CN216451543U - 一种v2x天线电路结构、pcb板及v2x模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车载V2X天线的技术领域，尤其涉及一种V2X天线电路结构、PCB板及V2X模块。包括有模块电路，模块电路包括有一个输入端口和至少三个输出端口；输入端口的输入端与复合天线连接，输出端依次通过第一放大模块、第一滤波模块与模块电路的信号输入端连接；三输出端口分别通过三个滤波模块、放大模块和模块电路的信号输出端连接；输出端口通过对应的滤波模块分别输出复合天线接收到的LTE信号、GNSS信号和V2X信号。本实用新型将LTE分集天线、V2X分集天线、GNSS天线合在一起，共用一跟复合天线，从而实现简化天线电路，精简天线的数目，将至少5根天线减少到3根天线，减少PCB板上RF连接器的数量，将5个RF连接器减少到3个RF连接器，缩减PCB板的布板空间。

Description

一种V2X天线电路结构、PCB板及V2X模块

技术领域

本实用新型涉及车载V2X天线的技术领域，尤其涉及一种V2X天线电路结构、PCB板及V2X模块。

背景技术

车联网(Vehicle to Everything，简称为V2X)是指通过装载在车辆上的V2X模块，V2X天线，以及V2X的处理单元来提供车辆信息，采用各种现代的通信技术来实现车与车(Vehicle to Vehicle，简称为V2V)，车与人(Vehicle to Pedestrian，简称为V2P)，车与路(Vehicle to Infrastructure，简称为V2I)，相互之间的实时信息交互，并通过无线通讯的方式来交互当前的状态信息，其包括车辆的位置，车头的方向角，车体尺寸，车辆的速度，加速度，角速度，以及及时获取道路环境信息，感知道路的危险状况，提前做好预防措施，提供多种预警警报信息，防止道路交通安全事故的发生。

目前整机的V2X模块主要是通过V2X的主天线和V2X的分集天线来完成无线通讯的，特别是当V2X与TBOX集成在一起时，整机至少需要外接5根天线才能实现功能，5根天线分别是：GNSS天线，LTE主天线，LTE分集天线，V2X主天线，V2X分集天线，电路上需要增加上述的天线电路，整机需要预留足够的PCB板空间来放置天线电路和RF连接器，增加了PCB板的布板空间，也增加了PCB布板的难度，提高了整机的成本；由于需要外接5条天线，增加了整车的布线复杂度和成本，对天线的安装位置又是一个挑战。即使采用内置天线也是无法解决上述问题的，内置天线会进一步增加性能的恶化。

发明内容

本实用新型为解决当前，提供一种V2X天线电路结构、PCB板及V2X模块。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种V2X天线电路结构，其特征在于，包括有模块电路，所述模块电路包括有一个输入端口和至少三个输出端口；所述输入端口的输入端与复合天线连接，输出端依次通过第一放大模块、第一滤波模块与所述模块电路的信号输入端连接；三所述输出端口分别通过三个滤波模块、放大模块和所述模块电路的信号输出端连接；所述输出端口通过对应的滤波模块分别输出复合天线接收到的LTE信号、GNSS信号和V2X信号。

