CN219144484U - 一种天线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天线装置。该天线装置包括壳体，壳体具有容置空间；天线组件包括沿第一方向依次间隔设置在容置空间内第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元和第四天线单元；其中，第一天线单元包括5G主天线、第一MIMO天线和第一电路板，5G主天线和第一MIMO天线间隔设置在第一电路板的顶面上，第一MIMO天线位于5G主天线和第二天线单元之间；第二天线单元包括GNSS天线；第三天线单元包括5G副天线和第二电路板，5G副天线设置在第二电路板的顶面；第四天线单元包括第二MIMO天线和第三电路板，第二MIMO天线设置于第三电路板的顶面。该天线装置的结构紧凑，在有限的空间内满足多天线的设计需求。

Description

一种天线装置

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线装置。

背景技术

随着经济发展，人们的生活水平在不断的提高，人们对车辆的功能以及舒适性要求也在不断的提高。车辆能够接收无线信号种类的多少是车辆性能的一项重要技术指标，车辆功能的增加表现在无线通讯的使用越来越多，需要的天线也是越来越多，如广播、全球定位、移动电视、蜂窝通讯等等，裸露的天线在外观上比较丑陋，而现有的产品又很难把所有的天线集成在一块，如果要使得车辆能同时接收到各类信号就需要将多个天线同时安装于车辆上。

因此，亟需一款天线装置，能在有限的空间内满足多天线的设计，同时可满足结构紧凑的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种天线装置，结构紧凑，在有限的空间内满足多天线的设计需求。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

一种天线装置，包括：

壳体，所述壳体具有容置空间；

天线组件，天线组件包括沿第一方向依次间隔设置在容置空间内第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元和第四天线单元；

其中，所述第一天线单元包括5G主天线、第一MIMO天线和第一电路板，所述5G主天线和第一MIMO天线间隔设置在第一电路板的顶面上，所述第一MIMO天线位于所述5G主天线和所述第二天线单元之间；

所述第二天线单元包括GNSS天线；

所述第三天线单元包括5G副天线和第二电路板，所述5G副天线设置在所述第二电路板的顶面；

所述第四天线单元包括第二MIMO天线和第三电路板，所述第二MIMO天线设置于第三电路板的顶面。

优选地，所述第一电路板的顶面具有沿第一方向延伸的长边和垂直于第一方向的短边，所述5G主天线垂直设置在第一电路板的顶面并靠近所述第一电路板的长边，所述第一MIMO天线垂直设置在第一电路板的顶面并靠近所述第一电路板的短边；

所述第二电路板的顶面具有沿第一方向延伸的长边和垂直于第一方向的短边，所述5G副天线垂直设置在第二电路板的顶面并靠近所述第二电路板的长边；

所述第二MIMO天线垂直设置于第三电路板的顶面。

所述第二MIMO天线和第三电路板电连接。

优选地，所述5G主天线、所述5G副天线和所述第二MIMO天线分别平行于所述第一方向，所述第一MIMO天线垂直于所述第一方向。

优选地，所述天线装置还包括导电板，所述第一电路板、GNSS天线、第二电路板和第三电路板中的至少一个设置在所述导电板上，所述第一电路板、第二电路板和第三电路板中的至少一个上设置有作为参考地的导电层，所述导电层与所述导电板电连接。

优选地，所述5G主天线和所述5G副天线均包括不导电的第一基板、位于第一基板的一面上的辐射贴片和位于第一基板的另一面上的耦合馈电片；

所述5G主天线的辐射贴片电连接所述第一电路板的底面上的作为参考地的导电层，所述第一电路板的底面上设置有无导电层的净空区域，所述第一电路板的净空区域设置有用于电连接导线的第一微带线，所述5G主天线的耦合馈电片电连接所述第一微带线；

所述5G副天线的辐射贴片电连接所述第二电路板的底面上的作为参考地的导电层，所述第二电路板的底面上设置有无导电层的净空区域，所述第二电路板的净空区域设置有用于电连接导线的第二微带线，所述5G副天线的耦合馈电片电连接所述第二微带线。

优选地，所述辐射贴片具有多个自边缘向内延伸的狭缝以使所述辐射贴片的一侧呈梳齿结构，所述狭缝的延伸方向平行于第一方向，所述辐射贴片靠近所述导电板的一侧具有阶梯结构；

