CN1866614B - 车载天线*** - Google Patents

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Abstract

车载天线***包括组合天线装置(1，21)，其具有GPS天线(2)和短程无线通信天线(3，22)。该GPS天线(2)沿竖直方向取向，且该短程无线通信天线(3，22)沿水平方向取向。组合天线装置(1，21)以这样一种方式利用安装支架(12)安装在机动车的仪表板(32)下方，即短程无线通信天线(3，22)朝向机动车内部沿水平方向取向。该方法可确保短程无线通信天线(3，22)具有适当的性能，且使得短程无线通信天线(3，22)安装到机动车上的方式标准化。

Description

车载天线***
技术领域
本发明涉及一种车载天线***，其包括具有全球定位***天线和短程无线通信天线的组合天线装置。
背景技术
用于车内通信的短程无线通信天线的示例是用于蓝牙(Bluetooth)通信的蓝牙天线。“蓝牙”是注册商标。
在一种车内蓝牙通信***中，蓝牙天线和具有高频电路、信号处理电路、动力供应电路的蓝牙模块被安装在单个电路板上，且被组装成蓝牙分组装件(sub-assembly)。蓝牙分组装件内嵌在车内显示装置中。
在另一种车内蓝牙通信***中，蓝牙天线与蓝牙模块分开，且安装在机动车的仪表板的前壁的后边，以确保蓝牙天线具有适当的性能。这种蓝牙天线通常用于机动车不具有车内显示装置时的情形。
如上所述，蓝牙天线安装到机动车上的方式取决于机动车是否具有车内显示装置。此外，该方式需要根据机动车设备的形状和材料进行改变，以防止机动车的金属部分影响蓝牙天线。因此，该方式会根据机动车的种类而有所不同。
最近，对于机动车内的短程无线通信(例如免提通信，handfree communication)的需求日益增加。考虑到日益增加的上述需求，蓝牙天线安装到机动车上的方式会随着机动车的不同而改变，这样使得增加车内蓝牙通信***的研发时间和设计时间。因此，车内蓝牙通信***的制造成本可能会增加。
在JP-A-2003-280815中公开的触摸屏显示装置中，微带天线(microstrip antenna)安装到显示装置的上电极板上。然而，这种做法不会克服研发时间、设计时间和制造成本增加的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的问题是提供一种车载天线***，其包括具有全球定位***(GPS)天线和短程无线通信天线的组合天线装置。该车载天线***可确保短程无线通信天线具有适当的性能，且使得短程无线通信天线安装到机动车上的方式标准化。
车载天线***包括组合天线装置，其包括GPS天线和短程无线通信天线(例如蓝牙天线)。该GPS天线沿竖直方向取向，且具有提供接地面用的天线基板；该短程无线通信天线沿水平方向取向，且具有天线元件，其中该天线元件和GPS天线的天线基板一体地形成。
例如支架的安装装置以这样一种方式将组合天线装置安装在机动车的预定位置，即短程无线通信天线沿水平方向朝向机动车的内部取向。所述预定位置保持组合天线装置远离机动车的金属部分，以使得防止金属部分影响短程无线通信天线。例如，组合天线装置被安装在仪表板的下方或上方，且仪表板由例如树脂等非金属材料制成。因此，可确保短程无线通信天线具有适当的性能。
在车载天线***中，GPS天线和短程无线通信天线组合在一起。相应地，短程无线通信天线安装到机动车上的方式取决于GPS天线安装到机动车上的方式。该方法使得短程无线通信天线安装到机动车上的方式标准化，进而减少车载天线***的研发时间、设计时间和制造成本。
尽管GPS天线沿竖直方向取向，蓝牙天线沿水平方向取向。因此，可使得GPS天线和短程无线通信天线实现适当的隔缘。短程无线通信天线的天线元件一体地集成有GPS天线的天线基板，以使得可容易地进行制造。
附图说明
通过参照附图以及以下的详细说明，本发明的其他目的、特征和优点将变得清楚。在附图中：
图1是立体图，显示了根据本发明第一实施例的车载天线***的组合天线装置；
图2是立体图，显示图1的组合天线装置，其连接到用于将组合天线装置安装到机动车的支架上。
图3是曲线图，显示图1的组合天线装置的蓝牙天线的辐射模式。
图4是立体图，显示了根据本发明第二实施例的车载天线***的组合天线装置；
图5是显示了金属板的俯视图，该金属板用于设置图4的组合天线装置的GPS天线的天线基板和蓝牙天线的天线元件；和
