CN220963759U - 天线和玻璃组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种天线和玻璃组件。所述天线包括：第一辐射体，所述第一辐射体与馈源连接；第二辐射体，所述第二辐射体环绕设置于所述第一辐射体的外侧，且与所述第一辐射体存在间隙；第三辐射体，所述第三辐射体环绕设置于所述第二辐射体的外侧，且与所述第二辐射体存在间隙。该天线无需过孔馈电，且能够进行全向辐射。

Description

天线和玻璃组件

技术领域

本申请涉及天线技术领域，特别是涉及一种天线和玻璃组件。

背景技术

车联网（V2X，Vehicle-to Everything）是用于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，在提升交通效率、提高驾驶安全、降低事故发生率、节能减排等方面表现出突出优势。

传统技术中，为实现整车的全向通信，将全向天线设置于车内，且全向天线的实现方式是采用双面板材，天线辐射振子设置在板材的正反两面，通常需要过孔方式馈电。

但是，将全向天线设置于车内，容易被车身钣金和其他有源设备干扰，因此，可以考虑将全向天线设置于车窗玻璃上，然而玻璃基材无法实现过孔馈电，因此，如何实现无需过孔馈电且能够进行全向辐射的天线的问题亟需解决。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够无需过孔馈电且能够进行全向辐射的天线和玻璃组件。

第一方面，本申请提供了一种天线，所述天线包括：第一辐射体，第一辐射体与馈源连接；第二辐射体，第二辐射体环绕设置于第一辐射体的外侧，且与第一辐射体存在间隙；第三辐射体，第三辐射体环绕设置于第二辐射体的外侧，且与第二辐射体存在间隙。

在其中一个实施例中，第一辐射体包括：梯形结构组件，梯形结构组件与馈源连接；连接件，连接件环绕设置于梯形结构组件的外侧，且与梯形结构组件连接。

在其中一个实施例中，梯形结构组件包括第一梯形结构件和第二梯形结构件；第一梯形结构件和第二梯形结构件对称设置。

在其中一个实施例中，连接件为双半环结构件，或双半三角结构件，或矩形结构件。

在其中一个实施例中，第二辐射体包括多个条形结构；多个条形结构间隔设置。

在其中一个实施例中，任意相邻条形结构之间的夹角相同。

在其中一个实施例中，第二辐射体为正多边形或圆形。

在其中一个实施例中，第三辐射体为正多边形，或圆形，或椭圆形。

第二方面，本申请还提供了一种玻璃组件，玻璃组件包括车窗玻璃件，上述第一方面任一项所述的天线设置于该车窗玻璃件上。

在其中一个实施例中，车窗玻璃件包括第一玻璃件、中间层、第二玻璃件，第一玻璃件包括第一表面和与第一表面相对的第二表面，第二玻璃件包括第三表面和与第三表面相对的第四表面，其中，第四表面朝向车辆内部；中间层设置于第二表面和第三表面之间；天线的第一辐射体、第二辐射体和第三辐射体中的任一辐射体设置于第一表面、第二表面、第三表面和第四表面中的任一表面上。

上述天线包括第一辐射体、第二辐射体和第三辐射体，第一辐射体与馈源连接；第二辐射体环绕设置于第一辐射体的外侧，且与第一辐射体存在间隙；第三辐射体环绕设置于第二辐射体的外侧，且与第二辐射体存在间隙，如此则经第一辐射体馈电后，在360°各个方向上电流会耦合至第二辐射体，然后在360°各个方向上电流会二次耦合至第三辐射体，从而实现全向辐射，且该天线无需过孔馈电。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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为一个实施例中一种天线的结构图；

