CN109473779A - 一种车载lte天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载LTE天线，属于天线领域，车载LTE天线包括PCB基板、连接于接地点的第一辐射体以及连接于馈电点的第二辐射体，所述第一辐射体和所述第二辐射体相连接地印刷在所述PCB基板的第一面上，所述第一辐射体的工作频段低于所述第二辐射体的工作频段。本发明实施例提供的车载LTE天线不但体积较小，而且也能实现辐射多频段的效果，同时也能够有效展宽天线两个高频的带宽，有效地改善天线接收性能。
Description
技术领域
本发明涉及天线领域，特别涉及一种车载LTE天线。
背景技术
目前，车载通信天线普遍采用鞭状天线来设计，鞭状天线是一种可弯曲的垂直杆状天线，这种天线振子都比较长，其长度一般为1/4或1/2波长，突兀地安装在车体表面，既影响美观，又容易损坏。
随着4GLTE通信技术的深入发展，整个通信***对天线的频段和带宽要求越来越高，而普通的鞭状天线明显不适合多频段天线的要求。目前市场上采用的改进型的鞭状天线虽然可以实现多频段效果，但是存在体积较大、天线接收性能也不理想的问题。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种车载LTE天线，以解决现有技术中LTE天线采用鞭状天线形式存在的体积较大、天线接收性能也不理想的技术问题。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一方面，提供了一种车载LTE天线，包括PCB基板、连接于接地点的第一辐射体以及连接于馈电点的第二辐射体，所述第一辐射体和所述第二辐射体相连接地印刷在所述PCB基板的第一面上，所述第一辐射体的工作频段低于所述第二辐射体的工作频段。
进一步地，所述PCB基板具有左边部和右边部、连接于所述左边部和所述右边部之间的上边部及下边部，所述馈电点和所述接地点设置在所述下边部上；
所述第一辐射体围绕所述下边部、所述右边部及所述上边部的边缘分布，所述第二辐射体从所述左边部的边缘向着所述右边部的边缘方向延伸以连接至所述第一辐射体。
进一步地，所述第一辐射体包括依次连接的第一辐射分支、第二辐射分支和第三辐射分支，所述第一辐射分支、所述第二辐射分支和所述第三辐射分支分别对应分布在所述下边部、所述右边部及所述上边部的边缘上；
所述第一辐射分支的宽度大于第二辐射分支的宽度，且所述第一辐射分支的宽度小于所述第三辐射分支的宽度。
进一步地，所述第二辐射体包括相互连接的辐射主体和延伸部，所述延伸部连接至所述第一辐射体；
其中，所述辐射主体为由一矩形状金属体切去其上的三个矩形角而形成的多边形状，所述矩形状金属体的面积大于所述PCB基板的面积的一半。
进一步地，所述三个矩形角分别位于所述矩形状金属体的左上区域、左下区域及右下区域。
进一步地，所述PCB基板呈直角梯形结构。
进一步地，还包括印刷在所述PCB基板的第二面上的寄生体，所述第二面与所述第一面相对，所述寄生体电性连接于所述接地点。
进一步地，所述寄生体呈矩形且纵向设置在所述第二面的边缘区域。
进一步地，还包括天线罩、天线底座、固设于所述天线底座内的有源电路板，所述PCB基板垂直固定在所述有源电路板上，所述馈电点与所述有源电路板的信号输入端电性连接，所述接地点与所述有源电路板的接地端电性连接。
进一步地，所述天线罩具有鲨鱼鳍结构。
本发明实施例提供的车载LTE天线，通过将第一辐射体和第二辐射体相连接地印刷在PCB基板的第一面上，即采用单面辐射的方式，并通过分别将第一辐射体连接于接地点、第二辐射体连接于馈电点，由此不但天线体积较小，而且由于第一辐射体与第二辐射体以缝隙加载的方式产生900MHz和1800MHz两个频段，能够实现辐射多频段的效果，同时也能有效展宽天线两个高频的带宽，有效地改善天线接收性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的车载LTE天线的前视图；
图2是本发明实施例提供的车载LTE天线的后视图；
图3是本发明实施例提供的车载LTE天线的剖视图；
图4是本发明实施例提供的车载LTE天线在LTE频段上的回波损耗(Return Loss)测试图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例提供的车载LTE天线可以作为车载天线以用于接收移动通信信号。