图6是示意性剖视图，显示了图4的组合天线装置安装到机动车的仪表板下方的方式。
具体实施方式
(第一实施例)
以下参考图1-3来描述本发明第一实施例的车载天线***。
车载天线***包括组合天线装置1，其具有用于GPS通信的GPS天线2和用于蓝牙通信的蓝牙天线3。
如图1所示，GPS天线2包括介电部件4、印刷电路板5、具有类似板形的GPS天线元件6以及具有矩形形状的防护屏蔽件(protective shielding)7。介电部件4例如可以由在高频时介电损失(dielectric loss)较低的陶瓷或树脂制成。印刷电路板5具有前表面5a和后表面5b，其中介电部件4安装到该前表面5a上，且用于组成接收器电路的电子元件(例如低噪声放大器)安装到该后表面5b上。电子元件覆盖有防护屏蔽件7。GPS天线元件6安装在介电部件4上。介电部件4、印刷电路板5、GPS天线元件6以及防护屏蔽件7一起大约位于天线基板8的中心位置。GPS天线2沿竖直方向取向，即GPS天线2在竖直方向上比其他方向可更有效地接收无线电波。
蓝牙天线3具有蓝牙天线元件9，其以这样一种方式一体地和天线基板8形成，即蓝牙天线元件9从天线基板8的接地面(groundplane)8a向上升起。蓝牙天线3的蓝牙天线元件9包括水平部分10a-10c和竖直部分11a、11b，其中每一个水平部分都大致是水平的(即平行于接地面8a)，每一个竖直部分都大致是竖直的(即垂直于接地面8a)。水平部分10a-10c发射和接收水平方向极化的(horizontally polarized)无线电波，且竖直部分11a、11b发射和接收竖直方向极化的无线电波。蓝牙天线3沿水平方向取向，即蓝牙天线3在水平方向上比其他方向更有效地发射和接收无线电波。蓝牙天线元件9的一端9a一体地结合到天线基板8上，且蓝牙天线元件9的另一端9b焊接到天线基板8上。
当使用在蓝牙通信中的无线电波的波长为L时，蓝牙天线元件9的整体长度(即从一端9a到另一端9b的长度)被设定为约等于长度(L/2)×N，其中N为整数。
天线基板8以这样一种方式裁切，即天线基板8具有两个切口部分，其中蓝牙天线元件9的水平部分10a-10c设置在所述两个切口部分的上方。切口部分之间的剩余部分具有安装孔13。如图2所述，组合天线装置1连接到安装支架12上，该安装支架12作为将组合天线装置1安装到机动车上的安装装置。在此情况下，支架12的钩形部件(未示)固定到安装孔13上。支架12例如由树脂等非金属材料制成。
同轴电缆14包括用于GPS通信的GPS线缆和蓝牙天线的蓝牙线缆。同轴电缆14具有接头15。GPS天线2和蓝牙天线3当中的每一个例如通过接头15连接到导航***(未示)和蓝牙无线***(未示)。同轴电缆14的内导体连接到电子元件(其构成接收电路)上，该电子元件安装到印刷电路板5上且通过印刷电路板5安装到蓝牙天线3的蓝牙天线元件9的另一端9b。这样，电子元件和蓝牙天线元件9当中的每一个通过同轴电缆14供应电功率。
GPS天线2和蓝牙天线3覆盖有由树脂制成的雷达天线罩16(radar dome)(或天线屏蔽罩，radome)，其中该树脂在GPS通信和蓝牙通信中所使用的频率范围内具有较低的介电损失。雷达天线罩16给GPS天线2和蓝牙天线3提供机械防护和电绝缘。天线基板8的表面区域较大，以确保GPS天线2具有适当的性能。相应地，天线基板8的尺寸大于雷达天线罩16的尺寸。
如上所述，组合天线装置1具有GPS天线2和蓝牙天线3，其组合在一起且覆盖有雷达天线罩16。组合天线装置1连接到支架12上，且通过支架12安装到机动车上。
在根据本发明第一实施例的车载天线***中，组合天线装置1以这样一种方式安装在机动车的预定位置，即蓝牙天线3朝向机动车的内部沿水平方向取向。该预定位置保持组合天线装置1远离机动车的金属部分。例如，组合天线装置1安装到例如由树脂等非金属材料制成的仪表板(未示)的下方或上方。在这种情况下，GPS天线2布置在机动车的外侧，且蓝牙天线3布置在机动车的内侧。
本发明的发明人测量了组合天线装置1的蓝牙天线3的辐射模式。图3是测量结果的曲线图。在该曲线图中，实线代表天线基板8具有切口部分(其中蓝牙天线元件9的水平部分10a-10c设置在所述切口部分的上方)的情况，点划线代表天线基板8不具有切口部分的情况。如曲线图所示，当天线基板8具有切口部分时，蓝牙天线3朝向机动车的内部沿水平方向的增益增加。
