CN105896032A - 一种车载天线***及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载天线***及汽车，该***包括：中控单元和多个长期演进LTE模块，所述LTE模块包括一个LTE模组和至少一个天线模组，所述LTE模组与所述天线模组连接，所述中控单元与每个所述LTE模块连接。通过多个LTE模块和中控单元连接，实现车载天线的高速通信的功能，LTE模组与天线模组为一体化结构，可以将多个LTE模块进行灵活安装，避免多个LTE模组集中在中控单元而导致通信干扰的问题。

Description

一种车载天线***及汽车
技术领域
本发明实施例涉及通讯技术领域，尤其涉及一种车载天线***及汽车。
背景技术
随着社会的发展，人们的生活水平在不断的提高，人们对车辆的功能以及舒适性要求也在不断的提高，可以实现车内视频观看、高速网络体验等各种互联网相关功能，互联网智能汽车将是未来发展必然趋势。
车辆可以实现上述这些功能需要通过车载天线接收无线信号来实现，随着车辆功能的增加，需要的天线也越来越多，如广播、全球定位、移动电视，移动通讯等，现有技术中普遍采用单根天线的设计方案，由此可知，车辆无法同时接收到各类信号，无法实现车内视频观看、高速网络体验等各种互联网相关功能。
发明内容
本发明实施例提供一种车载天线***及汽车，用以实现车载天线的高速通信的功能，且便于安装，稳定性好。
本发明实施例提供的一种车载天线***，包括：
中控单元和多个LTE(Long Term Evolution，长期演进)模块；
所述LTE模块包括一个LTE模组和至少一个天线模组；
所述LTE模组与所述天线模组连接；
所述中控单元与每个所述LTE模块连接。
相应地，本发明实施例还提供了一种汽车，包括上述车载天线***。
本发明实施例提供的车载天线***，通过多个LTE模块和中控单元连接，实现车载天线的高速通信的功能，LTE模组与天线模组为一体化结构，可以将多个LTE模块进行灵活安装，避免多个LTE模组集中在中控单元而导致通信干扰的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中的一种车载天线***的结构示意图；
图2a至图2d为本发明实施例中的一种天线模组的结构示意图；
图3为本发明实施例中的一种LTE模块的结构示意图；
图4为本发明实施例中的一种LTE模块安装位置示意图；
图5为本发明实施例中的一种LTE模块安装位置示意图；
图6为本发明实施例中的一种车载天线***的结构示意图；
图7为本发明实施例中的一种车载天线***的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，传统的车载天线***的设计只是实现了FM(Frequency Modulation，调频)、GPS(Global Positioning System，全球定位***)、WiFi/BT(WIreless-Fidelity/Bluetooth，无线高保真/蓝牙)、CMMB(China MobileMultimedia Broadcasting，***多媒体广播)等基本功能，天线普遍采用鲨鱼鳍天线、螺旋天线、立柱天线等设计方案。随着技术的发展，用户希望通过车载中控台实现车载视频通话，观看高清视频等活动，而实现这些功能需要车辆能够提供高速网络传输。
基于上述描述，图1示出了一种车载天线***的示意结构，如图1所示，该车载天线***包括：
中控单元102和多个LTE模块101，该LTE模块101包括一个LTE模组1011和至少一个天线模组1012，其中，LTE模组1011与天线模组1012连接，该中控单元102与每个LTE模块101连接。
该LTE模块101中的LTE模组1011可以进行2G(第二代移动通信)、3G(第三代移动通信)、4G(***移动通信)的通信，该LTE模组1011可以通过其对应的天线模组1012接收和发射信号进行与外网的通信。
如图1所示，多个LTE模块101，每个LTE模块101对应一个LTE模组1011，该LTE模组1011与两个天线模组1012连接，该LTE模组1011也可以与一个天线模组1012连接，连接的天线模组1012的个数越多，LTE模组1011的通信性能越好。
在只有一个LTE模块101的场景下，该车载天线***的网络传输速度可以比2G模式和3G模式下的天线***的网络传输速度要快。在多个LTE模块101的场景下，由于多载波聚合，通过车载天线***中的多个LTE模块101可以为车辆提供高速网络传输，从而实现在车辆中进行车载视频通话、观看高清视频的活动。与现有技术相比，本发明实施例提高了网络传输速度。
该LTE模组1011可以设置在PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)上，将LTE模组1011集成到PCB上，天线模组1012的天线馈脚可以压接在该PCB上的天线馈点上，然后通过PCB上的走线与其对应的LTE模组1011进行电连接。
