当然，这里所说的辐射本体结构以及尺寸并不做唯一限制，在具体使用过程中，用户也可以根据实际需求，采用其他结构的辐射本体进行替换，以实现天线的其他功能。

作为优选的，所述第一MIMO天线7和所述第二MIMO天线8分别采用PCB天线结构，即第一MIMO天线7和第二MIMO天线8均是直接采用PCB天线的形式布置在PCB板3上的。这是由于第一MIMO天线7和第二MIMO天线8一般不需要覆盖太宽的频率范围，在PCB板3上即可实现，而且这种PCB天线结构能够显著降低成本，具有明显经济优势。本实施例中，所述第一MIMO天线7和所述第二MIMO天线8分别包括U型辐射主体19，U型辐射主体19的一端连有条形结构20，条形结构20一端与U型辐射主体19的端部相连，另一端向U型辐射主体19的开口方向延伸，U型辐射主体19的外侧设有第二信号馈角21，具体见图6所示。

值得注意的是，本实施例公开的主集天线5和分集天线6分别选用塑料支架14和钢片天线材质相结合的形式，而第一MIMO天线7和第二MIMO天线8分别采用PCB天线结构，且主集天线5、分集天线6、第一MIMO天线7和第二MIMO天线8均设置在PCB板3的边缘位置，这样设计的目的主要是为了尽可能增加各天线模块之间的距离，改善天线之间的隔离度，避免相邻天线之间发生干扰，同时也能适当增加各天线模块的覆盖范围。最重要的是，由于天线辐射结构的下方通常需要设置净空区域，而净空区域只有设置在PCB板3边缘位置，难度最低，成本最小。因此，将主集天线5、第二MIMO天线8、第一MIMO天线7及分集天线6依次设置在PCB板3的边缘位置是本实施例的一个最佳示例。

作为优选的，所述ETC天线4包括天线板22，这里所说的天线板实际为天线PCB板。天线板22通过粘结的方式固定安装在PCB板3上，且天线板22与PCB板3垂直设置。天线板22上设置有第二天线辐射单元23，第二天线辐射单元23为U型结构，U型结构的开口设置在PCB板3所在一侧，即U型结构的开口向下设置，且U型结构内设有条形结构的第三信号馈脚24。第三信号馈脚24一端与U型结构的底部相连，另一侧向下延伸出U型结构的开口端，并与天线板22的下边缘保持适当距离，具体如图7所示。

本实施例公开的集成T-BOX和ETC的智能盒体结构旨在保护一种将T-BOX盒子，T-BOX天线，ETC(包含ETC天线)三合一的设计结构，不对具体天线的走线和尺寸信息做具体限制，这就意味着，用户可以根据自己的需求，对智能盒体结构内的具体天线结构以及天线尺寸进行改进，以实现智能盒体结构的功能多样化。该智能盒体结构在具体使用过程中通常会水平布置在中控仪表台位置附近，以便于更好的兼顾智能盒体结构内部各个内置天线的性能。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构，其特征在于，包括盒体(1)和盖体(2)，所述盖体(2)扣合在盒体(1)上以形成容纳腔，容纳腔内设有PCB板(3)，所述PCB板(3)在与盖体(2)相对应一侧设有ETC电路、T-BOX电路、ETC天线(4)以及T-BOX天线，所述T-BOX天线包括主集天线(5)、分集天线(6)、第一MIMO天线(7)、第二MIMO天线(8)及GNSS天线(9)；所述T-BOX电路和ETC电路集成分布在PCB板(3)的一侧，且所述T-BOX电路和ETC电路上盖设有屏蔽罩(10)，所述ETC天线(4)和GNSS天线(9)设置在PCB板(3)的另一侧，所述主集天线(5)、第二MIMO天线(8)、第一MIMO天线(7)及分集天线(6)依次设置在PCB板(3)的边缘位置，且所述PCB板(3)上配有至少一个接头端子(11)。

2.如权利要求1所述一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构，其特征在于，所述第二MIMO天线(8)设置在GNSS天线(9)与屏蔽罩(10)相背一侧，所述第二MIMO天线(8)所在一侧的相邻两侧分别设有主集天线(5)和第一MIMO天线(7)；且所述分集天线(6)与第一MIMO天线(7)设置在PCB板(3)的同一侧，分集天线(6)分布在第一MIMO天线(7)远离第二MIMO天线(8)的一侧。

3.如权利要求2所述一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构，其特征在于，所述主集天线(5)和所述第一MIMO天线(7)相对设置，且所述第一MIMO天线(7)与所述第二MIMO天线(8)之间设置有净空区(13)。

4.如权利要求3所述一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构，其特征在于，所述ETC天线(4)设置在所述GNSS天线(9)与所述主集天线(5)之间，所述GNSS天线(9)采用陶瓷天线结构。

5.如权利要求1所述一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构，其特征在于，所述主集天线(5)和分集天线(6)分别包括塑料支架(14)和辐射本体，所述塑料支架(14)设置在PCB板(3)上，所述辐射本体设置在塑料支架(14)上，且所述辐射本体采用钢片材质制成。

6.如权利要求5所述一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构，其特征在于，所述辐射本体包括设置在塑料支架(14)上表面的第一天线辐射单元(15)以及设置在塑料支架(14)侧面的寄生单元(16)、第一信号馈脚(17)以及地馈脚(18)。

7.如权利要求1所述一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构，其特征在于，所述第一MIMO天线(7)和所述第二MIMO天线(8)分别采用PCB天线结构。

8.如权利要求7所述一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构，其特征在于，所述第一MIMO天线(7)和所述第二MIMO天线(8)分别包括U型辐射主体(19)，所述U型辐射主体(19)的一端连有条形结构(20)，所述条形结构(20)一端与U型辐射主体(19)的端部相连，另一端向U型辐射主体(19)的开口方向延伸，所述U型辐射主体(19)的外侧设有第二信号馈角(21)。

9.如权利要求1所述一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构，其特征在于，所述ETC天线(4)包括天线板(22)，所述天线板(22)与PCB板(3)垂直设置，所述天线板(22)上设有第二天线辐射单元(23)，所述第二天线辐射单元(23)为U型结构，U型结构的开口设置在PCB板(3)所在一侧，且所述U型结构内设有条形结构的第三信号馈脚(24)。

10.如权利要求1所述一种集成T-BOX和ETC的智能盒体结构，其特征在于，所述盖体(2)和盒体(1)之间配设有密封圈(12)。

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