CN212305325U - 一种车载天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载天线，包括主集天线端、分集天线端、C‑V2X通信模组和无线通信模组，C‑V2X通信模组以及无线通信模组分别与第一天线共用器相连接，第一天线共用器与主集天线端相连接，C‑V2X通信模组以及无线通信模组还分别与第二天线共用器相连接，第二天线共用器与分集天线端相连接。本实用新型提出车载天线可以使不同的通信模组共用一个天线端，在保证不同频段信号之间有效隔离且互扰较小的情况下，减少天线端的数量，降低集成天线的成本，减小集成天线的体积。

Description

一种车载天线

技术领域

本实用新型实施例涉及天线技术，尤其涉及一种车载天线。

背景技术

随着智能协同驾驶V2X的发展和5G技术在自动驾驶领域的应用，汽车上的无线设备将也越来越丰富，为了使人的驾驶体验更好，减少交通危险，未来汽车上将装载5GNR、GNSS、V2X、WIFI6、Bluetooth5.1、FM、PEPS_Blutooth或者PEPS 433M等无线通讯设备。

目前，通常为不同频段的无线设备匹配不同的天线，这样随着无线设备的增加就会存在如下问题：天线过多，至少11根或者更多(5GNR_ANT天线4X4MIMO，GNSS_ANT天线L1+L5，C-V2X_ANT天线2X2MIMO，WIFI6_ANT天线2X2MIMO，Bluetooth2.4G_ANT天线,PEPS_ANT天线和FM_ANT天线)，在同一块天线电路板上需要布局数量繁多的天线馈点，导致了成本变高，设计、安装麻烦，同时不同天线之间的空间距离变小，天线之间的干扰增大，设计不合理时容易影响信号正常的发射和接收。

实用新型内容

本实用新型提供一种车载天线，以达到提高车载天线集成度，降低车载天线成本的目的。

本实用新型实施例提供了一种车载天线，包括主集天线端、分集天线端、C-V2X通信模组和无线通信模组，

所述C-V2X通信模组以及无线通信模组分别与第一天线共用器相连接，所述第一天线共用器与所述主集天线端相连接，

所述C-V2X通信模组以及无线通信模组还分别与第二天线共用器相连接，所述第二天线共用器与所述分集天线端相连接。

进一步的，所述C-V2X通信模组包括C-V2X通信数字处理芯片、C-V2X射频前端、第一滤波电路和第二滤波电路，

所述C-V2X通信数字处理芯片与所述C-V2X射频前端相连接，

所述C-V2X射频前端通过所述第一滤波电路与所述第一天线共用器相连接，所述C-V2X射频前端通过所述第二滤波电路与所述第二天线共用器相连接。

进一步的，所述第一滤波电路以及第二滤波电路为带通滤波电路。

进一步的，所述无线通信模组包括2.4GHz无线通信模组，

所述2.4GHz无线通信模组包括2.4GHz频段通信芯片、2.4GHz频段射频前端模块、第三滤波电路和第四滤波电路，

所述2.4GHz频段通信芯片与所述2.4GHz频段射频前端模块相连接，

所述2.4GHz频段射频前端模块通过所述第三滤波电路与所述第一天线共用器相连接，所述2.4GHz频段射频前端模块通过所述第四滤波电路与所述第二天线共用器相连接。

进一步的，所述第三滤波电路以及第四滤波电路为带通滤波电路。

进一步的，所述无线通信模组还包括5GHz WiFi无线通信模组，

所述5GHz WiFi无线通信模组包括5GHz频段通信芯片、5GHz频段射频前端模块、第五滤波电路和第六滤波电路，

所述5GHz频段通信芯片与所述5GHz频段射频前端模块相连接，

所述5GHz频段射频前端模块通过所述第五滤波电路与所述第一天线共用器相连接，所述5GHz频段射频前端模块通过所述第六滤波电路与所述第二天线共用器相连接。

进一步的，所述第五滤波电路以及第六滤波电路为带通滤波电路。

进一步的，所述第一天线共用器为第一三工器，所述第二天线共用器为第二三工器，

所述第一滤波电路、第三滤波电路、第五滤波电路分别与所述第一三工器相连接，

所述第二滤波电路、第四滤波电路、第六滤波电路分别与所述第二三工器相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型提出车载天线，将通信频段相近的C-V2X通信模组以及无线通信模组通过第一天线共用器直接与主集天线端相连接，基于此种设计模式，可以使不同的通信模组共用一个天线端，在保证不同频段信号之间有效隔离且互扰较小的情况下，减少天线端的数量，降低集成天线的成本，减小集成天线的体积。