天线模组1012的制作工艺有多种，本发明实施例中的天线模组1012的制作工艺至少包括以下几种：
方案一
天线模组1012固定在PCB的天线支架上，通过天线支架支撑该天线模组1012，天线支架固定在PCB上，天线模组1012的天线馈脚可以压接在该PCB上的天线馈点上。
方案二
天线模组1012通过刻蚀FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)形成的。通过对使用具有天线图形的掩膜板遮掩的FPC进行曝光，然后对曝光后的FPC上的金属层进行刻蚀，制作成迷宫型的天线模组1012。FPC工艺制作的天线模组1012，结构空间小，便于安装，可以将该FPC通过背胶粘贴在结构壳体上，如LTE模块101的外壳上，可以是模块外壳非金属部分的外侧，也可以是外壳非金属部分的内侧，还可以是非金属中壳的面上，也可以将FPC粘贴在PCB上。这种天线模组1012，具有配线密度高，重量轻，易弯折等优点。
方案三
天线模组1012是通过LDS(Laser Direct Structuring，激光直接成型技术)镭雕在结构件的壳体上形成的。使用LDS工艺将金属粉镭雕至任意的结构件的壳体上，如LTE模块101的外壳上，可以是模块外壳非金属部分的外侧，也可以是外壳非金属部分的内侧，还可以是非金属中壳的面上。这种天线模组1012可以任意设计天线图形，镭雕在任意形状的结构件的壳体上，不受产品结构形态的限制，灵活性较大，不仅可以避免与LTE模块101内的金属干扰，还可以减小LTE模块101的体积。
相应地，本发明实施例还提供了几种天线模组1012的结构示意图，如图2a至图2d所示。图2a示出了一种天线模组1012的剖视图，天线模组1012的截面图，从图2a中可以看出，天线模组1012的图形结构，该天线模组1012的图形结构是印制在FPC上的。图2b示出了一种由FPC制作而成的天线模组1012，图中的黑点为天线馈脚。图2c和图2d分别示出了两种天线模组1012的天线图形，分别是圆环形结构和回形结构。在制作天线模组1012时，可以设计成这两种图形，在FPC上按照图形进行刻蚀得到天线模组1012，或者是使用金属粉通过LDS镭雕成这两种图形。天线模组1012的图形在实际应用时，可以自由设计。
上述三种制作天线模组1012的方案，仅是本发明实施例用以示例，不表示该天线模组1012的制作工艺仅限于上述方案，本发明实施例不对此做限制。
本发明实施例中的每个LTE模块101可以设计成在一个单独模块盒子，图3示出了一种LTE模块101成型的示意图。如图3所示，将天线模组1012使用LDS镭雕在该盒体的顶部，如天线图形303。而LTE模块101中的LTE模组1011通过USB线束可以与中控单元102进行互联通信，每个盒子包括盒体302，预留USB接口301，该USB接口可以兼容各种USB版本，本发明实施例使用的是USB3.0版本，LTE模块101与中控单元102通过USB3.0线束进行通信和供电。在该模块盒子中还包括LTE模组1011的主路天线和辅路天线，用于收发信号。天线可以设计成辐射角小于等于180°的定向天线，这样可以根据不同的安装位置的周边环境判定天线的实际设计辐射面位置。
每个盒子的外观可以根据实际应用进行设计，并不限于长方体。同时，也可以根据实际应用，将天线模组1012镭雕在该模块盒子的四个边上，将天线设计为定向天线，可以根据不同的安装位置的设计天线模组1012的辐射面。本发明实施例中，优选地，将天线模组1012的位置设置在模块盒子面对乘客的一面的区域，即将天线模组1012镭雕在该模块盒子的顶部，或是设置在模块盒子侧面四个面的位置。
为了更好的使得车载天线***进行高速通信，可以将多个LTE模块101安装在车辆的不同的位置，如图4所示LTE模块101安装位置，可以将LTE模块101安装在车辆的A柱、B柱、C柱、D柱内。然后通过USB总线分别连接到车辆中控台的中控单元102上，与中控单元102进行通信。
本发明实施例中LTE模块101还可以位于车辆的车顶外部、车辆的车门内侧、车辆前挡风玻璃底部的平台、车辆后挡风玻璃底部的平台、车辆后视镜中的位置之一或者任意组合。如果车辆需要的LTE模块101数量多，同一位置可以放置多个，使用的LTE模块101的数量越多，进行高速通信的质量越好。如图5所示，LTE模块101可以安装在图5中粗黑色线区域的车辆的车顶外部、车辆的车门内侧。
图1中包括N个LTE模块101，该N个LTE模块101都分别与中控单元102连接，与中控单元102连接的LTE模块101的数量越多，该车载天线***的性能越优，可以是实现高速通信，如10Gb/s，20Gb/s的高速通信功能。LTE模块101接收到的信号发送给该中控单元102进行处理。
本发明实施例中，该中控单元102是通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)总线与每个LTE模块101连接的。中控单元102和LTE模块101都设有USB接口，该USB总线分别连接中控单元102和LTE模块101的USB接口。
