CN220492185U - 叠层式组件及设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种叠层式组件和设备，该叠层式组件包括透明介质基板和若干个天线单元；透明介质基板包括非采光区域以及电磁干扰区域；电磁干扰区域为叠层式组件安装于安装基体上时受电磁干扰的区域；每个天线单元设置于电磁干扰区域之外的非采光区域内。采用上述叠层式组件能够减小天线对安装基体空间的占用及布局位置限制，同时保证天线性能。

Description

叠层式组件及设备

技术领域

本申请涉及天线技术领域，特别是涉及一种叠层式组件及设备。

背景技术

随着各种设备对通信性能需求的不断增加，多通过多天线设置来满足多样化的通信需求，但多天线设置下，需要更大的天线布局空间，而这对于车辆等设备来说，受限于内部空间和天线体积，常会导致整体布局空间不足，且车内复杂环境会影响天线性能。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种无需占用设备内部空间且通信性能良好的叠层式组件及设备。

第一方面，提供一种叠层式组件，包括：

透明介质基板，透明介质基板包括非采光区域以及电磁干扰区域；电磁干扰区域为叠层式组件安装于安装基体上时受电磁干扰的区域；

若干个天线单元，每个天线单元设置于电磁干扰区域之外的非采光区域内。

在其中一个实施例中，天线单元包括定位天线、V2X天线和5G天线中的至少一种。

在其中一个实施例中，在目标天线数量为多个的情况下，各目标天线设置于透明介质基板上的不同位置，目标天线包括定位天线、V2X天线和5G天线中的至少一种。

第二方面，提供一种设备，包括：

安装基体；

以及如上述实施例中的叠层式组件，叠层式组件安装于安装基体上。

在其中一个实施例中，安装基体为车身，该设备还包括：

安装于所述透明介质基板上的车灯组件，所述车灯组件设置于非采光区域内，在天线单元包括定位天线的情况下，定位天线安装于车灯组件内。

在其中一个实施例中，在叠层式组件包括定位天线的情况下，设备还包括：

辐射方向调节组件，与定位天线对应设置，以调节定位天线的主辐射方向。

在其中一个实施例中，安装基体上安装有金属件，透明介质基板还具有金属屏蔽区域，金属屏蔽区域为叠层式组件安装于安装基体上时受金属件干扰的区域；

各天线单元设置于金属屏蔽区域之外。

在其中一个实施例中，叠层式组件为多个；其中一个叠层式组件上设置有5G天线，另一叠层式组件上设置有定位天线。

在其中一个实施例中，叠层式组件为多个；其中一个叠层式组件上设置有5G天线和V2X天线，另一叠层式组件上设置有5G天线、V2X天线和定位天线。

在其中一个实施例中，叠层式组件为多个；其中一个叠层式组件上设置有5G天线和V2X天线，另一叠层式组件上设置有定位天线。

上述叠层式组件及设备，至少具有以下有益效果：

相较于传统技术中将天线单元设置于车体中控等天线布局方式，通过将天线单元设置于透明介质基板的非采光区域，充分利用了车体等设备的有限空间，无需占用安装基体本身的安装空间，使得天线单元的安装更自由而不受限于汽空间和天线体积。同时，将天线单元设置于电磁干扰区域之外，避免了叠层式组件安装于安装基体时，天线单元受电磁干扰而影响性能，兼顾布局灵活性和通信性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中的叠层式组件结构示意图；

图2为一个实施例中的辐射方向调节组件位置示意图；

图3a为一个实施例中天线单元在前挡风玻璃中的分布示意图；

图3b为一个实施例中天线单元在后挡风玻璃中的分布示意图；

图4a为另一个实施例中天线单元在前挡风玻璃中的分布示意图；

图4b为另一个实施例中天线单元在后挡风玻璃中的分布示意图；

图5a为又一个实施例中天线单元在前挡风玻璃中的分布示意图；

图5b为又一个实施例中天线单元在后挡风玻璃中的分布示意图；

图6为再一个实施例中天线单元在前挡风玻璃中的分布示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

可以理解，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“元件的至少部分”是指元件的部分或全部。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

