CN219163697U - 一种基于wifi信号和4g信号二合一汽车天线单元及汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，包括4G天线、WIFI天线、射频连接器接头、合路模块。射频连接器接头的数量仅为一个，射频连接器接头通过一个射频线缆与汽车的主机连接。合路模块主要包括WIFI信号传输线、4G信号传输线、WIFI信号滤波器、4G信号滤波器和二合一信号传输线，WIFI信号滤波器通过WIFI信号传输线与WIFI天线连接，4G信号滤波器通过4G信号传输线与4G天线连接，WIFI信号滤波器、4G信号滤波器均通过二合一信号传输线与射频连接器接头连接。本实用新型将WIFI信号和4G信号汇聚到一根射频线缆上，减少了射频连接器接头、射频线缆的数量，大大减少汽车通信系统成本和装配复杂度，提升汽车通信系统电磁兼容性。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车天线通信技术领域，特别是涉及一种基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元及汽车。
背景技术
随着汽车行业的快速发展，消费者对车载娱乐系统的功能需求正在日益提升，所以汽车天线跟随着车载娱乐系统也在逐渐走向样式多样化、功能集成化的步伐。
在汽车天线的不断发展中，人们对4G天线的需求日益增长，除了4G天线，WIFI天线对于汽车车机系统的作用也越来越大。如图1所示的现有车载天线，对于4G天线与WIFI天线来说，它们一般安置在车的后顶部，距离汽车主机有很长一段距离，4G天线、WIFI天线均需要通过射频线缆与汽车主机系统连接，一方面这就会需要两个射频连接器接头和两根射频线缆，导致射频线缆与射频连接器接头的数量增加，增加集成难度，从而增加可汽车安装的复杂度，并且降低汽车的电磁兼容性。
实用新型内容
基于此，有必要针对现有的车载天线需要两个射频连接器接头和两根射频线缆，增加了汽车安装的复杂度且降低汽车电磁兼容性的技术问题，提供一种基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元及汽车。
本实用新型提出一种基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，包括4G天线、WIFI天线、射频连接器接头；射频连接器接头的数量仅为一个，射频连接器接头通过一个射频线缆与汽车的主机连接；
所述汽车天线单元还包括合路模块，合路模块主要包括WIFI信号传输线、4G信号传输线、WIFI信号滤波器、4G信号滤波器和二合一信号传输线，WIFI信号滤波器通过WIFI信号传输线与WIFI天线连接，4G信号滤波器通过4G信号传输线与4G天线连接，WIFI信号滤波器、4G信号滤波器均通过二合一信号传输线与射频连接器接头连接。
在本实用新型的一较佳实施例中，所述4G天线的工作频段包含但不限于4GTDD-LTE、4GFDD-LTE所包含的频段，未来如有其它通信频段开放也在此专利保护范围之内。
在本实用新型的一较佳实施例中，所述WIFI天线的工作频段包含但不限于WIFI2.4、WIFI5以及WIFI6所包含的频段，未来如有其它通信频段开放也在此专利保护范围之内。
在本实用新型的一较佳实施例中，WIFI信号滤波器采用SIW基片集成波导、SAW、FBAR、BAW、monoblock介质滤波器、介质波导滤波器、微带滤波器、MEMS滤波器、金属腔体滤波器、塑料滤波器、LC集总滤波器中的一种。
在本实用新型的一较佳实施例中，4G信号滤波器采用SIW基片集成波导、SAW、FBAR、BAW、monoblock介质滤波器、介质波导滤波器、微带滤波器、MEMS滤波器、金属腔体滤波器、塑料滤波器、LC集总滤波器中的一种。
在本实用新型的一较佳实施例中，合路模块还包括介质基板和接地单元，WIFI信号传输线、4G信号传输线、WIFI信号滤波器、4G信号滤波器、接地单元和二合一信号传输线均集成在介质基板上。
在本实用新型的一较佳实施例中，所述介质基板采用FR4材料，也可以是其他PCB介质材料。
在本实用新型的一较佳实施例中，所述WIFI信号传输线、4G信号传输线、接地单元、二合一信号传输线采用金属材料，所述金属材料为金、银、铜、铂、铝中的任意一种。
在本实用新型的一较佳实施例中，所述天线单元还包括天线外壳，所述4G天线、WIFI天线、合路模块、射频连接器接头集成在天线外壳内，所述天线外壳呈鲨鱼鳍形或柱形。
本发明还提出一种汽车，包括上述汽车天线单元。
与现有技术相比，本实用新型具备如下有益效果：
本实用新型通过设置WIFI信号滤波器、4G信号滤波器和二合一信号传输线，将WIFI信号和4G信号汇聚到一根射频线缆上，实现了汽车4G通信与WIFI短距通信两种通信功能的同时，还减少了射频连接器接头的数量以及射频线缆的数量，从而大大减少汽车通信系统成本和装配复杂度；同时，将WIFI信号和4G信号合在一根射频线缆上传输，避免了之前使用两条射频线缆导致WIFI信号和4G信号之间的电磁干扰，从而提升汽车通信系统电磁兼容性。
附图说明
图1为现有车载天线的具体连接框图；
图2为本实用新型的基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元的连接框图；
图3为实施例1的基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元的连接框图；
图4为实施例1的合路模块整体结构图；
图5为实施例1的合路模块S11、S21、S31回波损耗图；
图6为实施例1的WIFI天线的回波损耗图；