图2为一个实施例中三种第一辐射体的结构图；

图3为一个实施例中四种第二辐射体的结构图；

图4为一个实施例中四种第三辐射体的结构图；

图5为一个实施例中另一种天线的结构图；

图6为一个实施例中一种天线的实物图；

图7为一个实施例中一种天线的回波损耗图；

图8为一个实施例中一种天线的辐射方向3D图；

图9为一个实施例中一种天线在水平面上的辐射方向2D图；

图10为一个实施例中一种天线在切面=0°和切面=90°上的辐射方向2D图；

图11为一个实施例中一种玻璃组件的结构图；

图12为一个实施例中一种第二玻璃件的第四表面的示意图。

附图标记说明：

110-第一辐射体、120-第二辐射体、130-第三辐射体；

211-第一梯形结构件、212-第二梯形结构件、220-连接件；

300-玻璃组件、310-第一玻璃件、320-中间层、330-第二玻璃件。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如，两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在本申请的描述中，应理解，在本申请中“电连接”可理解为元器件物理接触并电导通；也可理解为线路构造中不同元器件之间通过印制电路板(printed circuit board，PCB)铜箔或导线等可传输电信号的实体线路进行连接的形式。“耦合”可理解为通过间接耦合的方式隔空电导通，其中，本领域人员可以理解的是，耦合现象即指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。

车联网（V2X，Vehicle-to Everything）是用于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，在提升交通效率、提高驾驶安全、降低事故发生率、节能减排等方面表现出突出优势。

目前，为实现整车水平面20°俯仰角范围全向通信，一般需要在车内的车前和车后各安装一个V2X天线，也即是水平极化的全向天线。水平极化的全向天线的实现方式是采用双面板材，天线辐射振子设置在板材的正反两面，馈电往往采用中心位置过孔进行馈电。

但是，将全向天线设置于车内，不仅占用车内空间，而且容易被车身钣金和其他有源设备干扰，一般不具备360°的全向性覆盖，因此，可以考虑将全向天线设置于车窗玻璃上，远离车身钣金和有源设备。然而过孔方式馈电对于玻璃基材的工艺是不可能实现，因此，有必要设计一款无需过孔馈电且能够进行全向辐射的天线。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种天线的结构图，该天线包括：第一辐射体110，第一辐射体110与馈源连接；第二辐射体120，第二辐射体120环绕设置于第一辐射体110的外侧，且与第一辐射体110存在间隙；第三辐射体130，第三辐射体130环绕设置于第二辐射体120的外侧，且与第二辐射体120存在间隙。

其中，第一辐射体110、第二辐射体120和第三辐射体130均可以是环形辐射体，环形辐射体的形状可以是圆形、椭圆形、矩形、多边形，也可以是双半环拼接而成的形状、双半三角拼接而成的形状，在此不做限定。

在本实施例中，第一辐射体110为双半环拼接而成的形状、第二辐射体120为圆形、第三辐射体130为椭圆形。

第二辐射体120环绕设置于第一辐射体110的外侧，可以是第二辐射体120以第一辐射体110的中心为圆心进行设置，第二辐射体120与第一辐射体110的间隙的宽度约1/4波长。

第三辐射体130环绕设置于第二辐射体120的外侧，可以是第三辐射体130以第二辐射体120的中心为圆心进行设置，也即是以第一辐射体110的中心为圆心进行设置，第三辐射体130与第二辐射体120的间隙的宽度约2-5mm，且越靠近双半环的顶端侧，第三辐射体130与第二辐射体120的间隙越窄，反之越宽，也即是椭圆形的短轴与双半环拼接而成的形状的长轴重合，如图1所示的第三辐射体130与第二辐射体120的间隙左右宽上下窄。

上述该天线包括第一辐射体110、第二辐射体120和第三辐射体130，第一辐射体110与馈源连接；第二辐射体120环绕设置于第一辐射体110的外侧，且与第一辐射体110存在间隙；第三辐射体130环绕设置于第二辐射体120的外侧，且与第二辐射体120存在间隙，这样，在第一辐射体110馈电后，在360°各个方向上电流会耦合至第二辐射体120，然后在360°各个方向上电流会二次耦合至第三辐射体130，从而实现全向辐射，且该天线无需过孔馈电。

在其中一个实施例中，如图2所示，提供了三种第一辐射体的结构图，第一辐射体110包括：梯形结构组件，梯形结构组件与馈源连接；连接件220，连接件220环绕设置于梯形结构组件的外侧，且与梯形结构组件连接。

参考图2，梯形结构组件包括第一梯形结构件211和第二梯形结构件212；第一梯形结构件211和第二梯形结构件212对称设置。第一梯形结构件211和第二梯形结构件212均可以是实心的片体，且均与馈源连接。