进一步的，所述放大模块包括放大器，所述放大器用于对滤波后的信号进行放大后输出，各所述滤波模块根据连接的输出端口调节滤波频率。

进一步的，所述第一滤波模块的工作频率为包含有GNSS信号、LTE信号和V2X信号的1G～6GHz。

进一步的，所述输出端口包括LTE信号输出端口、GNSS信号输出端口和V2X信号输出端口。

进一步的，所述LTE信号输出端口对应的滤波模块的工作频率为1700MHz～2700MHz，主要输出LTE-4G信号。

进一步的，所述GNSS信号输出端口对应的滤波模块的工作频率为1565MHz～1605MHz，主要输出GPS信号。

进一步的，所述V2X信号输出端口对应的滤波模块的工作频率为5865MHz～5965MHz，主要输出V2X信号。

进一步的，还包括供电端和接地端，所述供电端为5V直流电源，所述接地端接地。

本实用新型还提供一种PCB板，该PCB板包括有上述的V2X天线电路结构。

另外的，本实用新型还提供一种车载V2X模块，该V2X模块具体包括有上述的PCB板。

本实用新型将LTE分集天线、V2X分集天线、GNSS天线合在一起，共用一跟复合天线，从而实现简化天线电路，精简天线的数目，将至少5根天线减少到3根天线，减少PCB板上RF连接器的数量，将5个RF连接器减少到3个RF连接器，缩减PCB板的布板空间，降低PCB布板的难度。

附图说明

图1为本实用新型实施例V2X天线电路结构的具体电路结构图。。

图2为本实用新型实施例LTE信号的传输函数示意图。

图3为本实用新型实施例GNSS信号的传输函数示意图。

图4为本实用新型实施例V2X信号的传输函数示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

由于目前整机的V2X模块主要是通过V2X的主天线和V2X的分集天线来完成无线通讯的，特别是当V2X与TBOX集成在一起时，整机至少需要外接5根天线才能实现功能，5根天线分别是：GNSS天线，LTE主天线，LTE分集天线，V2X主天线，V2X分集天线，电路上需要增加上述的天线电路，整机需要预留足够的PCB板空间来放置天线电路和射频连接器，增加了PCB板的布板空间，也增加了PCB布板的难度，提高了整机的成本；由于需要外接5条天线，增加了整车的布线复杂度和成本，对天线的安装位置又是一个挑战。

因此，本实施例提出了一种V2X天线电路结构，其主要用于将多根天线进行复合使用，具体为将LTE分集天线、V2X分集天线、GNSS天线合在一起，共用一跟复合天线，从而实现简化天线电路，精简天线的数目，将至少5根天线减少到3根天线，减少PCB板上射频连接器的数量，将5个射频连接器减少到3个射频连接器，节约了成本，缩减PCB板的布板空间，降低PCB布板的难度。

图1示出了本实施例中V2X天线电路结构的具体电路结构图。

具体的，如图1所示，本实施例提供了一种V2X天线电路结构，该电路结构包括有模块电路，该模块电路主要包括有一个输入端口和至少三个输出端口。其中，输入端口的输入端与复合天线连接，输出端依次通过第一放大模块、第一滤波模块与模块电路的信号输入端连接，模块电路利用输入端口接收复合天线的信号，并利用第一放大模块、第一滤波模块进行放大和滤波，滤除干扰，并得到包含有GNSS信号、LTE信号和V2X信号的天线信号。

另外，三个输出端口分别通过三个滤波模块、放大模块与模块电路的信号输出端连接，具体的，模块电路接收到输入端口的天线信号后，将该天线信号通过其信号输出端输出至三个输出端口。期间，天线信号通过三个和输出端口对应的滤波模块、放大模块组合模块，进行进一步处理，最终在输出端口输出复合天线接收到的LTE信号、GNSS信号和V2X信号。

优选的，在本实施例中，放大模块包括放大器，放大器用于对滤波后的信号进行放大后输出，各个滤波模块根据连接的输出端口调节滤波频率。放大器主要用于补偿在滤波模块中对信号的衰减。滤波模块主要作用是滤波，滤除不需要的频率信号，保留需要的频率信号，其主要是由SAW(声表面滤波器)构成。

优选的，第一滤波模块的工作频率为包含有GNSS信号、LTE信号和V2X信号的1G～6GHz。其他输出端口所对应的滤波模块也不相同，其工作频率根据输出端口的功能进行调整。具体的，本实施例中的输出端口包括LTE信号输出端口、GNSS信号输出端口和V2X信号输出端口LTE信号输出端口对应的滤波模块的工作频率为1700MHz～2700MHz，主要输出LTE-4G信号；GNSS信号输出端口对应的滤波模块的工作频率为1565MHz～1605MHz，主要输出GPS信号；V2X信号输出端口对应的滤波模块的工作频率为5865MHz～5965MHz，主要输出V2X信号。