在根据第一实施例的车载天线***中，组合天线装置1具有沿竖直方向取向的GPS天线2和沿水平方向取向的蓝牙天线3。GPS天线2和蓝牙天线3组合在一起。
组合天线装置1安装在预定位置，其保持组合天线装置1远离机动车的金属部分，以使得组合天线装置1可免受金属部分影响。此外，组合天线装置1以这样一种方式安装在上述位置，即蓝牙天线3朝向机动车的内部沿水平方向取向。因此，可确保蓝牙天线3具有适当的性能。
因为GPS天线2和蓝牙天线3组合在一起，蓝牙天线3安装到机动车上的方式取决于GPS天线2安装到机动车上的方式。这种方式使得蓝牙天线3安装到机动车上的方式标准化，进而减少车载天线***的研发时间、设计时间和制造成本。
尽管GPS天线2沿竖直方向取向，蓝牙天线3沿水平方向取向。因此，可使得GPS天线2和蓝牙天线3实现适当的隔绝。
蓝牙天线3的蓝牙天线元件9和GPS天线2的天线基板8一体地集成，以使得可容易地制造蓝牙天线元件9。
蓝牙天线元件9包括水平部分10a-10c和竖直部分11a、11b。因此，蓝牙天线3可发射和接收水平方向极化的电波和竖直方向极化的电波当中的每一个，以使得可提高蓝牙天线3的适当性能。
因为蓝牙天线元件9从天线基板8的接地面8a向上升起，可减少组合天线装置1的长度或宽度。
天线基板8具有切口部分，以使得可减少水平部分10a-10c和天线基板8之间的重叠区域。因此，切口部分可防止天线基板8影响水平部分10a-10c，以使得可确保蓝牙天线3的适当性能。
当组合天线装置1连接到支架12上时，天线基板8的切口部分覆盖有支架12，以使得防止例如灰尘等外来物质通过切口部分进入组合天线装置1。
因为蓝牙天线3安装在机动车的内侧，蓝牙天线3和导航***或蓝牙无线***之间的距离可减少到最小值。因此，可确保蓝牙天线3具有适当的性能。
GPS天线2以传统的方式安装到机动车上，即其中GPS天线2安装在机动车的仪表板的下方。因此，可以较小的变化实现车载天线***。
与蓝牙天线安装到仪表板前壁的方式相比较，蓝牙天线3远离机动车的树脂(即介电)部分。因此，树脂部分可防止无线电波的波长变短，以使得可确保蓝牙天线3具有适当的性能。
(第二实施例)
以下参考图4-6描述根据第二实施例的车载天线***。
根据第二实施例的车载天线***包括组合天线装置21，其具有用于GPS通信的GPS天线2和用于蓝牙通信的蓝牙天线22。
蓝牙天线22具有蓝牙天线元件23，其以这样一种方式一体地形成有天线基板24，即蓝牙天线元件23沿水平方向从天线基板24突伸向机动车的内部。具体而言，天线基板24形成为图5所示的形状，然后沿图5中的P-P、Q-Q方向弯曲。这样，蓝牙天线元件23和天线基板24集成在一起。
蓝牙天线22的蓝牙天线元件23包括水平部分25a-25c和竖直部分26a、26b，其中每一个水平部分都大致是水平的(即平行于天线基板24的接地面24a)，每一个竖直部分都大致是竖直的(即垂直于接地面24a)。水平部分25a-25c发射和接收水平方向极化的无线电波，且竖直部分26a、26b发射和接收竖直方向极化的无线电波。蓝牙天线22沿水平方向取向。
当使用在蓝牙通信中的无线电波的波长为L时，蓝牙天线元件23的整体长度(即从一端23a到另一端23b的长度)被设定为约等于长度(L/2)×N，其中N为整数。
连接到GPS天线2上的GPS同轴电缆27包括接头28。GPS天线2例如通过接头28连接到车内导航***(未示)和车内蓝牙无线***(未示)上。GPS同轴电缆27的内导体连接到电子元件(其构成接收电路)上，该电子元件安装到印刷电路板5上。这样，电子元件通过GPS同轴电缆27供应电功率。
连接到蓝牙天线22上的蓝牙同轴电缆29具有接头30。蓝牙天线22例如通过接头30连接到导航***和蓝牙无线***上。蓝牙同轴电缆29的内导体29a连接到蓝牙天线元件23的另一端23b，以使得蓝牙天线元件23通过蓝牙同轴电缆29供应电功率。蓝牙同轴电缆29的外导体29b连接到天线基板24上。
GPS天线2和蓝牙天线22覆盖有由树脂制成的雷达天线罩31，该树脂在GPS通信和蓝牙通信中所使用的频率范围内具有较低的介电损失。雷达天线罩31给GPS天线2和蓝牙天线22提供机械防护和电绝缘。天线基板24的表面区域较大，以确保GPS天线2具有适当的性能。相应地，天线基板24的尺寸大于雷达天线罩31的尺寸。
如上所述，组合天线装置21具有GPS天线2和蓝牙天线22，其组合在一起且覆盖有雷达天线罩31。
