CN219892403U - 一种车载v2x天线、玻璃及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载V2X天线，其包括：电路板和分别设于电路板两侧的第一辐射单元与第二辐射单元，所述第一辐射单元包括沿电路板长度方向依次布置的若干个第一辐射体，所述第二辐射单元包括沿电路板长度方向依次布置的若干个第二辐射体；其中，所述电路板上还设有功分器，所述功分器包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与所述若干个第一辐射体分别连接，所述第二连接端与所述若干个第二辐射体分别连接。相应地，本实用新型还公开了一种包括上述车载V2X天线的玻璃，同时本实用新型还公开了一种安装设置有上述玻璃的车辆。

Description

一种车载V2X天线、玻璃及车辆

技术领域

本实用新型涉及无线通讯领域，尤其涉及一种车载V2X天线、玻璃及车辆。

背景技术

众所周知，车联网(V2X，Vehicle-to Everything)能够实现车辆与周围的车、人、交通基础设施和网络等全方位连接和通信，其在提升交通效率、提高驾驶安全、降低事故发生率、节能减排等方面具有十分突出的优势。

目前，车载V2X天线为实现整车水平面20°俯仰角范围全向通信，一般需要在车前和车后各安装一个V2X天线装置，而终端T-Box或OBU则安装于车内固定位置，其离V2X天线装置较远。其中，V2X天线频点通常为5.9GHz，其频率较高，而终端T-Box或OBU与V2X天线装置之间的线缆损耗较大，其会导致整机性能受限。

由此可见，现有技术的车载V2X天线主要存在以下几个缺点：

(1)因V2X天线频率较高、V2X天线安装位置与终端设备相隔较远，V2X天线与终端之间线缆损耗较大，导致V2X天线安装位置受限，整体性能降低。

(2)为实现全车通信，两个V2X天线一般一前一后放置，而T-BOX放置位置一般位于天窗后侧行李架附近或车身前半部分，导致两个V2X天线到T-BOX距离不同、线缆长度不同、线损不同，并且两个V2X天线接入T-BOX信号不同，线缆长度较长的V2X天线增益减去线损后增益太低，其会大大降低通信距离，无法满足实车通信指标。

(3)V2X天线采用支架或打胶方式粘贴于车载玻璃边缘上，未考虑玻璃和车身对天线方向性、增益性能的影响，导致实车性能与设计存在较大差异。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题包括：提供一种新型的车载V2X天线、玻璃及车辆，该车载V2X天线的天线增益较高，可抵消长线缆引入的损耗，打破安装位置的局限性，提高整机性能，增加车联网通信距离。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案包括：一种车载V2X天线，其包括：电路板和分别设于电路板两侧的第一辐射单元与第二辐射单元，所述第一辐射单元包括沿电路板长度方向依次布置的若干个第一辐射体，所述第二辐射单元包括沿电路板长度方向依次布置的若干个第二辐射体；

其中，所述电路板上还设有功分器，所述功分器包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与所述若干个第一辐射体分别连接，所述第二连接端与所述若干个第二辐射体分别连接。

在现有技术中，一般需要在车前和车后各安装一个V2X天线装置，而终端T-Box或OBU则安装于车内固定位置，其离V2X天线装置较远。其中，V2X天线频点通常为5.9GHz，其频率较高，而终端T-Box或OBU与V2X天线装置之间的线缆损耗较大，其会导致整机性能受限。

因此，在本实用新型中，申请人设计了一种新的车载V2X天线，其采用了一种全新设计的天线结构，且这种天线结构很适合作为车载垂直极化高增益V2X天线，其天线增益较高，可抵消长线缆引入的损耗，满足多种T-BOX放置位置对天线性能的影响，打破安装位置的局限性，提高整机性能，增加车联网通信距离。

进一步的，在本实用新型所述的车载V2X天线中，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元分别位于所述电路板的相对两侧。

进一步的，在本实用新型所述的车载V2X天线中，所述第一辐射体与所述第二辐射体关于垂直于电路板所在平面的竖向平面镜像。

进一步的，在本实用新型所述的车载V2X天线中，还包括馈电源，所述馈电源与所述功分器连接，以用于提供激励信号，并通过所述功分器将激励信号分配至所述第一辐射体和第二辐射体。