图7为实施例1的WIFI天线的增益方向图；
图8为实施例2的基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元的连接框图；
图9为实施例2的合路模块整体结构图；
图10为实施例2的合路模块S11、S21、S31回波损耗图；
图11为实施例2的4G全频段天线的回波损耗图；
图12为实施例2的4G全频段天线的增益方向图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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。
实施例1
参照图2，本实用新型提出一种基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，应用在汽车领域，包括汽车天线模块1、合路模块2、一个射频连接器接头3和天线外壳。汽车天线模块1、合路模块2、一个射频连接器接头3集成在天线外壳内，天线外壳呈鲨鱼鳍形并安装在汽车后顶部。
汽车天线模块1包括4G天线11和WIFI天线12。
4G天线11对应通信模式分为TDD与FDD，其中，TDD为时分双工(TimeDivisionDuplexing)，上下行通信通过一条射频连接线即可实现，FDD为频分双工(FrequencyDivisionDuplexing)，由于上下行通信频率不一致，上下行通信通过不同的射频连接线实现。4G天线11需要支持多频段覆盖，覆盖的频段有LTE700(698-784MHz)、GSM850(824-894MHz)、GSM900(880-960MHz)、DCS(1710-1880MHz)、PCS(1850-1990MHz)、UMTS(1920-2170MHz)、LTE2300(2300-2400MHz)、LTE2500(2500-2690MHz)。因此4G天线11的工作频段要求覆盖698-960MHz、1710-2690MHz频段。
WIFI天线12是一种将有限网络信号转化成无线信号的无线网络传输技术，供支持其技术的相关终端设备进行接收，WIFI也可以表示为“Wi-Fi”、“WiFi”、“Wifi”或“wifi”，能够支持wifi连接的终端设备需要设置wifi天线，用于收发信号。WIFI天线12的工作频段包含WIFI2.4、WIFI5以及WIFI6所包含的频段，WIFI2.4天线的工作频段包括2.4-2.485GHz，WIFI5天线的工作频段包括5.18-5.825GHz，WIFI6天线包括WIFI2.4与WIFI5的所有频段，其采用802.11ac协议标准。
合路模块2包括介质基板以及置于介质基板上的WIFI信号传输线21、4G信号传输线22、WIFI信号滤波器24、4G信号滤波器25、接地单元26和二合一信号传输线23。介质基板采用FR4材料，也可以是其他PCB介质材料。WIFI信号滤波器24通过WIFI信号传输线21与WIFI天线12连接，4G信号滤波器25通过4G信号传输线22与4G天线11连接，WIFI信号滤波器24、4G信号滤波器25均与二合一信号传输线23连接。WIFI信号滤波器24、4G信号滤波器25可以是SIW基片集成波导、SAW、FBAR、BAW、monoblock介质滤波器、介质波导滤波器、微带滤波器、MEMS滤波器、金属腔体滤波器、塑料滤波器、LC集总滤波器中的任意一种。二合一信号传输线23采用射频电缆，WIFI信号传输线21、4G信号传输线22、接地单元26、二合一信号传输线23采用金属材料制成，金属材料为金、银、铜、铂、铝中的任意一种。
射频连接器接头3与二合一信号传输线23连接，并通过一个射频线缆4与汽车的主机5连接。
本实施例中，WIFI信号传输线21是WIFI天线12接收到的信号，4G信号传输线22是4G天线11接收到的信号，WIFI信号、4G信号分别经过WIFI信号滤波器24、4G信号滤波器25合路在二合一信号传输线23中，再汇聚到一根射频线缆4上，实现了汽车4G通信与WIFI短距通信两种通信功能的同时，还减少了射频连接器接头的数量以及射频线缆的数量，从而大大减少汽车通信系统成本和装配复杂度。同时，将WIFI信号和4G信号合在一根射频线缆上传输，避免了之前使用两条射频线缆导致WIFI信号和4G信号之间的电磁干扰，从而提升汽车通信系统电磁兼容性。
实施例2
参照图3、图4，本实施例提出一种基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，汽车天线模块1、合路模块2、一个射频连接器接头3和天线外壳。与实施例1的不同之处在于：
WIFI天线12使用WIFI2.4频段(2.4-2.4835GHz)，4G天线11使用4GBand1(1920-2170MHz)频段、Band40(2300-2400MHz)频段、Band41(2496-2690MHz)频段，WIFI天线12与4G天线11均使用PCB天线。WIFI信号滤波器24使用微带滤波器。4G信号滤波器25使用3个DTK的SAW滤波器，分别是Band1频段滤波器、Band40频段滤波器、Band41频段滤波器。
此外，针对本实施例的基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元进行了具体的实验验证，实验结果请参阅图5-图7，由图5可以很好的看到通带，符合合路要求，由图6可以看出在2.3-2.4GHz频段有着很好的S参数，由图7可以看出本实施例汽车天线单元符合WIFI天线的增益要求。
实施例3