在根据本发明第二实施例的车载天线***中，组合天线装置21以这样一种方式安装在机动车的预定位置，该预定位置保持组合天线装置21远离机动车的金属部分，以使得可防止金属部分影响组合天线装置21。例如，如图6所示，组合天线装置21安装到例如由树脂等非金属材料制成的仪表板32的下方。
此外，组合天线装置21以这样一种方式安装，即蓝牙天线22沿水平方向朝向机动车的内部取向。如图6所示，GPS天线2布置在机动车的外侧，且蓝牙天线22布置在机动车的内侧。因此，可确保蓝牙天线22具有适当的性能。
因为GPS天线2和蓝牙天线22组合在一起，蓝牙天线22安装到机动车上的方式取决于GPS天线2安装到机动车上的方式。这种方式使得蓝牙天线22安装到机动车上的方式标准化，进而减少车载天线***的研发时间、设计时间和制造成本。
上述实施例可进行各种方式地修改。例如，短程无线通信天线可以是用于无线LAN通信的无线局域网(LAN)天线或用于无线红外通信的无线红外天线。
组合天线装置1、21可以安装在任何位置，只要能够防止金属部分影响组合天线装置1、21即可。例如，组合天线装置1、21可安装在机动车的仪表板的上方。
组合天线装置1、21可以和移动终端(例如机动车主所具有的移动电话)相通信。
在组合天线装置1中，可裁切天线基板8的切口部分之间的剩余部分，以防止蓝牙天线元件9的水平部分10a-10c重叠天线基板8。在这种情况下，剩余部分的安装孔13设置在天线基板8的另一个部分中。
利用支架12可将组合天线装置21安装到机动车上。可使用各种安装装置来取代支架12，用于将组合天线装置1、21安装到机动车上。
在以下权利要求所限定的本发明范围内，可以进行各种改变和修正。

Claims (9)

1.一种车载天线***，包括：
组合天线装置(1)，其包括全球定位***天线(2)和短程无线通信天线(3)，其中该全球定位***天线(2)沿竖直方向取向且具有提供接地面(8a)用的天线基板(8)，该短程无线通信天线(3)沿水平方向取向且具有天线元件(9)；其中：
所述短程无线通信天线(3)的天线元件(9)和全球定位***天线(2)的天线基板(8)一体地形成；
所述天线基板具有切口部分，其中所述天线元件的水平部分被设置在所述切口部分上方，以防止所述天线元件的水平部分和天线基板相重叠。
2.如权利要求1所述的车载天线***，其特征在于还包括：
安装装置(12)，其以这样一种方式将组合天线装置(1，21)安装在机动车的预定位置，即短程无线通信天线(3，22)沿水平方向朝向机动车的内部取向；其中，
所述预定位置保持组合天线装置(1，21)远离机动车的金属部分。
3.如权利要求2所述的车载天线***，其特征在于：
所述安装装置(12)将组合天线装置(1，21)安装在机动车的仪表板(32)的下方或上方，且
所述仪表板(32)由非金属材料制成。
4.如权利要求2所述的车载天线***，其特征在于：
所述短程无线通信天线(3，22)的天线元件(9，23)包括大致垂直于水平方向的竖直部分(11a，11b，26a，26b)。
5.如权利要求4所述的车载天线***，其特征在于：
所述天线基板(8，24)的接地面(8a，24a)大致是水平的，
所述天线元件(9，23)的水平部分(10a-10c，25a-25c)大致平行于接地面(8a，24a)，且
所述天线元件(9，23)的竖直部分(11a，11b，26a，26b)大致垂直于接地面(8a，24a)。
6.如权利要求4所述的车载天线***，其特征在于：
所述短程无线通信天线(3)的天线元件(9)从全球定位***天线(2)的天线基板(8)的接地面(8a)向上升起。
7.如权利要求4所述的车载天线***，其特征在于：
所述短程无线通信天线(22)的天线元件(23)沿水平方向从全球定位***天线(2)的天线基板(24)突伸向机动车的内部。
8.如权利要求4所述的车载天线***，其特征在于：
所述安装装置(12)是支架(12)，其由非金属材料制成，且以这样一种方式连接到组合天线装置(1)上，即天线基板(8)的切口部分覆盖有支架(12)的一部分。
9.如权利要求2-8中任一所述的车载天线***，其特征在于：
所述短程无线通信天线(3，22)布置在机动车的内侧，且
所述全球定位***天线(2)布置在机动车的外侧。
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