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【专利摘要】本实用新型公开一种车载天线，包括：相配合的外壳和安装底板以及在该外壳外部设置的无线电振子，该车载天线还包括设置在该安装底板上的放大器电路模块、卫星天线放大器以及无线通信振子，放大器电路模块，被配置成连接无线电振子，并将无线电振子接收的无线电信号输出至车内收音设备；卫星天线放大器，被配置成将接收的卫星信号输出至车内卫星定位设备；以及无线通信振子，具有套筒加载结构，无线通信振子与车内无线通信设备连接，被配置成无线发射/接收无线通信信号。通过上述技术方案，提供的车载天线具有调频接收、卫星定位以及无线网络连接能力，采用套筒天线加载结构的无线通信振子，实现了高增益和宽频带，能够适用于多种无线网络制式。
【专利说明】车载天线
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车电子领域，具体地，涉及一种车载天线。
【背景技术】
[0002]随着汽车工业的发展和汽车的普及，人们对汽车舒适性、安全性、便利性以及智能化的要求日益增加。为了满足人们对车辆的使用要求，生产厂家在车辆内部设置了多种车载设备(例如，AM/FM收音机、全球定位系统(GPS)导航设备、车载电视等)，并在车辆外部设置接收天线。
[0003]车载设备中，例如，导航设备，过去普遍采用GPS系统，然而随着具有更高精度和更低价格的北斗系统(BDS)的建立，将有越来越多的设备对其进行支持，这也造成在市场中产品的分化。再如，车载无线通信设备也将随着无线通信网络的升级而发展，市场上出现了使用不同网络制式的车载无线通信设备。车载设备种类和数量的增多对车载天线的功能要求越来越高，现有的车载天线已难以满足使用要求。
[0004]针对上述问题，现有技术中尚无良好解决方案。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种车载天线，该车载天线具有提供调频接收、卫星定位以及网络连接等能力。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供一种车载天线，该车载天线包括:相配合的外壳和安装底板以及在该外壳外部设置的无线电振子，该车载天线还包括设置在该安装底板上的放大器电路模块、卫星天线放大器以及无线通信振子，其中，所述放大器电路模块，被配置成连接所述无线电振子，并将所述无线电振子接收的无线电信号输出至车内收音设备；所述卫星天线放大器，被配置成将接收的卫星信号输出至车内卫星定位设备；以及所述无线通信振子，具有套筒加载结构，所述无线通信振子与车内无线通信设备连接，被配置成无线发射/接收无线通信信号。
[0007]可选地，所述无线通信振子包括:内套筒、外套筒以及加载片，其中所述内套筒的一端连接所述加载片表面，所述内套筒的另一端固定于所述安装底板并连接车载无线通信设备；以及所述外套筒固定于所述安装底板并与所述安装底板共地，该外套筒套于所述内套筒远离所述加载片的一端且不与所述内套筒接触。
[0008]可选地，所述外套筒与所述内套筒同轴；以及所述内套筒的长度大于所述外套筒的长度。
[0009]可选地，所述内套筒与所述加载片的连接端的圆周端面具有沿圆周均布的多个凸起；以及所述加载片中部具有适于所述多个凸起插入的多个槽部
[0010]可选地，所述加载片具有多个开窗部。
[0011]可选地，所述外壳上配置有第一连接部，该第一连接部与所述放大器电路模块通过连接线连接；以及所述无线电振子一端为自由端，另一端配置有与所述第一连接部配合连接的第二连接部。
[0012]可选地，所述第一连接部和所述第二连接部为相配合的螺纹连接部件。
[0013]可选地，所述无线电振子表面设置有螺旋筋。
[0014]可选地，所述卫星天线放大器为全球定位系统/北斗系统(GPS/BDS)集成天线放大器。
[0015]可选地，该车载天线适于安装在车顶；其中所述安装底板底部配置有适于穿过车顶安装孔的第一螺纹部；以及所述车载天线还包括与所述第一螺纹部可拆卸配合的第二螺纹部，该第二螺纹部的直径大于所述车顶安装孔以从车内固定所述车载天线。
[0016]可选地，该车载天线还包括:设置在所述外壳和所述车顶之间的胶垫；以及设置在所述安装底板和所述车顶之间的防水胶圈。
[0017]通过上述技术方案，提供的车载天线，具有调频接收、卫星定位以及无线网络连接能力，采用套筒天线加载结构的无线通信振子，实现了高增益和宽频带，能够适用于多种无线网络制式。
