CN217158609U - 鲨鱼鳍集成组合天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型鲨鱼鳍集成组合天线涉及的是一种汽车的集成V2X和高精度导航外置鲨鱼鳍天线。包括壳体、底座、防水胶垫、GNSS介质天线、GNSS PCB电路板、输出线、连接器、V2X天线、V2X PCB匹配电路板和V2X天线反射板；GNSS介质天线安装在GNSS PCB电路板上,GNSS PCB电路板上设置有GNSS介质天线安装馈电孔，GNSS PCB电路板安装在底座上，GNSS PCB电路板安装在底座的GNSS PCB电路板安装柱上，GNSS PCB电路板与底座通过螺钉固定；V2X天线和V2X天线反射板焊接固定在V2X PCB匹配电路板，V2X PCB匹配电路板固定安装在底座上，V2X PCB匹配电路板与底座通过螺钉固定；壳体通过螺钉固定在底座上，GNSS PCB电路板和V2X PCB电路板分别连接有输出线，输出线装有连接器。

Description

鲨鱼鳍集成组合天线

技术领域

本实用新型鲨鱼鳍集成组合天线涉及的是一种汽车的集成V2X和高精度导航外置鲨鱼鳍天线。

背景技术

为互联网汽车客户提供云端一体化的卫星导航系统(GNSS)解决方案。为消费者提供高精度车道级导航体验，并通过GNSS组合定位，解决车载定位设备在复杂的驾驶环境中有效提高导航的精度，对抗不利的多径干扰等不利的情况下,仍能保证接收到的卫星信号的完整性,配合C-V2X功能解决交通发达及车流量大带来的多事故率，提升终端的综合定位能力。为自动驾驶汽车客户提供覆盖全国的实时高精度位置解算服务。

简单来说，搭配了该系统的车型，在自动驾驶模式下，能够通过对实时交通信息的分析，自动选择路况最佳的行驶路线，从而大大缓解交通堵塞。除此之外，通过使用车载传感器和摄像系统，还可以感知周围环境，做出迅速调整，从而实现“零交通事故”。例如，如果行人突然出现，可以自动减速至安全速度或停车；

随着智能网联汽车发展，高精度地图是实现高等级自动驾驶(level3 及以上)的必选项，高精度导航将成为高精度商业化启动的重要时点。

智能网联汽车通过整合高精度定位系统导航技术（GNSS）、车对车交流技术（V2X）、无线通信（5G）及远程感应技术奠定了新的汽车技术发展方向，实现了手动驾驶和自动驾驶的兼容。

针对当前设计方式把天线直接放在横梁上，和车载T-BOX也放在横梁上或汽车其它位置上以及复杂的安装环境使得GNSS（L1+L2+L5）高精导航天线的轴比和相位中心度（PCO）以及相位偏差（PCV）会变得很差，产品不能满足高精度应用场景需求;

发明内容

本实用新型目的是针对上述需求及不足提供一种鲨鱼鳍集成组合天线，是一种汽车外置集成V2X和高精度导航鲨鱼鳍天线。

鲨鱼鳍集成组合天线设计合理，结构紧凑，安装在车顶部后端，给安装及产品性能带来更优的解决方案，使得接收信号的稳定性、可靠性及抗干扰性均优于常规的其他方案。

鲨鱼鳍集成组合天线是采取以下技术方案实现：

鲨鱼鳍集成组合天线包括壳体、底座、防水胶垫、GNSS介质天线、GNSS PCB电路板、输出线（同轴电缆线）、连接器、V2X天线、V2X PCB匹配电路板、V2X天线反射板、卡扣、卡爪、安装螺栓；

GNSS介质天线安装在GNSS PCB电路板上, GNSS PCB电路板上设置有GNSS介质天线安装馈电孔，GNSS PCB电路板安装在底座上，底座上设有GNSS PCB电路板安装柱，GNSSPCB电路板安装在底座的GNSS PCB电路板安装柱上，GNSS PCB电路板与底座通过螺钉固定；

V2X天线和V2X天线反射板焊接固定在V2X PCB匹配电路板，V2X PCB匹配电路板固定安装在底座上，底座上设有V2X PCB电路板安装柱，V2X PCB匹配电路板安装在底座的V2XPCB电路板安装柱上， V2X PCB匹配电路板与底座通过螺钉固定。所述的V2X天线至少设有1组。 V2X天线设有1组，安装在底座后面。所述的V2X天线设有2组，分别安装在底座前面和后面。

