CN212529262U - 车辆及车窗玻璃和车载单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆及车窗玻璃和车载单元，该集成玻璃天线的车载单元包括车载单元主体、嵌设于车窗玻璃中且与所述车载单元主体位置对应的玻璃天线，以及柔性的封闭式出线结构；所述玻璃天线包括天线辐射部分，所述天线辐射部分的馈电端口与所述车载单元主体的PCB板之间通过所述封闭式出线结构实现电连接。该车载单元通过将玻璃天线嵌设于车窗玻璃中并与车载单元主体电连接并通过设置封闭式出线结构将玻璃天线的天线辐射部分的馈电端口与车载单元主体的PCB板连接，从而可降低对车窗玻璃边缘开槽出线的尺寸要求，降低天线对车窗玻璃整体的影响，并降低车载单元主体对封装胶性能及走线环境敏感度，提高车载单元系统性能的一致性。

Description

车辆及车窗玻璃和车载单元

技术领域

本实用新型涉及车载装置，更具体地说，涉及一种车辆及车窗玻璃和车载单元。

背景技术

相关技术中，越来越多的主机厂开始启动前装车载单元即OBU(On-Board Unit)的项目。传统后装OBU形式中，受限于玻璃不确定性对天线的影响，同一型号OBU在安装后性能可能会出现一定的差异。

仅由主机厂和OBU厂家推动的前装OBU，一般通过把OBU天线单独剥离出来并安装于内饰中实现。但内饰空间有限、不同车型提供的位置不一、布局时周围有各种金属器件等的现实情况，都会对天线性能产生影响，且无法从根源上杜绝玻璃不确定性对天线的影响。

通过把OBU的天线集成在前挡玻璃里面，可以在实现产品美观的同时进一步保证OBU系统的收发性能。但在实现玻璃OBU天线与OBU主模块相连的同时，如果能降低对玻璃本身制造工序和性能的影响，将使得方案具有更好的可制造性，并且有更好的潜力发展成兼顾成本与性能的产品。

在传统的低频玻璃天线中，直接导线或FPC形通常是通过式引出信号线和地线并与外部的主模块相连。DSRC(Dedicated Short Range Communication)系统的工作频段为5.8GHz，在此频段下天线需要以射频传输线的形式与OBU主模块相连，才能有效地保证整体系统的性能。

把单独的天线辐射部分与主模块相连，最常见的形式是使用直插式射频同轴连接器或通过带有射频连接器的RG58等标准射频电缆进行对接。但对于玻璃OBU天线而言，上述的连接方式需要相应地在玻璃中引入孔(射频同轴连接器伸出)或者是边缘部分较大的开槽(射频电缆的引出)，两种形式都会在玻璃中引入较大的不连续性区域，不可避免地会对前挡玻璃的力学性能造成影响，因此可能需要采用额外的工艺对玻璃性能进行优化。

另外，相关技术中通常采用开放式的射频线缆，封装胶使用前后或封装胶批次间的电性能差异都会对射频线缆的电性能参数(特别是特征阻抗)产生明显影响，导致其与OBU主模块相接馈电端口的实际阻抗与设计值出现偏差，阻抗的失配会导致OBU系统性能的下降，阻抗失配程度的不一致也会造成OBU系统性能的不一致。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的车载单元，进一步提供一种改进的车辆及车窗玻璃。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种集成玻璃天线的车载单元，包括车载单元主体、嵌设于车窗玻璃中且与所述车载单元主体位置对应的玻璃天线，以及柔性的封闭式出线结构；

所述玻璃天线包括天线辐射部分，所述天线辐射部分的馈电端口与所述车载单元主体的PCB板之间通过所述封闭式出线结构实现电连接。

优选地，所述车窗玻璃包括内层玻璃，所述内层玻璃的顶部具有开槽，所述封闭式出线结构的一端与所述PCB板电连接，中间部分从所述车载单元主体引出后通过所述开槽嵌入所述车窗玻璃，另一端与所述天线辐射部分电连接。

优选地，所述封闭式出线结构为带状线。

优选地，所述封闭式出线结构包括基片集成波导。

优选地，所述封闭式出线结构通过微带线与所述天线辐射部分电连接；

所述天线辐射部分被接地金属导体包围后形成中空的框体。

优选地，所述天线辐射部分具有多个，且各天线辐射部分之间通过所述微带线相互电连接。

优选地，多个所述天线辐射部分呈矩阵分布，且被所述接地金属导体包围后形成中空的框体。

优选地，所述玻璃天线的天线辐射部分使用柔性板材作为介质。

本实用新型还构造一种车窗玻璃，包括内层玻璃和外层玻璃以及本实用新型所述的车载单元；

所述车载单元的玻璃天线嵌设于所述内层玻璃和外层玻璃之间；

所述内层玻璃的顶部上设有供所述玻璃天线的封闭式出线结构引出的开槽。

本实用新型还构造一种车辆，包括车辆主体以及本实用新型所述的车窗玻璃；所述车窗玻璃设置于所述车辆主体上。

实施本实用新型的车辆及车窗玻璃和车载单元，具有以下有益效果：该车载单元通过将玻璃天线嵌设于车窗玻璃中并与车载单元主体电连接并通过设置封闭式出线结构将玻璃天线的天线辐射部分的馈电端口与车载单元主体的PCB板连接，无需在玻璃上打孔或者在玻璃边缘设置大的开槽，从而可降低对车窗玻璃边缘开槽出线的尺寸要求，降低天线对车窗玻璃整体的影响，并降低车载单元主体对封装胶性能及走线环境敏感度，提高车载单元系统性能的一致性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型车辆的车窗玻璃第一实施例的结构示意图；

