CN214068902U - 一种集成化螺旋天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成化螺旋天线，属于天线技术领域。本实用新型的集成化螺旋天线包括第一天线与第二天线，所述第一天线包括介质柱体以及设置于所述介质柱体表面的螺旋辐射臂，所述介质柱体的顶面设置有安装槽，所述安装槽内设置有平台，所述第二天线设置于所述平台上。本实用新型的集成化螺旋天线采用集成化的结构，将不同的天线集成在一起，提高了天线的集成度，采用螺旋天线作为多个天线的基础结构，在螺旋天线的介质柱体开设安装槽，并利用安装槽安装其他的天线的集成，从而有效减少集成后的天线的高度，进而实现减少整体天线的体积。

Description

一种集成化螺旋天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其是涉及一种集成化螺旋天线。

背景技术

随着汽车的智能网联化的发展，车身多网通讯的融合技术的应用使得多网天线的引入成为必然，比如V2X天线、5G天线、GNSS天线等。按照传统汽车天线的设计方式，最终得到的天线尺寸较大，且性能差。尤其是在智能网联领域中，对高精度定位功能的引入要求GNSS天线必须满足高精度定位系统的功能要求，为此在满足不同网络天线设置的同时还需要保障GNSS天线的高精度定位性能的需求，高增益、多频率宽频带、高稳定相位中心、高隔离度以及抗扰能力等的要求。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型实施例提供一种集成化螺旋天线，实现将多种天线集成在一起，减小天线的整体体积。

为了实现上述目的，本实用新型公开了一种集成化螺旋天线，包括第一天线与第二天线，所述第一天线包括介质柱体以及设置于所述介质柱体表面的螺旋辐射臂，所述介质柱体的顶面设置有安装槽，所述安装槽内设置有平台，所述第二天线设置于所述平台上。

可选的，所述第二天线包括两个，两个所述第二天线以所述平台的中心对称设置。

可选的，所述平台的表面还设置有预留天线固定孔，所述预留天线固定孔包括两个，两个所述预留天线固定孔以所述平台的中心对称设置。

可选的，所述平台的周边设置有调节锯齿，所述调节锯齿安装于所述介质柱体的顶面上，且所述调节锯齿的一端与所述平台的周边相连。

可选的，所述介质柱体的中心轴线上设置有金属柱，所述金属柱的一端与所述平台相连，所述金属柱的另一端贯穿所述介质柱体的底面。

可选的，所述金属柱的中心轴线上设置有走线孔。

可选的，所述螺旋辐射臂包括：呈螺旋设置于所述介质柱体的侧面上的螺旋长臂、呈螺旋设置于所述介质柱体的侧面上的螺旋短臂以及设置于所述介质柱体的顶面上的异形接地臂，所述异形接地臂一端与所述螺旋长臂相连，另一端与所述平台相连。

可选的，所述第一天线还包括匹配器，所述匹配器与所述螺旋短臂相邻。

可选的，还包括天线底座，所述介质柱体的底部固定于所述天线底座上。

可选的，所述第一天线设置为GNSS天线。

本实用新型的有益效果：

本实用新型公开了一种集成化螺旋天线，包括第一天线与第二天线，所述第一天线包括介质柱体以及设置于所述介质柱体表面的螺旋辐射臂，所述介质柱体的顶面设置有安装槽，所述安装槽内设置有平台，所述第二天线设置于所述平台上。本实用新型的集成化螺旋天线采用集成化的结构，将不同的天线集成在一起，提高了天线的集成度，采用螺旋天线作为多个天线的基础结构，在螺旋天线的介质柱体开设安装槽，并利用安装槽安装其他的天线的集成，从而有效减少集成后的天线的高度，进而实现减少整体天线的体积。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本实用新型实施例的集成化螺旋天线的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的集成化螺旋天线去除平台后的结构示意图。

其中图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1、介质柱体；2、螺旋辐射臂；3、平台；4、第二天线；5、调节锯齿；6、金属柱；7、匹配器；8、底板；10、安装槽；20、螺旋长臂；21、螺旋短臂；22、异形臂；30、预留固定孔；60、走线孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

参照图1与图2，本实用新型实施例公开了一种集成化螺旋天线，主要包括第一天线与第二天线4，第一天线主要包括介质柱体1以及设置在介质柱体1的表面上的螺旋辐射臂2，介质柱体1的顶面上设置有安装槽10，安装槽10内设置有平台3，平台3上设置有第二天线4。

本实用新型实施例中，第一天线采用螺旋天线的形式，在设计整个天线结构时，以螺旋天线为基本设计，在螺旋天线上增加设置了第二天线4，实现将不同的天线集成在一起，从而减小天线整体的安装体积，此外，本实施例中，平台3安装于介质柱体1顶面的安装槽10内，即第一介质主体1与平台3位于同一圆柱体的区域内，从而有效的减小了整体天线的体积，特别是减小不同种天线集成在一起后的整体高度。

