車輛用天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種車輛用天線，其包括：基座，在該基座中形成有安裝到車輛的安裝面；連接到基座的上部的第一印刷電路板，在該第一印刷電路板中形成有至少一個接地饋電點；第二印刷電路板，其在第一印刷電路板的上部在垂直方向上連接到第一印刷電路板；以及單極天線，其連接到第二印刷電路板的第一側面上，其中第一圖案通過在第二印刷電路板的第一側面上電連接到接地饋電點來輻射耦合信號。
【專利說明】車輛用天線

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛用天線，并且更特別地涉及使由于車輛回路接地的影響而產生的回波損耗最小化的車輛用天線。

【背景技術】
[0002]通常，用于車輛的常規(guī)通信接收無線電頻率信號，諸如調幅(AM)和調頻(FM)。為了接收現有的AM和FM波段的信號，在車窗熱線中嵌入有天線功能的玻璃天線已經被廣泛使用。除了這種嵌入式玻璃天線之外，還使用外部天線，諸如將λ/4長度的垂直導線連接到同軸電纜、并使用車輛自身進行接地連接的鞭形天線或桿式天線。
[0003]由于通信技術的發(fā)展，車輛能夠支持廣播，除了 AM/FM信號之外還有數字多媒體廣播(DMB)、XMk' , SIRIIJSu、數字多媒體廣播(DMMB)、數字電視(DTV)、碼分多址
(CDMA)和全球定位系統(tǒng)(GPS)等。因此，發(fā)展適合于廣播波段的天線是很重要的，但是現有的玻璃天線可能不足以滿足這種需求。另外，由于電子子組件(ESA, electronic subassembly)的增加,車輛內電子設備的福射噪聲會經由車輛天線流回到車輛中，從而影響廣播的接收性能。特別地，玻璃天線具有如下的結構從而降低接收性能:車輛電子設備的輻射噪聲流回到車輛中、并且天線的方向性并非在所有方向上都相同(例如，全向的)。
[0004]然而，安裝在車輛回路上的鯊魚鰭形天線可以實現方向性和車輛電子設備單元的輻射噪聲流入方面的魯棒設計(例如，通過車輛回路阻擋)，從而提高無線電接收性能。然而，由于AM/FM無線電裝置的微型化，天線的接收敏感性可能會出現。圖1是示出現有技術中使用的車輛用的鯊魚天線的結構的示例性詳細視圖。
[0005]參考圖1，常規(guī)的車輛用鯊魚天線包括外殼11、基座12、印刷電路板13、芯片天線
14、和螺旋形天線15。外殼11的形狀為鯊魚鰭、并具有開口的下端，且收納印刷電路板13、芯片天線14以及螺旋形天線15。芯片天線14接收GPS或CDMA信號，并且螺旋形天線15接收DMB信號。芯片天線14和螺旋形天線15分別電連接到印刷電路板13，并且把從每個天線接收的GPS或CDMA信號、以及DBM信號傳送到同軸電纜，該同軸電纜由于印刷電路板13中形成的導電圖案而連接到接收器。
[0006]螺旋形天線15是由以螺旋形纏繞的金屬線制成的天線。螺旋形天線的高度被設置成可以接收DMB信號的高度，但是，利用傳統(tǒng)鯊魚天線的螺旋形天線可能無法接收低頻信號，諸如AM/FM。鯊魚天線是考慮了車輛美觀和天線功能而設計出的天線，然而，由于在利用螺旋形天線接收低頻波段的信號(諸如AM/FM)時可能會過度增加鯊魚天線的高度，所以可能會損害車輛的美觀。另外，由于安裝在車輛回路上的FM單級鯊魚天線的特性，由于車輛回路接地的影響可能會頻繁地產生回波損耗，因此可能會發(fā)生輻射板的阻抗匹配不充足的問題。


【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明提供了一種使由于車輛回路接地的影響而產生的回波損耗最小化的車輛用天線。本發(fā)明還提供了一種車輛用天線，其可以是安裝在鯊魚天線內部的具有比常規(guī)單極天線更短的長度的單極天線。
[0008]根據本發(fā)明的一方面，車輛用天線可以包括:基座，在該基座中形成有安裝到車輛的安裝面；連接到基座的上部的第一印刷電路板，在該第一印刷電路板中形成有至少一個接地饋電點；第二印刷電路板，其在第一印刷電路板的上部在垂直方向上連接到第一印刷電路板；以及單極天線，其連接到第二印刷電路板的一個側面上；其中第一圖案通過在第二印刷電路板的一個側面上電連接到接地饋電點來輻射耦合信號。連接到信號饋電單元的第三圖案可以在第二印刷電路板的另一側面上形成在第一印刷電路板上。連接到接地饋電單元的一對第二圖案可以形成在第二印刷電路板的另一側面上，所述接地饋電單元分別連接到形成在第一印刷電路板中的一對接地饋電點。
