CN104638364A - 车辆用鲨鱼鳍天线 - Google Patents

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Abstract

本发明的特征在于，包括：主接地，其形成于印刷电路板；第一LTE天线接地，其与主接地连接，使第一LTE天线的信号接地；第二LTE天线接地，其连接于主接地，使第二LTE天线的信号接地；且第一LTE天线接地与第二LTE天线接地在印刷电路板上分别左右非对称地形成。

Description

车辆用鲨鱼鳍天线
技术领域
本发明涉及车辆用鲨鱼鳍天线，更详细而言，涉及一种确保LTE(LongTerm Evolution，长期演进)天线间的隔离特性，使LTE天线间的干扰实现最小化的车辆用鲨鱼鳍天线。
背景技术
一般而言，车辆用天线具备GPS(Global Positioning System，环球定位***)天线、DMB(Digital Multimedia Broadcasting，数字多媒体广播)天线等。
GPS天线和XM贴片天线是向车辆上端部辐射的结构，TMU(Telematics Management Unit，通信管理单元)、HSDPA(High-SpeedDownlink Packet Access，高速下行分组接入)、DMB天线作为向车辆的前后左右辐射信号的天线，各天线间信号干扰不大。
最近，在车辆用天线中添加LTE(Long Term Evolution，长期演进)规格并确保天线间的隔离特性，这正在成为极为重要的因素。
因此，正在使用MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入多输出)天线设计技法进行设计。这种MIMO天线设计技法，提出了***隔离元件的方法、应用分集技法的方法及利用去耦网络的方法。
但是，***隔离元件的方法在天线中需要追加空间，因而难以应用于鲨鱼鳍天线，应用分集技法的方法则难以有目的地变更天线的位置、方向、偏颇等，利用去耦网络的方法为只能在特定的单一频带中应用的技术，就LTE而言，要求设计成多频带，因而存在不适合作为以往的MIMO天线隔离特性技术的问题。最近，虽然有应用新物质来确保隔离特性的方法，但在价格与量产性方面存在难以应用的问题。
本发明的背景技术公开于大韩民国专利公开编号10-2010-0104739号(2010.09.29)的“安装于车辆的遮阳带天线”。
发明内容
(要解决的技术课题)
本发明正是为了改善如上问题而研发的，本发明的目的是提供一种确保LTE天线间的隔离特性并使LTE天线间的干扰减小的车辆用鲨鱼鳍天线。
本发明的另一目的是提供一种确保LTE天线间的隔离特性并使LTE数据通信速度提高的车辆用鲨鱼鳍天线。
(解决的解决手段)
本发明一个方面的车辆用鲨鱼鳍天线的特征在于，包括：主接地，其形成于印刷电路板；第一LTE天线接地，其与所述主接地连接，使第一LTE天线的信号接地；第二LTE天线接地，其连接于所述主接地，使第二LTE天线的信号接地；且所述第一LTE天线接地与所述第二LTE天线接地在所述印刷电路板上分别左右非对称地形成。
在本发明中，其特征在于，所述第一LTE天线的信号端口与所述第二LTE天线的信号端口分别沿左右对角线方向配置。
在本发明中，其特征在于，所述第一LTE天线接地与所述主接地一体形成。
在本发明中，其特征在于，所述第二LTE天线接地与所述主接地物理隔离地形成。
在本发明中，其特征在于，所述第二LTE天线接地包括在所述印刷电路板的顶部形成的顶部接地及在所述印刷电路板的底部形成的底部接地，且所述顶部接地和所述底部接地通过导通孔连接。
在本发明中，其特征在于，还包括电流通路部，其电气连接所述第二LTE天线接地与所述主接地。
在本发明中，其特征在于，所述电流通路部包括：顶部电流通路部，其电气连接所述顶部接地与所述主接地；及底部电流通路部，其电气连接所述底部接地与所述主接地。
在本发明中，其特征在于，所述电流通路部按工作频率波长的四分之一长度形成。
在本发明中，其特征在于，所述第一LTE天线与所述第二LTE天线以互不相同形态形成。
在本发明中，其特征在于，所述第一LTE天线与所述第二LTE天线以互不相同面积形成。
(发明效果)
本发明确保LTE天线间的隔离特性，使LTE天线间的干扰减小，使LTE数据通信速度提高。
附图说明