图2是图1所示车窗玻璃的线框图；

图3是图1所示车窗玻璃的剖视图；

图4是图3所示车窗玻璃的局部结构放大示意图；

图5是图1所示车窗玻璃的车载单元的天线的结构示意图；

图6是本实用新型车辆的车窗玻璃第二实施例中玻璃天线与封闭式出线结构的结构分解示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

图1至图2示出了本实用新型车辆第一实施例。该车辆可包括车辆主体以及车窗玻璃10。该车辆主体可以为汽车、卡车、公交车等。该车窗玻璃10可以为前挡风玻璃，其可设置于该车辆主体上，具体地，在一些实施例中，其可安装于该车辆主体的前侧。

如图1至图4所示，该车窗玻璃包括内层玻璃11、外层玻璃12以及车载单元。该内层玻璃11可朝向车内设置，该外层玻璃12可朝向车外设置。该外层玻璃12可以为朝外凸出的曲面，该内层玻璃11与该外层玻璃12可大致平行。该内层玻璃11和该外层玻璃12可通过设置塑性树脂层连接固定。该塑性树脂层可以粘附于该内层玻璃11以及该外层玻璃12之间，其两相对设置的表面可分别与该内层玻璃11和该外层玻璃12粘结固定。在一些实施例中，该内层玻璃12与车顶相接的顶部上可设置尺寸较小的开槽13，该开槽13可靠近该内层玻璃11的边缘设置，其可呈U形，其可用于供玻璃天线20的封闭式出线结构引出与该车载单元主体30连接。该开槽13的宽度可与该封闭式出线结构的宽度相适配。

进一步地，在本实施例中，该车载单元集成玻璃天线，其包括车载单元主体30、玻璃天线20以及封闭式出线结构。该车载单元主体30可设置于该车窗玻璃内部，具体地，其可贴设于该内层玻璃11内表面。该玻璃天线20可嵌设于该车窗玻璃10中且与车载单元主体30对应设置。该封闭式出线结构可为柔性结构，其可用于连接玻璃天线20的馈电端口和车载单元主体30。

如图5所示，进一步地，在本实施例中，该玻璃天线20可包括介质21以及天线辐射部分22。该介质21可以为天线辐射部分22的载体，其可供天线辐射部分22安装。具体地，在本实施例中，该介质21为柔性板材，其可以为单层柔性板或者多层柔性板。由于玻璃本体10具有一定的弧度，通过选用柔性板材作为天线辐射部分22的载体，可以避免与天线辐射部分连接的PCB受长期应力影响而导致失效。在本实施例中，需要说明的是，该介质21选用PTFE板材。考虑到与玻璃本体10边缘及车体钣金的距离相比，PTFE板材所需的最小弯曲半径仍然较大，因此在实施例中通过采用封闭式出线结构可完成出线位置的调整。

进一步地，在本实施例中，该天线辐射部分22可以为多个，具体地，其可以为四个。该多个天线辐射部分22可呈矩阵分布，且各天线辐射部分22之间可通过设置微带线50相互电连接。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该天线辐射部分22可不限于四个，其可以为一个。

进一步地，在本实施例中，该车载单元主体30的PCB板可以为该车载单元主体30的主控板，其上可设置主控模块。该PCB板可以为刚性板，其可通过SMT焊接工艺或者刚柔板焊接工艺与该玻璃天线20直接相连，并形成一体结构，从而有利于简化物料以及工序，且可在降低生产成本的同时提高可制造性。

进一步地，在本实施例中，该封闭式出线结构可将该天线辐射部分22的馈电端口与车载单元主体30的PCB板电连接，具体地，该封闭式出线结构的一端与该PCB板电连接，中间部分从该车载单元主体30引出后通过开槽13嵌入该车窗玻璃10，另一端与天线辐射部分22电连接，在本实施例中，该封闭式出线结构的另一端可通过设置微带线50与该天线辐射部分22电连接。在本实施例中，该封闭式出线结构还可包括带状线41。需要说明的是，该带状线41可以为封闭式平面射频线缆。该带状线的传输特性可由介质21的电性能、介质21的叠层结构确定，通过将带状线41设置于该柔性板上，有利于该带状线41在不同环境中保持性能一致。考虑到平面射频线缆走线的鲁棒性能，该带状线41的宽度可以为5mm，通过采用封闭式的平面射频线缆作为出线方式，其几乎不干涉该玻璃本体10的结构，因此出线位置可以更靠近玻璃边沿。这种引出的方式即有利于大幅度减小玻璃上用于传输线引出的凹槽尺寸，同时有效利用天线辐射部分22本身的基板完成馈电端口引出，从而可减少安装工序并降低物料成本。

