CN219303945U - 车载蜂窝网络天线、天线模组及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种车载蜂窝网络天线、天线模组及车辆，车载蜂窝网络天线包括：图案化的车顶金属钣金，图案化的车顶金属钣金包括第一图案化结构、第二图案化结构和第三图案化结构；第一图案化结构与第二图案化结构形成第一电容，第二图案化结构与第三图案化结构形成第二电容。通过本公开的技术方案，由此，本公开实施例利用车顶金属钣金构成车载蜂窝网络天线，天线位置更优，天线辐射面积更大，电磁屏蔽更少，优化了车载蜂窝网络天线的性能，且不影响整车布置以及车辆的电磁兼容性，有利于调整车载蜂窝网络天线的谐振和通信带宽，覆盖车辆需求的通信频段。

Description

车载蜂窝网络天线、天线模组及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车载蜂窝网络天线、天线模组及车辆。

背景技术

车载蜂窝网络一般在车辆上使用鲨鱼鳍外观，内置传统的板载天线来实现。随着新能源车在外观方面的精益求精，鲨鱼鳍外观逐渐被放弃，这导致各家车厂必须把天线隐藏在车身内部。

而整车车身由钣金构成，对于蜂窝网络天线是一个屏蔽的模型，导致天线只能布置在前仪表板和后扰流板这两个有限的位置。但是，前仪表板被前风挡玻璃挡住，当前风挡玻璃镀银以用于隔热时，车载蜂窝网络性能会骤降。后扰流板由于还要布置V2X(Vehicleto Everything)天线和GNSS天线(GPS/GLONASS兼容天线)等，空间紧张，难以做好天线间的隔离。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种车载蜂窝网络天线、天线模组及车辆，利用车顶金属钣金构成车载蜂窝网络天线，天线位置更优，天线辐射面积更大，电磁屏蔽更少，优化了车载蜂窝网络天线的性能，且不影响整车布置以及车辆的电磁兼容性，有利于调整车载蜂窝网络天线的谐振和通信带宽，覆盖车辆需求的通信频段。

第一方面，本公开提供了一种车载蜂窝网络天线，包括：

图案化的车顶金属钣金，图案化的所述车顶金属钣金包括第一图案化结构、第二图案化结构和第三图案化结构；

所述第一图案化结构与所述第二图案化结构形成第一电容，所述第二图案化结构与所述第三图案化结构形成第二电容。

可选地，所述第一图案化结构包括第一直线部、第一支出部和第二支出部，所述第二图案化结构包括第二直线部，所述第三图案化结构包括第三直线部和第三支出部；

所述第一直线部、所述第二直线部和所述第三直线部沿所述第一直线部的延伸方向排列，所述第一支出部、所述第二支出部和所述第三支出部均位于所述第一直线部的同侧，且均与所述第一直线部垂直设置，所述第二支出部位于所述第一支出部和所述第三支出部之间。

可选地，所述第一直线部与所述第二直线部之间设置有第一纳米注塑结构，所述第二直线部与所述第三直线部之间设置有第二纳米注塑结构。

可选地，图案化的所述车顶金属钣金与框架用金属钣金通过第一固定结构固定，图案化的所述车顶金属钣金与所述框架用金属钣金绝缘设置。

可选地，图案化的所述车顶金属钣金与所述框架用金属钣金之间设置有第三纳米注塑结构。

第二方面，本公开还提供了一种车载蜂窝网络天线模组，包括如第一方面所述的车载蜂窝网络天线，还包括：

印刷电路板，所述车载蜂窝网络天线与所述印刷电路板电连接；

所述印刷电路板向所述车载蜂窝网络天线输出接地信号，所述车载蜂窝网络天线向所述印刷电路板输出感应通信信号。

可选地，所述第一图案化结构包括第一直线部、第一支出部和第二支出部，所述第二图案化结构包括第二直线部，所述第三图案化结构包括第三直线部和第三支出部；所述第一直线部、所述第二直线部和所述第三直线部沿所述第一直线部的延伸方向排列，所述第一支出部、所述第二支出部和所述第三支出部均位于所述第一直线部的同侧，且均与所述第一直线部垂直设置，所述第二支出部位于所述第一支出部和所述第三支出部之间；