图1是本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线的构成图。
图2显示本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线的顶部接地结构的图。
图3是显示本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线的底部接地结构的图。
图4是显示本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线的第二LTE的接地电流强度的图。
图5是显示本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线的第一LTE的接地电流强度的图。
图6是显示以往的车辆用鲨鱼鳍天线的隔离特性的图。
图7是显示本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线的隔离特性的图。
符号说明
10:外壳                    20:印刷电路板
21:主接地(main ground)     30:GPS天线
40:DMB天线                 50:第二LTE天线
60:第一LTE天线             70:支撑部
90:第一LTE天线信号端口     81:第一LTE天线接地
90:第二LTE天线信号端口     91:顶部接地(top ground)
92:底部接地(bottom ground) 93:顶部电流通路部
94:底部电流通路部
具体实施方式
下面参照附图，详细说明本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线。在此过程中，出于说明的明了性和便利原因，附图中图示的线的厚度或构成要素的大小等会夸张地图示。另外，后述的术语作为考虑在本发明中的功能而定义的术语，其可能因使用者、运用者的意图或惯例而异。因此，对这种术语的定义应以本说明书通篇的内容为基础而作出。
图1是本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线的构成图，图2显示本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线的顶部接地结构的图，图3是显示本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线的底部接地结构的图，图4是显示本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线的第二LTE的接地电流强度的图，图5是显示本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线的第一LTE的接地电流强度的图，图6是显示以往的车辆用鲨鱼鳍天线的隔离特性的图，图7是显示本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线的隔离特性的图。
如图1所示，本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线包括GPS(GlobalPositioning System，环球定位***)天线(30)、DMB(Digital MultimediaBroadcasting，数字多媒体广播)天线(40)、第二LTE(Long Term Evolution，长期演进)天线(50)及第一LTE天线(60)。
GPS天线(30)作为陶瓷贴片天线，安装于前端部，接收GPS信号，DMB天线(40)安装于后端部，接收DMB信号。
DMB天线(40)与形成于印刷电路板(20)的主接地(21)连接。这种DMB天线(40)在印刷电路板(20)上以迷宫结构形成，能够确保电气长度，在印刷电路板(20)的上端面，电气连接有盖(Cap)结构的金属板，接收性能得到改善。DMB天线(40)为了向车辆前后左右等方向辐射信号而以单极型形成。
其中，GPS天线(30)与DMB天线(40)作为单向接收天线工作，在其下端部的印刷电路板(20)上形成有LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)，对接收的信号进行放大。
