CN219040711U - 一种小型化高增益的车载天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种小型化高增益的车载天线，包括旋转装置、底座、外罩、第一电路板、第二电路板、信号接收模块，所述第一电路板与所述第二电路板电连接，所述信号接收模块包括若干个呈阵列分布的基于表面等离激元耦合器。本实用新型的车载天线，采用了若干个呈阵列分布的基于表面等离激元耦合器作为信号接收模块，可结合相位调控技术，可以将人工SPPs表面波高效地转换为空间辐射波，减小其尺寸，同时提高其增益，降低损耗，从而提高天线的辐射效率。

Description

一种小型化高增益的车载天线

技术领域

本实用新型涉及汽车天线技术领域，具体涉及一种小型化高增益的车载天线。

背景技术

现有技术中，多频带、高辐射性能高增益车载天线可以大大增强智能网联汽车系统中数据交流的稳定性和可靠性，但是由于汽车本身结构的限制，要求车载天线的尺寸必须足够小地放置在车顶或者保险杠上从而不影响汽车美观。根据常规天线设计理论，天线尺寸足够小小型化往往以牺牲其辐射性能为代价的，5G频带的增加对天线结构设计要求非常高，且对天线的辐射能力、隔离度等指标影响非常大，传统天线的设计理念很难满足这种高标准的需求。现有技术中的车载天线，已有公开较多关于车载天线的专利申请文件，如申请号为CN201610620472.6公开的一种车载天线，包括：基座；PCB电路板，安装在所述基座上；DAB高频振子；DAB低频振子；所述DAB高频振子和DAB低频振子连接到PCB电路板上；外壳，连接到所述基座上，所述DAB高频振子和DAB低频振子容纳在所述外壳内部。该车载天线通过设置DAB高频振子和DAB低频振子，能够接收低频段DAB信号和高频段DAB信号，应用场景广泛。现有的车载天线，普遍存在以下问题：为了提高其增益，降低损耗，通常需要采用大尺寸的接收端，将其设计成较大尺寸化的天线结构，造成车载天线的尺寸较大。

此外，目前普遍使用的车载天线是顶置杆状天线，由于杆状天线比较长，装置在顶部会影响到整车的美观。为了解决上述问题，出现了一种高度比较低、外形比较美观的鲨鱼鳍式天线，如公开号为CN1841843A公开的一种汽车收音机的鱼鳍式天线装置。这种结构的天线，是直接固定在车顶上，对于部分低位场景中，天线容易被误碰而造成损坏，上述问题亟待解决。

实用新型内容

针对背景技术中存在的技术缺陷，本实用新型提出一种小型化高增益的车载天线，解决了上述技术问题以及满足了实际需求，具体的技术方案如下所示：

一种小型化高增益的车载天线，包括旋转装置、连接在所述旋转装置输出端的底座、设置在所述底座上端的外罩、固定在所述底座上的第一电路板、位于所述第一电路板一侧的第二电路板、设置在所述第二电路板上的信号接收模块，所述第二电路板、信号接收模块通过所述升降装置调整两者在所述内腔中的位置，所述第一电路板与所述第二电路板电连接，所述信号接收模块包括若干个呈阵列分布的基于表面等离激元耦合器。

具体的，所述外罩的外侧面为弧形结构。

具体的，所述旋转装置包括第一电机、套设在所述第一电机的外侧的防护罩。

具体的，所述底座一端连接有转动轴，所述转动轴与所述第一电机的输出轴同轴，所述转动轴的中部设有供所述第一电路板的导线穿过的线孔。

具体的，所述底座上设有电磁屏蔽板，所述电磁屏蔽板位于所述信号接收模块下方。

具体的，所述底座上设有升降装置，所述第二电路板连接在所述升降装置输出端，所述外罩与所述底座之间形成一个内腔，所述第二电路板、信号接收模块通过所述升降装置调整两者在所述内腔中的位置。