壳体通过螺钉固定在底座上，GNSS PCB电路板和V2X PCB电路板分别连接有输出线，输出线装有连接器。所述的壳体采用鲨鱼鳍式壳体。

所述的底座下部装有卡爪、安装螺栓，用于安装固定在车体外部。

所述的V2X天线反射板为半圆弧状反射板或条状反射板，V2X天线置于半圆弧状反射板的内圆形里，或条状反射板一侧前。所述的V2X天线反射板采用金属板材，有效隔绝周边其他零件对V2X天线的影响。由于安装环境对天线的重要参数影响较大，为了消除这些负面的影响，所述负面的影响指周边其他零件对V2X天线体的增益会发生变化，这些变化是不可接受的；而采用半圆弧状反射板或条状反射板就是来提高改善和消除不利的影响的，提升天线性能。

所述的GNSS介质天线安装馈电孔设置有两馈或四馈电孔。

所述的GNSS PCB电路板为天线介质电路板。所述的GNSS PCB电路板上设置有介质天线匹配电路。匹配电路是指：对介质天线输出时的阻抗用LCR电路对其调整以达到最佳状态。所述的GNSS介质天线采用GNSS陶瓷介质天线或其它材料介质天线。GNSS介质天线主要是陶瓷，也不排除是其他材料PCB，塑料等等不同介电常数的材料；设有电桥，所述的电桥是一个四端口器件，也可以是用LCR构成的。

所述的输出线采用同轴电缆线。所述的输出线上装有护套，护套上装有卡扣，便于安装固定。

所述的底座上设有同轴电缆线束引出口，同轴电缆线束通过同轴电缆线束引出口引出，同轴电缆线另一端压接装配有连接器，连接器采用FAKRA连接器，为接插件输出。

GNSS天线工作原理：

天线接收来自空间中卫星发送来自的不同频段的信号，天线为了更好的得到这些信号，需要有一定宽度的工作频率，需要自身有不同角度上增益，较好的轴比和相位中心，以及相位中心偏移度来对抗在地面时的多径干扰、部分消除卫星信号穿越对流层和离子层时带来的干扰和时延；配其他系统如：RTK，DR，等多种手段进一步提高导航精度。GNSS高精度导航天线天线本身还带有低噪声放大器对天线接收到的微弱信号信号做放大以达到接收机的最低灵敏度限制。

V2X天线工作原理：

V2X通信是一个无线网络，在这个网络上的节点(汽车V2V)和其他的节点(X)之间互相传送信息，每一个节点对外发送自己的行驶信息,包括速度、位置、驾驶方向、剎车等,供其他节点接收和分析与反馈,它的覆盖范围通常在300米-800米之间。利用5G网络的高速和低延时的特性结合V2X的概念引入CV2X概念扩大应用范围.CV2X对于改善交通环境尤其是它的提前预判在预防交通事故能起到有效的作用。

V2X天线: V2X天线是短距离通讯系统的最前面的一个关键器件,它对通讯距离(发射距离和接收就离),尤其是水平和不同仰角上的通讯距离效果影响明显.由于V2X工作在较高的频段(5.85GHz-5.925GHz)信号在空间损耗大和绕射能力差,再加上当前不能使用更多的芯片通道来增加天线数量来达到全向覆盖,因而对于天线自身在辐射的扇面和上下仰角角度上的增益有个明确的要求,因此CV2X天线是CV2X通讯系统上一个重要的环节,对于CV2X网络上每一个参与节点的安全起到重要的作用。鲨鱼鳍集成组合天线使用时，通过卡爪、安装螺栓安装固定在车顶上，安装时通过螺栓受力压入卡爪与车身充分接地；用于卫星导航、接收V2X信号，通过同轴电缆线和FAKRA板端连接器与车内终端连接，在车内能进行卫星导航、V2X信号通讯。

鲨鱼鳍集成组合天线优点：

鲨鱼鳍集成组合天线设计合理，结构紧凑，安装在车顶部后端，集成多个功能，综合性的减少设计、制造和装配成本，鲨鱼天线安装于车顶，不受车内空间布置限制及环境影响，给安装及产品性能带来更优的解决方案，使得接收信号的稳定性、可靠性及抗干扰性均优于常规的其他方案。

由于V2X天线和V2X天线反射板焊接固定在V2X PCB匹配电路板上，V2X天线置于半圆弧状反射板的内圆形里或条状反射板一侧前。所述的V2X天线反射板采用金属板材，有效隔绝周边其他零件对V2X天线的影响。由于安装环境对天线的重要参数影响较大，为了消除这些负面的影响，所述负面的影响指周边其他零件对V2X天线体的增益会发生变化，这些变化是不可接受的；而采用半圆弧状反射板或条状反射板，就是来提高改善和消除不利的影响的，提升接受信号天线性能。V2X天线由于设有天线反射板，能增加V2X天线接受信号强度，抗干扰性能好，大大增加接受信号的稳定性，增益高。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是鲨鱼鳍集成组合天线示意图；