[0009]第二圖案和第三圖案可以被分別連接。第二圖案和第三圖案可以形成為曲流型(meander type)、并且被形成為λ/4圖案。第三圖案和一個第二圖案可以在特定頻率中作為輻射器工作，并且另一個第二圖案可以用于進行頻率調諧。第一圖案可以包括:連接到接地饋電點的第一接地饋電單元，當一個第二圖案和第三圖案作為輻射器工作時，在所述第一接地饋電單元中產生耦合效應；以及圖案單元，其連接到第一接地饋電單元，并且輻射從第一接地饋電單元產生的耦合信號。圖案單元可以形成為曲流型、并且被形成為λ/2圖案。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]根據結合附圖給出的以下詳細說明，本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點將變得更加明了，在附圖中:
[0011]圖1是示出根據現有技術的車輛用鯊魚天線的結構的示例性詳細視圖；
[0012]圖2和3是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的車輛用天線的結構的示例性視圖；并且
[0013]圖4是按照每個頻率示出根據本發(fā)明的示例性實施例的車輛用天線的的回波損耗的測量數據的示例性圖示。
[0014]附圖中各元件的附圖標記
[0015]100:天線
[0016]110:基座
[0017]120:第一印刷電路板
[0018]130:第二印刷電路板
[0019]131:第一圖案
[0020]131a:第一接地饋電單元
[0021]131b:圖案單元
[0022]133:信號饋電單元
[0023]134a、134b:第二接地饋電單元
[0024]135a、135b:第二圖案
[0025]136:第三圖案
[0026]137:電抗性兀件(reactive element)
[0027]140:單極天線

【具體實施方式】
[0028]應理解的是，本文中使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語包括一般的機動車輛(諸如包括運動型多功能車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛在內的客車)、包括各種艇和船在內的水運工具、飛行器等，并且包括混合動力車、電動車、插電式混合電動車、氫動力車以及其它代用燃料車(例如從除石油以外的資源中取得的燃料)。
[0029]本文中所用的術語僅用于描述特定實施例的目的，并且并非旨在對本發(fā)明進行限制。如本文中所使用的那樣，單數形式的“一”旨在也包括復數形式，除非文中清楚地指出。還應理解的是，術語“包括”在本說明書中被使用時，指的是所陳述的特征、整數、步驟、操作、元件和/或組件的存在，而并不排除一個或多個其他特征、整數、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或附加。如本文中使用的那樣，術語“和/或”包括一個或多個相關列出條目的任意和全部組合。
[0030]除非明確陳述或根據上下文可明顯得出，否則本文中使用的術語“大約”應被理解為處于本領域的正常容差范圍內，例如在2個平均標準差內?！按蠹s”可以被理解為在所陳述的值的 10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05% 或 0.01% 內。除非根據上下文清楚地得出，否則本文中提供的所有數值都受術語“大約”的修正。
[0031]參考附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。在所有附圖中始終使用相同的附圖標記來指代相同或類似的部分。本文中包含的熟知的功能和結構的詳細描述會被省略以避免使本發(fā)明的主題變模糊。
[0032]圖2和3是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的車輛用天線的結構的示例性視圖。圖4是按照每個頻率示出根據本發(fā)明的示例性實施例的車輛用天線的回波損耗的測量數據的示例性圖示。