在本实施例中，该介质21上可设置接地金属导体60，该接地金属导体60可以为沿该介质21的周向设置，其可将天线辐射部分22包围起来，在本实施例中，其将多个呈矩阵分布的天线辐射部分22包围起来，并形成中空的框体，在本实施例中，其可呈矩形结构。可以理解地，在其他一些实施例中，该框体可不限于呈矩形，其可以呈圆形或者其他形状。该接地金属导体60各个位置的厚度均相当，从而使得整个玻璃天线20在压入车窗玻璃中后能够保证该介质21不容易变形，进而避免影响天线性能。另外，也可起到一定的屏蔽作用，减小周围电磁信号耦合到天线辐射部分22中。

本实施例采用柔性板材作为介质装载天线辐射部分的设计，既能有利于玻璃天线与玻璃共形，也有利于封闭式平面射频线缆引出馈电端口，而采用封闭式出线结构可大幅度简化天线辐射部分与车载单元主控制模块相连的器件和工序，有利于降低整个模块的成本，并减小射频连接器引入的损耗，提高系统工作性能。采用封闭式出线结构有利于出线位置进一步靠近车窗玻璃边缘，从而大幅减小车窗玻璃边缘开槽的尺寸，减小天线集成后对车窗玻璃不连续性和制造工艺的影响，降低车窗玻璃的车载单元的天线辐射部分的预处理和后处理工序及成本。

图6示出了本实用新型车辆的车窗玻璃的第二实施例，其与该第一实施例的区别在于，该封闭式出线结构可以为基片集成波导42，该基片集成波导42的宽度大于该带状线41的宽度，当该封闭式出线结构为基片集成波导42时，该开槽13的宽度可加宽设置。该基片集成波导42使用单层介质板的结构实现，介质21上下两面分别覆盖导电片421，导电片421使用金属化过孔相连。该天线辐射部分22可设置于上层导电片421上。在本实施例中，该导电片421可以为接地金属铜片，其可用于电能输入和输出。在本实施例中，该基片集成波导42的两端可分别通过设置微带线50与该车载单元主体PCB板和天线辐射部分22电连接。通过设置基片集成波导42可保证电磁波在结构内部传输，降低了外部环境对传输的影响，同时也降低馈电对天线性能的影响。基片集成波导通过微带线50与天线辐射部分22连接，其结构简单可直接对天线辐射部分22进行馈电，无需额外的调整，相较于通过过孔连接馈电而言，不会额外的引入了电抗分量，方便阻抗匹配。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种集成玻璃天线的车载单元，其特征在于，包括车载单元主体(30)、嵌设于车窗玻璃(10)中且与所述车载单元主体(30)位置对应的玻璃天线(20)，以及柔性的封闭式出线结构；

所述玻璃天线(20)包括天线辐射部分(22)，所述天线辐射部分(22)的馈电端口与所述车载单元主体(30)的PCB板之间通过所述封闭式出线结构实现电连接。

2.根据权利要求1所述的车载单元，其特征在于，所述车窗玻璃(10)包括内层玻璃(12)，所述内层玻璃(12)的顶部具有开槽(13)，所述封闭式出线结构的一端与所述PCB板电连接，中间部分从所述车载单元主体(30)引出后通过所述开槽(13)嵌入所述车窗玻璃(10)，另一端与所述天线辐射部分(22)电连接。

3.根据权利要求2所述的车载单元，其特征在于，所述封闭式出线结构为带状线(41)。

4.根据权利要求2所述的车载单元，其特征在于，所述封闭式出线结构包括基片集成波导(42)。

5.根据权利要求2所述的车载单元，其特征在于，所述封闭式出线结构通过微带线(50)与所述天线辐射部分(22)电连接；

所述天线辐射部分(22)被接地金属导体包围后形成中空的框体。

6.根据权利要求5所述的车载单元，其特征在于，所述天线辐射部分(22)具有多个，且各天线辐射部分(22)之间通过所述微带线(50)相互电连接。

7.根据权利要求6所述的车载单元，其特征在于，多个所述天线辐射部分(22)呈矩阵分布，且被所述接地金属导体(60)包围后形成中空的框体。

8.根据权利要求1所述的车载单元，其特征在于，所述玻璃天线(20)的天线辐射部分(22)使用柔性板材作为介质(21)。

9.一种车窗玻璃，其特征在于，包括内层玻璃(12)和外层玻璃(11)以及权利要求1至8任一项所述的车载单元；

所述车载单元的玻璃天线(20)嵌设于所述内层玻璃(12)和外层玻璃(11)之间。

10.一种车辆，其特征在于，包括车辆主体以及权利要求9所述的车窗玻璃(10)；所述车窗玻璃(10)设置于所述车辆主体上。

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