CN114171915A - 一种车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆。所述车辆包括车辆外壳，所述车辆外壳包括至少部分金属壳体，所述金属壳体形成有V2X天线，所述车辆还包括V2X设备，所述V2X设备与所述V2X天线电连接。本发明实施例能够解决同轴电缆线过长衰减的问题和车内信号遮挡的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及车辆技术，尤其涉及一种车辆。
背景技术
V2X(Vehicle to Everything)技术，也即车联网技术，指车能够跟所有设备进行通信，例如可以是车对车(V2V)、车对人(V2P)、车对设施(V2I)或者车对网络(V2N)等；V2X技术还可以通过整合全球定位***(GPS)导航技术、车无线通信及远程感应等技术实现手动驾驶和自动驾驶的兼容，在现代汽车领域具有重要的应用。
V2X中V2X天线用于收发信号，在车联网技术中具有重要的作用，然而大多数车厂都是将V2X天线部署在车顶，用于广播和接收V2X信号，这样就会带来一个问题：不仅需要在车顶钻洞还需要用很长的同轴cable(电缆)线连接天线和V2X设备，同轴cable线本身也有衰减，如果路径又比较长的话，比如大于3m就会造成衰减较大通信距离大大缩短，不利于V2X的客户体验。如果将V2X天线安装在车内，因射频工作频率在5.9G左右，所以波长相对较短穿透率弱，而车厢又是金属制成衰减信号严重，造成前后车通讯不畅。
发明内容
本发明提供一种车辆，以解决同轴电缆线过长衰减的问题和车内信号遮挡的问题。
本发明实施例提供了一种车辆，所述车辆包括车辆外壳，所述车辆外壳包括至少部分金属壳体，所述金属壳体形成有V2X天线，所述车辆还包括V2X设备，所述V2X设备与所述V2X天线电连接。
可选地，所述V2X天线为倒F型天线，所述金属壳体包括所述倒F型天线和主体金属，所述倒F型天线包括天线辐射体、短路棒和天线馈点，其中，所述天线辐射体通过所述短路棒与所述主体金属连接；所述V2X设备与所述短路棒及所述天线馈点电连接。
可选地，沿垂直于所述天线辐射体延伸方向的方向，所述天线辐射体与所述主体金属之间的距离大于1.4毫米；
沿所述天线辐射体的延伸方向，所述天线辐射体与所述主体金属之间的距离大于3毫米。
可选地，所述天线辐射体的厚度小于1.5毫米。
可选地，所述天线辐射体与所述主体金属之间填充有衬底材料，所述衬底材料的介电常数小于2.55。
可选地，所述衬底材料为ABS塑料。
可选地，所述车辆还包括口径调谐电路，所述口径调谐电路与所述天线辐射体及所述主体金属电连接，所述口径调谐电路用于调节所述倒F型天线的谐振频率和回波损耗。
可选地，所述口径调谐电路包括：分压电容、调谐电容和调谐电感；
所述分压电容的第一端与所述天线辐射体电连接，所述分压电容的第二端与所述调谐电容的第一端电连接；所述调谐电容的第二端与所述主体金属电连接；所述调谐电感的第一端与所述分压电容的第二端电连接，所述调谐电感的第二端与所述主体金属电连接；
所述分压电容、所述调谐电容和所述调谐电感中的至少一个的参数可调。
可选地，所述天线辐射体与所述口径调谐电路的连接点配置为可移动连接点。
可选地，所述V2X天线由车辆后视镜的金属部分制成或由车辆前门左右的门把手的金属部分制成；所述V2X设备设置于所述车辆的前门内。
本发明实施例的技术方案，采用的车辆包括车辆外壳，车辆外壳包括至少部分金属壳体，金属壳体形成有V2X天线，车辆还包括V2X设备，V2X设备与V2X天线电连接。本实施例直接利用车辆外壳的金属部分制作出V2X天线，不需要将V2X天线布置在车顶或者车内，V2X天线与V2X设备之间的距离可以设置的更近，且V2X天线外部周围也不会有金属材料屏蔽，从而解决了同轴cable线过长衰减的问题和车内信号遮挡的问题，来保证V2X的通信正常，并且本方案的组装具有简单有效的效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种车辆外壳的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的又一种车辆外壳的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种口径调谐电路的电路结构示意图；