同样优选了，为了保证模块电路能够正常运行，其还包括供电端和接地端，具体的，供电端连接5V直流电源，接地端接地。

为了更好的操作体验，请参阅图1，提供本实施例的一个具体实施方式，具体如下：

该V2X天线电路结构主要由一个输入端口和三个输出端口组成，其中具体包括有与输入端口连接的第一放大模块、第一滤波模块，分别与三个输出端口对应的三个放大模块和滤波模块，以及电路的供电端口VDD，地线端口GND构成。

其中，输入端口RF1连接到第一放大模块、第一滤波模块上，作为V2X天线结构的输入信号端口，RF1外接复合天线，从天线上接收GNSS信号、LTE信号和V2X信号。输出端口包括LTE信号输出端口RF2、GNSS信号输出端口RF3和V2X信号输出端口RF4。LTE信号输出端口RF2连接到放大模块LAN2和滤波模块Filter2上，作为放大模块LAN2的输出信号端口，主要输出LTE-4G信号。

GNSS信号输出端口RF3连接到放大模块LAN3和滤波模块Filter3上，作为放大模块LAN3的输出信号端口，主要输出GPS信号。

V2X信号输出端口RF4连接到放大模块LAN4和滤波模块Filter4上，作为放大模块LAN4的输出信号端口，主要输出V2X信号；放大模块LAN作用是放大，对RF端口信号进行放大，补偿在滤波模块Filter中对信号的衰减，主要是由RF放大器构成；Filter主要作用是滤波，滤除不需要的频率信号，保留需要的频率信号，滤波模块Filter主要是由SAW(声表面滤波器)构成；VDD端在电路正常工作时需要提供5V直流电源，30mA的电流，GND端接到电源的负端，电路就能正常工作。

V2X天线电路的过程包括：输入端口RF1端外接复合天线，接收外部的输入信号，输入信号经过输入端口RF1端输入到第一放大模块LAN1，第一放大模块LAN1为放大电路，对输入的信号进行放大，将弱信号进行放大，以满足后续电路的信号处理对幅度的要求；经过第一放大模块LAN1放大处理后的信号输入到第一滤波模块Filter1，第一滤波模块Filter1对信号进行滤波处理，滤除低频部分的信号，即将信号频率低于1GHz的信号都滤除掉，保留GNSS，LTE-4G和V2X(1G～6GHz)的信号。

经过第一滤波模块Filter1处理过的信号，通过模块电路内部的空间耦合到滤波模块Filter2再进行处理，滤波模块Filter2的工作频率为1700MHz～2700MHz，覆盖了LTE-4G的频率范围，经过滤波模块Filter2处理后的信号输入到放大模块LAN2进行放大处理，补偿在滤波模块Filter2中对信号的衰减，在LTE信号输出端口RF2端可以获得与输入端口RF1幅度为0.9～1:1的LTE-4G信号。

经过第一滤波模块Filter1处理过的信号，通过空间耦合到滤波模块Filter3再进行处理，滤波模块Filter3的工作频率为1565MHz～1605MHz，包含了GPS的频率范围，经过滤波模块Filter3处理后的信号输入到放大模块LAN3进行放大处理，补偿在滤波模块Filter3中对信号的衰减，在GNSS信号输出端口RF3端可以获得与输入端口RF1幅度为0.9～1:1的GPS信号。

经过第一滤波模块Filter1处理过的信号，通过空间耦合到滤波模块Filter4再进行处理，滤波模块Filter4的工作频率为5865MHz～5965MHz，包含了V2X的频率范围，经过滤波模块Filter4处理后的信号输入到放大模块LAN4进行放大处理，补偿在滤波模块Filter4中对信号的衰减，在GNSS信号输出端口RF3端可以获得与输入端口RF1幅度为0.95～1:1的V2X信号；

