CN213905591U - 一种车辆玻璃天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆玻璃天线，包括车辆玻璃、天线装置、反射板装置以及位移装置，所述反射板装置通过位移装置设置在车辆玻璃的内侧，与所述反射板装置相对的一侧的车辆玻璃内部设置有天线装置，所述天线装置包括天线，所述反射板装置用于调控天线的辐射方向。本实用新型通过位移装置的设置可以改变反射板装置相对于天线装置的位置，从而可以调整天线的性能，实现波束赋形，使得天线辐射方向图标准；位移装置和反射板装置的设置，可以根据不同车型所需的主瓣方向，通过调整反射板装置相对于天线装置的位置，控制辐射主瓣波束方向，实现在不同车型上的使用。

Description

一种车辆玻璃天线

技术领域

本实用新型涉及智能交通设备技术领域，具体涉及一种车辆玻璃天线。

背景技术

现有汽车天线多为鞭状天线、鲨鱼鳍天线以及一些安装天线，各种天线常备集成在一起，存在各端口隔离度不高，信号相互耦合干扰等问题。5G天线、车联网V2X天线、定位天线GNSS/北斗天线、ETC天线等与汽车玻璃的融合成为车载天线设计的一种趋势。根据需要天线安装在玻璃的不同位置，可以就近连接通信设备，减少馈线损耗。

现有中，天线和硬件电路一起装在一个黑盒中，然后将整个装置贴在汽车玻璃上，主要存在以下几个缺点：

(1)若在车辆夹层玻璃内部设计天线时，由于玻璃、天线基板、PVB各种材料的介电常数大和损耗正切角不同，对波有散射作用，使天线辐射方向图很不标准。

(2)由于不同车型前挡玻璃的装车倾斜角度不同，使得天线辐射方向图的指向性不能做特定的调整。

(3)由于天线内置于玻璃内部，而金属地板位于玻璃外侧，加工定位容易出现偏差，且传统金属反射板剖面较高。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种车辆玻璃天线，通过位移装置的设置，可以改变反射板装置相对于天线装置的位置，从而可以调整天线的性能，实现波束赋形，使得天线辐射方向图标准。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案包括：一种车辆玻璃天线，包括车辆玻璃、天线装置、反射板装置以及位移装置，所述反射板装置通过位移装置设置在车辆玻璃的内侧，与所述反射板装置相对的一侧的车辆玻璃内部设置有天线装置，所述天线装置包括天线，所述反射板装置用于调控天线的辐射方向。

作为本实用新型的一个优选地技术方案：所述反射板装置包括超材料单元。

作为本实用新型的一个优选地技术方案：所述超材料单元为人工磁导体单元。

作为本实用新型的一个优选地技术方案：所述天线装置与所述反射板装置之间的间距，小于天线发射的电磁波的四分之一波长。

作为本实用新型的一个优选地技术方案：所述位移装置通过改变反射板装置相对天线装置的位置，以调控天线的辐射方向。

作为本实用新型的一个优选地技术方案：所述位移装置通过改变所述反射板装置相对于车辆玻璃的角度，以调控天线的辐射方向。

作为本实用新型的一个优选地技术方案：所述位移装置包括底板，所述底板设置在车辆玻璃的内侧，所述底板上设置有滑槽，所述滑槽上设置有圆球。

作为本实用新型的一个优选地技术方案：所述圆球外露出滑槽，所述滑槽的两侧分别设置有卡板，所述卡板相互配合用于将圆球固定。

作为本实用新型的一个优选地技术方案：所述圆球上设置有调节螺柱，所述调节螺柱上方设置有反射板装置。

作为本实用新型的一个优选地技术方案：所述反射板装置包括介质基板和超材料单元，所述介质基板通过支撑板与圆球相连接，所述超材料单元设置在介质基板上。

作为本实用新型的一个优选地技术方案：所述滑槽两侧分别设置有第一卡板和第二卡板，所述第一卡板和第二卡板镜像对称，其顶端设置有与圆球相嵌合的圆弧状的第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽和所述第二卡槽的两侧分别设置的连接件，所述第一卡槽和所述第二卡槽的相对的连接件通过螺栓相连接。

作为本实用新型的一个优选地技术方案：所述底板上设置有多个连接孔，所述多个连接孔围绕在滑槽的四周，所述连接孔将卡板与底板相连接。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

(1)通过位移装置的设置，可以改变反射板装置相对于天线装置的位置，从而可以调整天线的性能，实现波束赋形，从而使得天线辐射方向图标准。

(2)采用人工磁导体制成的反射板装置，具有同相反射和表面波抑制作用，可以缩短天线装置相对于传统反射板装置之间的距离，大大降低了天线结构整体的剖面高度，同时提高天线单元间的隔离度。