以车辆设备为例，车载天线需求提高。但受限于车辆内部的空间和天线的体积，从而导致天线整体布局空间不足、车内复杂环境影响天线性能的问题。

传统技术中，采用前挡下方中控台位置放置传统盒子天线、SUV后侧扰流板放置盒子天线、或拆分为几部分放置于天窗不同位置和外置鲨鱼鳍，然而上述方案，仍会受限于空间和体积导致安装困难，且安装基体内部周围环境复杂对天线信号影响较大的问题。

基于此，在一个实施例中，如图1所示，提供一种叠层式组件，包括透明介质基板2和若干个天线单元4。透明介质基板2包括非采光区域202以及电磁干扰区域204；电磁干扰区域204为叠层式组件安装于安装基体上时受电磁干扰的区域；每个天线单元4设置于电磁干扰区域204之外的非采光区域202内。

其中，叠层式组件可以是车载玻璃，例如，可以是挡风玻璃、车窗或天窗。叠层式组件还可以包括基材层等其他结构。

透明介质基板2可以是但不限于玻璃板、透明聚酰亚胺(Polyimide，PI)板、透明塑料板等。如透明介质基板2为玻璃板时，叠层式组件可包括多层玻璃板，多层玻璃板通过叠层式压制或粘接方式形成层叠结构。

天线单元4可以包括支持各种网络制式，以及不同协议的天线，例如，可以包括支持2G、3G、4G、5G、6G通信的天线，也可以包括Wi-Fi天线、蓝牙天线等，还可以包括GNSS天线和雷达等。非采光区域202即透明介质基板2的的非透光部分区域，如挡风玻璃的黑边区域。电磁干扰区域204具体可以是指安装基体上处于如激光雷达、摄像头等具有电磁辐射器件的辐射范围和透明介质基板2所在区域的交集。需要说明的是，针对上述各名词的释义仅作为举例说明，在此不做限定。

对于叠层式组件中天线单元4和透明介质基板2的结合，可以通过银浆印刷的方式，将天线单元4印刷至一透明介质基板2的一面，在印刷完成后，将印刷了天线单元4的一面与另一透明介质基板2贴合，从而形成内嵌天线单元4的叠层式组件。需要说明的是，在印刷天线单元4的同时，还可以印刷馈源走线，以方便接入馈源，具体的走线方式在此不做限定。馈源走线可设置于透明介质基板2的非采光区域。其次，除了可以通过银浆印刷的方式印刷天线单元4和馈源走线，还可以通过如溅射镀膜的方式在透明介质基板2形成ITO(Indium Tin Oxides，铟锡氧化物)薄膜，从而形成天线单元4和馈源走线，由于ITO薄膜的高透光性，使其在走线布局时相较于采用银浆印刷的方式形成的天线单元4和馈源走线更美观和更具兼容性。除此之前，还可以通过在两透明介质基板2表面非采光区域202所对应的位置，形成ITO薄膜并对应贴合，并在其中充填不同介电常数的液晶材料，以形成适用于不同频段或场景的液晶天线，具体实现方式在此不做限定。

通过上述方式即可将传统的大体积天线内嵌于叠层式组件中，无需占用设备的额外空间，且不受限于安装基体的安装位置和空间。在馈源的馈电作用下，设置于叠层式组件中的天线单元4可以直接通过透明介质基板2发送或接收信号，相较于传统技术中安装于车辆中控的天线，无需经过封装外壳内饰板、中控台和车载玻璃，避免了天线性能衰减。同时天线单元4处于电磁干扰区域204之外，避免了安装基体其他电磁设备的电磁耦合，干扰天线信号，提高通信性能。

上述实施例中的叠层式组件，相较于传统技术中将天线单元4设置于车体中控等天线布局方式，通过将天线单元4设置于透明介质基板2的非采光区域202，充分利用了车体的有限空间，使得天线单元4的安装更自由而不受限于汽空间和天线体积。同时，将天线单元4设置于电磁干扰区域204之外，避免了叠层式组件安装于车上时，天线单元4受电磁干扰而影响性能。