参见图1所示，车载LTE天线包括PCB基板10、连接于接地点20的第一辐射体30以及连接于馈电点40的第二辐射体50，第一辐射体30和第二辐射体50相连接地印刷在PCB基板10的第一面上，第一辐射体30的工作频段低于第二辐射体50的工作频段。
具体地，PCB基板10具有相对的TOP面和Bottom面，TOP面为第一面，Bottom面为第二面，接地点20、第一辐射体30、馈电点40和第二辐射体50均设于PCB基板10的TOP面上，其中，接地点20和馈电点40分别设置在TOP面的底部两端上，第一辐射体30的工作频段为698MHz-960MHz，第二辐射体50的工作频段为1427.9MHz-2690MHz。
本发明实施例提供的车载LTE天线，通过将第一辐射体和第二辐射体相连接地印刷在PCB基板的第一面上，即采用单面辐射的方式，并通过分别将第一辐射体连接于接地点、第二辐射体连接于馈电点，由此不但天线体积较小，而且由于第一辐射体与第二辐射体以缝隙加载的方式产生900MHz和1800MHz两个频段，能够实现辐射多频段的效果，同时也能有效展宽天线两个高频的带宽，有效地改善天线接收性能。
继续参见图1所示，PCB基板10具有左边部和右边部、连接于左边部和右边部之间的上边部及下边部，其中，馈电点40和接地点20设置在下边部上；第一辐射体30围绕下边部、右边部及上边部的边缘分布，第二辐射体50从左边部的边缘向着右边部的边缘方向延伸以连接至第一辐射体30。
继续参见图1所示，第一辐射体30包括依次连接的第一辐射分支31、第二辐射分支32和第三辐射分支33，第一辐射分支31、第二辐射分支32和第三辐射分支33分别对应分布在下边部、右边部及上边部的边缘上；其中，第一辐射分支31的宽度大于第二辐射分支32的宽度，且第一辐射分支31的宽度小于第三辐射分支33的宽度。
在具体实施时，第一辐射分支31的宽度取值范围可以为1.4mm至1.6mm，第二辐射分支32的宽度取值范围可以为0.3mm至0.5mm，第三辐射分支33的宽度取值范围可以为3.8mm至4.0mm。
继续参见图1所示，第二辐射体50包括相互连接的辐射主体51和延伸部52，延伸部52连接至第一辐射体30；其中，辐射主体51为由一矩形状金属体切去其上的三个矩形角而形成的多边形状，矩形状金属体的面积大于PCB基板10的面积的一半；延伸部52为一矩形结构。
优选地，矩形状金属体的材质为铜箔，通过采用铜箔材质在PCB基板上的印刷天线，使得车载LTE天线制作成本较低且具有较好的导电特性。
在具体实施时，矩形状金属体的宽度取值范围为22.8mm至23.0mm，矩形状金属体的长度取值范围为38.2mm至38.4.0mm。延伸部52的横向宽度为3.4mm至3.6mm。
继续参见图1所示，三个矩形角分别位于矩形状金属体的左上区域、左下区域及右下区域。为便于描述，三个矩形角分别为左上角、左下角、右下角，其中，左下角是从矩形状金属体的左下区域中挖切出的矩形角，且左下区域中挖切掉左下角后的剩余部分连接至馈电点。此外，在三个矩形角中，左上角的面积最大，右下角的面积最小。
继续参见图1所示，PCB基板10呈直角梯形结构。具体来说，PCB基板10的左边部、右边部、下边部、上边部分别作为直角梯形结构的顶、底、高和斜边。在具体实施时，可以将PCB基板的尺寸设计成：左边部与下边部长度与右边部之间的比值接近于4:3:6，材料为FR-4，相对介电常数εr为4.3，厚度为1.6mm。由此通过将PCB基板设计成直角梯形结构，可以更好地与鲨鱼鳍式天线罩的顶部形状相适配，从而能够更有效地利用鲨鱼鳍式天线罩内部有限的空间。
参见图2所示，车载LTE天线还包括印刷在PCB基板10的第二面上的寄生体60，第二面与第一面相对，寄生体60电性连接于接地点20。
其中，寄生体60呈矩形且纵向设置在第二面的边缘区域。在具体实施时，寄生体60的横向宽度取值为3.4mm至3.6mm，纵向长度取值范围为8.1mm至8.5mm。
参见图3所示，车载LTE天线还包括天线罩70、天线底座80、固设于天线底座80内的有源电路板90，PCB基板10垂直固定在有源电路板90上，馈电点40与有源电路板90的信号输入端电性连接，接地点20与有源电路板90的接地端电性连接。其中，天线罩70具有鲨鱼鳍结构。