[0033]參考圖2至4，根據本發(fā)明的示例性實施例的車輛用天線100可以包括基座110、第一印刷電路板120、第二印刷電路板130和單極天線140。車輛用天線100可以是安裝在車輛的回路上的鯊魚鰭天線。
[0034]基座110形成車輛用天線100的下部，并且基座110可以連接到外殼(未示出)從而形成車輛用天線100的閉合結構。外殼可以保護布置在基座100上部的第一印刷電路板120、第二印刷電路板130和單極天線140。在基座100的下部可以形成有安裝面(未示出)以便安裝到車輛的回路上。第一印刷電路板120可以連接到基座110的上部。饋電電路可以形成在第一印刷電路板120內，并且可以形成各種服務波段(諸如DMB信號、AM/FM信號、GPS和CDMA)的饋電電路。
[0035]第一印刷電路板120內形成的饋電電路可以連接到車輛內部的RF處理電路，并且從芯片天線(未示出)或單極天線140接收的RF信號可以提供給車輛內的RF處理電路。特別地，芯片天線可以是發(fā)送和接收GPS信號和CDMA信號的天線。芯片天線可以電連接到饋電電路以饋送GPS或CDMA信號。第一接地饋電點(未示出)、信號饋電點(未示出)、以及兩個第二接地饋電點(未示出)可以形成在第一印刷電路板120內。
[0036]第二印刷電路板130可以在垂直方向上在第一印刷電路板120的上部與第一印刷電路板120連接，并且第二印刷電路板130可以與第一印刷電路板120的饋電點和信號饋電點連接。曲流型的第一圖案131可以形成在第二印刷電路板130的一個側面(例如，第一側面)上，并且單極天線140可以連接到第一圖案131的端部。特別地，曲流型指的是在印刷電路板上卷繞形成的天線圖案。
[0037]單極天線140可以配置成接收DMB信號和AM/FM信號。單極天線可以是線圈型天線，并且單極天線140可以在與第二印刷電路板130垂直的方向上形成。單極天線140的長度和直徑可以適當地設置成接收與DMB相比基本上為低頻波段的AM/FM信號，并且可以約為100mm。
[0038]第一圖案131和電抗性元件137可以連接到第二印刷電路板130的一個側面上。第一圖案131可以包括:第一接地饋電單元131a，其電連接到形成在第一印刷電路板120上的第一接地饋電點；以及圖案單元131b,其連接到第一接地饋電單元131a、并且形成在第二印刷電路板130的一個側面上。
[0039]第一接地饋電單元131a可以通過焊接方式連接到第一接地饋電點，并且可以通過插塞結構連接到第一接地饋電點。圖案單元131b可以形成為具有λ/2圖案。圖案單元131b可以提供電感元件，以便提供與第二圖案135和第三圖案136相對應的阻抗匹配。由圖案單元131b確保的電感元件可以由圖案單元131b的繞組(winding)的長度和數量確定，并且當整個長度增加以及繞組數量增加時可以獲得增大的電感元件。
[0040]電抗性元件137可以連接到圖案單元131以調節(jié)阻抗，并且可以連接到單極天線140。根據阻抗匹配所需的元件，電容元件(諸如電容器)和電感元件(諸如電感器)可以用作電抗性元件137，并且可以使用多個電抗性元件。
[0041]另外，由于第一圖案136和任何一個第二圖案135可以作為輻射器工作，所以在第一接地饋電單元131a中可以產生耦合效應。因此，連接到第一接地饋電單元131a的圖案單元131b可以輻射從第一接地饋電單元131a產生的耦合信號。
[0042]形成為曲流型的第三圖案136和一對第二圖案135可以形成在第二印刷電路板130的一個側面上，并且第二圖案135和第三圖案136可以連接成一體。特別地，一對第二圖案135可以經由第二接地饋電單元134a、134b連接到形成在第一印刷電路板120中的兩個第二接地饋電點。另外，第三圖案136可以經由信號饋電單元133連接到形成在第一印刷電路板120中的信號饋電點。一對第二圖案135和第三圖案136可以通過焊接或插塞結構連接到第二接地饋電點和信號饋電點。
[0043]一對第二圖案135和第三圖案136可以形成為具有λ /4圖案。當通過形成為λ /4圖案的第二圖案135和第三圖案136調諧第三圖案136中的主頻率時，當該頻率被包含在特定頻率(例如，FM88?108MHz)內時，第三圖案136和第二圖案135的第二圖案135a可以作為輻射器工作。此外，第二圖案135的另一個第二圖案135b可以是虛設圖案(dummypattern)，并且可以與第二圖案135a相同地工作從而執(zhí)行主頻率調諧。