所述耦合馈电片呈扇形结构。

优选地，所述第一MIMO天线和所述第二MIMO天线均包括不导电的第二基板、位于第二基板的一面上的天线贴片，所述天线贴片靠近所述导电板的一侧具有阶梯结构；

所述第一电路板的底面上设置有无导电层的净空区域，所述第一电路板的净空区域设置有用于电连接导线的第三微带线，所述第一MIMO天线的天线贴片电连接所述第三微带线；

所述第三电路板的底面上设置有无导电层的净空区域，所述第三电路板的净空区域设置有用于电连接导线的第四微带线，所述第二MIMO天线的天线贴片电连接所述第四微带线。

优选地，所述天线贴片整体呈五边形结构，所述天线贴片的相对的两个边沿第二基板的高度方向延伸，所述天线贴片的一个边沿第一方向延伸，所述天线贴片的剩余两个边靠近导电板，且所述天线贴片的剩余两个边中的一个边具有阶梯结构。

优选地，所述第一电路板、GNSS天线、第二电路板和第三电路板均通过导电的紧固件设置在所述导电板上。

优选地，所述GNSS天线靠近所述导电板长度方向的中心，所述导电板上设置有卡槽，所述卡槽内设置有多个限位筋，所述GNSS天线的部分设置于所述卡槽内并被所述限位筋所卡接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少包括：

在有限的空间内布置第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元和第四天线单元，不仅使得结构紧凑，同时也实现了多种不同功能天线设计的需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例天线装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例天线装置的局部结构示意图；

图3是本实用新型实施例中5G主天线和5G副天线的结构示意图一；

图4是本实用新型实施例中5G主天线和5G副天线的结构示意图二；

图5是本实用新型实施例中第一MIMO天线和第二MIMO天线的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中第一电路板的结构示意图；

图7是本实用新型实施例中第二电路板的结构示意图；

图8是本实用新型实施例中第三电路板的结构示意图；

图9是本实用新型中部分天线的天线电压驻波比示意图；

图10是本实用新型中各天线的天线隔离度示意图；

图11是GNSS天线电压驻波比示意图。

图中：1、壳体；2、第一天线单元；20、5G主天线；21、第一MIMO天线；22、第一电路板；3、第二天线单元；30、GNSS天线；4、第三天线单元；40、5G副天线；41、第二电路板；5、第四天线单元；50、第二MIMO天线；51、第三电路板；6、导电板；7、第一基板；8、辐射贴片；9、耦合馈电片；10、第一微带线；11、第二微带线；12、第二基板；13、天线贴片；14、第三微带线；15、第四微带线。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

本实用新型中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本实用新型保护范围内。

本实用新型提供一种天线装置，包括壳体1和天线组件。

如图1所示，壳体1具有容置空间，天线组件包括沿第一方向依次间隔设置在容置空间内第一天线单元2、第二天线单元3、第三天线单元4和第四天线单元5；

其中，第一天线单元2包括5G主天线20、第一MIMO天线21和第一电路板22，5G主天线20和第一MIMO天线21间隔设置在第一电路板22的顶面上，第一MIMO天线21位于5G主天线20和第二天线单元3之间；

第二天线单元3包括GNSS天线30；

第三天线单元4包括5G副天线40和第二电路板41，5G副天线40设置在第二电路板41的顶面；

第四天线单元5包括第二MIMO天线50和第三电路板51，第二MIMO天线50设置于第三电路板51的顶面，通过采用本实施例的结构，在有限的空间内布置多种天线，不仅使得结构紧凑，同时也实现了多种不同功能天线设计的需求。

本实施例中，GNSS天线30位于壳体1的中心位置，这样GNSS天线30的方向图对称性和圆极化性能更好，GNSS天线30采用了25mm*25mm*4mm的单馈圆极化陶瓷天线，低噪声放大器采用两级放大的设计架构，工作频率内增益大于28dBic。

本实施例中，5G主天线20、5G副天线40的工作频段为700-960MHz/1710-2690MHz/3300-5000MHz，第一MIMO天线21和第二MIMO天线50的工作频段为1710-2690MHz/3300-5000MHz，GNSS天线30包含了BDS B1、GPS L1、GLO L1频段。

5G主天线20、5G副天线40和第一MIMO天线21和第二MIMO天线50两两相隔的同时也存在一定的距离，该种结构的设置大大提高了天线之间的隔离度，提高了天线的性能。

作为本实施例的进一步实施方式，如图1和图6所示，第一电路板22的顶面具有沿第一方向延伸的长边和垂直于第一方向的短边，5G主天线20垂直设置在第一电路板22的顶面并靠近第一电路板22的长边，第一MIMO天线21垂直设置在第一电路板22的顶面并靠近第一电路板22的短边；第二电路板41的顶面具有沿第一方向延伸的长边和垂直于第一方向的短边，5G副天线40垂直设置在第二电路板41的顶面并靠近第二电路板41的长边；第二MIMO天线50垂直设置于第三电路板51的顶面。第二MIMO天线50和第三电路板51电连接。