所述印刷电路板上的第一接地节点与所述第一支出部电连接，所述印刷电路板上的第二接地节点与所述第二直线部电连接，所述印刷电路板上的第三接地节点与所述第三支出部电连接，所述印刷电路板上的第一射频节点与所述第二支出部电连接，所述印刷电路板上的第二射频节点与所述第二直线部电连接。

可选地，所述第一射频节点以及所述第二射频节点通过车身内走线与车机中的射频模块电连接，所述印刷电路板集成在车顶内饰中。

可选地，所述印刷电路板通过甩线与所述车载蜂窝网络天线上对应的钣金触点焊接。

第三方面，本公开还提供了一种车辆，包括至少一个如第一方面所述的车载蜂窝网络天线，或者包括至少一个如第一方面所述的车载蜂窝网络天线模组。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的车载蜂窝网络天线包括图案化的车顶金属钣金，图案化的车顶金属钣金包括第一图案化结构、第二图案化结构和第三图案化结构。由此，本公开实施例利用车顶金属钣金构成车载蜂窝网络天线，相比于传统的隐藏式天线盒子，天线位置更优，天线辐射面积更大，电磁屏蔽更少，优化了车载蜂窝网络天线的性能，且不影响整车布置以及车辆的电磁兼容性。另外，通过设置第一图案化结构与第二图案化结构形成第一电容，第二图案化结构与第三图案化结构形成第二电容，可利用第一电容和第二电容实现PIFA天线，有利于调整车载蜂窝网络天线的谐振和通信带宽，覆盖车辆需求的通信频段。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本公开实施例提供的一种车载蜂窝网络天线的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的一种图案化的车顶金属钣金对应的频段覆盖示意图；

图3为本公开实施例提供的一种车载蜂窝网络天线模组的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其它不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本公开实施例提供的一种车载蜂窝网络天线的结构示意图。如图1所示，车载蜂窝网络天线，包括图案化的车顶金属钣金，图案化的车顶金属钣金包括第一图案化结构1、第二图案化结构2和第三图案化结构3。

具体地，车身由金属钣金构成整车的框架，根据具体无线通信需求，在车辆的顶部选择一个或多个区域，对该区域中车辆本身就有的车顶金属钣金进行加工处理，使得车顶金属钣金形成图1所示的图案化的车顶金属钣金。需要说明的是，图1的正视视角为车辆从顶端的俯视视角，即图1所示的图案化的车顶金属钣金所在平面几乎平行于车辆的顶部。

如图1所示，第一图案化结构1与第二图案化结构2形成第一电容，第二图案化结构2与第三图案化结构3形成第二电容。具体地，利用车顶金属钣金作为PIFA(PlanarInverted F-shaped Antenna，平面倒F天线)结构，由于车顶金属钣金的一体化尺寸较大，无法满足天线谐振长度λ/4的设计要求，因此需要将车顶金属钣金进行分段设置，例如将车顶金属钣金分为三段，三段分别对应第一图案化结构1、第二图案化结构2和第三图案化结构3，且第一图案化结构1与第二图案化结构2形成第一电容，第二图案化结构2与第三图案化结构3形成第二电容，由此利用在分段剖面两端的金属产生的电容特性，达到PIFA天线设计要求。

图2为本公开实施例提供的一种图案化的车顶金属钣金对应的频段覆盖示意图。图2中横坐标为图1所示车载蜂窝网络天线的通信频率，以Freq表示，横坐标表示的LB、MB、HB分别表示低中高频率，纵坐标为电压驻波比，以VSWR表示。结合图1和图2，第一图案化结构1与第二图案化结构2形成第一电容，第二图案化结构2与第三图案化结构3形成第二电容，通过调整第一图案化结构1与第二图案化结构2的尺寸和二者之间的距离，可调节第一电容的电容参数，通过调整第二图案化结构2与第三图案化结构3的尺寸和二者之间的距离，可调节第二电容的电容参数，进而实现对车载蜂窝网络天线的谐振和通信带宽的调整。例如调整车载蜂窝网络通信天线的通信频率如图2所示，由图2可看出，利用第一电容和第二电容，使得车载蜂窝网络天线的通信频段覆盖范围较宽，进而使得车载蜂窝网络天线的通信频段覆盖车辆需求的通信频段。