在一个具体的示例中，第一天线可以选择设置为GNSS天线，本实施例的集成化螺旋天线，其整体结构以螺旋天线为中心，即GNSS天线作为该集成化螺旋天线的基础结构，可以首先确保GNSS天线的功能，保证满足高精度定位系统的功能需求。当然，在不同的实施例中，第一天线也可以选择其他不同形式的天线，本实用新型不对此进行限定。

在一个具体的示例中，第二天线4可以选择设置为V2X天线，V2X天线主要应用于汽车领域，作为一种车联网天线，V2X天线可以实现汽车与其他的汽车、基站之间的信息交互，在车辆行驶时，可以实时获取准确的道路信息，实现对道路危险的提前预警，帮助实现更加安全的驾驶。本实施例中，V2X天线选择设置为杆状偶极子天线的形式，其一端设置于平台3上，另一端向远离平台3上的方向延伸，在工作时，V2X天线具有更好的全向性，确保其信息获取的准确性，提高汽车行驶的安全。当然，V2X天线是本实用新型实施例中第二天线4的一种可选的示例，但这并非对本实用新型的限定，在一些其他的示例中，第二天线4也可以选择为5G天线、Wifi天线、bt天线、dsrc天线、amfm天线等，在一些可选的示例中，第二天线4也可以选择为上述这些天线中部分或全部天线之间的组合。其中，考虑到多种天线集成在一个平台3上后的隔离度的影响，一般选择为两种天线的组合为较佳的示例。

根据本实用新型的一个实施例，第二天线4包括两个，两个第二天线4以平台3的中心对称设置。如图，平台3优选为圆形的结构，两个第二天线4以平台3的中心对称设置，即两个第二天线4分别设置于平台3的一个直径的两端，其中，为了减小两个第二天线4之间的隔离度，确保第二天线4工作时的性能，可以选择两个第二天线4之间的距离大于等于第二天线4的工作频率对应波长的二分之一。

根据本实用新型的一个实施例，选择为在平台3上集成多组不同的天线，从上文可知，对平台3上选择何种天线可以有很多种不同的选择，需要根据实际的情况和需求进行决定，为此，本实施例中，可以选择在平台3上预先设置预留固定孔30，以通过预留固定孔30快速拆装不同类型的天线，以更加灵活地满足实际的需求。

在一个具体的示例中，平台3上设置有两个预留固定孔30，且两个预留固定孔30以平台3的中心对称设置。即两个预留固定孔30设置于平台3的一个直径的两端上，在安装天线时，可以通过焊接或螺纹连接的时候实现紧固，为了确保两个预留固定孔30安装天线后，两个天线之间的隔离度，可以预先考虑可能安装的天线，确定这些天线的工作频率的波长的数据，然后预先设置两个预留固定孔30之间的距离大于等于这些天线之间最大的两个天线的工作频率对应波长的二分之一的大小。

在本实用新型实施例中，该集成化螺旋天线可以选择应用于汽车领域，通过该集成化螺旋天线，一方面通过GNSS天线提供高精度的定位功能，一方面通过平台3上集成的第二天线4提供其他的功能需求，其中，优选为在平台3上设置一组V2X天线作为第二天线4，以提供车联通信，在预留固定孔30的位置处则根据需求选择5G天线、蓝牙天线、Wifi天线等其他功能的天线。本实施例中，一组第二天线4与一组预留固定孔30优选为采用沿平台3的圆周方向交错设置的形式，其中，相邻的第二天线4与预留固定孔30之间的圆心角优选为90度。

进一步地，本实用新型实施例中，还可以选择在平台3的中心位置处也设置一个天线，从而充分利用平台3上有限的区域集成尽可能多的天线，实现更多的功能。

根据本实用新型的一个实施例，平台3的周边处设有调节锯齿5，调节锯齿5安装于介质主体1的顶面上，且调节锯齿5的一端与平台3的周边相连。针对在平台3上集成天线后，由于地面不对称性导致有效辐射电荷分布不均匀引起周向能量覆盖的不均匀性，在第二天线4设置为V2X天线时，该种影响尤为明显，因为周向能量覆盖的不均匀性为直接导致V2X天线的性能，为此，本实施例中，通过在平台3的周边处增加调节锯齿5，实现有效的电荷平衡控制点，从而改善第二天线4的周向能量覆盖。在一个具体的示例中，调节锯齿5包括多个，多个调节锯齿5与平台3上的第二天线4和预留固定孔30的位置一一对应，以针对性地调节对应的天线的电荷平衡。

根据本实用新型的一个实施例，如图2，介质柱体1的中心轴线上设置有金属柱6，金属柱6的一端与平台3相连，金属柱6的另一端贯穿介质柱体1的底面，进而连接该集成化螺旋天线的地电性连接，通常多为与集成化螺旋天线的接地板电性连接，从而实现天线的电流接地。

继续参照图2，金属柱6的中心轴线上设置有走线孔60。平台3上设置的多个天线，其信号线缆设置于走线孔60内，并通过走线孔60延伸至与集成化螺旋天线的PCB板相连。信号线缆的走线在天线的内部结构内实现，使得天线的结构更加整洁、美观。