[0018]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0020]图1是根据本实用新型一个实施方式的车载天线组成结构示意图；
[0021]图2是根据本实用新型一个实施方式的无线通信振子结构示意图；
[0022]图3A-图3C是根据本实用新型实施方式的无线通信振子各组成部分结构示意图；
[0023]图4是根据本实用新型另一个实施方式的车载天线组成结构示意图；以及
[0024]图5是根据本实用新型实施方式的车载天线外形示意图。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0026]图1是根据本实用新型一个实施方式的车载天线组成结构示意图。如图1所示，根据本实用新型实施方式提供一种车载天线，可以包括:相配合的外壳I和安装底板2以及在该外壳I外部设置的无线电振子3，该车载天线还包括设置在该安装底板2上的放大器电路模块4、卫星天线放大器5以及无线通信振子6，其中，放大器电路模块4，被配置成连接无线电振子3，并将无线电振子3接收的无线电信号输出至车内收音设备(未示出);卫星天线放大器5，被配置成将接收的卫星信号输出至车内卫星定位设备(未示出)，诸如导航设备；以及无线通信振子6，具有套筒加载结构，无线通信振子6与车内无线通信设备(未示出)连接，被配置成无线发射/接收无线通信信号。
[0027]通过上述技术方案，提供的车载天线，具有调频接收、卫星定位以及无线网络连接能力，采用套筒天线加载结构的无线通信振子，实现了高增益和宽频带，能够适用于多种无线网络制式。[0028]在实施方式中，无线电振子3可以是AM/FM接收振子，例如，其可以将接收到的无线电信号传送至放大器电路模块4，后者将信号放大后可以送至车载收音设备以进行播放。
[0029]在实施方式中，卫星天线放大器5可以为GPS/BDS集成天线放大器。作为举例，GPS/BDS集成天线放大器可以采用台湾环天(Globalsat)公司的MT-5631B型号的GPS/BDS双模接收模块。通过GPS/BDS集成天线放大器，根据本实用新型实施方式的车载天线可以实现对GPS和BDS设备的兼容，采用单一模块可以充分利用天线有限的体积空间。
[0030]在实施方式中，具有套筒加载结构的无线通信振子6与车内无线通信设备(例如，3G设备、GPRS设备等)连接。套筒加载结构能够使无线通信振子6以小的体积实现高增益和宽频带，以下将对此进行详细说明。
[0031 ] 图2是根据本实用新型一个实施方式的无线通信振子结构示意图。如图2所示，根据本实用新型实施方式的无线通信振子6可以包括:内套筒61、外套筒62以及加载片63，其中内套筒61的一端可以连接加载片63表面(例如加载片63的几何中心)，内套筒61的另一端可以固定于安装底板2并连接车载无线通信设备；以及外套筒62可以固定于安装底板2并与安装底板2共地，该外套筒62套于内套筒61远离加载片63的一端且不与内套筒61接触。
[0032]如图2所示，在实施方式中，外套筒62可以与内套筒61同轴，形成具有轴对称性的圆柱单极子天线结构。在优选的实施方式中，内套筒61的长度大于外套筒62的长度，以符合电磁波的传播特性从外套筒62的上端开口处开始向外辐射能量。
[0033]通过上述技术方案，通过套筒结构能够增加天线的等效长度，从而有效地缩短无线通信振子的长度，使其能够放置在天线外壳内。而利用加载片，能够不降低增益的前提下改善天线在工作频带内的驻波比特性。本实用新型实施方式提供的无线通信振子通过内套筒、外套筒以及加载片的组合配置，实现了高增益和宽频带，能够适用于3G通信同时向下兼容GPRS。
[0034]套筒结构的天线利用天线长细比原理，能够降低阻抗的变化率，提高天线带宽。具体来说，根据天线的长细比原理，振子天线的输入阻抗随电长度而变化的剧烈程度主要取决于天线的特性阻抗。特性阻抗越大，输入阻抗随电长度的变化就越激烈，天线的阻抗带宽就越窄；反之，特性阻抗越小，天线的阻抗带宽就越宽。粗振子有较低的特性阻抗，而不对称的结构形式可以起到类似电路中的参差调谐的作用，从而有效地展宽阻抗带宽。一个加粗振子并实现不对称馈电的简单方法，是在天线辐射体外面加上一个与之同轴的金属套筒，即形成套筒天线。从直观上看，金属套筒相当于一个粗振子，加之其特殊的馈电方式(同轴线馈电)，使得这种结构的天线的阻抗特性明显地优于普通振子天线。一般套筒天线的相对带宽至少可以达到一个倍频程以上。