由此，本公开提供的车载蜂窝网络天线利用车顶金属钣金构成车载蜂窝网络天线，相比于传统的隐藏式天线盒子，天线位置更优，天线辐射面积更大，电磁屏蔽更少，优化了车载蜂窝网络天线的性能，且不影响整车布置以及车辆的电磁兼容性。另外，通过设置第一图案化结构1与第二图案化结构2形成第一电容，第二图案化结构2与第三图案化结构3形成第二电容，可利用第一电容和第二电容实现PIFA天线，且有利于调整车载蜂窝网络天线的谐振和通信带宽，满足车辆需求的通信频段。

可选地，如图1所示，第一图案化结构1包括第一直线部11、第一支出部12和第二支出部13，第二图案化结构2包括第二直线部21，第三图案化结构3包括第三直线部31和第三支出部32；第一直线部11、第二直线部21和第三直线部31沿第一直线部11的延伸方向排列，第一支出部12、第二支出部13和第三支出部32均位于第一直线部11的同侧，且均与第一直线部11垂直设置，第二支出部13位于第一支出部12和第三支出部32之间。

具体地，第一直线部11、第二直线部21和第三直线部31沿第一直线部11的延伸方向排列，即沿图1中的XX’方向排列。由此，第一直线部11与第二直线部21具有正对部分，二者形成第一电容，第二直线部21与第三直线部31具有正对部分，二者形成第二电容，通过调整第一直线部11与第二直线部21的尺寸和二者之间的距离，可调节第一电容的电容参数，通过调整第二直线部21与第三直线部31的尺寸和二者之间的距离，可调节第二电容的电容参数，进而实现对车载蜂窝网络天线的谐振和通信带宽的调整。

第一支出部12、第二支出部13和第三支出部32均位于第一直线部11的同侧，且均与第一直线部11垂直设置，第二支出部13位于第一支出部12和第三支出部32之间，由此第一直线部11、第一支出部12和第二支出部13形成图1所示的倒F型，第三直线部21和第三支出部32形成图1所示的L型，以满足PIFA天线形状要求。需要说明的是，PIFA天线需满足的常规条件和工作原理为本领域技术人员熟知内容，这里不再赘述。

可选地，如图1所示，第一直线部11与第二直线部21之间设置有第一纳米注塑结构4，第二直线部21与第三直线部31之间设置有第二纳米注塑结构5。

具体地，可以使用纳米注塑技术(NMT，Nano Molding Technology)对车顶金属钣金进行分段处理，纳米注塑技术是金属与塑料以纳米技术结合的工艺方法，需要先将金属表面进行预设处理以形成凹坑，塑料可以直接射出成型在金属表面，使得金属与塑料一体成型。具体地，可以在图1中的A位置和B位置分别进行纳米注塑，形成第一纳米注塑结构4和第二纳米注塑结构5，实现A位置和B位置处，两侧直线结构的绝缘，构成第一电容和第二电容，且利用纳米注塑技术使得车载蜂窝网络天线的耐受性较好，结构稳定性强。另外，通过调整纳米注塑部分的尺寸，来调整车载蜂窝网络天线至合适的谐振点，以支撑整车所需的天线频段。

可选地，如图1所示，图案化的车顶金属钣金与框架用金属钣金通过第一固定结构固定，图案化的车顶金属钣金与框架用金属钣金绝缘设置。或者，图案化的车顶金属钣金与框架用金属钣金之间设置有第三纳米注塑结构。

具体地，图1仅示出了构成车载蜂窝网络天线的部分车顶金属钣金，车顶其余与车载蜂窝网络天线相邻的位置也设置有车顶金属钣金，这部分车顶金属钣金即为框架用金属钣金，即用于支撑整车的框架构成，构成车载蜂窝网络天线的车顶金属钣金需要固定在车顶，可以利用第一固定结构，包括但不限于机械结构固定支架，固定构成车载蜂窝网络天线的车顶金属钣金至车顶，例如第一固定结构的一个固定端固定至构成车载蜂窝网络天线的车顶金属钣金，一个固定端固定至框架用车载金钣金。或者，可以采用纳米注塑技术同时处理图1中A位置、B位置以及图1所示的图案化的车顶金属钣金的外围区域，在A位置处形成第一纳米注塑结构4，在B位置处形成第二纳米注塑结构5，在图1所示的图案化的车顶金属钣金的外围区域，即图案化的车顶金属钣金与框架用金属钣金之间形成第三纳米注塑结构，利用第三纳米注塑结构使得图案化的车顶金属钣金与框架用金属钣金固定，且使得二者相互绝缘。