图4为口径调谐电路不同参数下V2X天线的回波损耗图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种车辆外壳的结构示意图，参考图1，车辆包括车辆外壳，车辆外壳包括至少部分金属壳体1金属壳体1形成有V2X天线，车辆还包括V2X设备，V2X设备与V2X天线电连接。
具体地，如图1所示，车辆例如可以是汽车、卡车等，车辆可以包括车辆本体和车辆外壳，车辆外壳覆盖在车辆本体上，从而在车辆外壳与车辆本体之间形成一个用于载客或载货的容纳空间；V2X天线11可以只具备接收信号的功能，还可以是具备接收和发送信号功能的双向天线，V2X设备用于对V2X天线收到的信号进行处理，从而控制车辆进行相应的操作，如躲避障碍物等；V2X设备还可以通过V2X天线向外发送信号，从而完成该车辆与其它联网体(如车辆)之间的通信；车辆外壳中通常含有大量的金属材料，且由于车辆外壳的外部一般不会再有屏蔽金属，因而本实施例可以通过将车辆外壳中金属部分的一部分制作成V2X天线11，也即在加工车辆外壳时便一体加工出V2X天线11，由此V2X设备可以设置与V2X天线11较近的距离；一方面，V2X天线不需要设置在车辆外壳外部的车顶，从而不需要在车辆外壳上钻孔，另外也不需要设置很长的cable线，从而可以使得信号在cable线上的损耗很小，进而能够极大地提高通信距离，更有利于V2X技术的应用；另一方面，由于不需要将V2X天线设置在车辆外壳的内部，车辆外壳不会对V2X通信的射频信号产生干扰，因而可以避免通信不畅的问题。
本实施例的技术方案，采用的车辆包括车辆外壳，车辆外壳包括至少部分金属壳体，金属壳体形成有V2X天线，车辆还包括V2X设备，V2X设备与V2X天线电连接。本实施例直接利用车辆外壳的金属部分制作出V2X天线，不需要将V2X天线布置在车顶或者车内，V2X天线与V2X设备之间的距离可以设置的更近，且V2X天线外部也不会有金属材料屏蔽，从而解决了同轴cable线过长衰减的问题和车内信号遮挡的问题，来保证V2X的通信正常，并且本方案的组装具有简单有效的效果。
可选地，继续参考图1，V2X天线11为倒F型天线(IFA)，金属壳体1包括倒F天线和主体金属12，倒F型天线包括天线辐射体111、短路棒112和天线馈点113，其中，天线辐射体111通过短路棒112与主体金属12连接，V2X设备通过较短的同轴cable线与短路棒112及天线馈点113电连接。
具体地，倒F型天线具有可调谐振频率较宽，谐振性能较好等优点，将V2X天线设置为倒F型天线，可以保证V2X天线具有较宽的可调谐振频率范围，同时还具有优异的辐射性能。如图1所示，天线辐射体11包括短路棒112与天线馈点113之间的部分(设为S)和其它部分(设为L)，短路棒112与主体金属12电连接，主体金属12为短路棒112提供接地信号，也即短路棒112的长度设置为H，其中，L对天线的谐振频率和输入阻抗影响较大，当L长度增加时，V2X天线11的谐振频率降低，输入阻抗降低，反之，当L长度减小时，天线的谐振频率升高，输入阻抗变大；H的一般规律为当H增加时，谐振频率降低，输入阻抗增加，当H减小时，谐振频率升高，输入阻抗减小；S的一般规律为当S增加时，谐振频率升高，输入阻抗减小；当S减小时，谐振频率降低，输入阻抗增加。V2X设备通过同轴电缆线与倒F天线的短路棒112和天线馈点113电连接，为倒F天线馈入天线信号。当然，在其它一些实施方式中，V2X天线也可以是其它形式的天线，如其它形式的单极子天线等。且在本实施例中，倒F天线的短路棒与主体金属12电连接，由于车身外壳等效为接地，则倒F天线等效为以倒F垂直于地面，那么倒F天线的极化方式为垂直极化，倒F天线的方向则为全向天线；在空间辐射场大致为变形和不对称的球形，换句话说，本实施例倒F天线的设置方式，使得倒F天线朝各个方向辐射信号以及接收信号的能力基本上相同，无论倒F天线朝向哪种方向，均能够实现较佳的通信效果，更有利于在不同状况的车身外壳上集成V2X天线，提高车载V2X天线的兼容性。