图2是鲨鱼鳍集成组合天线仰视图；

图3是鲨鱼鳍集成组合天线结构分解示意图1；

图4是鲨鱼鳍集成组合天线结构分解示意图2；

图5是集成天线的V2X天线仿真数据示意图1，V2X天线驻波比仿真图示例；

图6是集成天线的V2X天线仿真数据示意图2，安装在底座后面的V2X天线3D辐射方向图示例；

图7是集成天线的V2X天线仿真数据示意图3，安装在底座后面V2X天线 5905-5925MHz在theta84°/90°/96°面上的的辐射图示例；这个辐射图是V2X 2D辐射方向图；

图8是集成天线的V2X天线仿真数据示意图4，安装在底座前面的V2X天线3D辐射方向图示例；

图9是集成天线的V2X天线仿真数据示意图5。安装在底座前面的V2X天线 5905-5925MHz 在theta84°/90°/96°面上的的辐射图示例；这个辐射图是V2X 2D辐射方向图；

图中：1、壳体，2、底座，3、防水胶垫，4、GNSS介质天线，5、GNSS PCB电路板，6、输出线（同轴电缆线），7、连接器，8、V2X天线，9、V2X PCB匹配电路板，10、V2X天线反射板，11、卡扣，12、卡爪，13、安装螺栓，14、护套。

具体实施方式

参照附图1-9，鲨鱼鳍集成组合天线包括壳体1、底座2、防水胶垫3、GNSS介质天线4、GNSS PCB电路板5、输出线（同轴电缆线）6、连接器7、V2X天线8、V2X PCB匹配电路板9、V2X天线反射板10、卡扣11、卡爪12、安装螺栓13。

GNSS介质天线4安装在GNSS PCB电路板5上, GNSS PCB电路板5上设置有GNSS介质天线安装馈电孔，GNSS PCB电路板5安装在底座2上，底座2上设有GNSS PCB电路板安装柱，GNSS PCB电路板5安装在底座的GNSS PCB电路板安装柱上，GNSS PCB电路板5与底座2通过螺钉固定；

V2X天线8和V2X天线反射板10焊接固定在V2X PCB匹配电路板9，V2X PCB匹配电路板9固定安装在底座2上，底座2上设有V2X PCB匹配电路板安装柱，V2X PCB匹配电路板9安装在底座2的V2X PCB电路板安装柱上，V2X PCB匹配电路板9与底座通过螺钉固定。所述的V2X天线8设有2组，分别安装在底座前面和后面（如图3、4）。或V2X天线设有1组，安装在底座后面。

壳体1通过螺钉固定在底座2上，GNSS PCB电路板5和V2X PCB匹配电路板9分别连接有输出线6，输出线6装有连接器7。所述的壳体1采用鲨鱼鳍式壳体。

所述的底座2下部装有卡爪12、安装螺栓13，用于安装固定在车体外部。

所述的V2X天线反射板10为半圆弧状反射板或条状反射板，V2X天线8置于半圆弧状反射板的内圆形里，或条状反射板一侧前。所述的V2X天线反射板采用金属板材，有效隔绝周边其他零件对V2X天线的影响。由于安装环境对天线的重要参数影响较大，为了消除这些负面的影响，所述负面的影响指周边其他零件对V2X天线体的增益会发生变化，这些变化是不可接受的；而采用半圆弧状反射板或条状就是来提高改善和消除不利的影响的，提升天线性能，增益高。

所述的GNSS介质天线4安装馈电孔设置在GNSS PCB电路板上，用于与介质天线馈点焊接在一起。所述的GNSS介质天线4安装馈电孔设置有两馈或四馈电孔。

所述的GNSS PCB电路板5为天线介质电路板。所述的GNSS PCB电路板5上设置有介质天线匹配电路。匹配电路是指：对介质天线输出时的阻抗用LCR电路对其调整以达到最佳状态。所述的GNSS介质天线采用GNSS陶瓷介质天线或其它材料介质天线。GNSS介质天线主要是陶瓷，也不排除是其他材料PCB，塑料等等不同介电常数的材料；设有电桥，所述的电桥是一个四端口器件，也可以是用LCR构成的。

所述的输出线6采用同轴电缆线。所述的输出线6上装有护套14，护套14上装有卡扣13，便于安装固定。所述的底座2上设有同轴电缆线束引出口，同轴电缆线束通过同轴电缆线束引出口引出，同轴电缆线另一端压接装配有连接器7，连接器7采用FAKRA连接器，为接插件输出。