具体的，所述升降装置包括固定在所述底座上的支架、固定在所述支架一侧的第二电机、连接在所述第二电机输出端的摆臂，所述第二电路板固定在所述摆臂上。

具体的，所述第一电路板的四个侧边均连接有呈倾斜设置的信号反射板。

本实用新型具有的有益效果在于：

1.本申请的车载天线，采用了若干个呈阵列分布的基于表面等离激元耦合器作为信号接收模块，可结合相位调控技术，可以将人工SPPs表面波高效地转换为空间辐射波，减小其尺寸，同时提高其增益，降低损耗，从而提高天线的辐射效率；

2.将车载天线设计成可旋转式结构，不使用天线功能时，利用旋转装置将整个天线翻转，使得天线收纳于车顶的安装槽内，降低车辆行进的阻力。

附图说明

图1为本实用新型的一种小型化高增益的车载天线的爆炸图。

图2为本实用新型的一种小型化高增益的车载天线的俯视图。

图3为图2中A-A面的剖面图。

图4为本实用新型的车载天线安装在车顶上的结构示意图一。

图5为本实用新型的车载天线安装在车顶上的结构示意图二。

附图标记为：旋转装置10、底座20、外罩30、第一电路板40、升降装置50、第二电路板60、信号接收模块70、内腔31、基于表面等离激元耦合器71、第一电机11、防护罩12、转动轴21、电磁屏蔽板80、支架51、第二电机52、摆臂53、信号反射板61、车顶80。

具体实施方式

下面结合附图与相关实施例对本实用新型的实施方式进行说明，本实用新型的实施方式不局限于如下的实施例中，并且本实用新型涉及本技术领域的相关必要部件，应当视为本技术领域内的公知技术，是本技术领域所属的技术人员所能知道并掌握的。

请参照图1-5所示。

本实施例公开一种小型化高增益的车载天线，可安装在车顶80上，而且车顶80需要预先设计一个用于安装车载天线的安装槽，安装槽的结构可设计成适配于车载天线外形的形状，也可设计成如图4-5所示的剖面结构。若存在下雨天的情况，或者有异物的场合，该安装槽可以选择性地额外在侧方区域、具体来说是靠近车头车尾方向的位置开设排放口结构，用于清理安装槽内的内容物，但一般而言，作为内容物，大叶片等较大体积的物体并不会进入安装槽，而是细碎小颗粒或者雨水。并且，一般而言，在下雨初期等情况发生后不久便收纳天线，安装槽内不会有明显的内容物遗留，故而绝大多数情况下，不用担心异物进入安装槽这一现象的发生，也不必硬性设置排放结构。

在需要设置排放结构、或者用户选择性设置排放结构的场合下，如果安装槽的轮廓为与图1、图2所述天线一致的轮廓结构，且天线为顺风方向设置于车顶上的场合下，在靠近车尾方向设置漏斗状或者锥尾状排放口结构的话，一般残留的内容物可顺着安装槽轮廓流动至排放口结构后自主排出，避免了内容物堆积，因而该安装槽形状更适合设置排放口。

车载天线包括旋转装置10、连接在旋转装置10输出端的底座20、设置在底座20上端的外罩30、固定在底座20上的第一电路板40、升降装置50、连接在升降装置50输出端的第二电路板60、设置在第二电路板60上的信号接收模块70，外罩30与底座20之间形成一个内腔31，信号接收模块70用于接收发射台发射的高频电波，而且可根据使用过程中的信号强弱，通过升降装置50调整第二电路板60、信号接收模块70在内腔31中的位置，从而判断出最佳的信号接收位置，信号接收模块70焊接在第二电路板60上，第一电路板40与第二电路板60电连接，信号接收模块70接收到信号后，通过第二电路板60上的电路以及导线传输到第一电路板40中，再通过第一电路板40上的电路以及导线传输到中控系统中，实现信号接收。

信号接收模块70包括若干个呈阵列分布的基于表面等离激元耦合器71，基于表面等离激元耦合器71的信号接收原理是：当光波/电磁波入射到金属与电介质分界面时，金属表面的自由电子发生集体振荡，电磁波与金属表面自由电子耦合而形成的一种沿着金属表面传播的近场电磁波，如果电子的振荡频率与入射光波的频率一致就会产生共振，在共振状态下电磁场的能量被有效地转变为金属表面自由电子的集体振动能，这时电磁场被局限在金属表面很小的范围内并发生增强，天线增益能够超过10dBi，能覆盖到GSM900，GSM1800，2.4G、5G、GPS等频段。