在一个实施例中，天线单元4包括5G天线42、定位天线44和V2X天线46中的至少一种。

其中，定位天线可以包括GNSS天线、GPS天线和GLONASS天线中的一种或多种。其中，GNSS天线是GPS/GLONASS兼容天线，主要用于同频转发系统作发射天线使用，也可用于GPS导航、定位系统作接收天线使用。天线为微带形式，方向图基本实现了半球形辐射。V2X(Vehicle to Everything，车用无线通信技术)天线具体可以是指符合V2X通信协议标准的各种类型天线(如激光雷达天线等)。

具体地，根据不同场景的需要，可以设置5G天线42、定位天线44和V2X天线46中的一种或多种，以适配不同场景下的使用需求。

上述实施例中，通过设置不同的天线类型，可以满足不同场景下的需求。

在一个实施例中，在目标天线数量为多个的情况下，各目标天线设置于透明介质基板2上的不同位置，以避免不同天线单元之间的干扰。目标天线包括5G天线42、定位天线44和V2X天线46中的至少一种。

此外，通过在不同的位置设置目标天线，支持对多个方向上目标频段的射频信号进行传输。在一个具体实施例中，以目标天线为5G天线为例，5G天线42可以包括5G主天线422和5G副天线424，5G副天线424相较于5G主天线422尺寸更小，信号接收和发送角度更小，主要用于辅助5G主天线422进行射频信号的接收和发送，实现信号扫盲。在设置5G主天线422和5G副天线424时，可根据5G主天线422和5G副天线424的尺寸，以及非采光区域202的宽度进行匹配设置，从而更美观。

在一个实施例中，提供一种设备，包括安装基体以及如上述实施例中的叠层式组件，叠层式组件安装于安装基体上。不同场景下的安装基体不同。例如，当该设备为车辆时，安装基体为车身。当该设备为智能会议室设备时，该安装基体可以是会议室墙体等，叠层式组件为会议室的玻璃，该玻璃上搭载有天线单元4，天线单元4设置在会议室玻璃的黑边等非采光区域，且天线单元4设置时避开会议室内投影仪等电子设备的电磁干扰区域。

本申请实施例提供的设备，搭载上述实施例中所述的叠层式组件，在不影响采光的情况下，实现多类型通信，且通信过程中，天线单元4不受环境干扰，保持良好的通信性能，另外，通过在透明介质基板2上实现天线单元4设置，避免占用安装基体上额外的安装空间，也无需占用设备内空间。

在一个实施例中，安装基体为车身，上述设备还包括：安装于透明介质基板2上的车灯组件70，车灯组件70设置于非采光区域202内，在天线单元4包括定位天线44的情况下，定位天线44安装于车灯组件70内。

其中，车灯组件70可以是指刹车灯组件70，车灯组件70可安装在后档玻璃上。

具体地，由于不同车型叠层式组件的非采光区域202面积不一样，且定位天线44长度和宽度较大，若采用上述实施例中类似的方式将其设置于非采光区域202内，则可能导致占用面积过大，而妨碍其他天线单元4的走线。可通过将其安装于车灯组件70内，隐藏于车灯组件70内，其余天线单元4仍印刷于车载叠层组件内表面，不单独占用空间且便于线缆走线。

上述实施例中，通过将定位天线44安装于车灯组件70内，不单独占用空间，方便其他天线单元4走线。

在一个实施例中，在叠层式组件包括定位天线44的情况下，设备还包括辐射方向调节组件30。辐射方向调节组件30与定位天线44对应设置，以调节定位天线44的主辐射方向。

其中，辐射方向调节组件30可以是指反射腔或反射板等可以调整辐射方向的机构。例如，当定位天线44为GNSS天线时，GNSS天线的辐射体部分可设置在透明介质基板的夹层中，馈电层设置于透明介质基板的外侧，以实现馈电。GNSS天线可包括一天线外壳，其中该天线外壳的底部可作为金属屏蔽层，通过调整天线外壳的倾斜角调整定位天线的主辐射方向。