作为本实施例的进一步实施方式，5G主天线20、5G副天线40和第二MIMO天线50分别平行于第一方向，第一MIMO天线21垂直于第一方向，5G副天线远离5G主天线20，并与第一MIMO天线21位置相对垂直，第一MIMO天线21远离5G主天线20，与其位置相对垂直，使其与5G主天线20和第一MIMO天线21方向的最大辐射方向正交，该种结构的设计能提高天线间的隔离度。

作为本实施例的进一步实施方式，如图1所示，天线装置还包括导电板6，导电板6的外周包覆有胶套，胶套未在图中示出，第一电路板22、GNSS天线30、第二电路板41和第三电路板51中的至少一个设置在导电板6上，第一电路板22、第二电路板41和第三电路板51中的至少一个上设置有作为参考地的导电层，导电层可以是铜层，导电层与导电板6电连接。

作为本实施例的进一步实施方式，如图3、图4、图6和图7所示，5G主天线20和5G副天线40均包括不导电的第一基板7、位于第一基板7的一面上的辐射贴片8和位于第一基板7的另一面上的耦合馈电片9；

5G主天线20的辐射贴片8电连接第一电路板22的底面上的作为参考地的导电层，第一电路板22的底面上设置有无导电层的净空区域，净空区域未在图中示出，第一电路板22的净空区域设置有用于电连接导线的第一微带线10，5G主天线20的耦合馈电片9电连接第一微带线10；

5G副天线40的辐射贴片8电连接第二电路板41的底面上的作为参考地的导电层，第二电路板41的底面上设置有无导电层的净空区域，第二电路板41的净空区域设置有用于电连接导线的第二微带线11，5G副天线40的耦合馈电片9电连接第二微带线11。

作为本实施例的进一步实施方式，如图3所示，辐射贴片8具有多个自边缘向内延伸的狭缝以使辐射贴片8的一侧呈梳齿结构，狭缝的延伸方向平行于第一方向，辐射贴片8靠近导电板6的一侧具有阶梯结构；耦合馈电片9呈扇形结构，这样的结构的设置改善了高频频段(3.3-5GHz)的性能，辐射贴片8的梳型结构是通过在辐射贴片8上以一定的距离开四个大小相同的槽形成，该结构主要影响了天线低频频段(700-960MHz)谐振的形成，5G天线的设计充分利用了天线窄而高的特点，在利用现有结构缩小了天线尺寸的同时，满足了天线宽频段、高性能的要求。

作为本实施例的进一步实施方式，如图5和图8所示，第一MIMO天线21和第二MIMO天线50均包括不导电的第二基板12、位于第二基板12的一面上的天线贴片13，天线贴片13靠近导电板6的一侧具有阶梯结构，第一MIMO天线21和第二MIMO天线50同样利用了宽频带的五边的平板型单极天线的形式，这样设计使得天线在传统天线的基础上尺寸大大减小，并且频带更宽；第一电路板22的底面上设置有无导电层的净空区域，第一电路板22的净空区域设置有用于电连接导线的第三微带线14，第一MIMO天线21的天线贴片13电连接第三微带线14；第三电路板51的底面上设置有无导电层的净空区域，第三电路板51的净空区域设置有用于电连接导线的第四微带线15，第二MIMO天线50的天线贴片13电连接第四微带线15。

作为本实施例的进一步实施方式，如图5所示，天线贴片13整体呈五边形结构，天线贴片13的相对的两个边沿第二基板12的高度方向延伸，天线贴片13的一个边沿第一方向延伸，天线贴片13的剩余两个边靠近导电板6，且天线贴片13的剩余两个边中的一个边具有阶梯结构。

作为本实施例的进一步实施方式，第一电路板22、GNSS天线30、第二电路板41和第三电路板51均通过导电的紧固件设置在导电板6上，具体地说，紧固件为螺钉或螺栓，导电板6为金属板，本实施例中不做具体限定。

作为本实施例的进一步实施方式，GNSS天线30靠近导电板6长度方向的中心，导电板6上设置有卡槽，卡槽内设置有多个限位筋，需要说明的是，卡槽和限位筋均未在图中示出，GNSS天线30的部分设置于卡槽内并被限位筋所卡接，GNSS天线30通过背胶固定在限位筋处，这样有利于天线的圆极化性能。