根据本实用新型的一个实施例，螺旋辐射臂2包括：呈螺旋设置于介质柱体1的侧面上的螺旋长臂20、呈螺旋设置于介质柱体1的侧面上的螺旋短臂21，以及设置于介质柱体1的顶面上的异形接地臂22，其中异形接地臂22的一端与螺旋长臂20相连，另一端与平台3相连。

具体的，本实施例中，螺旋天线可以选择设置为GNSS天线，该螺旋天线可以选择为四臂螺旋天线，即介质柱体1上设置有两个螺旋长臂20、两个螺旋短臂21，以及两个异形接地臂22，螺旋长臂20在介质柱体1的侧面上，自介质柱体1的底部呈螺旋状逐渐延伸至介质柱体1的顶部，并在介质柱体1的顶部与异形接地臂22连接，异形接地臂22与平台3的底面电性连接，进而依次通过平台3的底面、金属柱6与天线的地电性连接，螺旋短臂21在介质柱体1的侧面上，自介质柱体1的底部呈螺旋状逐渐向上延伸，螺旋短臂21设置为开路形式。在工作时，螺旋辐射臂2中的螺旋长臂20产生第一预设频段的谐振，螺旋辐射臂2中的螺旋短臂21产生第二预设频段的谐振，该两个预设频段的谐振覆盖GNSS L1和L2频段，从而实现全频段GNSS定位功能，确保定位的精准性。

根据本实用新型的一个实施例，第一天线还包括匹配器7，匹配器7设置于介质柱体的底部，匹配器7与螺旋短臂21的底端相连。匹配器7具有特定的阻抗值，其作用在于对天线的辐射线路进行阻抗匹配。在可选的实施例中，异形臂22可以选择通过本身调节形成自身的阻抗匹配。

在优选的实施例中，螺旋辐射臂2与匹配器7选择为通过印制的方式设置在介质柱体1上，从而有效地提高了生产的效率。

根据本实用新型的一个实施例，该集成化螺旋天线还包括底板8，介质柱体1的底面固定设置于底板8上。介质柱体1可以选择通过焊接和/或螺旋锁固的方式固定在底板8上。

底板8上设置有馈电网络(未示出)，各个螺旋长臂20与螺旋短臂21的底端分别与该馈电网络相连接，最终形成完整的GNSS信号连接于线缆输出。

结合上述实施例，本实用新型的集成化螺旋天线，第一天线以螺旋天线的形式作为基础设计，然后利用螺旋天线的介质柱体1上设置安装槽3，用于安装第二天线4，实现减少集成的天线的体积。此外，本实用新型的集成化螺旋天线，以螺旋天线形式的GNSS天线为基础，在GNSS天线上集成多种不同功能的其他天线，同时实现高增益、多频率宽频带、高稳定相位中心、搞个离度以及抗扰能力。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集成化螺旋天线，其特征在于，包括第一天线与第二天线，所述第一天线包括介质柱体以及设置于所述介质柱体表面的螺旋辐射臂，所述介质柱体的顶面设置有安装槽，所述安装槽内设置有平台，所述第二天线设置于所述平台上。

2.根据权利要求1所述的集成化螺旋天线，其特征在于，所述第二天线包括两个，两个所述第二天线以所述平台的中心对称设置。

3.根据权利要求2所述的集成化螺旋天线，其特征在于，所述平台的表面还设置有预留天线固定孔，所述预留天线固定孔包括两个，两个所述预留天线固定孔以所述平台的中心对称设置。

4.根据权利要求1所述的集成化螺旋天线，其特征在于，所述平台的周边设置有调节锯齿，所述调节锯齿安装于所述介质柱体的顶面上，且所述调节锯齿的一端与所述平台的周边相连。

5.根据权利要求1所述的集成化螺旋天线，其特征在于，所述介质柱体的中心轴线上设置有金属柱，所述金属柱的一端与所述平台相连，所述金属柱的另一端贯穿所述介质柱体的底面。

6.根据权利要求5所述的集成化螺旋天线，其特征在于，所述金属柱的中心轴线上设置有走线孔。

7.根据权利要求1所述的集成化螺旋天线，其特征在于，所述螺旋辐射臂包括：呈螺旋设置于所述介质柱体的侧面上的螺旋长臂、呈螺旋设置于所述介质柱体的侧面上的螺旋短臂以及设置于所述介质柱体的顶面上的异形接地臂，所述异形接地臂一端与所述螺旋长臂相连，另一端与所述平台相连。

8.根据权利要求7所述的集成化螺旋天线，其特征在于，所述第一天线还包括匹配器，所述匹配器与所述螺旋短臂相邻。

9.根据权利要求1所述的集成化螺旋天线，其特征在于，还包括天线底座，所述介质柱体的底部固定于所述天线底座上。

10.根据权利要求1所述的集成化螺旋天线，其特征在于，所述第一天线设置为GNSS天线。

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