(3)位移装置和反射板装置的设置，可以根据不同车型所需的主瓣方向，通过调整反射板装置相对于天线装置的位置，控制辐射主瓣波束方向，实现在不同车型上的使用。

(4)由于不同车型前挡玻璃的装车倾斜角度不同，通过改变反射板装置相对于车辆玻璃的角度，以调控天线的辐射方向，从而实现对天线辐射方向图的指向性特定调整。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型安装在天线性能需求为正前方时的整体结构示意图；

图3为本实用新型安装在天线性能需求为正上方时的整体结构示意图；

图4为卡板整体结构示意图；

图5为十字状滑槽结构示意图；

图6为圆环状滑槽结构示意图。

图1-图6中，1、车辆玻璃，2、天线装置，3、反射板装置，4、位移装置，5、底板，6、滑槽，7、圆球，8、卡板，9、调节螺柱，10、介质基板，11、第一连接孔，12、支撑板，13、第一卡板，14、第二卡板，15、第一卡槽，16、第二卡槽，17、连接件，18、螺柱，19、连接孔，20、前玻璃，21、中间层，22、后玻璃。

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。

如图1-图3所示，本实用新型实施例提供了一种车辆玻璃天线，包括车辆玻璃1、天线装置2、反射板装置3以及位移装置4，反射板装置3通过位移装置4设置在车辆玻璃1的内侧，与反射板装置3相对的一侧的车辆玻璃1内部设置有天线装置2，天线装置2包括天线，反射板装置3用于调控天线的辐射方向。车辆玻璃1优选为夹层玻璃，前玻璃20(朝车外，也叫外片)、中间层21、后玻璃22(朝车内，也叫内片)构成，即反射板装置3设置在后玻璃22上，天线装置2的天线设置在中间层21上，反射板装置3设置在位移装置4上，可以在车辆玻璃1上移动，从而改变了反射板装置3相对于天线的位置，从而实现了对天线波束的调整，调整了天线的性能，使得天线辐射方向图处于最佳状态。中间层可以是聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚碳酸酯(PC)、隔音PVB、遮光带PVB、热控制PVB、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、热塑性聚氨酯(TPU)、离聚物、热塑性材料、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚乙烯醋酸乙烯酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚氯乙烯(PVC)、聚氟乙烯(PVF)、聚丙烯酸酯(PA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氨酯(PUR)及其组合物，本实施例中间层优选PVB层。

反射板装置3包括超材料单元和介质基板10，超材料单元为人工磁导体单元，人工磁导体单元由多个人工磁导体贴片构成，人工磁导体(英文全称为Artificial MagneticConductor，简称AMC)是一类能在特定频率实现零相位反射的人工电磁材料，即反射板装置3由人工磁导体贴片构成的周期性高阻抗电磁带隙结构，可以抑制表面波，出现同相反射相位带隙，同相反射和表面波抑制作用，可以使得天线相对于传统反射板之间的距离缩短，大大降低了天线结构整体的剖面高度，同时提高天线单元间的隔离度，由人工磁导体构成的反射板装置3可大大降低天线装置2的高度，降低背瓣。同时该结构具有低剖面、重量轻、易加工等优点。

天线装置2与反射板装置3之间的间距，在小于天线发射的电磁波的四分之一波长的情况下，经过反射板装置反射后的电磁波与天线直接向空间辐射的电磁波叠加的场强最强，从而使得天线相对于反射板的间距小于四分之一波长时最佳，由此可以减低天线的剖面。位移装置4相对于车辆玻璃1法线方向的高度可变，用于调整天线装置2与反射板装置3之间的间距，即可以通过调整反射板装置3相对于天线装置的位置，以实现对天线装置2辐射方向的调控。

位移装置4包括底板5，底板5设置在车辆玻璃1的内侧，底板5上设置有滑槽6，滑槽6上设置有圆球7，圆球7外露出滑槽6，滑槽6的两侧分别设置有卡板8，卡板8相互配合用于将圆球7固定，使得圆球7可以实现定位；根据需求设计，调整圆球7外露部分的高度和滑槽6的深度，使得圆球7在滑槽6槽内可以一定角度范围内旋转，相当于“万向轮”的作用，允许水平360度旋转，从而根据需求调整反射板装置3与天线装置2之间的位置，实现对天线波束指向的调整；圆球7上设置有调节螺柱9，调节螺柱9上方设置有反射板装置3。反射板装置3包括介质基板10和超材料单元，介质基板10通过支撑板12设置在调节螺柱9上，支撑板12优选为塑料材质，超材料单元设置在介质基板10上，介质基板10优选地通过低介电胶粘在支撑板12上，为了节约制造成本，支撑板12可以用介质基板10代替，随着反射板装置3在调节螺柱9高度增加，反射板装置3的调节范围增大，在本申请中，最大调节范围α根据装车角度设计为±30°；调节螺柱9的设置为了根据装车角度θ和天线性能需求调整天线方向性，如图2所示，当天线性能需求为正前方(如V2X天线)，而装车角度导致天线主辐射方向倾斜向上，调节反射板装置3的角度，可以有效调控天线辐射方向为水平方向，达到指标。如图3所示，当天线性能需求为正上方(如高精度定位天线)，通过调节螺柱9改变反射板装置3的位置可以调控天线辐射方向为竖直方向，达到指标要求。

