天线组件、天线玻璃及车辆转让专利
申请号 : CN202010853539.7
文献号 : CN111987425B
文献日 : 2021-12-21
发明人 : 余吓群 , 赵维兵 , 潘成伟 , 郑建森 , 郑育亮
申请人 : 福耀玻璃工业集团股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种天线组件,其特征在于,包括:基板,所述基板包括相背设置的第一端面和第二端面;
天线,所述天线包括天线主体、馈电部和连接于所述天线主体与所述馈电部之间的信号线路,所述天线主体设于所述第一端面,所述馈电部设于所述第二端面,所述信号线路包括第一引线部和第二引线部,所述第一引线部设于所述第一端面,所述第二引线部设于所述第二端面,所述第一引线部在所述基板的正投影与所述第二引线部在所述基板的正投影相间隔,所述第一引线部的一端连接所述天线主体且所述第一引线部远离所述天线主体的另一端延伸至所述第一端面的边缘,所述第二引线部的一端连接所述馈电部且所述第二引线部远离所述馈电部的另一端延伸至所述第二端面的边缘,所述第一引线部的另一端与所述第二引线部的另一端直接或者间接连接。
2.根据权利要求1所述的天线组件,其特征在于,所述信号线路还包括第三引线部,所述第三引线部的相对两端分别连接所述第一引线部远离所述天线主体的一端与所述第二引线部远离所述馈电部的一端。
3.根据权利要求2所述的天线组件,其特征在于,所述天线还包括介质基板,所述介质基板包括第一承载部、第二承载部及第三承载部,所述第一承载部设于所述第一端面,所述第一引线部设于所述第一承载部,所述第二承载部设于所述第二端面,所述第二引线部设于所述第二承载部,所述第三承载部平滑连接于所述第一承载部与所述第二承载部之间,所述第三引线部设于所述第三承载部。
4.根据权利要求3所述的天线组件,其特征在于,所述第三承载部包括相对于所述第一端面倾斜的倾斜面,所述倾斜面朝向所述第一端面的所在侧,所述第三引线部贴合所述倾斜面设置。
5.根据权利要求3所述的天线组件,其特征在于,所述基板还包括连接于所述第一端面的边缘与所述第二端面的边缘之间的侧面,所述侧面围设形成缺口部,所述第三承载部与所述第三引线部收容于所述缺口部。
6.根据权利要求5所述的天线组件,其特征在于,所述第三引线部包括依次相连的第一子引线部、第二子引线部及第三子引线部,所述第一子引线部远离所述第二子引线部的一端连接所述第一引线部,所述第三子引线部远离所述第二子引线部的一端连接所述第二引线部,所述第一子引线部与所述第二子引线部之间呈弧形过渡连接,所述第三子引线部与所述第二子引线部之间呈弧形过渡连接。
7.根据权利要求3至6任意一项所述的天线组件,其特征在于,所述介质基板为柔性基板。
8.根据权利要求3所述的天线组件,其特征在于,所述天线主体包括第一辐射体和第二辐射体,所述第一辐射体设于所述第一承载部背离所述第一端面的一侧,所述第一引线部远离所述第二引线部的一端连接所述第一辐射体,所述第二辐射体设于所述第一承载部朝向所述第一端面的一侧,所述第一辐射体与所述第二辐射体相耦合。
9.根据权利要求8所述的天线组件,其特征在于,所述天线组件还包括设于所述第二承载部及所述第三承载部的接地板,所述第二引线部及所述第三引线部与所述接地板绝缘设置,所述第二辐射体连接所述接地板。
10.根据权利要求9所述的天线组件,其特征在于,所述馈电部的一端设于所述第二承载部朝向所述第二端面的一侧并连接所述第二引线部,所述馈电部的另一端贯穿所述第二承载部并与所述第二辐射体绝缘设置。
11.一种天线玻璃,其特征在于,所述天线玻璃包括如权利要求1至10任意一项所述的天线组件,所述基板为第一玻璃,所述天线玻璃还包括第二玻璃、设于所述第一玻璃与所述第二玻璃之间的中间层及反射件,所述天线夹设于所述第一玻璃与所述第二玻璃之间,所述反射件设于所述基板的第二端面且所述反射件至少部分朝向所述天线。
12.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括如权利要求11所述的天线玻璃。
说明书 :
天线组件、天线玻璃及车辆
技术领域
背景技术
ETC收费站的设备之间通信,实现智能收费,因此天线的可靠性至关重要。然而,相关技术
中,通过将挡风玻璃上安装的天线的信号线引出时容易损坏信号线,造成天线无法接收到
数据,ETC交易中断或者失败。
发明内容
路包括第一引线部和第二引线部,所述第一引线部设于所述第一端面,所述第二引线部设
于所述第二端面,所述第一引线部在所述基板的正投影与所述第二引线部在所述基板的正