进一步的，在本实用新型所述的车载V2X天线中，分配至所述第一辐射体和所述第二辐射体的激励信号的电流方向相同。

进一步的，在本实用新型所述的车载V2X天线中，所述电路板上还设有阻抗变换器，以使所述第一辐射体和所述第二辐射体通过所述阻抗变换器与所述功分器连接。

进一步的，在本实用新型所述的车载V2X天线中，所述第一辐射单元包括沿电路板长度方向依次布置的至少两个第一辐射体，所述第二辐射单元包括沿电路板长度方向依次布置的至少两个第二辐射体。

进一步的，在本实用新型所述的车载V2X天线中，所述第一辐射体与所述第二辐射体的数量相同。

相应地，本实用新型的另一目的在于提供一种玻璃，该玻璃包括：玻璃主体及本实用新型上述的车载V2X天线，所述车载V2X天线设于所述玻璃主体上。

考虑到，现有技术中的V2X天线一般均采用支架或打胶方式粘贴于车载玻璃边缘上，其并未考虑玻璃和车身对天线方向性、增益性能的影响，从而出现实车性能与设计存在较大差异的问题。

在本实用新型的上述技术方案中，申请人将本实用新型所设计的这种高增益的车载V2X天线时考虑玻璃对天线的影响，其具体控制玻璃主体与车载V2X天线相结合，以获得一种新的玻璃，从而规避上述现有技术中存在的问题。

此外，本实用新型的又一目的在于提供一种车辆，该车辆包括本实用新型上述的玻璃，所述玻璃安装设置在所述车辆上。

本实用新型的有益效果在于：申请人设计了一种新的车载V2X天线、玻璃及车辆，在该技术方案中，申请人优化设计了一种全新的天线结构，且这种天线结构很适合作为垂直极化高增益的车载V2X天线，其天线增益较高，可抵消长线缆引入的损耗，满足多种T-BOX放置位置对天线性能的影响，打破安装位置的局限性，提高整机性能，增加车联网通信距离，满足实车通信指标。

此外，在设计该高增益的车载V2X天线时，申请人还考虑了周身钣金、车窗和支架对天线方向性、增益性能的影响，其将该车载V2X天线与玻璃主体相结合，以获得一种新的具有天线的玻璃进行测试，从而防止实车性能与设计存在较大差异。在实际应用时，为了能够适用于不同车型空间位置大小，本实用新型所设计的高增益的车载V2X天线可以具有多种安装方案，该车载V2X天线高度尺寸较大，装车位置可为前挡风玻璃处、后挡风玻璃处和三角玻璃处，其在设计过程中可以带入玻璃仿真，以使仿真环境与实际应用环境吻合。

附图说明

图1为本实用新型所述的车载V2X天线在一种实施方式下的俯视结构示意图；

图2为本实用新型所述的车载V2X天线在一种实施方式下的仰视结构示意图；

图3为本实用新型所述的车载V2X天线在一种实施方式下的侧视结构示意图；

图4为本实用新型所述的车载V2X天线在一种实施方式下的回波损耗示意图。

图5为本实用新型所述的车载V2X天线在一种实施方式下的水平面增益示意图。

图6为本实用新型所述的车载V2X天线在一种实施方式下的辐射电磁波主波束的路径示意图。

图7为本实用新型所述的车载V2X天线在另一种实施方式下的俯视结构示意图；

图8为本实用新型所述的车载V2X天线在另一种实施方式下的仰视结构示意图；

标号说明：

1、电路板；

2、第一辐射体；

3、第二辐射体；

4、功分器；

5、馈电端口焊接区。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图3所示，本实用新型设计了一种车载V2X天线，其特征在于，包括：电路板1和分别设于电路板1两侧的第一辐射单元与第二辐射单元，所述第一辐射单元包括沿电路板1长度方向依次布置的若干个第一辐射体2，所述第二辐射单元包括沿电路板1长度方向依次布置的若干个第二辐射体3；

其中，所述电路板1上还设有功分器4，所述功分器4包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与所述若干个第一辐射体2分别连接，所述第二连接端与所述若干个第二辐射体3分别连接。