2.C-V2X通信模组以及无线通信模组还通过第二天线共用器直接与分集天线端相连接，通过设置主集天线端和分集天线端提高了车载天线的抗摔落性能。

附图说明

图1是实施例中的车载天线的整体结构框图；

图2是实施例中的C-V2X通信模组结构框图；

图3是实施例中的2.4GHz通信模组结构框图；

图4是实施例中的5GHz通信模组结构框图；

图5是实施例中的另一种车载天线整体结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型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实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是实施例中的车载天线的整体结构框图，参考图1，车载天线包括主集天线端1、分集天线端2、C-V2X通信模组3和无线通信模组4。

C-V2X通信模组3以及无线通信模组4分别与第一天线共用器5相连接，第一天线共用器5与主集天线端1相连接，C-V2X通信模组3以及无线通信模组4还分别与第二天线共用器6相连接，第二天线共用器6与分集天线端2相连接。

示例性的，C-V2X通信模组3用于C-V2X信号的生成以及向车载***转发接收到的C-V2X信号。无线通信模组4用于无线通讯信号的生成以及向车载***转发接收到的无线通讯信号。

示例性的，无线通信模组4为5G通信模组，或者为包括5G信号频段的集成模组，例如支持5G通信，以及WiFi、GNSS、蓝牙、4G、或者WLAN通信中的一种或多种的集成模组。

示例性的，第一天线共用器5和第二天线共用器6可以为双工器，通过双工器实现针对不同频率波段天线信号的收发。具体的，C-V2X通信模组3以及无线通信模组4通过第一天线共用器5和主集天线端1实现通信数据的收发，通过第二天线共用器6和分集天线端2实现通信数据的接收。

本实施例中，分集天线端2仅用于天线信号的接收，其目的在于增加车载天线接收到质量较好的天线信号的机会。在实际的应用环境中，主集天线端1和分集天线端2同时接收不同路径的信号，当接收到多路天线信号时，通信模组可以选出质量较优的一路天线信号，或者将多路天线信号合并为一路天线信号，从而减轻由于天线信号在传播过程中经过多次反射而产生的衰落。

本实施例中，将通信频段相近的C-V2X通信模组3以及无线通信模组4通过第一天线共用器5直接与主集天线端1相连接，基于此种设计模式，可以使不同的通信模组共用一个天线端，同时在保证不同频段信号之间有效隔离且互扰较小的情况下，减少天线端的数量，降低集成天线的成本，减小集成天线的体积。此外，C-V2X通信模组3以及无线通信模组4通过第二天线共用器5直接与分集天线端2相连接，通过设置主集天线端1和分集天线端2提高车载天线的抗摔落性能。

图2是实施例中的C-V2X通信模组结构框图，参考图2，作为一种可实施方案，C-V2X通信模组3包括C-V2X通信数字处理芯片31、C-V2X射频前端32、第一滤波电路33和第二滤波电路34。

C-V2X通信数字处理芯片31与C-V2X射频前端32相连接，C-V2X射频前端32通过第一滤波电路33与第一天线共用器5相连接，C-V2X射频前端32通过第二滤波电路34与第二天线共用器6相连接。

示例性的，C-V2X射频前端32为RFFE(Radio Frequency Front End，射频前端)，C-V2X射频前端32主要用于完成C-V2X通信数字处理芯片3生成的射频信号的放大以及完成对车载天线接收到的C-V2X信号的放大。此外，C-V2X射频前端32还用于C-V2X信号功率检测，以及作为射频开关，在C-V2X通信数字处理芯片3的控制下进行信号收发的切换。