参考图2（a），连接件220为双半环结构件，双半环结构件包括第一半环件和第二半环件，第一半环件的两端分别与第一梯形结构件211的第一端和第二梯形结构件212的第一端连接；第二半环件的两端分别与第一梯形结构件211的第二端和第二梯形结构件212的第二端连接。其中，双半环结构件的周长约1个波长。

参考图2（b），连接件220为双半三角结构件，也可以称之为菱形结构件，双半三角结构件包括第一三角件和第二三角件，第一三角件的两端分别与第一梯形结构件211的第一端和第二梯形结构件212的第一端连接；第二三角件的两端分别与第一梯形结构件211的第二端和第二梯形结构件212的第二端连接。其中，双半三角结构件的周长约1个波长。

参考图2（c），连接件220为矩形结构件，第一梯形结构件211的第一端和第二端连接于矩形结构件的一侧，第二梯形结构件212的第一端和第二端连接于矩形结构件的另一侧，该矩形结构件的一侧和另一侧为相对侧。其中，矩形结构件的周长约1个波长。

本实施例中，梯形结构组件包括第一梯形结构件211和第二梯形结构件212，且，第一梯形结构件211和第二梯形结构件212对称设置，这种对称双梯形馈电，可以实现阻抗匹配。

上述双半环结构件的周长约1个波长、双半三角结构件的周长约1个波长和矩形结构件的周长约1个波长，也即是说连接件220的周长约1个波长，这是由于在连接件220的周长约1个波长的情况下形成谐振，符合天线设计规范。

在其中一个实施例中，如图3所示，提供了四种第二辐射体的结构图，第二辐射体120为环形辐射体。第二辐射体120包括多个条形结构；多个条形结构间隔设置。

其中，任意相邻条形结构之间的夹角相同，夹角可以是4°，条形结构的长度可以是1/4波长，条形结构距离第一辐射体110约1/4波长。

参考图3（a），第二辐射体120为圆形，其是由多个条形结构围成的圆形，其中条形结构的数量可以是90个。

参考图3（b），第二辐射体120为正6边形，其是由多个条形结构围成的正6边形。

参考图3（c），第二辐射体120为正8边形，其是由多个条形结构围成的正8边形。

参考图3（d），第二辐射体120为正10边形，其是由多个条形结构围成的正10边形。

本实施例中，夹角优选4°，这是由于在实验中发现，4°可以保证条形结构密度最大，如果小于4°虽然可以使条形结构的前端连接，但连接起来会影响全向辐射的效果，而如果大于4°则会使得条形结构的末端之间间隙太大，也就是密度不够，这样会影响耦合，导致电流强度降低。

优选地，条形结构的长度选1/4波长，条形结构距离第一辐射体110选1/4波长，这是由于第一辐射体110上的电流经过1/4波长到达条形结构的前端，再从条形结构的前端到条形结构的末端也是1/4波长，总共1/2波长，以保证第一辐射体110耦合至条形结构的末端的电流是最大电流，从而保证第二辐射体120耦合至第三辐射体130的电流也是最大电流，以增强辐射效果。

在其中一个实施例中，如图4所示，提供了四种第三辐射体的结构图，第三辐射体130为环形辐射体，第三辐射体130距离第二辐射体120约2-5mm。

参考图4（a），第三辐射体为椭圆形，也即是椭圆环，椭圆环的最大外径约86mm。

参考图4（b），第三辐射体130为圆形，也即是圆环。

参考图4（c），第三辐射体130为正6边形，也即是正6边形环。

参考图4（d），第三辐射体130为正8边形，也即是正8边形环。

参考图4（e），第三辐射体130为正10边形，也即是正10边形环。

本实施例中，第三辐射体130距离第二辐射体120约2-5mm，这是由于在第三辐射体130距离第二辐射体120约2-5mm的情况下，以实现天线的辐射方向水平全向。

椭圆环的最大外径约86mm，这是由于在条形结构距离第一辐射体110约1/4波长，条形结构的长度约1/4波长，第三辐射体130距离第二辐射体120约2-5mm的情况下，椭圆环的最大外径约86mm，仿真得到的全向辐射的效果最佳。

如图5所示，提供了另一种天线的结构图，如图6所示，提供了一种天线的实物图，图6是图5对应的实物图，其是由图2（a）、图3（a）和图4（a）组合得到的，具体的结构形状上述已做详细描述，在此不再赘述。该天线的工作原理如下：第一梯形结构件211和第二梯形结构件212馈电后，电流以连接件220为中心向四周360°传导，耦合至条形结构，然后耦合电流沿着条形结构传导，再二次耦合至第三辐射体130，此时在第三辐射体130和第二辐射体120之间的缝隙中会形成强电流，能够实现增强辐射的效果。