投影相间隔,所述第一引线部的一端连接所述天线主体,所述第二引线部的一端连接所述
馈电部,所述第一引线部的另一端与所述第二引线部的另一端直接或者间接连接。
馈电部的一端。
所述第一承载部,所述第二承载部设于所述第二端面,所述第二引线部设于所述第二承载
部,所述第三承载部平滑连接于所述第一承载部与所述第二承载部之间,所述第三引线部
设于所述第三承载部。
收容于所述缺口部。
引线部,所述第三子引线部远离所述第二子引线部的一端连接所述第二引线部,所述第一
子引线部与所述第二子引线部之间呈弧形过渡连接,所述第三子引线部与所述第二子引线
部之间呈弧形过渡连接。
线部的一端连接所述第一辐射体,所述第二辐射体设于所述第一承载部朝向所述第一端面
的一侧,所述第一辐射体与所述第二辐射体相耦合。
射体连接所述接地板。
二辐射体绝缘设置。
间的中间层及反射件,所述天线夹设于所述第一玻璃与所述第二玻璃之间,所述反射件设
于所述基板的第二端面且所述反射件至少部分朝向所述天线。
引线部的另一端在第二端面上的正投影与第二引线部间隔设置,第一引线部的另一端与第
二引线部的另一端之间直接或者间接连接,使得第一引线部的另一端与第二引线部的另一
端之间至少部分呈弧形或倾斜弯折,从而避免信号线路的垂直弯折,提高信号线路的可靠
性。
附图说明
具体实施方式
璃的内表面上时,挡风玻璃的厚度较大,受挡风玻璃的影响天线的信号损失较大。当天线设
于车辆挡风玻璃的外表面上时,不仅影响了车辆的外观且天线易受到外界环境的影响,降
低天线的使用寿命。
天线玻璃100能够与收费站的设备进行无线通信,实现自动、快速收费。
面22,第二玻璃3包括相背设置的第三面31和第四面32,第二面22朝向车辆内部,第四面32
朝向车辆外部。中间层4位于第一面21与第三面31之间,中间层4用于接合第一玻璃2与第二
玻璃3。可选的,中间层4可以为封装胶膜。天线20设于第一面21与第三面31之间。通过将天
线20经中间层4固定于第一玻璃2与第二玻璃3之间,相较于在第一玻璃2或第二玻璃3上开
槽设置天线20的方式,简化了第一玻璃2与第二玻璃3合成的工艺,且不易在第一玻璃2与第
二玻璃3合成的过程中产生气泡。此外,本申请中的天线20包括介质基板202,介质基板202
为超薄柔性基材,能够很好地解决硬质板材合片时对玻璃损坏几率大的问题,可以使天线
20和车辆玻璃一体化。通过使用超薄柔性基材可使天线20的厚度减小到0.17mm,甚至可以
小于或等于0.1mm。
背设置,第一表面221朝向第三面31,第二表面222朝向第一面21,天线20设于介质基板202
的第一表面221。一实施例中,天线20可以贴合第三面31设置。介质基板202的周侧与第一玻
璃2的第一面21、介质基板202的周侧与第二玻璃3的第三面31,以及介质基板202的第二表
面222与第一玻璃2的第一面21之间具有中间层4。可以理解的,中间层4将介质基板202包
围,使介质基板202与天线20夹设于第一玻璃2与第二玻璃3之间。可选的,中间层4的材质可
以为聚乙烯醇缩丁醛酯(polyvinyl butyral,PVB)等。介质基板202的材质可以为工业化液
晶聚合物(Liquid Crystal Polymer,LCP)、聚酰亚胺薄膜(Polyimide Film,PI)等。LCP材
质的板材工作频率可以达到上百GHz,且其介电常数具有良好的温度稳定性和频率稳定性,
在10GHz的损耗正切角可以达到0.0015,可以大大降低天线20的线路损耗。此外,LCP的吸水
比率比较低,能够避免潮湿引起的天线20损耗。
部分与天线20相对。换言之,反射面51在第一玻璃2上的正投影与天线20在第一玻璃2上的
正投影至少部分重合。一实施例中,反射面51在第一玻璃2上的正投影覆盖天线20在第一玻
璃2上的正投影。反射面51用于将天线20的电磁信号朝向车辆外部反射,使得天线20的电磁
信号反射后聚集于天线20朝向第二玻璃3的一侧,进而增强天线20的接收性能。其中,反射
面51可以为平面或弧面。
提供的天线组件1包括基板10及天线20。
括四个所述的侧面103,本申请实施例仅以一个侧面103为例进行说明,本申请对于该侧面
103的描述适用于其他的侧面103。下述为方便描述,定义基板10的长度方向为X轴方向,定
义基板10的宽度方向为Y轴方向,定义基板10的厚度方向为Z轴方向。
203设于基板10的第二端面102并位于介质基板202朝向第二端面102的第一表面221上,信
号线路204连接于天线主体201与馈电部203之间且信号线路204经第一端面101弯折至第二