示例性的，C-V2X信号处于5.9GHz波段(5850MHz～5925MHz)，相应的，第一滤波电路33以及第二滤波电路34为带通滤波电路。其中第一滤波电路33以及第二滤波电路34主要用于车载天线接收C-V2X信号时，消除经过第一天线共用器5、第二天线共用器6后的C-V2X信号中的杂波。

图3是实施例中的2.4GHz通信模组结构框图，可选的，无线通信模组4包括2.4GHz无线通信模组，2.4GHz无线通信模组包括2.4GHz频段通信芯片411、2.4GHz频段射频前端模块412、第三滤波电路413和第四滤波电路414。

2.4GHz频段通信芯片411与2.4GHz频段射频前端模块412相连接，2.4GHz频段射频前端模块412通过第三滤波电路413与第一天线共用器5相连接，2.4GHz频段射频前端模块412通过第四滤波电路414与第二天线共用器6相连接。

示例性的，2.4GHz频段射频前端模块412主要用于完成2.4GHz信号生成时的放大以及完成对接收到的2.4GHz信号的放大。2.4GHz频段射频前端模块412的功能还包括2.4GHz信号的功率检测，以及2.4GHz信号收发的切换。

示例性的，2.4GHz信号处于2400MHz～2500MHz波段，相应的，第三滤波电路413以及第四滤波电路414为带通滤波电路。第三滤波电路413以及第四滤波电路414主要用于车载天线接收2.4GHz信号时，消除经过第一天线共用器5、第二天线共用器6后的2.4GHz信号中的杂波。

图4是实施例中的5GHz通信模组结构框图，参考图4，无线通信模组还包括5GHzWiFi无线通信模组，5GHz WiFi无线通信模组包括5GHz频段通信芯片421、5GHz频段射频前端模块422、第五滤波电路423和第六滤波电路424。

5GHz频段通信芯片421与5GHz频段射频前端模块422相连接，5GHz频段射频前端模块422通过第五滤波电路423与第一天线共用器5相连接，5GHz频段射频前端模块422通过第六滤波电路424与第二天线共用器6相连接。

示例性的，5GHz频段射频前端模块422主要用于完成5GHz信号生成时的放大以及完成对接收到的5GHz信号的放大。5GHz频段射频前端模块422的功能还包括5GHz信号的功率检测，以及5GHz信号收发的切换。

示例性的，5GHz信号处于5180MHz～5825MHz波段，相应的，第五滤波电路423以及第六滤波电路424为带通滤波电路。第五滤波电路423以及第六滤波电路424主要用于车载天线接收5GHz信号时，消除经过第一天线共用器5、第二天线共用器6后的5GHz信号中的杂波。

示例性的，本实施例中，2.4GHz频段射频前端模块412以及5GHz频段射频前端模块422为FEM(Front end Modules，前端模块)。

图5是实施例中的另一种车载天线整体结构框图，参考图5，作为一种可实施方案，C-V2X通信数字处理芯片采用Qualcomm 9150(U1)，采用QCA6696作为无线通信模组中的芯片，该芯片同时支持WiFi6以及蓝牙5.1，其中QCA6696(U2)分别与2.4GHz频段射频前端模块412以及5GHz频段射频前端模块422相连接。

图5所示的车载天线主要包括三个波段，相应的，第一天线共用器为第一三工器51，第二天线共用器为第二三工器61。第一滤波电路33、第三滤波电路413、第五滤波电路423分别与第一三工器51相连接，第二滤波电路34、第四滤波电路414、第六滤波电路424分别与第二三工器61相连接。

图5所示的车载天线中，C-V2X射频前端32、2.4GHz频段射频前端模块412、5GHz频段射频前端模块422的型号根据设计需求而选定或定制，可选的，C-V2X射频前端32采用QPF1002Q，2.4GHz频段射频前端模块采用SKY85309-11，5GHz频段射频前端模块422采用SKY85743-11。