由于现有技术中的车辆的天线***都是单天线设计方案，如果需要接收到各类信号，就需要将多个天线同时安装在车辆上，这些天线需要安装在车辆的车顶外部，这就增加了车辆的不稳定性。而与现有技术相比，本发明实施例将LTE模组1011和天线模组1012集成在LTE模块中，该LTE模块101可以将设置在车辆的多个位置，无需只安装在车辆的车顶外部，从而提高了车辆的稳定性。
如图6所示，本发明实施例提供了一种中控单元102与LTE模块101的连接方式。每个LTE模块101通过USB总线与中控单元102中的USB接口相连接，一个LTE模块101对应一个USB接口。在中控单元102中，多个USB接口与USB集线器连接，每个USB集线器可以连接Y个USB接口，Y大于等于1，如可以4个USB接口连接一个USB集线器。该USB集线器有X个，X大于等于1，该X个USB集线器汇总到一个USB集线器上，通过这个总的USB集线器与中控单元102的CPU连接。
在本发明实施例中，进行组网需要时，可以使用更多的LTE模块101进行组合，将多个LTE模块101分散到车辆的各个位置，降低了车载天线***的组装难度，便于随意组合。在需要时，只需将设计的LTE模块101盒子与中控台中的中控单元102进行连接即可。同时使用USB总线与中控单元102进行通信，与传统设计相比，能够有效降低由同轴线引入的射频功率损耗，提高射频性能，且能够降低LTE模块101和中控单元102之间线束长度的约束，使得LTE模块101安装位置选择更灵活。
相应地，本发明实施例还提供了一种车载天线***，如图7所示的结构，该车载天线***包括：中控单元702和多个LTE模块701，该LTE模块701包括一个LTE模组7011和至少一个天线模组7012，其中，LTE模组7011与天线模组7012连接，该中控单元702与每个LTE模块701连接。
该中控单元702的PCB上设置了CPU(Central Processing Unit，中央处理器)7021，FM模块7022、GPS模块7023、WiFi/BT模块7024、CMMB模块7025，该车载天线***还包括与FM模块7022、GPS模块7023、WiFi/BT模块7024、CMMB模块7025对应的FM天线、GPS天线、WiFi/BT天线和CMMB天线。该FM天线、GPS天线、WiFi/BT天线和CMMB天线依次通过同轴线通过端子与中控单元702连接。
该中控单元702是通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)总线与每个LTE模块701连接的。中控单元702和LTE模块701都设有USB接口，该USB总线分别连接中控单元702和LTE模块701的USB接口。基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种汽车，该汽车包括上述车载天线***，具体结构以在上述实施例中描述，不再赘述。
本发明实施例通过多个LTE模块和中控单元连接，实现车载天线的高速通信的功能，LTE模组与天线模组为一体化结构，可以将多个LTE模块进行灵活安装，避免多个LTE模组集中在中控单元而导致通信干扰的问题。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种车载天线***，其特征在于，包括：中控单元和多个长期演进LTE模块；
所述LTE模块包括一个LTE模组和至少一个天线模组；
所述LTE模组与所述天线模组连接；
所述中控单元与每个所述LTE模块连接。
2.根据权利要求1所述的车载天线***，其特征在于，所述LTE模组设置在印刷电路板PCB上；
所述天线模组的天线馈脚压接在所述PCB上的天线馈点焊盘上。
3.根据权利要求2所述的车载天线***，其特征在于，所述天线模组固定在所述PCB的天线支架上。
4.根据权利要求2所述的车载天线***，其特征在于，所述天线模组是通过刻蚀柔性电路板形成的，所述天线模组粘贴在所述LTE模块的外壳上。
5.根据权利要求2所述的车载天线***，其特征在于，所述天线模组是通过激光直接成型工艺LDS镭雕在所述LTE模块的外壳上形成的。
6.根据权利要求1所述的车载天线***，其特征在于，所述中控单元通过USB总线与每个所述LTE模块连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的车载天线***，其特征在于，所述中控单元位于车辆的中控台中，所述LTE模块位于所述车辆的中控台之外。
8.根据权利要求7所述的车载天线***，其特征在于，所述LTE模块位于下述位置之一或任意组合：
车辆的A柱、车辆的B柱、车辆的C柱、车辆的D柱。
9.根据权利要求7所述的车载天线***，其特征在于，所述LTE模块位于下述位置之一或任意组合：
车辆的车顶外部、车辆的车门内侧、车辆前挡风玻璃底部的平台、车辆后挡风玻璃底部的平台、车辆后视镜。
10.一种汽车，其特征在于，包括根据权利要求1至9任一项所述的车载天线***。
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