端面102。其中,天线主体201可以理解为天线20的主要第一辐射体,用于发射和接收电磁
波。馈电部203通过馈电线与车辆内部的电路板连接。其中,馈电线可以是同轴线、架空明
线、波导馈电线等。信号线路204连接馈电部203与天线主体201,传输天线信号至天线主体
201。
二辐射体212设于介质基板202的第二表面222。其中,第一辐射体211可以为通过光刻工艺
制作于基板10上的具有特定形状的金属薄层。第一辐射体211的形状可根据需求进行变化。
第二辐射体212用于接大地、接外壳或接参考电位为零的导线。一实施方式中,第一辐射体
211与第二辐射体212共同形成六个天线单元211a,该六个天线单元211a两两相对设置,并
形成一个天线阵列。三对天线单元211a依次排列,三对天线单元211a中位于中间区域的一
对天线单元211a的信号幅度较大,两侧的两对天线单元211a的信号幅度较弱,从而便于控
制方向图的波瓣宽度,提高主辐射方向的增益。每个天线单元211a包括设于第一表面221的
第一天线臂和设于第二表面的第二天线臂,每个天线单元的第一天线臂和第二天线臂形成
两对对称振子。第一天线臂包括﹢45°和﹣45°相互正交的一对辐射段,第二天线臂包括﹢45°
和﹣45°相互正交的一对辐射段,每对辐射段形成±45°的双极化天线使其可以接收圆极化
和线极化信号。进一步的,天线20还包括设于天线阵列中心的微带功分电路和180°相位延
迟电路,180°相位延迟电路,用于使三对天线单元211a产生相加的方向图。第二辐射体212
可以为整层的金属薄层,也可以进行图案化设计。
一端设于第一端面101,并连接第一辐射体211,第一引线部241远离第一辐射体211的一端
朝向基板10的第一端面101的边缘延伸。第二引线部242的一端设于第一端面102,并连接馈
电部203,第二引线部242远离馈电部203的一端朝向基板10的第二端面102的边缘延伸。第
一引线部241在第二端面102的正投影与第二引线部242在第二端面102的正投影之间相间
隔。第一引线部241位于第一端面101边缘的一端与第二引线部242位于第二端面102边缘的
一端直接连接。第一引线部241与第二引线部242之间呈弧形过渡。可以理解的,当第一引线
部在第二端面102的正投影与第二引线部242在第二端面102的正投影之间相间隔的间隙较
小时,第一引线部241可以与第二引线部242直接相连接,此时第一引线部241的一部分和/
或第二引线部242的一部分呈弧形或倾斜弯折。
的正投影覆盖部分第二引线部242的正投影。一实施例中,第二引线部242沿X轴方向的尺寸
大于第一引线部241沿X轴方向的尺寸,部分第二引线部242与部分或全部的第一引线部241
正对设置,从而第一引线部241与第二引线部242部分重叠而另一部分间隔设置。当然,在其
他实施例中,第二引线部242沿X轴方向的尺寸还可以小于或等于第一引线部241沿X轴方向
的尺寸,此时,部分第二引线部242与部分第一引线部241正对设置,使得第一引线部241与
第二引线部242部分重叠而另一部分间隔设置。
第二端面102边缘的一端在沿X轴方向上部分或全部相间隔即可。对于第一引线部241连接
辐射体211的一端与第二引线部242连接馈电部203的一端其在沿X轴方向上可以是间隔设
置也可以是部分或全部重叠。
弯折至第二端面102(参照图4)时,需要防止信号线路204垂直弯折造成信号线路204拉伸、
断裂等。第一引线部241在第二端面102的正投影与第二引线部242在第二端面102的正投影
之间相间隔。即第一引线部241与第二引线部242在沿X轴方向上间隔。第三引线部243位于
基板10外。第三引线部243连接于所述第一引线部241远离所述天线主体201的一端与所述
第二引线部242的远离所述馈电部203的一端之间。可以理解的,第一引线部241在第二端面
102的正投影与第二引线部242之间相间隔,即第三引线部243至少部分沿X轴方向和Z轴方
向延伸从而经第一端面101弯折至第二端面102并连接于第一引线部241与第二引线部242
之间。当然,在其他实施例中,第三引线部243可以贴合基板10的侧面103设置。或者,基板10
上设有连通第一端面101和第二端面102的通孔,第三引线部243可以设于通孔内,经该通孔
两端的开口分别连接第一引线部241和第二引线部242。
表面222。馈电部203与第二辐射体212绝缘设置,馈电部203的另一端与硬件电路连接。可以
理解的,介质基板202部分弯折至基板10的第二端面102一侧,介质基板202背离基板10的一