示例性的，第一三工器51和第二三工器61可根据需求定制，使第一三工器51和第二三工器61的三个端口分别支持5850MHz～5925MHz、2400MHz～2500MHz和4900MHz～5850MHz频段的射频信号。

C-V2X通信模组与无线通信模组的工作方式相同，以C-V2X通信模组为例，车载天线的工作过程包括：

发射信号时，C-V2X通信数字处理芯片Qualcomm 9150产生射频信号，C-V2X射频前端32切换为发射模式，射频信号经过C-V2X射频前端32完成数模转换和功率放大，之后经过第一滤波电路33滤波后进入第一三工器51的5850MHz～5925MHz端口，随后经过第一三工器51的公共端口进入主集天线端1，经过主集天线端1向外发射射频信号。

接收信号时，C-V2X射频前端32切换为接收模式，主集天线端1和分集天线端2同时接收天线信号，主集天线端1接收的信号经过第一三工器51的5850MHz～5925MHz端口后进入第一滤波电路33，通过第一滤波电路33滤除信号中的杂波，分集天线端2接收的信号经过第二三工器61的5850MHz～5925MHz端口后进入第二滤波电路34，通过第二滤波电路34滤除信号中的杂波，C-V2X射频前端32接收经过第一滤波电路33和第二滤波电路34的两路射频信号，再将射频信号发送至C-V2X通信数字处理芯片中，由通信芯片完成射频信号的合并，以减轻由于信号在传播过程中经过多次反射而产生的衰落。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型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实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种车载天线，其特征在于，包括主集天线端、分集天线端、C-V2X通信模组和无线通信模组，

所述C-V2X通信模组以及无线通信模组分别与第一天线共用器相连接，所述第一天线共用器与所述主集天线端相连接，

所述C-V2X通信模组以及无线通信模组还分别与第二天线共用器相连接，所述第二天线共用器与所述分集天线端相连接。

2.如权利要求1所述的车载天线，其特征在于，所述C-V2X通信模组包括C-V2X通信芯片、C-V2X前端模块、第一滤波电路和第二滤波电路，

所述C-V2X通信芯片与所述C-V2X前端模块相连接，

所述C-V2X前端模块通过所述第一滤波电路与所述第一天线共用器相连接，所述C-V2X前端模块通过所述第二滤波电路与所述第二天线共用器相连接。

3.如权利要求2所述的车载天线，其特征在于，所述第一滤波电路以及第二滤波电路为带通滤波电路。

4.如权利要求2所述的车载天线，其特征在于，所述无线通信模组包括2.4GHz无线通信模组，

所述2.4GHz无线通信模组包括2.4GHz频段通信芯片、2.4GHz频段前端模块、第三滤波电路和第四滤波电路，

所述2.4GHz频段通信芯片与所述2.4GHz频段前端模块相连接，

所述2.4GHz频段前端模块通过所述第三滤波电路与所述第一天线共用器相连接，所述2.4GHz频段前端模块通过所述第四滤波电路与所述第二天线共用器相连接。

5.如权利要求4所述的车载天线，其特征在于，所述第三滤波电路以及第四滤波电路为带通滤波电路。

6.如权利要求4所述的车载天线，其特征在于，所述无线通信模组还包括5GHz无线通信模组，

所述5GHz无线通信模组包括5GHz频段通信芯片、5GHz频段前端模块、第五滤波电路和第六滤波电路，

所述5GHz频段通信芯片与所述5GHz频段前端模块相连接，

所述5GHz频段前端模块通过所述第五滤波电路与所述第一天线共用器相连接，所述5GHz频段前端模块通过所述第六滤波电路与所述第二天线共用器相连接。

7.如权利要求6所述的车载天线，其特征在于，所述第五滤波电路以及第六滤波电路为带通滤波电路。

8.如权利要求6所述的车载天线，其特征在于，所述第一天线共用器为第一三工器，所述第二天线共用器为第二三工器，

所述第一滤波电路、第三滤波电路、第五滤波电路分别与所述第一三工器相连接，

所述第二滤波电路、第四滤波电路、第六滤波电路分别与所述第二三工器相连接。

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