具体地，在一个具体实施例中，如图2所示，定位天线44主辐射方向为正天顶，玻璃天线位于玻璃表面，故对车载玻璃装车角度有一定限制，定位天线44一般可设置于装车角度小于35°的前、后挡风玻璃，通过天线背面反射腔或反射板的角度调整可实现主波束辐射反向调整，定位天线44主辐射方向随装车角度变化而变化，通过反射板或反射腔目前可实现最大15°的角度偏移，以调节定位天线44的辐射方向。

上述实施例中，通过辐射方向调节组件30不仅可实现定位天线44的辐射方向调节，而且使得定位天线44的装车角度范围更大，可以适配于更多车型。

在一个实施例中，安装基体上安装有金属件，透明介质基板2还包括金属屏蔽区域206，金属屏蔽区域206为叠层式组件安装于安装基体上时受金属件干扰的区域。天线单元4设置于金属屏蔽区域206之外。

其中，以安装基体为车身为例，金属屏蔽区域206具体可以是指安装基体上处于如雨刮器等金属件遮挡或扫荡范围内的区域。

具体地，金属件过于靠近天线单元4时，由于金属材料的导电特性，会让天线单元4阻抗发生频偏，这会导致天线单元4自身的发射和接收能力大大下降。其次，金属对天线单元4辐射出来的信号的吸收作用，天线将电磁波辐射出天线后或接收电磁波进天线之前，金属就吸收掉空气中的一部分能量，从而降低了整个通信系统的能量转化效率，从而影响了通信效果。除此之外，电磁波无法穿透金属导体，因此金属导体一侧会屏蔽掉天线的信号将部分电磁波反射到其他方向去，如果金属导体很小，电磁波一般可以绕过导体，但是如果相对天线来说金属导体非常大，那么这个屏蔽信号影响就会很大了，它会直接屏蔽自己所在方向的信号。通过将天线单元4设置于金属屏蔽区域206之外，增加天线单元4与金属的距离，减小金属的屏蔽方向角度，使天线单元4接收或发送的电磁波能更容易绕过金属导。

在一个实施例中，叠层式组件为多个；其中一个叠层式组件上设置有5G天线42，另一叠层式组件上设置有定位天线44。例如，叠层式组件为车载玻璃时，如图3a所示，车载玻璃包括前挡玻璃和后档玻璃，如图3b所示，可在前挡风玻璃上设置5G天线42，在后挡风玻璃设置有定位天线44。在前挡风玻璃上边缘非采光区域202宽度较小(20-40mm)的情况下，可设置宽度较小(小于40mm)的天线单元4。例如，可以在前挡风玻璃上边缘非采光区域202内设置4个5G天线42(2个5G主天线422和两个5G副天线424)，上边缘非采光区域202内左右两侧各分布一个5G主天线422加一个5G副天线424，以实现各个方向的5G信号发送和接收。在一个具体实施例中，一个5G主、副天线整体长度一般不超过500mm，以避免电磁干扰区域204的干扰(如处于前挡风玻璃上边缘非采光区域202的中间摄像头或激光雷达的电磁干扰)。由于定位天线44的整体宽度较大(约为110-150mm左右)，与处于后挡风玻璃上边缘位置的高位刹车灯的非采光区域202宽度接近，通过将定位天线44设置于后挡风玻璃上边缘高位刹车灯旁的非采光区域202，可统一黑边宽度美化造型。

上述实施例中，为车载天线整体布局提供了一种具体的实现方式，不仅实现了多种天线单元4的设置，车体占用空间少，而且保证了天线单元4的性能不受影响。

在一个实施例中，叠层式组件为多个；其中一个叠层式组件上设置有5G天线42和V2X天线46，另一叠层式组件上设置有5G天线42、V2X天线46和定位天线44。例如，叠层式组件为车载玻璃时，车载玻璃包括前挡玻璃和后档玻璃，如图4a所示，可在前挡风玻璃上设置5G天线42和V2X天线46，如图4b所示，在后挡风玻璃上设置5G天线42、V2X天线46和定位天线44。