在本实用新型所设计的车载V2X天线中，申请人设计并采用了一种全新的天线结构，其在电路板1两侧分别设置有若干个第一辐射体2和若干个第二辐射体3，且上述若干个第一辐射体2与若干个第二辐射体3均沿电路板1的长度方向依次布置，同时将所有的第一辐射体2与功分器4的第一连接端连接，将所有的第二辐射体3与功分器4的第二连接端连接。

研究发现，本实用新型所设计的这种天线结构很适合作为垂直极化高增益的车载V2X天线，其天线增益较高，可抵消长线缆引入的损耗，能够满足多种T-BOX放置位置对天线性能的影响，打破安装位置的局限性，提高整机性能，增加车联网通信距离，满足实车通信指标。

需要指出的是，在本实用新型中，上述电路板1可以具体选用为PCB板，而设于上述第一辐射单元和第二辐射单元中的若干个第一辐射体2和若干个第二辐射体3均可以具体覆铜在PCB板面上，同时功分器4也可以具体覆铜于PCB板的双面。

进一步的，在本实用新型所述的车载V2X天线中，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元分别位于所述电路板1的相对两侧。

进一步地，在本实用新型所述的车载V2X天线中，所述第一辐射体2与所述第二辐射体3关于垂直于电路板1所在平面的竖向平面镜像。

如图1和图2所示，在上述技术方案中，在某些优选的实施方式中，在实际设置时，上述第一辐射单元与上述第二辐射单元可以分别位于电路板1的相对两侧，以确保该车载V2X天线能够获得高增益。

相应地，为了确保车载V2X天线能够获得优异的性能，在设置时，还可以控制第一辐射单元中的第一辐射体2与第二辐射单元中的第二辐射体3能够关于垂直于电路板1所在平面的竖向平面镜像。

进一步地，在本实用新型所述的车载V2X天线中，还包括馈电源，所述馈电源与所述功分器4连接，以用于提供激励信号，并通过所述功分器4将激励信号分配至所述第一辐射体2和第二辐射体3。

进一步地，在本实用新型所述的车载V2X天线中，分配至所述第一辐射体2和所述第二辐射体3的激励信号的电流方向相同。

如图1和图2所示，需要指出的是，在某些优选的实施方式中，在上述电路板1上还可以设置馈电端口焊接区5，该馈电端口焊接区5能够用于焊接导线，以利用导线与外部的馈电源实现电连接。

在实际设置时，上述馈电源能够与设于电路板1上的功分器4连接，并提供激励信号，馈电源提供的激励信号能够通过功分器4分配至与功分器4的第一连接端连接的若干个第一辐射体2和与功分器4的第二连接端连接的若干个第二辐射体3。

需要说明的是，由于设置在电路板1上的若干个第一辐射体2和若干个第二辐射体3均是沿电路板1长度方向依次布置的，因此，功分器4的第一连接端和第二连接端具有多个功分器枝节，以通过这些功分器枝节与第一辐射体2和第二辐射体3连接。

进一步地，在本实用新型所述的车载V2X天线中，所述电路板1上还设有阻抗变换器，以使所述第一辐射体2和所述第二辐射体3通过所述阻抗变换器与所述功分器4连接。

在上述技术方案中，电路板1上还可以设置多个阻抗变换器，例如：当电路板1上设有四个第一辐射体2和四个第二辐射体3时，功分器4的第一连接端和第二连接端所具有的功分器4枝节不仅能够实现电流一分多路，在功分器4枝节上还可以带有四分之一阻抗变换器，上述第一辐射体2和第二辐射体3能够通过阻抗变换器实现与功分器4的连接，从而实现辐射体到输入端口的阻抗匹配。

需要指出的是，在实际应用时，上述第一辐射体2和第二辐射体3的本质为偶极子单元，通过偶极子单元变形可以实现阻抗平缓过渡，从而增大工作带宽，便于调节天线等效辐射阻抗。

需要说明的是，本实用新型对于第一辐射体2和第二辐射体3的外形并不做特殊限定，操作人员可以根据具体所需，选择第一辐射体2和第二辐射体3对应的外形；在某些优选的实施方式中，上述第一辐射体2和第二辐射体3可以具体为半圆形、矩形或梯形。