参照图5是集成天线的V2X天线仿真数据示意图1，V2X天线驻波比仿真图示例。

参照图6是集成天线的V2X天线仿真数据示意图2，安装在底座后面的V2X天线3D辐射方向图示例；这是一个3D辐射图,天线增益大小反映在一个球面上用深度和颜色的深浅表示出来，希望在我们关心的方向和角度上有较好的增益。

参照图7是集成天线的V2X天线仿真数据示意图3，安装在底座后面的V2X天线5905-5925MHz在theta84°/90°/96°面上的的辐射图示例；这个辐射图是V2X 2D辐射方向图；

这是一张在这是一张在theta84°/90°/96°面上的2D辐射图反映出在不同的角度上的增益的分布，增益高。

参照图8是集成天线的V2X天线仿真数据示意图4，安装在底座前面的V2X 3D辐射方向图；

这是一个3D辐射图,天线增益大小反映在一个球面上用深度和颜色的深浅表示出来.希望在我们关心的方向和角度上有较好的增益，数值代表不同颜色的增益值。

参照图9是集成天线的V2X天线仿真数据示意图5。安装在底座前面的V2X天线5905-5925MHz 在theta84°/90°/96°面上的的辐射图示例，这个辐射图是V2X 2D辐射方向图；

这是一张在在theta84°/90°/96°面上的2D辐射图反映出在不同的角度上的增益的分布，增益高。

鲨鱼鳍集成组合天线使用时，通过卡爪12、安装螺栓13安装固定在车顶上，安装时通过安装螺栓受力压入卡爪12与车身充分接地；用于卫星导航、接收V2X信号，通过输出线（同轴电缆线）6和FAKRA板端连接器7与车内终端连接，在车内能进行卫星导航、V2X信号通讯。

Claims (10)

1.一种鲨鱼鳍集成组合天线，其特征在于，包括壳体、底座、防水胶垫、GNSS介质天线、GNSS PCB电路板、输出线、连接器、V2X天线、V2X PCB匹配电路板和V2X天线反射板；

GNSS介质天线安装在GNSS PCB电路板上, GNSS PCB电路板上设置有GNSS介质天线安装馈电孔，GNSS PCB电路板安装在底座上，底座上设有GNSS PCB电路板安装柱，GNSS PCB电路板安装在底座的GNSS PCB电路板安装柱上，GNSS PCB电路板与底座通过螺钉固定；

V2X天线和V2X天线反射板焊接固定在V2X PCB匹配电路板，V2X PCB匹配电路板固定安装在底座上，底座上设有V2X PCB电路板安装柱，V2X PCB匹配电路板安装在底座的V2X PCB电路板安装柱上， V2X PCB匹配电路板与底座通过螺钉固定；

壳体通过螺钉固定在底座上，GNSS PCB电路板和V2X PCB电路板分别连接有输出线，输出线装有连接器。

2.根据权利要求1所述的鲨鱼鳍集成组合天线，其特征在于，所述的壳体采用鲨鱼鳍式壳体。

3.根据权利要求1所述的鲨鱼鳍集成组合天线，其特征在于，所述的底座下部装有卡爪、安装螺栓，用于安装固定在车体外部。

4.根据权利要求1所述的鲨鱼鳍集成组合天线，其特征在于，所述的V2X天线反射板为半圆弧状反射板或条状反射板，V2X天线置于半圆弧状反射板的内圆形里，或条状板反射板一侧前。

5.根据权利要求1或4所述的鲨鱼鳍集成组合天线，其特征在于，所述的V2X天线反射板采用金属板材，有效隔绝周边其他零件对V2X天线的影响。

6.根据权利要求1所述的鲨鱼鳍集成组合天线，其特征在于，所述的GNSS介质天线安装馈电孔设置有两馈或四馈电孔。

7.根据权利要求1所述的鲨鱼鳍集成组合天线，其特征在于，所述的GNSS PCB电路板为天线介质电路板，所述的GNSS PCB电路板上设置有介质天线匹配电路。

8.根据权利要求1所述的鲨鱼鳍集成组合天线，其特征在于，所述的输出线采用同轴电缆线；所述的输出线上装有护套，上装有卡扣，便于安装固定。

9.根据权利要求1所述的鲨鱼鳍集成组合天线，其特征在于，所述的底座上设有同轴电缆线束引出口，同轴电缆线束通过同轴电缆线束引出口引出，同轴电缆线另一端压接装配有连接器，连接器采用FAKRA连接器，为接插件输出，所述的输出线上装有护套，护套上装有卡扣，便于安装固定。

10.根据权利要求1所述的鲨鱼鳍集成组合天线，其特征在于，所述的V2X天线至少设有1组。

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