[0035]在同轴线馈电方式中，同轴线的内导体连接作为辐射体的内套筒1，同轴线外导体连接外套筒2，其外壁电流与内导体电流同方向，也相当于构成了辐射体的一部分，并兼作套筒。内套筒I的电流和外套筒2的内壁电流反相，起到了传输线的作用，外套筒2的外壁电流和内套筒I的电流同方向，也构成了辐射体的一部分。这种结构的不仅提高了天线的机械强度，而且由于振子加粗，明显的改善了天线的阻抗特性，有效的展宽了天线的工作频带。
[0036]而套筒结构的天线虽然具有款工作频带，然而在频率增大到一定程度时会出现输入阻抗减小，电压驻波比增大的问题，难以满足使用要求。因此，本实用新型在套筒结构的基础上增加加载片3，来降低电压驻波比以能够在大频率范围在不降低增益的前提下改善天线在工作频带内的驻波比特性。因此，根据本实用新型实施方式提供的无线通信振子具有较宽的工作频带可以用于3G和GPRS通信，并且能够获得良好的信号质量。
[0037]图3A-图3C是根据本实用新型实施方式的无线通信振子各组成部分结构示意图。其中，图3A示出了根据本实用新型实施方式的无线通信振子的加载片的结构示意图；图3B示出了根据本实用新型实施方式的无线通信振子的内套筒的结构示意图；以及图3C示出了根据本实用新型实施方式的无线通信振子的外套筒的结构示意图。
[0038]如图3A和图3B所示，在实施方式中，内套筒与加载片的连接端(图3B中内套筒上部)的圆周端面可以具有沿圆周均布的多个凸起(例如，3个凸起，每两个在圆周上相隔120° );以及如图3A所示，加载片中部(例如，几何中心位置)可以具有适于内套筒端部的多个凸起插入的多个槽部(在本实施方式中槽部同样为3个，且相邻两个槽部在圆周上相隔 120。)。
[0039]在一个实施方式中，加载片上具有(例如，以多个槽部为中心对称的)多个开窗部。在图3A所示的实施方式中，示出了两个开窗部，对称设置在3个槽部两侧。在不同的实施方式中，开窗部的数量可以为多于两个，例如4个。在优选的实施方式中开窗部的形状可以为矩形窗。
[0040]在实施方式中，可以出于便于安装以及安装后的稳定性考虑，在内套筒远离所述加载片的一端(图3B中内套筒下部)的圆周端面具有沿圆周均布的多个凸起，在这种配置中，用于安装内套筒的安装底座位置可以具有与这些凸起对应设置的槽部。如图3C所示的外套筒下端接地，其上端为自由端。出于同样的考虑，外套筒接地端的圆周端面可以具有沿圆周均布的多个凸起以便于安装以及提高稳定性。外套筒的自由端可以为平整的圆周端面。
[0041]需要说明的是，虽然图3A中示出的加载片为矩形，但图3A中所示的形状仅出于说明目的，并不对加载片的形状进行限制，例如，加载片也可以是圆形片。
[0042]在优选的实施方式中，加载片的尺寸可以为28mmX28mm,厚度为0.5mm ;加载片上矩形窗的尺寸可以为17mmX3mm，两个矩形窗可以间隔Ilmm ;内套筒的内径可以为Φ4.4mm,外径可以为Φ5ι?πι,其总长度可以为14mm,其中上部凸起可以为Imm,下部凸起可以为2mm,每个凸起的弦长可以为2mm ;夕卜套筒的内径可以为Φ9.6mm,外径可以为Φ IOmm,其总长度可以为9mm，其下部凸起可以为2mm，每个凸起的弦长可以为3mm。
[0043]在实施方式中，内套筒、外套筒和加载片的材料可以都为铜。并且可以经过电镀处理以耐腐蚀。例如，可以在表面镀镍，以形成5-8 μ m的镀层。
[0044]根据本实用新型实施方式的车载天线中使用的部件能够实现多种功能(例如，GPS/BDS导航、3G/GPRS通信)集成度高，并且体积小巧。因此，各部件之间的位置可以根据车载天线的形状灵活设置，设置仅需考虑特定部件的设置要求即可。例如，对于GPS/BDS集成天线放大器5的设置，要求其水平设置，且上方5° -10°范围内无金属遮挡。在优选的实施方式中，可以将GPS/BDS集成天线放大器5通过支架(未示出)安装于安装底板2上，支架可以具有预先设置的角度，以抵消车顶的水平角度，使车载天线安装之后GPS/BDS集成天线放大器5保持水平。[0045]图4是根据本实用新型另一个实施方式的车载天线组成结构示意图。如图4所示，在一个实施方式中，根据本实用新型实施方式的车载天线，除包括如图1所示的部件之夕卜，外壳I上可以配置有第一连接部11，该第一连接部11可以与放大器电路模块4通过连接线7连接；以及无线电振子3 —端为自由端，另一端可以配置有与第一连接部11配合连接的第二连接部31。在优选的实施方式中，第一连接部11和所述第二连接部31可以为相配合的螺纹连接部件(例如，螺栓和螺孔)。在优选的实施方式中，无线电振子3表面可以设置有螺旋筋32。螺旋筋32不仅能够通过缠绕提高无线电振子3的结构强度，并且在车辆运行时，螺旋筋32可以起到导流作用，从而提高无线电振子3的整体强度。