进一步的，在本实用新型所述的车载V2X天线中，所述第一辐射单元包括沿电路板长度方向依次布置的至少两个第一辐射体，所述第二辐射单元包括沿电路板长度方向依次布置的至少两个第二辐射体。

进一步的，在本实用新型所述的车载V2X天线中，所述第一辐射体与所述第二辐射体的数量相同。

在本实用新型的上述技术方案中，针对具体的使用需求，上述第一辐射单元可以包括至少两个第一辐射体，上述第二辐射单元可以包括至少两个第二辐射体，且还可以控制该第一辐射体与第二辐射体的数量相同。

需要说明的是，在本实用新型中，所设计的这种车载V2X天线可以包含多种方案，例如：四单元方案、三单元方案或二单元方案。不同单元方案主要体现在第一辐射单元和第二辐射单元中的第一辐射体2和第二辐射体3的个数不同，总高度不同，从而能够实现不同天线增益性能，如下述表1所示。

表1列出了几种单元方案的总高度以及所能实现的天线增益。

表1.

此外，本实用新型的另一目的在于提供一种玻璃，该玻璃包括：玻璃主体以及本实用新型上述的车载V2X天线，所述车载V2X天线设于所述玻璃主体上。

需要指出的是，在设计本实用新型所述的车载V2X天线时，申请人还考虑了周身钣金、车窗和支架对天线方向性、增益性能的影响，其将该车载V2X天线与玻璃主体相结合，以获得一种新的具有天线的玻璃进行测试，从而防止实车性能与设计存在较大差异。在实际应用时，为了能够适用于不同车型空间位置大小，本实用新型所设计的高增益的车载V2X天线可以具有多种安装方案，该车载V2X天线高度尺寸较大，其在设计过程中可以带入玻璃仿真，以使仿真环境与实际应用环境吻合。

另外，本实用新型的又一目的在于提供一种车辆，该车辆包括本实用新型上述的玻璃，所述玻璃安装设置在所述车辆上。

在本实用新型上述技术方案中，在某些具体的实施方式下，装车位置可为前挡风玻璃处、后挡风玻璃处和三角玻璃处的至少其中一处，高增益的车载V2X天线可以安装在车辆的前挡、后挡、三角玻璃内侧黑边区域，并采用塑料支架悬挂或打胶粘贴方式固定于玻璃上，以实现车载V2X天线隐藏于车载玻璃内侧且保证性能良好。

实施例一

请参照图1-图2，本实用新型的实施例一为：一种车载V2X天线，其包括：电路板1和覆铜于电路板1相对两侧的第一辐射单元与第二辐射单元；其中，该电路板1为PCB板，第一辐射单元包括沿电路板1长度方向依次布置的四个第一辐射体2，该第二辐射单元包括沿电路板1长度方向依次布置的四个第二辐射体3。

相应地，在该PCB板的双面上还覆铜有功分器4，该功分器4的具有第一连接端和第二连接端，且第一连接端与第二连接端分别设于PCB的两面，以使第一连接端与四个第一辐射体2分别连接，第二连接端与四个第二辐射体3分别连接，从而实现第一辐射体2与第二辐射体3的电流同向。

需要指出的是，在该实施例中，第一辐射体2与第二辐射体3关于垂直于电路板1所在平面的竖向平面镜像，且第一辐射体2和第二辐射体3的外形均为梯形。

此外，该PCB板上还设有馈电端口焊接区5，该馈电端口焊接区5能够用于焊接导线，以利用导线与外部的馈电源实现电连接。在该实施例中，馈电源能够与设于电路板1上的功分器4连接，并提供激励信号，以通过功分器4将激励信号分配至四个第一辐射体2和四个第二辐射体3。

相应地，在本实施例中，为了验证实施例的车辆V2X天线具有较高的增益以及优异的使用效果，申请人将实施例一的车载V2X天线具体安装在车辆的前挡处，并进行了相关检测，测试结果如下所示。

参阅图4、图5可以看出，检测发现，实施例一的这种四单元的车载V2X天线的工作频段为5.27GHz～6.58GHz，其能够满足V2X的5.9GHz～5.925GHz频段；并且，测试发现，该实施例一的车载V2X天线在5.9GHz频点的80°、90°、96°俯仰角平面内增益最大值分别为4.4dB(图5所示S1)、8.9dB(图5所示S2)、7.4dB(图5所示S3)，其同一水平截面的不圆度≤3dB，水平面全向性能良好，可以有效满足V2X指标，实现车联网通信。