本实施例中将5G副天线424这类宽度较小(小于30mm)的天线，设置于前挡风玻璃上边缘非采光区域202内，而将5G主天线422和定位天线44这类宽度较大的天线，设置于后挡风玻璃上边缘非采光区域202内，可以进一步解决某些车型前挡风玻璃上边缘非采光区域202宽度不足的问题。除此之外，同时在前挡风玻璃和后挡风玻璃增设V2X天线46，以满足更多车联网场景下的需求。

上述实施例中，为车载天线整体布局提供了另一种具体的实现方式，不仅满足了前挡风玻璃上边缘非采光区域202较小的车型的天线布局，而且通过增设V2X天线46，以满足更多车联网场景下的需求。

在一个实施例中，叠层式组件为多个；其中一个叠层式组件上设置有5G天线42和V2X天线46，另一叠层式组件上设置有定位天线44。例如，叠层式组件为车载玻璃时，车载玻璃包括前挡玻璃和后档玻璃，如图5a所示，可在前挡风玻璃上设置5G天线42和V2X天线46，如图5b所示，在后挡风玻璃上设置定位天线44，具体设置位置可参照图中所示，在此不再赘述。相较于上述实施例，本实施例中通过将5G主天线422以及其他天线设置于金属屏蔽区域206之外(即图中雨刮区域)，避免金属干扰天线的信号发送和接收。

在一个实施例中，如图6所示，叠层式组件为前挡玻璃时，可在前挡玻璃上边缘设置四个5G天线(可包括两个5G副天线424和两个5G主天线422)，以实现高速、低延迟的5G网络连接，以满足日益增长的数据需求和提供更好的用户体验，除此之外，还可以在前档玻璃的金属屏蔽区域206(例如汽车的雨刮区域)之外额外设置一个定位天线44，以接收卫星信号以确定设备的位置和导航信息，实现精确定位。

需要说明的是，上述实施例中的天线类型以及天线设置位置仅作举例说明，在此不做限定，本领域技术人员可以根据实际场景需要进行适应性调整设置。

在本说明书的描述中，参考术语“在一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

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申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种叠层式组件，其特征在于，包括：

透明介质基板，所述透明介质基板上具有非采光区域以及电磁干扰区域；所述电磁干扰区域为所述叠层式组件安装于安装基体上时受电磁干扰的区域；

若干个天线单元，每个所述天线单元设置于所述电磁干扰区域之外的所述非采光区域内。

2.根据权利要求1所述的叠层式组件，其特征在于，所述天线单元包括定位天线、V2X天线和5G天线中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的叠层式组件，其特征在于，在目标天线数量为多个的情况下，各所述目标天线设置于所述透明介质基板上的不同位置，所述目标天线包括所述定位天线、所述V2X天线和所述5G天线中的至少一种。

4.一种设备，其特征在于，包括：

安装基体；

以及如权利要求1-3任一项所述的叠层式组件，所述叠层式组件安装于所述安装基体上。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述安装基体为车身，所述设备还包括：

安装于所述透明介质基板上的车灯组件，所述车灯组件设置于所述非采光区域内，在所述天线单元包括定位天线的情况下，所述定位天线安装于所述车灯组件内。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，在所述叠层式组件包括定位天线的情况下，所述设备还包括：

辐射方向调节组件，与所述定位天线对应设置，以调节所述定位天线的主辐射方向。

7.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述安装基体上安装有金属件，所述透明介质基板还具有金属屏蔽区域，所述金属屏蔽区域为所述叠层式组件安装于所述安装基体上时受所述金属件干扰的区域；

各所述天线单元设置于所述金属屏蔽区域之外。

8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述叠层式组件为多个；其中一个所述叠层式组件上设置有5G天线，另一所述叠层式组件上设置有定位天线。

9.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述叠层式组件为多个；其中一个所述叠层式组件上设置有5G天线和V2X天线，另一所述叠层式组件上设置有5G天线、V2X天线和定位天线。

10.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述叠层式组件为多个；其中一个所述叠层式组件上设置有5G天线和V2X天线，另一所述叠层式组件上设置有定位天线。