需要说明的是，本公开实施例对图案化的车顶金属钣金与框架用金属钣金的固定方式不作具体限定。

本公开实施例还提供了一种车载蜂窝网络天线模组，图3为本公开实施例提供的一种车载蜂窝网络天线模组的结构示意图。结合图1和图3，车载蜂窝网络天线模组包括上述实施例中的车载蜂窝网络天线，因此具备上述实施例的有益效果，这里不再赘述。如图3所示，车载蜂窝网络天线模组还包括印刷电路板6，车载蜂窝网络天线与印刷电路板6电连接；印刷电路板6向车载蜂窝网络天线输出接地信号，车载蜂窝网络天线向印刷电路板6输出感应通信信号。

可选地，如图3所示，第一图案化结构1包括第一直线部11、第一支出部12和第二支出部13，第二图案化结构2包括第二直线部21，第三图案化结构3包括第三直线部31和第三支出部32；第一直线部11、第二直线部21和第三直线部31沿第一直线部11的延伸方向排列，第一支出部12、第二支出部13和第三支出部32均位于第一直线部11的同侧，且均与第一直线部11垂直设置，第二支出部13位于第一支出部12和第三支出部32之间。

印刷电路板6上的第一接地节点GND1与第一支出部12电连接，印刷电路板6上的第二接地节点GND2与第二直线部21电连接，印刷电路板6上的第三接地节点GND3与第三支出部32电连接，印刷电路板6上的第一射频节点S1与第二支出部13电连接，印刷电路板6上的第二射频节点S2与第二直线部21电连接。

具体地，印刷电路板6上的第一接地节点GND1与第一支出部12电连接，印刷电路板6上的第二接地节点GND2与第二直线部21电连接，印刷电路板6上的第三接地节点GND3与第三支出部32电连接，由此实现印刷电路板6向车载蜂窝网络天线输出接地信号，车载蜂窝网络天线需要镜像地与天线成对，本公开实施例以印刷电路板6的主地为镜像地，以实现车载蜂窝网络天线的通信功能。

印刷电路板6上的第一射频节点S1与第二支出部13电连接，印刷电路板6上的第二射频节点S2与第二直线部21电连接，第一射频节点S1以及第二射频节点S2可以和车机中的射频模块7电连接，图案化的车顶金属钣金感应外部通信信号并生成感应通信信号，即生成射频信号并出传输至对应的射频节点，由此实现车辆的无线通信，例如实现V2V(车对车通信)、V2P(车对行人通信)、V2I(车对基础设施通信)、V2N(车对网络通信)等等。

可选地，印刷电路板6通过甩线与车载蜂窝网络天线上对应的钣金触点焊接。具体地，第一接地节点GND1通过甩线与第一支出部12电连接，第二接地节点GND2通过甩线与第二直线部21电连接，第三接地节点GND3通过甩线与第三支出部32电连接，第一射频节点S1通过甩线与第二支出部13电连接，第二射频节点S2通过甩线与第二直线部21电连接。

需要说明的是，由于第一图案化结构1和第二图案化结构2上均有感应电流，因此第一图案化结构1和第二图案化结构2可以等效为负载，图1中第一图案化结构1上的接地信号GND和第一射频信号并未短路，第二图案化结构2上的接地信号GND与第二射频信号并未短路。另外，图2中的曲线a表示第一射频信号，曲线b表示第二射频信号。

可选地，结合图1和图3，第一射频节点S1以及第二射频节点S2通过车身内走线与车机中的射频模块7电连接，印刷电路板6集成在车顶内饰中。具体地，印刷电路板6与车顶金属钣金之间固定，二者之间的固定结构本公开实施例不作限定，印刷电路板6外部可以包裹有外壳，并集成在车顶内饰中。

本公开提供的车载蜂窝网络天线包括图案化的车顶金属钣金，图案化的车顶金属钣金包括第一图案化结构1、第二图案化结构2和第三图案化结构3。由此，本公开实施例利用车顶金属钣金构成车载蜂窝网络天线，相比于传统的隐藏式天线盒子，天线位置更优，天线辐射面积更大，电磁屏蔽更少，优化了车载蜂窝网络天线的性能，且不影响整车布置以及车辆的电磁兼容性。另外，通过设置第一图案化结构1与第二图案化结构2形成第一电容，第二图案化结构2与第三图案化结构3形成第二电容，可利用第一电容和第二电容实现PIFA天线，且有利于调整车载蜂窝网络天线的谐振和通信带宽，满足车辆需求的通信频段。