参照图8、图9，本实施例提出一种基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，汽车天线模块1、合路模块2、一个射频连接器接头3和天线外壳。与实施例1的不同之处在于：
天线外壳呈圆柱形。
WIFI天线12使用WIFI5(5.18-5.825GHz)频段，4G天线11使用698-960MHz和1710-2690MHz全频段。WIFI信号传输线21、4G信号传输线22宽度为1.1mm。WIFI信号滤波器24使用村田的LTCC滤波器，4G信号滤波器25使用微带滤波器。
此外，针对本实施例的基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元进行了具体的实验验证，实验结果请参阅图10-图12，由图10可以很好的看到通带，符合合路要求，由图11可以看出在频段698-960MHz、1710-2690MHz有着很好的S参数，由图12可以看出本实施例汽车天线单元符合4G天线全频段的增益要求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，包括4G天线(11)、WIFI天线(12)、射频连接器接头(3)，其特征在于，射频连接器接头(3)的数量仅为一个，射频连接器接头(3)通过一个射频线缆(4)与汽车的主机(5)连接；
所述汽车天线单元还包括合路模块(2)，合路模块(2)主要包括WIFI信号传输线(21)、4G信号传输线(22)、WIFI信号滤波器(24)、4G信号滤波器(25)和二合一信号传输线(23)；WIFI信号滤波器(24)通过WIFI信号传输线(21)与WIFI天线(12)连接，4G信号滤波器(25)通过4G信号传输线(22)与4G天线(11)连接，WIFI信号滤波器(24)、4G信号滤波器(25)均通过二合一信号传输线(23)与射频连接器接头(3)连接。
2.根据权利要求1所述的基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，其特征在于，所述4G天线(11)的工作频段包含4GTDD-LTE、4GFDD-LTE所包含的频段。
3.根据权利要求1所述的基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，其特征在于，所述WIFI天线(12)的工作频段包含WIFI2.4、WIFI5以及WIFI6所包含的频段。
4.根据权利要求1所述的基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，其特征在于，WIFI信号滤波器(24)采用SIW基片集成波导、SAW、FBAR、BAW、monoblock介质滤波器、介质波导滤波器、微带滤波器、MEMS滤波器、金属腔体滤波器、塑料滤波器、LC集总滤波器中的一种。
5.根据权利要求1所述的基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，其特征在于，4G信号滤波器(25)采用SIW基片集成波导、SAW、FBAR、BAW、monoblock介质滤波器、介质波导滤波器、微带滤波器、MEMS滤波器、金属腔体滤波器、塑料滤波器、LC集总滤波器中的一种。
6.根据权利要求1所述的基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，其特征在于，合路模块(2)还包括介质基板和接地单元(26)，WIFI信号传输线(21)、4G信号传输线(22)、WIFI信号滤波器(24)、4G信号滤波器(25)、接地单元(26)和二合一信号传输线(23)均集成在介质基板上。
7.根据权利要求6所述的基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，其特征在于，所述介质基板采用FR4材料。
8.根据权利要求1所述的基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，其特征在于，所述WIFI信号传输线(21)、4G信号传输线(22)、接地单元(26)、二合一信号传输线(23)采用金属材料，所述金属材料为金、银、铜、铂、铝中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的基于WIFI信号和4G信号二合一汽车天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括天线外壳，所述4G天线(11)、WIFI天线(12)、合路模块、射频连接器接头(3)集成在天线外壳内，所述天线外壳呈鲨鱼鳍形或柱形。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的汽车天线单元。
Priority Applications (1)
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| CN202320354140.3U CN219163697U (zh) | 2023-03-01 | 2023-03-01 | 一种基于wifi信号和4g信号二合一汽车天线单元及汽车 |
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| CN202320354140.3U Active CN219163697U (zh) | 2023-03-01 | 2023-03-01 | 一种基于wifi信号和4g信号二合一汽车天线单元及汽车 |
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