请参阅图2-4，本实施例通过仿真测试，可以得到在LTE信号输出端口RF2，GNSS信号输出端口RF3和V2X信号输出端口RF4端口处的传输函数特性。

本实施例的好处在于，本实施例的V2X天线电路将LTE分集天线、V2X分集天线、GNSS天线合在一起，共用一跟复合天线，从而实现简化天线电路，精简天线的数目，将至少5根天线减少到3根天线，减少PCB板上RF连接器的数量，将5个RF连接器减少到3个RF连接器，缩减PCB板的布板空间，降低PCB布板的难度。

实施例二

本实施例提供一种PCB板，包括有V2X天线电路结构，该电路结构包括有模块电路，该模块电路主要包括有一个输入端口和至少三个输出端口。其中，输入端口的输入端与复合天线连接，输出端依次通过第一放大模块、第一滤波模块与模块电路的信号输入端连接，模块电路利用输入端口接收复合天线的信号，并利用第一放大模块、第一滤波模块进行放大和滤波，滤除干扰，并得到包含有GNSS信号、LTE信号和V2X信号的天线信号。

进一步的，本实施例中的PCB采用实施例一中的V2X天线电路结构。

实施例三

本实施例提供一种车载V2X模块，该V2X模块应用与汽车中，其包括有PCB板，而PCB板中包括有V2X天线电路结构，该电路结构包括有模块电路，该模块电路主要包括有一个输入端口和至少三个输出端口。其中，输入端口的输入端与复合天线连接，输出端依次通过第一放大模块、第一滤波模块与模块电路的信号输入端连接，模块电路利用输入端口接收复合天线的信号，并利用第一放大模块、第一滤波模块进行放大和滤波，滤除干扰，并得到包含有GNSS信号、LTE信号和V2X信号的天线信号。

进一步的，本实施例中的PCB采用实施例一中的V2X天线电路结构。。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语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设备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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

虽然对本实用新型的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种V2X天线电路结构，其特征在于，包括有模块电路，所述模块电路包括有一个输入端口和至少三个输出端口；所述输入端口的输入端与复合天线连接，输出端依次通过第一放大模块、第一滤波模块与所述模块电路的信号输入端连接；三所述输出端口分别通过三个滤波模块、放大模块和所述模块电路的信号输出端连接；所述输出端口通过对应的滤波模块分别输出复合天线接收到的LTE信号、GNSS信号和V2X信号。

2.根据权利要求1所述的V2X天线电路结构，其特征在于，所述放大模块包括放大器，所述放大器用于对滤波后的信号进行放大后输出，各所述滤波模块根据连接的输出端口调节滤波频率。

3.根据权利要求1所述的V2X天线电路结构，其特征在于，所述第一滤波模块的工作频率为包含有GNSS信号、LTE信号和V2X信号的1G～6GHz。

4.根据权利要求1所述的V2X天线电路结构，其特征在于，所述输出端口包括LTE信号输出端口、GNSS信号输出端口和V2X信号输出端口。

5.根据权利要求4所述的V2X天线电路结构，其特征在于，所述LTE信号输出端口对应的滤波模块的工作频率为1700MHz～2700MHz，主要输出LTE-4G信号。

6.根据权利要求4所述的V2X天线电路结构，其特征在于，所述GNSS信号输出端口对应的滤波模块的工作频率为1565MHz～1605MHz，主要输出GPS信号。

7.根据权利要求4所述的V2X天线电路结构，其特征在于，所述V2X信号输出端口对应的滤波模块的工作频率为5865MHz～5965MHz，主要输出V2X信号。

8.根据权利要求1-7任一项所述的V2X天线电路结构，其特征在于，还包括供电端和接地端，所述供电端为5V直流电源，所述接地端接地。

9.一种PCB板，其特征在于，包括有权利要求1-8任一项所述的V2X天线电路结构。

10.一种车载V2X模块，其特征在于，包括有权利要求9所述的PCB板。

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