如图4所示，卡板8包括分别设置在滑槽6两侧的第一卡板13和第二卡板14，第一卡板13和第二卡板14镜像对称，其顶端设置有与圆球7相嵌合的圆弧状的第一卡槽15和第二卡槽16，第一卡槽15和第二卡槽16的两侧分别设置的连接件17，第一卡槽15和第二卡槽16的相对的连接件17通过螺栓相连接，当需要调整反射板装置3的相对于天线的位置时，松开螺栓，调整圆球7的位置，从而调整了反射板装置3相对于天线的位置，在紧固螺栓，将圆球7固定住即可。为了使得圆球7相对于天线有更多的位置，如图5所示，优选地将滑槽6的形状设置为十字状，底板5上设置有多个连接孔19，在第一卡板13和第二卡板14上设置有多个第一连接孔11，多个连接孔19围绕在滑槽6的四周，连接孔19和第一连接孔11相互配合，用于将卡板8与底板5相连接；使用时将圆球7调整到合适的位置后，在将卡板8固定在底板5的合适位置的连接孔19上即可。如图6所示，卡槽6的形状还可以圆环状(或者圆形状)，在圆环状卡槽的内外两侧阵列分布着多个连接孔19，其内外两侧的多个连接孔19之间的角度相等，但大小可以不等，第一卡板13和第二卡板14上，分别设置有用于与圆环状滑槽内外侧的连接孔19相配合的第一连接孔11，用于将卡板8与底板5相连接，如果设置两个第一连接孔11时，应注意与连接孔19之间的角度和距离一致；使用时将圆球7调整到合适的位置后，在将卡板8固定在底板5的合适位置的连接孔19上即可。同时根据不同车型所需的主瓣方向，可以通过移动反射板装置3在滑槽6上的位置控制辐射主瓣波束方向，实现位移装置4和反射板装置3在不同的车型上的使用，从而可以实现规模化生产。

综上所述，本实用新型提供的车辆玻璃天线，不仅适合于夹层前挡玻璃，还适用于钢化的后挡玻璃、全景天窗玻璃、固定的侧窗玻璃等。根据天线安装在玻车辆璃的不同位置需要，从而就近连接通信设备，减少馈线损耗；通过位移装置，可调节反射板(如AMC)的安装位置，实现天线的波束赋形和性能微调。

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)

1.一种车辆玻璃天线，包括车辆玻璃、天线装置、反射板装置以及位移装置，其特征在于：所述反射板装置通过位移装置设置在车辆玻璃的内侧，与所述反射板装置相对的一侧的车辆玻璃内部设置有天线装置，所述天线装置包括天线，所述反射板装置用于调控天线的辐射方向。

2.根据权利要求1所述的一种车辆玻璃天线，其特征在于：所述反射板装置包括超材料单元。

3.根据权利要求2所述的一种车辆玻璃天线，其特征在于：超材料单元为人工磁导体单元。

4.根据权利要求1所述的一种车辆玻璃天线，其特征在于：所述天线装置与所述反射板装置之间的间距，小于天线装置发射的电磁波的四分之一波长。

5.根据权利要求1所述的一种车辆玻璃天线，其特征在于：所述位移装置通过改变反射板装置相对天线装置的位置，以调控天线的辐射方向。

6.根据权利要求1所述的一种车辆玻璃天线，其特征在于：所述位移装置通过改变所述反射板装置相对于车辆玻璃的角度，以调控天线的辐射方向。

7.根据权利要求1所述的一种车辆玻璃天线，其特征在于：所述位移装置包括底板，所述底板设置在车辆玻璃的内侧，所述底板上设置有滑槽，所述滑槽上设置有圆球。

8.根据权利要求7所述的一种车辆玻璃天线，其特征在于：所述圆球外露出滑槽，所述滑槽的两侧分别设置有卡板，所述卡板相互配合用于将圆球固定。

9.根据权利要求7所述的一种车辆玻璃天线，其特征在于：所述圆球上设置有调节螺柱，所述调节螺柱上方设置有反射板装置。

10.根据权利要求7-9任一项所述的一种车辆玻璃天线，其特征在于：所述反射板装置包括介质基板和超材料单元，所述介质基板通过支撑板与圆球相连接，所述超材料单元设置在介质基板上。

11.根据权利要求7-9任一项所述的一种车辆玻璃天线，其特征在于：所述滑槽两侧分别设置有第一卡板和第二卡板，所述第一卡板和第二卡板镜像对称，其顶端设置有与圆球相嵌合的圆弧状的第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽和所述第二卡槽的两侧分别设置的连接件，所述第一卡槽和所述第二卡槽的相对的连接件通过螺栓相连接。

12.根据权利要求11所述的一种车辆玻璃天线，其特征在于：所述底板上设置有多个连接孔，所述多个连接孔围绕在滑槽的四周，所述连接孔将卡板与底板相连接。

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