相反，第一LTE天线(60)与第二LTE天线(50)为了向车辆的前后左右等方向辐射信号而以单极型天线形成，执行双向通信，以未应用LNA的无源(Passive)形态工作。因此，在第一LTE天线(60)与第二LTE天线(50)的下端部的印刷电路板(20)上，不同于GPS天线(30)和DMB天线(40)，不形成LNA。结果，第一LTE天线(60)与第二LTE天线(50)下端部的印刷电路板(20)为了提高第一LTE天线(60)和第二LTE天线(50)的性能，可以形成多样的结构。
与第一LTE天线(60)连接的第一LTE天线信号端口(80)和与第二LTE天线(50)连接的第二LTE天线信号端口(90)独立地形成，第一LTE天线(60)和第二LTE天线(50)的信号分别通过第一LTE天线信号端口(80)和第二LTE天线信号端口(90)输入。
其中，第一LTE天线(60)和第二LTE天线(50)安装于以塑料等合成物质形成的支撑部(70)，该支撑部(70)在空间上支撑第一LTE天线(60)和第二LTE天线(50)，使得第一LTE天线(60)和第二LTE天线(50)能够高效工作，第一LTE天线(60)和第二LTE天线(50)沿着所述支撑部(70)的结构而倾斜地安装。
另一方面，第一LTE天线信号端口(80)和第二LTE天线信号端口(90)左右非对称地沿着左右对角线方向配置。
特别是第一LTE天线信号端口(80)和第二LTE天线信号端口(90)，如图2所示，在非对称地沿着左右对角线方向配置的同时，在外壳(10)内部尽可能远地隔开，从而能够改善天线隔离特性。
进一步而言，第一LTE天线(60)和第二LTE天线(50)各自的接地相互分离。
如图2和图3所示，与第一LTE天线(60)连接的第一LTE天线接地(81)与在印刷电路板(20)上形成的主接地(21)一体形成。
相反，与第二LTE天线(50)连接的第二LTE天线接地(91,92)与在印刷电路板(20)上形成的主接地(21)物理隔离地独立形成。
这种第二LTE天线接地(91,92)包括在印刷电路板(20)的顶部形成的顶部接地(91)及在印刷电路板(20)的底部形成的底部接地(92)，且顶部接地(91)与底部接地(92)通过导通孔(图中未示出)而电气连接。
如图2和图3所示，顶部接地(91)和底部接地(92)在印刷电路板(20)的顶部和底部上分别限定地形成，在其大小较小的情况下，第二LTE天线(50)的电场形成得较小。
通常而言，如果天线的电场形成得较小，则流入其接地的电流流动变小，随着电场形成变小，天线的性能下降，天线的增益(gain)不足。因此，第二LTE天线接地(91,92)通过电流通路部(93,94)与主接地(21)电气连接，通过该电流通路部(93,94)改善隔离特性。
电流通路部(93,94)包括电气连接顶部接地(91)与主接地(21)的顶部电流通路部(93)及电气连接底部接地(92)与主接地(21)的底部电流通路部(94)。
电流通路部(93,94)使顶部接地(91)和底部接地(92)分别与主接地(21)连接，使在顶部接地(91)和底部接地(92)中形成的接地电流导通到主接地(21)。
此时，电流通路部(93,94)在第二LTE天线接地(91,92)与主接地(21)之间长度形成得使得第一LTE天线(60)的电流强度与第二LTE天线(50)的电流强度可以相反。例如，电流通路部(93,94)的长度可以采用工作频率的四分之一波长，此时，可以获得信号阻止特性和使电流流动变慢的效果。
如上所述，使得第一LTE天线接地(81)的电流强度和第二LTE天线接地(91,92)的电流强度可以相反，其长度为与四分之一波长长度相应的差异时，电流流动的大小相反，可以使第一LTE天线(60)与第二LTE天线(50)的电流干扰实现最小化，获得隔离特性的效果。
结果，第二LTE天线接地(91,92)可以利用主接地(21)，防止性能下降，电场集中于顶部接地(91)与底部接地(92)，可以使第二LTE天线(50)的峰值增益(Peak gain)进一步提高。
在图4和图5中，以图式方式表现了第一LTE天线(60)和第二LTE天线(50)的电流流动，图4所示第一LTE天线(60)的电流流动与图5所示第二LTE天线(50)间的电流流动，其强度相互相反，因此，使得第一LTE天线(60)与第二LTE天线(50)的电流间的干扰非常小。