此外，需要说明的是，本实用新型实施例一所设计的这种车载V2X天线不受玻璃及周边环境影响时，辐射电磁波主波束方向为水平方向全向(即主辐射方向的俯仰角为0°)，当车载V2X天线靠近与玻璃垂直悬挂时，玻璃不影响天线方向图，当玻璃与天线相隔较近时但不垂直时，主波束方向可能受到玻璃影响产生小角度偏移，如图6所示。

图6所示的箭头方向即为辐射电磁波主波束的运动方向，当实施例一的车载V2X天线A悬挂于前挡玻璃B，且沿竖直方向设置时，前挡玻璃B的装车角度一般为27°，此时该车载V2X天线A辐射电磁波射入前挡玻璃B后，一部分能量折射到车外，一部分能量反射到车内，反射到车内的电磁波向下遇到中控台后部分能量反射后通过前挡玻璃B进行折射。综上所述，可以看出，该实施例一的车载V2X天线A的总辐射方向受折射和多次反射影响，略微向上偏移，但反射能量较小所以其主波束方向偏移角度不大。

实施例二

不同于实施例一，如图7和图8所示，在该实施例二中，车载V2X天线选用的是二单元方案，该车载V2X天线中的第一辐射单元具体包括两个第一辐射体2，其第二辐射单元具体包括两个第二辐射体3。

需要说明的是，除上述第一辐射体2和第二辐射体3的个数与实施例一存在差异外，该实施例二的车载V2X的其余结构与上述实施例一相同，相关设置可以参阅上述实施例一，此处便不再赘述。

综上所述可以看出，本实用新型所设计的车载V2X天线采用了优化设计的天线结构，其天线增益较高，可抵消长线缆引入的损耗，满足多种T-BOX放置位置对天线性能的影响，打破安装位置的局限性，提高整机性能，增加车联网通信距离，满足实车通信指标。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种车载V2X天线，其特征在于，包括：电路板和分别设于电路板两侧的第一辐射单元与第二辐射单元，所述第一辐射单元包括沿电路板长度方向依次布置的若干个第一辐射体，所述第二辐射单元包括沿电路板长度方向依次布置的若干个第二辐射体；

其中，所述电路板上还设有功分器，所述功分器包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与所述若干个第一辐射体分别连接，所述第二连接端与所述若干个第二辐射体分别连接。

2.根据权利要求1所述的一种车载V2X天线，其特征在于，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元分别位于所述电路板的相对两侧。

3.根据权利要求1所述的一种车载V2X天线，其特征在于，所述第一辐射体与所述第二辐射体关于垂直于电路板所在平面的竖向平面镜像。

4.根据权利要求1所述的一种车载V2X天线，其特征在于，还包括馈电源，所述馈电源与所述功分器连接，以用于提供激励信号，并通过所述功分器将激励信号分配至所述第一辐射体和第二辐射体。

5.根据权利要求1所述的一种车载V2X天线，其特征在于，分配至所述第一辐射体和所述第二辐射体的激励信号的电流方向相同。

6.根据权利要求1所述的一种车载V2X天线，其特征在于，所述电路板上还设有阻抗变换器，以使所述第一辐射体和所述第二辐射体通过所述阻抗变换器与所述功分器连接。

7.根据权利要求1所述的一种车载V2X天线，其特征在于，所述第一辐射单元包括沿电路板长度方向依次布置的至少两个第一辐射体，所述第二辐射单元包括沿电路板长度方向依次布置的至少两个第二辐射体。

8.根据权利要求1所述的一种车载V2X天线，其特征在于，所述第一辐射体与所述第二辐射体的数量相同。

9.一种玻璃，其特征在于，其包括：玻璃主体及如权利要求1-8任意一项所述的车载V2X天线，所述车载V2X天线设于所述玻璃主体上。

10.一种车辆，其特征在于，其包括如权利要求9所述的玻璃，所述玻璃安装设置在所述车辆上。