并且，基于表面等离激元耦合器71可结合相位调控技术，可以将人工SPPs表面波高效地转换为空间辐射波，减小其尺寸，同时提高其增益，降低损耗，从而提高天线的辐射效率。

作为优选实施方式，外罩30的外侧面为弧形结构，外罩30的呈半锥形壳体的结构，靠近车头一端的尺寸小，靠近车尾一端的尺寸大，整个结构体积小，风阻较小。

作为优选实施方式，旋转装置10包括第一电机11、套设在第一电机11的外侧的防护罩12，防护罩12固定在车顶80上，对第一电机11具有一定的防水防晒作用。

作为优选实施方式，底座20一端连接有转动轴21，车顶80上具有供转动轴21插入的转动孔，转动轴21与第一电机11的输出轴同轴，转动轴21的中部设有供第一电路板40的导线穿过的线孔。

作为优选实施方式，为了避免车内的电磁信号干扰车载天线，底座20上设有电磁屏蔽板80，电磁屏蔽板80位于信号接收模块70下方。

作为优选实施方式，升降装置50包括固定在底座20上的支架51、固定在支架51一侧的第二电机52、连接在第二电机52输出端的摆臂53，第二电路板60固定在摆臂53上，通过第二电机52控制摆臂53的摆动角度，以实现控制信号接收模块70高度的效果。

作为优选实施方式，为了进一步增强信号接收模块70的信号接收强度，第一电路板40的四个侧边均连接有呈倾斜设置的信号反射板61。

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，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种小型化高增益的车载天线，其特征在于，包括旋转装置（10）、连接在所述旋转装置（10）输出端的底座（20）、设置在所述底座（20）上端的外罩（30）、固定在所述底座（20）上的第一电路板（40）、位于所述第一电路板（40）一侧的第二电路板（60）、设置在所述第二电路板（60）上的信号接收模块（70），所述第一电路板（40）与所述第二电路板（60）电连接，所述信号接收模块（70）包括若干个呈阵列分布的基于表面等离激元耦合器（71）。

2.根据权利要求1所述的一种小型化高增益的车载天线，其特征在于，所述外罩（30）的外侧面为弧形结构。

3.根据权利要求1所述的一种小型化高增益的车载天线，其特征在于，所述旋转装置（10）包括第一电机（11）、套设在所述第一电机（11）的外侧的防护罩（12）。

4.根据权利要求3所述的一种小型化高增益的车载天线，其特征在于，所述底座（20）一端连接有转动轴（21），所述转动轴（21）与所述第一电机（11）的输出轴同轴，所述转动轴（21）的中部设有供所述第一电路板（40）的导线穿过的线孔。

5.根据权利要求1所述的一种小型化高增益的车载天线，其特征在于，所述底座（20）上设有电磁屏蔽板（80），所述电磁屏蔽板（80）位于所述信号接收模块（70）下方。

6.根据权利要求1所述的一种小型化高增益的车载天线，其特征在于，所述底座（20）上设有升降装置（50），所述第二电路板（60）连接在所述升降装置（50）输出端，所述外罩（30）与所述底座（20）之间形成一个内腔（31），所述第二电路板（60）、信号接收模块（70）通过所述升降装置（50）调整两者在所述内腔（31）中的位置。

7.根据权利要求6所述的一种小型化高增益的车载天线，其特征在于，所述升降装置（50）包括固定在所述底座（20）上的支架（51）、固定在所述支架（51）一侧的第二电机（52）、连接在所述第二电机（52）输出端的摆臂（53），所述第二电路板（60）固定在所述摆臂（53）上。

8.根据权利要求1所述的一种小型化高增益的车载天线，其特征在于，所述第一电路板（40）的四个侧边均连接有呈倾斜设置的信号反射板（61）。

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