作为参考，通过图4与图5所示箭头，显示出第一LTE天线(60)与第二LTE天线(50)电流流动时的强度。
如上所述，使第一LTE天线(60)与第二LTE天线(50)的电流干扰实现最小化，从而改善天线隔离特性。如此使第一LTE天线(60)与第二LTE天线(50)的电流干扰实现最小化，是通过第二LTE天线接地(91,92)区域的电流通路而形成，例如，电流通路部(43,44)的长度以四分之一波长的长度形成，因而当850MHz的波长长度为约37Cm时，电流通路部(93,94)可以按约8.75Cm的长度形成。
即，相互相异地形成第一LTE天线(60)与第二LTE天线(50)的形状与大小，从而，从第二LTE天线(50)输入的信号的传送速度变慢，借助于变慢的传送速度的差异，可以获得相位延迟效果，使得当第一LTE天线(60)的电流流动最大时，第二LTE天线(50)的电流流动达到最小，当第一LTE天线(60)的电流流动最小时，第二LTE天线(60)的电流流动达到最大。
如图6和图7所示，当利用以往的接地方式时，在接地形成的电流流动相同，因而可知2个LTE天线间的隔离特性相对较低。在800MHz频带下，隔离约为-8dB，无法满足2个LTE天线正常工作所需的基准-10dB。另外，由于利用相同的接地，因而可知天线的匹配性能也恶劣。
相反，在本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线中，可以确认第一LTE天线(60)与第二LTE天线(50)间的匹配性能良好，阻抗匹配性能优秀，第一LTE天线(60)与第二LTE天线(50)间的隔离特性也为-14dB左右，可知隔离特性比以往得到提高。
即，本发明一个实施例的车辆用鲨鱼鳍天线差等地应用第一LTE天线接地(81)与第二LTE天线接地(91,92)，互不相同的应用差等地应用的第一LTE天线接地(81)与第二LTE天线接地(91,92)的电流通路，不同地形成两天线间的电流流动速度，从而能够使第一LTE天线(60)与第二LTE天线(50)间的电流干扰实现最小化，获得改善隔离特性的效果。
本发明以附图所示实施例为参考进行了说明，但这只不过是示例性的而已，只要是相应技术所属领域的技术人员便会理解，可以由此导出多种变形及均等的其它实施例。因此，本发明的真正技术保护范围应由以下权利要求书确定。

Claims (10)

1.一种车辆用鲨鱼鳍天线，其特征在于，包括：
主接地，其形成于印刷电路板；
第一LTE天线接地，其与所述主接地连接，使第一LTE天线的信号接地；
第二LTE天线接地，其连接于所述主接地，使第二LTE天线的信号接地；且
所述第一LTE天线接地与所述第二LTE天线接地在所述印刷电路板上分别左右非对称地形成。
2.根据权利要求1所述的车辆用鲨鱼鳍天线，其特征在于，
所述第一LTE天线的信号端口与所述第二LTE天线的信号端口分别沿左右对角线方向配置。
3.根据权利要求1所述的车辆用鲨鱼鳍天线，其特征在于，
所述第一LTE天线接地与所述主接地一体形成。
4.根据权利要求1所述的车辆用鲨鱼鳍天线，其特征在于，
所述第二LTE天线接地与所述主接地物理隔离地形成。
5.根据权利要求4所述的车辆用鲨鱼鳍天线，其特征在于，
所述第二LTE天线接地包括在所述印刷电路板的顶部形成的顶部接地及在所述印刷电路板的底部形成的底部接地，且所述顶部接地和所述底部接地通过导通孔连接。
6.根据权利要求5所述的车辆用鲨鱼鳍天线，其特征在于，
还包括电流通路部，其电气连接所述第二LTE天线接地与所述主接地。
7.根据权利要求6所述的车辆用鲨鱼鳍天线，其特征在于，
所述电流通路部包括：顶部电流通路部，其电气连接所述顶部接地与所述主接地；及底部电流通路部，其电气连接所述底部接地与所述主接地。
8.根据权利要求6所述的车辆用鲨鱼鳍天线，其特征在于，
所述电流通路部按工作频率波长的四分之一长度形成。
9.根据权利要求1所述的车辆用鲨鱼鳍天线，其特征在于，
所述第一LTE天线与所述第二LTE天线以互不相同形态形成。
10.根据权利要求1所述的车辆用鲨鱼鳍天线，其特征在于，
所述第一LTE天线与所述第二LTE天线以互不相同面积形成。
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