可选地，继续参考图1，沿垂直于天线辐射体111延伸方向X的方向Y，天线辐射体11与主体金属12之间的距离(d1)大于1.4毫米；沿天线辐射体11的延伸方向X，天线辐射体111与主体金属12之间的距离(d2和d3)大于3毫米。
具体地，若d1、d2和d3的距离过小，将会导致V2X天线的效率急剧下降，从而无法保证V2X通信的有效性；因而本实施例通过设置d1大于1.4毫米，d2和d3大于3毫米，可保证V2X天线具有较高的通信效率。
可选地，为了进一步提高V2X天线的通信效率，可设置天线辐射体111的厚度小于1.5毫米。需要说明的是，天线辐射体的长度，也即L部分的长度可以根据预调的IFA天线来确定，示例性地可以为25毫米左右(也即V2X通信频率5.9G的1/2波长)，从而可以使得V2X天线的可调谐振频率范围较大。
可选地，天线辐射体111与主体金属12之间填充有衬底材料，衬底材料的介电常数小于2.55。
具体地，衬底材料能够为V2X天线11提供支撑，避免V2X天线11因受碰撞等原因而损坏，并且能够起到隔离的作用；衬底材料可以选择损耗正切较低的材料、机械性能便于加工以及温度稳定性较好的材料优选衬底材料例如可以选择ABS塑料(AcrylonitrileButadiene Styrene plastic，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)，ABS塑料的介电常数为2.4左右，且在温度或者频率变化时的稳定性也较高，从而可以保证对倒F型天线起到较好的隔离作用。
可选地，图2为本发明实施例提供的又一种车辆外壳的结构示意图，在本实施例中，车辆还包括口径调谐电路13，口径调谐电路13与天线辐射体111以及主体金属12电连接，口径调谐电路13用于调节倒F型天线11的谐振频率。
具体地，对于不同的车辆，由于其本身所处的电磁环境不可能完全相同，如不同车辆的车辆外壳所用的金属材料可能不同，另外车辆外壳的金属部分也可能不同，制作出相同尺寸的V2X天线，其谐振频率也可能不同，导致不同车辆的通信效率相差较大，进而用车辆外壳制作V2X天线的应用范围较窄；在本实施例中，通过设置口径调谐电路13，口径调谐电路13能够调节V2X天线11的谐振频率，当车辆制作完成后，可以通过调节口径调谐电路13的参数，进而将不同车辆的V2X天线的谐振频率调节至V2X通信所需的频率，极大地提高利用车辆外壳直接制作V2X天线的应用范围。
示例性地，图3为本发明实施例提供的一种口径调谐电路的电路结构示意图，参考图3，口径调谐电路13包括：分压电容C0、调谐电容C1和调谐电感L0；分压电容C0的第一端与天线辐射体电连接，分压电容C0的第二端与调谐电容C1的第一端电连接；调谐电容C1的第二端与主体金属电连接；调谐电感L1的第一端与分压电容C0的第二端电连接，调谐电感L1的第二端与主体金属电连接；分压电容C0、调谐电容C1和调谐电感L1中的至少一个的参数可调。
具体地，在本实施例中，分压电容C0、调谐电容C1和调谐电感L1组成LC振荡电路，通过调节其中一个的参数，即可调节振荡电路的谐振频率，进而调节倒F型天线的谐振频率和回波损耗。本实施例中利用两个电容和一个电感即可形成口径调谐电路，电路结构简单，易于实现。优选地，可以设置分压电容C0、调谐电容C1和调谐电感L1均可调，从而可以提高倒F型天线的谐振频率调节的自由度。
可选地，天线辐射体11与口径调谐电路13的连接点配置为可移动连接点。
具体地，天线辐射体11与口径调谐电路13的连接点位于天线馈点113远离短路棒112的一侧，该连接点影响频率的变化幅度，该连接点越远离天线馈点113，调谐的范围也越大，因此，本实施例通过设置该连接点为可移动连接点，可以进一步提高倒F型天线谐振频率调节的自由度。
示例性地，图4为口径调谐电路不同参数下V2X天线的回波损耗图，如图4所示，其中实线为回波损耗的原始波形，虚线为在分压电容C0不变、调谐电感L1不变时，调小调谐电容C1的值得到的波形，由图4可以看出，通过调节口径调谐电路的参数，便可以调节V2X天线的谐振频率。
综上，只要根据V2X的频段5905MHz-5925MHz预先制作好IFA的天线形状和位置布局，那么只要调整连接点位置或更改口径调谐电路的C0、C1或L0值就可以得到需要的结果。
示例性地，V2X天线11由车辆后视镜的金属部分制成或者由车辆前门左右的门把手的金属部分制成；V2X设备设置于车辆的前门内。