上述天线的频率为5900-5930MHz，天线增益约为2dBi，水平方向不圆度约为1.5dB，可以实现水平全向辐射。

天线的回波损耗图如图7所示，其在带宽为5900-5930MHz时，回波损耗小于-10dB， 因此，该天线符合规范。天线的辐射方向3D图如图8所示，天线在水平面上的辐射方向2D图 如图9所示，天线在切面=0°和切面=90°上的辐射方向2D图如图10所示，可以看出，该天 线能够实现全向辐射。

在一个实施例中，如图11所示，提供了一种玻璃组件的结构图，玻璃组件300包括车窗玻璃件和上述任一项天线实施例中所述的天线。

其中，车窗玻璃件可以是天窗玻璃、前后挡风玻璃和三角窗玻璃中的任一种，优选地，选用天窗玻璃。

车窗玻璃件包括第一玻璃件310、中间层320和第二玻璃件330。第一玻璃件310包括第一表面和与第一表面相对的第二表面，第二玻璃件330包括第三表面和与第三表面相对的第四表面，其中，第四表面朝向车辆内部。

中间层320设置于第二表面和第三表面之间，中间层320材质可以选用PVB（英文全称为Polyvinyl Butyral，中文为聚乙烯醇缩丁醛酯），用于粘接第一玻璃件310和第二玻璃件330，能够有效提高车窗玻璃件的强度和韧性，同时还可以提高车窗玻璃件的抗碰撞能力以及安全性能，

天线的第一辐射体、第二辐射体和第三辐射体中的任一辐射体设置于第一表面、第二表面、第三表面和第四表面中的任一表面上。优选地，第一辐射体设置于第四表面上，第二辐射体和第三辐射体中的任一辐射体设置于第二表面、第三表面或第四表面上，这样便于天线的馈电焊接。

另外，可以采用银浆烧结的方式将天线印刷在第二玻璃件330的第四表面上，进一步地，还可以是将天线印刷在第二玻璃件330的黑边区域（遮蔽层），这样，不影响透明区域的透光性能，而且不影响玻璃本身强度。

如图12所示，提供了一种第二玻璃件的第四表面的示意图，其中阴影区域为第二玻璃件330的黑边区域。

以上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)

1.一种天线，其特征在于，所述天线包括：

第一辐射体，所述第一辐射体与馈源连接；

第二辐射体，所述第二辐射体环绕设置于所述第一辐射体的外侧，且与所述第一辐射体存在间隙；

第三辐射体，所述第三辐射体环绕设置于所述第二辐射体的外侧，且与所述第二辐射体存在间隙。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一辐射体包括：

梯形结构组件，所述梯形结构组件与所述馈源连接；

连接件，所述连接件环绕设置于所述梯形结构组件的外侧，且与所述梯形结构组件连接。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述梯形结构组件包括第一梯形结构件和第二梯形结构件；

所述第一梯形结构件和所述第二梯形结构件对称设置。

4.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述连接件为双半环结构件，或双半三角结构件，或矩形结构件。

5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第二辐射体包括多个条形结构；

所述多个条形结构间隔设置。

6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，任意相邻所述条形结构之间的夹角相同。

7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第二辐射体为正多边形或圆形。

8.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第三辐射体为正多边形，或圆形，或椭圆形。

9.一种玻璃组件，其特征在于，所述玻璃组件包括车窗玻璃件，权利要求1至8中任一项所述的天线设置于所述车窗玻璃件上。

10.根据权利要求9所述的玻璃组件，其特征在于，所述车窗玻璃件包括第一玻璃件、中间层、第二玻璃件，所述第一玻璃件包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第二玻璃件包括第三表面和与所述第三表面相对的第四表面，其中，所述第四表面朝向车辆内部；

所述中间层设置于所述第二表面和所述第三表面之间；

所述天线的第一辐射体、第二辐射体和第三辐射体中的任一辐射体设置于所述第一表面、所述第二表面、所述第三表面和所述第四表面中的任一表面上。