[0044]當第二圖案135和第三圖案136作為輻射器工作時，作為輻射器工作的第二圖案135和第三圖案136可以在形成于第二印刷電路板130的一個側面上的第一圖案131的第一接地饋電單元131a中產生耦合效應。另外，形成在第二印刷電路板130的一個側面上的第一圖案131的圖案單元131b可以作為輻射從第一接地饋電單元131a產生的耦合信號的輻射器工作。同樣，形成為λ/2圖案的第一圖案131可以通過提供與形成為λ/4圖案的第二圖案135和第三圖案136相對應的阻抗匹配而使回波損耗最小化。
[0045]如圖4的測量數據所示，當頻率是96MHz時回波損耗是_21dB，當頻率是88MHz或108MHz時回波損耗是OdB，當頻率是98MHz時回波損耗是_4dB，因此，根據本發(fā)明的示例性實施例的車輛用天線100可以使回波損耗最小化。特別地，88MHz和108MHz提供以FM98MHz為基礎的-1OMHz和+1MHz的補償，其中FM98MHz是第二圖案135和第三圖案136作為輻射器工作的參考頻率。另外，為了方便描述本發(fā)明的示例性實施例，將98MHz設置為參考頻率，然而本發(fā)明明顯不限于此。
[0046]如上文中所述，芯片天線和單極天線140的饋電電路提供由RF處理電路接收的信號，并且RF處理電路可以配備在車輛內，或者可以安裝在車輛用天線100的第一印刷電路板120內。
[0047]RF處理電路可以被設置為帶通濾波器，該帶通濾波器過濾所需頻率波段的信號(諸如接收到的DMB信號、AM/FM無線電信號、GPS信號、CDMA信號)以執(zhí)行濾波。另外，信號可以通過低噪聲放大器而得到放大，所述低噪聲放大器通過放大經濾波的信號而降低噪聲系數。同樣，本發(fā)明可以通過使由于車輛回路接地的影響而產生的回波損耗最小化來改善輻射板的阻抗匹配。另外，本發(fā)明可以通過把具有比單極天線更短的長度的單極天線安裝到鯊魚天線的內部從而使車輛回路接地的影響最小化，來接收各種服務波段中的信號。
[0048]盡管在上文中已經詳細描述了本發(fā)明的示例性實施例，但是應該清楚理解的是，本領域技術人員可能會想到的本文中教導的基本發(fā)明構思的許多變型和改型仍將會落在所附權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內。
【權利要求】
1.一種車輛用天線，包括: 基座，在所述基座中形成有安裝到車輛的安裝面； 連接到所述基座的上部的第一印刷電路板，在所述第一印刷電路板中形成有至少一個接地饋電點； 第二印刷電路板，其在所述第一印刷電路板的上部在垂直方向上連接到所述第一印刷電路板；以及 單極天線，其連接到所述第二印刷電路板的第一側面上， 其中第一圖案通過在所述第二印刷電路板的所述第一側面上電連接到所述接地饋電點來輻射耦合信號。
2.如權利要求1所述的車輛用天線，其中連接到信號饋電單元的第三圖案在所述第二印刷電路板的第二側面上形成在所述第一印刷電路板上。
3.如權利要求2所述的車輛用天線，其中連接到接地饋電單元的一對第二圖案形成在所述第二印刷電路板的所述第二側面上，其中所述接地饋電單元分別連接到形成在所述第一印刷電路板中的一對接地饋電點。
4.如權利要求3所述的車輛用天線，其中所述第二圖案和所述第三圖案被分別連接。
5.如權利要求4所述的車輛用天線，其中所述第二圖案和所述第三圖案被形成為曲流型、并且形成為λ/4圖案。
6.如權利要求3所述的車輛用天線，其中一個第二圖案和所述第三圖案在特定頻率中作為輻射器工作，并且另一個第二圖案用于執(zhí)行頻率調諧。
7.如權利要求6所述的車輛用天線，其中所述第一圖案包括: 連接到所述接地饋電點的第一接地饋電單元，當一個第二圖案和所述第三圖案作為輻射器工作時，在所述第一接地饋電單元中產生耦合效應；以及 圖案單元，其連接到所述第一接地饋電單元，并且輻射從所述第一接地饋電單元產生的率禹合信號。
8.如權利要求7所述的車輛用天線，其中所述圖案單元被形成為曲流型、并且形成為λ/2圖案。
【文檔編號】H01Q1/22GK104183900SQ201310487733
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權日:2013年5月20日
【發(fā)明者】金周榮 申請人:現代自動車株式會社