侧较基板10靠近车辆内部,当馈电部203贯穿介质基板202时,可便于将馈电部203与硬件电
路连接。
分需要经第一端面101弯折至第二端面102,通过使第一引线部241的另一端在第二端面102
上的正投影与第二引线部242间隔设置,第一引线部241的另一端与第二引线部242的另一
端之间直接或者间接连接,使得第一引线部241的另一端与第二引线部242的另一端之间至
少部分呈弧形或倾斜弯折,从而避免第三引线部243的垂直弯折,提高第三引线部243的可
靠性。
224设于第二端面102(参照图4)。第三承载部225平滑连接于第一承载部223与第二承载部
224之间。其中,第三承载部225平滑连接于第一承载部223与第二承载部224之间可以意味
着第三承载部225与第一承载部223之间,第三承载部225与第二承载部224之间呈平滑的圆
弧过渡。第一辐射体211及第一引线部241设于第一承载部223背离第一端面101的一侧。第
二引线部242设于第二承载部224朝向第二端面102的一侧。第三承载部225连接于第一承载
部223与第二承载部224之间,第三承载部225支撑第三引线部243。可以理解的,信号线路
204全部设于介质基板202上。第二辐射体212设于第一承载部223朝向第一端面101、第三承
载部225背离第三引线部243及第二承载部224背离第二端面102的一侧。可以理解的,第二
辐射体212覆盖至少部分第一承载部223、第二承载部224及第三承载部225。
薄的介质基板20两侧,使得天线20能够集成于玻璃内。第一辐射体211和第二辐射体212共
同形成偶极子天线,使得天线20能够具有对称的辐射场,提高天线20的收发距离。
面。第三引线部243贴合所述倾斜面225a设置。本实施例中,第三引线部243沿X轴方向和Z轴
方向弯折时皆支撑于倾斜面225a上,避免第三引线部243沿Y轴或Z轴方向移动。
面225a内。第三引线部243包括依次相连的第一子引线部243a、第二子引线部243b及第三子
引线部243c。第二子引线部243b与基板10的侧面103相对且第二子引线部243b与基板10之
间具有间隙。第一子引线部243a连接于第一引线部241的另一端与第二子引线部243b之间。
第三子引线部243c连接于第二引线部242的另一端与所述第二子引线部243b之间。本实施
例中第三引线部243在倾斜面225a上的投影全部落入倾斜面225a内可以使得第三引线部
243全部支撑于倾斜面225a上。
形连接,可以避免第一子引线部243a与第二子引线部243b在沿Y轴方向上呈直角弯折。将第
三子引线部243c与第二子引线部243b之间设置为弧形连接,可以避免第三子引线部243c与
第二子引线部243b在沿Y轴方向上呈直角弯折。弧形连接的方式能够减小第一子引线部
243a、第二子引线部243b及第三子引线部243c上的由于弯折而产生的应力,提高第三引线
部243的可靠性。
第三侧部133。第一侧部131与第三侧部133在沿X轴方向上平齐,第二侧部132相对于第一侧
部131与第二侧部132沿Y轴反向凹陷,从而第一侧部131、第二侧部132及第三侧部133围设
形成缺口部130。通过在基板10的侧面103围设形成缺口部130使第三承载部225与第三引线
部243收容于缺口部130,可以避免第三承载部225与第三引线部243凸出于基板10,造成基
板10与车身连接后出现缝隙。可以理解的,本申请实施例中的缺口部130位于基板10的边
缘,而不是贯穿基板10的通孔等。换言之,本申请实施例提供的信号线路204经基板10的外
侧弯折,该实施方式中可以避免在基板10上开孔,影响基板10的强度。
线路204绝缘设置。一实施例中,在沿Z轴方向上,接地板30位于介质基板202与信号线路204
之间,即信号线路204、接地板30及介质基板202沿Z轴方向依次排列。接地板30设于第三承
载部225和第二承载部224上,接地板30与第三引线部243及第二引线部242之间绝缘设置。
接地板30位于第二承载部224的一端与第二辐射体212连接。通过设置接地板30可以减小外
部信号对于天线20的影响,提高天线20的性能。
信号线路204及第二子接地部302位于同一XY平面内。信号线路204位于第一子接地部301与
第二子接地部302之间并与第一子接地部301与第二子接地部302皆间隔,以使信号线路204
与第一子接地部301之间、信号线路204与第二子接地部302之间绝缘设置。第一子接地部
301与第二子接地部302通过导电过孔401连接第二辐射体212,从而实现共面波导。
请的保护范围。