本公开实施例还提供了一种车辆，包括上述实施例中的车载蜂窝网络天线，或者包括上述实施例中的车载蜂窝网络天线模组，因此具备上述实施例中的有益效果，这里不再赘述。示例性地，车辆可以是纯电动车辆、燃油车辆或者混合动力车辆，可以是自动驾驶车辆。示例性地，车辆可以包括多个车载蜂窝网络天线模组，且不同车载蜂窝网络天线模组之间的距离需大于预设距离，避免信号干扰，例如车辆包括四个车载蜂窝网络天线模组，四个车载蜂窝网络天线模组可以分别设置在车顶的四个角的位置。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车载蜂窝网络天线，其特征在于，包括：

图案化的车顶金属钣金，图案化的所述车顶金属钣金包括第一图案化结构、第二图案化结构和第三图案化结构；

所述第一图案化结构与所述第二图案化结构形成第一电容，所述第二图案化结构与所述第三图案化结构形成第二电容。

2.根据权利要求1所述的车载蜂窝网络天线，其特征在于，所述第一图案化结构包括第一直线部、第一支出部和第二支出部，所述第二图案化结构包括第二直线部，所述第三图案化结构包括第三直线部和第三支出部；

所述第一直线部、所述第二直线部和所述第三直线部沿所述第一直线部的延伸方向排列，所述第一支出部、所述第二支出部和所述第三支出部均位于所述第一直线部的同侧，且均与所述第一直线部垂直设置，所述第二支出部位于所述第一支出部和所述第三支出部之间。

3.根据权利要求2所述的车载蜂窝网络天线，其特征在于，所述第一直线部与所述第二直线部之间设置有第一纳米注塑结构，所述第二直线部与所述第三直线部之间设置有第二纳米注塑结构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的车载蜂窝网络天线，其特征在于，图案化的所述车顶金属钣金与框架用金属钣金通过第一固定结构固定，图案化的所述车顶金属钣金与所述框架用金属钣金绝缘设置。

5.根据权利要求4所述的车载蜂窝网络天线，其特征在于，图案化的所述车顶金属钣金与所述框架用金属钣金之间设置有第三纳米注塑结构。

6.一种车载蜂窝网络天线模组，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的车载蜂窝网络天线，还包括：

印刷电路板，所述车载蜂窝网络天线与所述印刷电路板电连接；

所述印刷电路板向所述车载蜂窝网络天线输出接地信号，所述车载蜂窝网络天线向所述印刷电路板输出感应通信信号。

7.根据权利要求6所述的车载蜂窝网络天线模组，其特征在于，所述第一图案化结构包括第一直线部、第一支出部和第二支出部，所述第二图案化结构包括第二直线部，所述第三图案化结构包括第三直线部和第三支出部；所述第一直线部、所述第二直线部和所述第三直线部沿所述第一直线部的延伸方向排列，所述第一支出部、所述第二支出部和所述第三支出部均位于所述第一直线部的同侧，且均与所述第一直线部垂直设置，所述第二支出部位于所述第一支出部和所述第三支出部之间；

所述印刷电路板上的第一接地节点与所述第一支出部电连接，所述印刷电路板上的第二接地节点与所述第二直线部电连接，所述印刷电路板上的第三接地节点与所述第三支出部电连接，所述印刷电路板上的第一射频节点与所述第二支出部电连接，所述印刷电路板上的第二射频节点与所述第二直线部电连接。

8.根据权利要求7所述的车载蜂窝网络天线模组，其特征在于，所述第一射频节点以及所述第二射频节点通过车身内走线与车机中的射频模块电连接，所述印刷电路板集成在车顶内饰中。

9.根据权利要求6-8任一项所述的车载蜂窝网络天线模组，其特征在于，所述印刷电路板通过甩线与所述车载蜂窝网络天线上对应的钣金触点焊接。

10.一种车辆，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-5任一项所述的车载蜂窝网络天线，或者包括至少一个如权利要求6-9任一项所述的车载蜂窝网络天线模组。

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