具体地，V2X天线11以及V2X设备的布置位置包含三个原则，一是V2X设备便于布置，附近用于制作V2X天线的位置前后有足够的天线辐射空间没有遮挡信号的金属物体；二是本身为金属或者可以用金属制作；三是因为需要用到车身上的金属作为天线的地，若距离其它电子设备较近可能会产生干扰，进而影响V2X天线的效率，因此可设置在距离其它电子设备较远的位置。车辆的左右后视镜的外壳均可以由金属制作，且后视镜外壳的外部较为空旷，没有金属材料遮挡，因此可以将车辆的后视镜的外壳制作V2X天线，车辆的门把手同样满足上述的两个条件，因此可以用于制作V2X天线；另外为了减小V2X天线与V2X设备之间采用的同轴电缆线的长度，可以将V2X设备设置于车辆的前左右门内，也即可以是前左门或者前有门，当V2X天线制作在前左后视镜或前左门门把手上时，V2X设备设置于前左门内，当V2X天线制作在前右后视镜或前右门把手上时，V2X设备设置于前右门内。当然，在其他一些实施方式中，V2X天线和V2X设备也可以制作在车辆的其它部位。当V2X天线包含多个时，V2X设备可以设置于距离用于收发功能的V2X天线较近的距离，而对于仅具有接受功能的V2X天线，则可以设置为较远的距离。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括车辆外壳，所述车辆外壳包括至少部分金属壳体，所述金属壳体形成有V2X天线，所述车辆还包括V2X设备，所述V2X设备与所述V2X天线电连接。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述V2X天线为倒F型天线，所述金属壳体包括所述倒F型天线和主体金属，所述倒F型天线包括天线辐射体、短路棒和天线馈点，其中，所述天线辐射体通过所述短路棒与所述主体金属连接；所述V2X设备与所述短路棒及所述天线馈点电连接。
3.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，沿垂直于所述天线辐射体延伸方向的方向，所述天线辐射体与所述主体金属之间的距离大于1.4毫米；
沿所述天线辐射体的延伸方向，所述天线辐射体与所述主体金属之间的距离大于3毫米。
4.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，所述天线辐射体的厚度小于1.5毫米。
5.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，所述天线辐射体与所述主体金属之间填充有衬底材料，所述衬底材料的介电常数小于2.55。
6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述衬底材料为ABS塑料。
7.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括口径调谐电路，所述口径调谐电路与所述天线辐射体及所述主体金属电连接，所述口径调谐电路用于调节所述倒F型天线的谐振频率和回波损耗。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述口径调谐电路包括：分压电容、调谐电容和调谐电感；
所述分压电容的第一端与所述天线辐射体电连接，所述分压电容的第二端与所述调谐电容的第一端电连接；所述调谐电容的第二端与所述主体金属电连接；所述调谐电感的第一端与所述分压电容的第二端电连接，所述调谐电感的第二端与所述主体金属电连接；
所述分压电容、所述调谐电容和所述调谐电感中的至少一个的参数可调。
9.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述天线辐射体与所述口径调谐电路的连接点配置为可移动连接点。
10.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述V2X天线由车辆后视镜的金属部分制成或由车辆前门左右的门把手的金属部分制成；所述V2X设备设置于所述车辆的前门内。
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