多频段车用鲨鱼鳍天线

技术领域

本发明涉及天线，更具体来讲涉及一种多频段车用鲨鱼鳍天线。

背景技术

随着通信系统的发展，通过车辆提供的通信服务也在多样化。现有的车辆一般接收FM/AM信号，但近年来要求通过车辆提供如DMB/DAB、GNSS、5G、LTE等各类服务。

由于通过车辆提供的服务多样化，仅用单个天线收发各种频段的信号具有局限性，为此，使用了安装在车顶上的鲨鱼鳍天线。

对于鲨鱼鳍天线的辐射体，主要使用通过在PCB上蚀刻加工金属图案形成的辐射体。该鲨鱼鳍天线的辐射体是将底座基板安装在鲨鱼鳍天线上，PC B垂直结合到底座基板上，将形成在垂直结合的PCB的金属图案用作辐射体的结构。

但，仅以这种结构的辐射体在收发各种频段的信号方面存在局限性，并且存在制造成本增加的问题。由于各种类型的辐射体布置在有限的空间内，导致辐射体之间产生干扰，这种辐射体之间的干扰成为鲨鱼鳍天线的性能劣化的主要原因。

另外，由于多个辐射体都形成在垂直结合的PCB上，因此具有需要多个PCB且为了确保适当的布置结构而难以节省成本的问题。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种多频段鲨鱼鳍天线，其由于不使用PCB作为辐射体，因此能够降低制造成本。

本发明的另一目的是提供一种多频段鲨鱼鳍天线，其使用多个辐射体时，能够确保辐射体之间的隔离度。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明一个方面，提供一种多频段鲨鱼鳍天线，包括：底座；结合于所述底座上部，形成有供电线路的基板；以及结合在所述基板上，用于结合多个辐射体的第一天线支架，所述第一天线支架包括：用于结合第一辐射体的第一辐射体结合部；从所述第一辐射体结合部延伸，用于支撑所述第一辐射体结合部的第一支撑体，天线线圈结合于所述第一支撑体的外周面，所述天线线圈与所述第一辐射体电连接。

所述天线线圈包括线圈部、从所述线圈部向上部方向垂直延伸的向上延长部以及从所述线圈部向下部方向垂直延伸的向下延长部。

所述第一辐射体结合部上形成有孔，所述向上延长部贯通所述孔并向所述第一辐射体结合部上部突出，突出的所述向上延长部通过焊接与所述第一辐射体结合。

在所述第一支撑体下部形成固定挂钩，所述线圈部的下端部具有直线结构，所述线圈部的直线部分结合于所述固定挂钩的槽。

在所述第一辐射体的预定区域形成贯通孔及其周边的多个导热防止孔。

所述第一天线支架还包括配置于所述第一支撑体左侧，与所述基板结合的第二支撑体以及配置于所述第一支撑体右侧，与所述基板结合的第三支撑体。

第二辐射体结合于所述第二支撑体的侧部，各个固定凸起形成于所述第二辐射体的两侧。

所述第二支撑体上形成用于所述第二辐射体插入的导槽，所述第二辐射体的固定凸起被所述导槽支撑。

第三辐射体结合于所述第三支撑体的侧部。

所述第一支撑体至所述第三支撑体中至少一个上形成有向与所述基板平行的方向延伸的支撑腿，所述支撑腿上形成有螺孔。

所述支撑腿的厚度与所述基板相同，所述基板中与所述支撑腿对应的区域被去除，所述支撑腿插入被去除的所述基板的区域后结合于所述底座。

所述多频段鲨鱼鳍天线还包括结合于所述基板上，用于结合至少一个辐射体的第二天线支架；以及结合于所述基板上的芯片天线，所述芯片天线配置于所述第一天线支架以及所述第二天线支架之间。

根据本发明的另一方面，提供一种多频段鲨鱼鳍天线，包括：底座；结合于所述底座上部，形成有供电线路的基板；结合在所述基板上，用于结合多个辐射体的第一天线支架；结合于所述基板上，用于结合至少一个辐射体的第二天线支架；以及结合于所述基板上的芯片天线，所述芯片天线配置于所述第一天线支架及所述第二天线支架之间。