其中，有源电路板90平行地固定在天线底座80上，其中，有源电路板90上设有放大电路，PCB基板10的底部边缘设有用于焊接于有源电路板90的左焊接端、中焊接端、右焊接端，其中，馈电点40设在左焊接端上，左焊接端电性连接至有源电路板90的信号输入端，第一辐射体30的第一辐射分支的一端设置在中焊接端上，其另一端与接地点20相连接地设置在右焊接端上，有源电路板90的信号输入端将车载LTE天线接收到的射频信号传输至放大电路进行信号放大，然后通过线缆传输至汽车主机。
其中，天线罩70与天线底座80之间还设有垫圈，垫圈的材料为硬度为65±5的热塑性弹性体的苯乙烯类塑料，厚度为3.5mm，适用于顶盖钣金曲率半径范围为5200mm-11500mm。
其中，天线底座80上设有禁锢装置81。通过固定螺钉将禁锢装置撑开，以使天线底座与汽车的车顶钣金能够良好地接触，安装力矩为6NmAD18。
此外，上述的鲨鱼鳍式天线罩内还可以安装其他天线，如AM/FM天线、卫星导航天线等，例如图3所示，AM/FM天线设置在车载LTE天线的右侧，卫星导航天线设置在车载LTE天线的左侧，且各种天线之间具有一点的距离要求，以确保耦合度满足技术要求。通过将具有不同功能的天线集成在鲨鱼鳍式天线罩内，实现了天线多功能、小型化以及美观化。
结合图4来说明本发明提供的车载LTE天线在LTE频段上的天线性能。在图4中，横坐标为频率(MHz)，纵坐标为回波损耗(dB)，在698MHz-960MHz频段以及1427.9MHz-2690MHz频段内天线的回波损耗基本上都小于-10dB。由图4可以看出，本发明提供的车载LTE天线能够在LTE频段上具有较宽的带宽，且具有较好的匹配。
综上表明本发明实施例提供的车载LTE天线，天线体积较小，能够在有限空间内，实现辐射多频段的效果，同时也可有效展宽天线两个高频的带宽，有效地改善天线接收性能。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种车载LTE天线，其特征在于，包括PCB基板、连接于接地点的第一辐射体以及连接于馈电点的第二辐射体，所述第一辐射体和所述第二辐射体相连接地印刷在所述PCB基板的第一面上，所述第一辐射体的工作频段低于所述第二辐射体的工作频段。
2.根据权利要求1所述的车载LTE天线，其特征在于，所述PCB基板具有左边部和右边部、连接于所述左边部和所述右边部之间的上边部及下边部，所述馈电点和所述接地点设置在所述下边部上；
所述第一辐射体围绕所述下边部、所述右边部及所述上边部的边缘分布，所述第二辐射体从所述左边部的边缘向着所述右边部的边缘方向延伸以连接至所述第一辐射体。
3.根据权利要求2所述的车载LTE天线，其特征在于，所述第一辐射体包括依次连接的第一辐射分支、第二辐射分支和第三辐射分支，所述第一辐射分支、所述第二辐射分支和所述第三辐射分支分别对应分布在所述下边部、所述右边部及所述上边部的边缘上；
所述第一辐射分支的宽度大于第二辐射分支的宽度，且所述第一辐射分支的宽度小于所述第三辐射分支的宽度。
4.根据权利要求2所述的车载LTE天线，其特征在于，所述第二辐射体包括相互连接的辐射主体和延伸部，所述延伸部连接至所述第一辐射体；
其中，所述辐射主体为由一矩形状金属体切去其上的三个矩形角而形成的多边形状，所述矩形状金属体的面积大于所述PCB基板的面积的一半。
5.根据权利要求4所述的车载LTE天线，其特征在于，所述三个矩形角分别位于所述矩形状金属体的左上区域、左下区域及右下区域。
6.根据权利要求1至5任一项所述的车载LTE天线，其特征在于，所述PCB基板呈直角梯形结构。
7.根据权利要求6所述的车载LTE天线，其特征在于，还包括印刷在所述PCB基板的第二面上的寄生体，所述第二面与所述第一面相对，所述寄生体电性连接于所述接地点。
8.根据权利要求7所述的车载LTE天线，其特征在于，所述寄生体呈矩形且纵向设置在所述第二面的边缘区域。
9.根据权利要求6所述的车载LTE天线，其特征在于，还包括天线罩、天线底座、固设于所述天线底座内的有源电路板，所述PCB基板垂直固定在所述有源电路板上，所述馈电点与所述有源电路板的信号输入端电性连接，所述接地点与所述有源电路板的接地端电性连接。
10.根据权利要求9所述的车载LTE天线，其特征在于，所述天线罩具有鲨鱼鳍结构。
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