[0046]在一个实施方式中，本实用新型提供的车载天线可以适于安装在车顶。为此，安装底板2底部可以配置有适于穿过车顶安装孔(未示出)的第一螺纹部21 ;以及根据本实用新型实施方式的车载天线还可以包括与第一螺纹部21可拆卸配合的第二螺纹部8，该第二螺纹部8的直径优选地应大于车顶安装孔以从车内固定所述车载天线。在安装天线时，将第一螺纹部21通过安装孔向车辆顶盖内侧突出，再将第二螺纹部8与第一螺纹部21的车内突出部分相配合。在实施方式中，第一螺纹部21可以是螺杆，第二螺纹部8可以为能够与该螺杆配合的组合螺母。组合螺母的结构可以包括与螺杆配合的下部螺母和上部用于与车顶连接的带爪垫圈。带爪垫圈可以当螺母旋紧时与车顶金属板连接。第一螺纹部21可以为中空结构，该中空结构可以贯穿第一螺纹部21和安装底板2，车载天线中的导线可以通过该中空结构引入车内。
[0047]在优选的实施方式中，根据本实用新型实施方式的车载天线还可以包括:设置在外壳I和车顶之间的胶垫9。胶垫9可以具有缓冲减震作用，保护车载天线内部组件，提高车载天线使用寿命。在另一个实施方式中，根据本实用新型实施方式的车载天线还可以包括:设置在安装底板2和车顶之间的防水胶圈10，防水胶圈10设置在第一螺纹部21周围，即安装孔的周围，从而提高防水性能。在不同的实施方式中，胶垫9和防水胶圈10的材料可以为橡胶或硅胶。
[0048]图5是根据本实用新型实施方式的车载天线外形示意图。如图5所示，根据本实用新型实施方式的车载天线在装配之后具有紧凑的体积和低风阻外形，适于车辆高速行驶以及长时间使用。
[0049]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0050]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0051]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种车载天线，其特征在于，该车载天线包括: 相配合的外壳和安装底板以及在该外壳外部设置的无线电振子， 该车载天线还包括设置在该安装底板上的放大器电路模块、卫星天线放大器以及无线通信振子，其中， 所述放大器电路模块，被配置成连接所述无线电振子，并将所述无线电振子接收的无线电信号输出至车内收音设备； 所述卫星天线放大器，被配置成将接收的卫星信号输出至车内卫星定位设备；以及所述无线通信振子，具有套筒加载结构，所述无线通信振子与车内无线通信设备连接，被配置成无线发射/接收无线通信信号。
2.根据权利要求1所述的车载天线，其特征在于，所述无线通信振子包括:内套筒、夕卜套筒以及加载片，其中 所述内套筒的一端连接所述加载片表面，所述内套筒的另一端固定于所述安装底板并连接车载无线通信设备；以及 所述外套筒固定于所述安装底板并与所述安装底板共地，该外套筒套于所述内套筒远离所述加载片的一端且不与所述内套筒接触。
3.根据权利要求2所述的车载天线，其特征在于，所述外套筒与所述内套筒同轴；以及所述内套筒的长度大于所述外套筒的长度。
4.根据权利要求2所述的车载天线，其特征在于，所述内套筒与所述加载片的连接端的圆周端面具有沿圆周均布的多个凸起；以及所述加载片中部具有适于所述多个凸起插入的多个槽部。
5.根据权利要求2所述的车载天线，其特征在于，所述加载片具有多个开窗部。
6.根据权利要求1所述的车载天线，其特征在于，所述外壳上配置有第一连接部，该第一连接部与所述放大器电路模块通过连接线连接；以及 所述无线电振子一端为自由端，另一端配置有与所述第一连接部配合连接的第二连接部。
7.根据权利要求6所述的车载天线，其特征在于，所述第一连接部和所述第二连接部为相配合的螺纹连接部件。
8.根据权利要求5或6所述的车载天线，其特征在于，所述无线电振子表面设置有螺旋筋。
9.根据权利要求1所述的车载天线，其特征在于，所述卫星天线放大器为全球定位系统/北斗系统(GPS/BDS)集成天线放大器。
10.根据权利要求1所述的车载天线，其特征在于，该车载天线适于安装在车顶；其中 所述安装底板底部配置有适于穿过车顶安装孔的第一螺纹部；以及 所述车载天线还包括与所述第一螺纹部可拆卸配合的第二螺纹部，该第二螺纹部的直径大于所述车顶安装孔以从车内固定所述车载天线； 该车载天线还包括: 设置在所述外壳和所述车顶之间的胶垫；以及 设置在所述安装底板和所述车顶之间的防水胶圈。
【文档编号】H01Q5/10GK203760666SQ201320890830
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】卜放 申请人:卜放