本实用新型种充分利用了天线的设计空间，根据壳体1的空间窄而高、中间高两边低的特点设计了天线。如图9至图11所示，在壳体1有限的空间内设计的多天线具有较好的如驻波、隔离度等天线性能，在一定程度上解决了天线尺寸、数量和性能之间的矛盾。设计的5G主天线20、5G副天线40采用了Vivaldi天线形式，具有宽带的特点。该设计通过利用金属导电板6代替传统Vivaldi天线一半枝节的方法，从而将天线尺寸大大缩小。第一MIMO天线21利用了宽频带的五边的平板型单极天线的形式，将传统形式天线的底部部分设计为阶梯状，这样设计使得天线在传统天线的基础上尺寸大大减小，并且频带更宽。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下，在实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，所有的这些改变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有容置空间；

天线组件，天线组件包括沿第一方向依次间隔设置在容置空间内第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元和第四天线单元；

其中，所述第一天线单元包括5G主天线、第一MIMO天线和第一电路板，所述5G主天线和第一MIMO天线间隔设置在第一电路板的顶面上，所述第一MIMO天线位于所述5G主天线和所述第二天线单元之间；

所述第二天线单元包括GNSS天线；

所述第三天线单元包括5G副天线和第二电路板，所述5G副天线设置在所述第二电路板的顶面；

所述第四天线单元包括第二MIMO天线和第三电路板，所述第二MIMO天线设置于第三电路板的顶面。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一电路板的顶面具有沿第一方向延伸的长边和垂直于第一方向的短边，所述5G主天线垂直设置在第一电路板的顶面并靠近所述第一电路板的长边，所述第一MIMO天线垂直设置在第一电路板的顶面并靠近所述第一电路板的短边；

所述第二电路板的顶面具有沿第一方向延伸的长边和垂直于第一方向的短边，所述5G副天线垂直设置在第二电路板的顶面并靠近所述第二电路板的长边；

所述第二MIMO天线垂直设置于第三电路板的顶面；

所述第二MIMO天线和第三电路板电连接。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述5G主天线、所述5G副天线和所述第二MIMO天线分别平行于所述第一方向，所述第一MIMO天线垂直于所述第一方向。

4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括导电板，所述第一电路板、GNSS天线、第二电路板和第三电路板中的至少一个设置在所述导电板上，所述第一电路板、第二电路板和第三电路板中的至少一个上设置有作为参考地的导电层，所述导电层与所述导电板电连接。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述5G主天线和所述5G副天线均包括不导电的第一基板、位于第一基板的一面上的辐射贴片和位于第一基板的另一面上的耦合馈电片；

所述5G主天线的辐射贴片电连接所述第一电路板的底面上的作为参考地的导电层，所述第一电路板的底面上设置有无导电层的净空区域，所述第一电路板的净空区域设置有用于电连接导线的第一微带线，所述5G主天线的耦合馈电片电连接所述第一微带线；

所述5G副天线的辐射贴片电连接所述第二电路板的底面上的作为参考地的导电层，所述第二电路板的底面上设置有无导电层的净空区域，所述第二电路板的净空区域设置有用于电连接导线的第二微带线，所述5G副天线的耦合馈电片电连接所述第二微带线。

6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述辐射贴片具有多个自边缘向内延伸的狭缝以使所述辐射贴片的一侧呈梳齿结构，所述狭缝的延伸方向平行于第一方向，所述辐射贴片靠近所述导电板的一侧具有阶梯结构；

所述耦合馈电片呈扇形结构。

7.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述第一MIMO天线和所述第二MIMO天线均包括不导电的第二基板、位于第二基板的一面上的天线贴片，所述天线贴片靠近所述导电板的一侧具有阶梯结构；

所述第一电路板的底面上设置有无导电层的净空区域，所述第一电路板的净空区域设置有用于电连接导线的第三微带线，所述第一MIMO天线的天线贴片电连接所述第三微带线；

所述第三电路板的底面上设置有无导电层的净空区域，所述第三电路板的净空区域设置有用于电连接导线的第四微带线，所述第二MIMO天线的天线贴片电连接所述第四微带线。

8.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于，所述天线贴片整体呈五边形结构，所述天线贴片的相对的两个边沿第二基板的高度方向延伸，所述天线贴片的一个边沿第一方向延伸，所述天线贴片的剩余两个边靠近导电板，且所述天线贴片的剩余两个边中的一个边具有阶梯结构。

9.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述第一电路板、GNSS天线、第二电路板和第三电路板均通过导电的紧固件设置在所述导电板上。

10.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述GNSS天线靠近所述导电板长度方向的中心，所述导电板上设置有卡槽，所述卡槽内设置有多个限位筋，所述GNSS天线的部分设置于所述卡槽内并被所述限位筋所卡接。

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