技术效果

根据本发明，不使用PCB作为辐射体，因此能够降低制造成本，并且具有使用多个辐射体时能够确保辐射体之间的隔离度的优点。

附图说明

图1是从第一方向观察根据本发明的一个实施例的多频段车用鲨鱼鳍天线的立体图；

图2是从第二方向观察根据本发明的一个实施例的多频段车用鲨鱼鳍天线的立体图；

图3是根据本发明的一个实施例的多频段车用鲨鱼鳍天线的第一天线支架的立体图；

图4是根据本发明的一个实施例的多频段车用鲨鱼鳍天线的第一天线支架的正视图；

图5是根据本发明的一个实施例的多频段车用鲨鱼鳍天线的第一天线支架的平面图；

图6是示出根据本发明的一个实施例的第一天线支架中将天线线圈结合于第一支撑体的结构的示意图；

图7是示出根据本发明的一个实施例的天线线圈的示意图；

图8是示出天线线圈结合于在第一支撑体下部形成的固定挂钩的状态的示意图；

图9是示出根据本发明的一个实施例的第一支撑体中在固定挂钩固定线圈的下端的动作的示意图；

图10是示出根据本发明的一个实施例的第一辐射体的平面图的示意图；

图11是示出根据本发明的一个实施例的天线线圈和第一辐射体的焊接前状态的示意图；

图12是示出根据本发明的一个实施例的第一辐射体的正视图的示意图；

图13是示出根据本发明的一个实施例的第二辐射体的示意图；

图14是示出根据本发明的一个实施例的第二辐射体结合于第二支撑体的侧部的状态的示意图；

图15是示出根据本发明的一个实施例的第三辐射体的示意图；

图16是示出根据本发明的一个实施例的第三辐射体结合于第三支撑体的状态的示意图；

图17是示出形成于根据本发明的一个实施例的第二支撑体的第一支撑腿的结构的示意图；

图18是示出形成于根据本发明的一个实施例的第三支撑体的第二支撑腿的结构的示意图；

图19是用于说明根据本发明的一个实施例的第一天线支架和基板的结合的示意图；

图20是示出根据本发明的一个实施例的第一天线支架和基板以及底座的结合状态的示意图。

具体实施方式

为了充分理解本发明与本发明操作上的优点及通过本发明实施所达到的目的，必须要参照例示本发明优选实施例的附图及记载于附图的内容。

以下，参照附图说明本发明的优选实施例，从而详细说明本发明。但是本发明可以以不同的形态实现，不限定于说明的实施例。并且，为了明确说明本发明省略与说明无关的部分，附图中相同的附图标记表示相同的构件。

在整篇说明书中若提到某一部分“包括”某构成要素时在没有特殊相反记载的情况下不排除其他构成要素，而是表示还可以包括其他构成要素。并且，说明书中记载的“…部”、“…器”、“模块”、“块”等术语表示处理至少一个功能或动作的单元，其可以由硬件或软件或硬件及软件的结合来实现。

图1是从第一方向观察根据本发明的一个实施例的多频段车用鲨鱼鳍天线的立体图，图2是从第二方向观察根据本发明的一个实施例的多频段车用鲨鱼鳍天线的立体图。

参见图1以及图2，根据本发明的一个实施例的多频段车用鲨鱼鳍天线包括底座100、基板200、第一天线支架300、第二天线支架400以及芯片天线500。芯片天线500一般使用陶瓷贴片型天线。

图1以及图2中省略了用于保护图1以及图2所示元件的外壳，根据本发明的一个实施例的鲨鱼鳍天线可以结合有鲨鱼鳍形状的外壳(未示出)。

底座100与外壳一起起到保护根据本发明的一个实施例的天线的元件的功能。根据本发明的一个实施例的天线的元件固定于底座上。

在底座100的上部放置基板200。作为一例，基板200可以是PCB，但不限于此。基板200的上部可以形成用于向天线供电的电路，基板200的下部可形成有接地面。作为一例，基板200上形成提供供电信号的供电线路，形成的供电线路与结合于第一天线支架300以及第二天线支架400的辐射体电连接，以向辐射体提供供电信号。

第一天线支架300固定于基板200。第一天线支架300是用于固定多个辐射体的支架，第一天线支架300由如塑料等介电材质构成。

近来，要求在车用鲨鱼鳍天线同时内置各种频段的辐射体。由于通过车辆通信提供各种服务，因此车辆通信需要AM/FM、DMB/DAB、GNSS、5G、LTE等服务。在鲨鱼鳍天线并不容易内置这种多种频段的辐射体，因此为了以适当的结构将多个辐射体内置于鲨鱼鳍天线内，使用第一天线支架300。

根据本发明的一个实施例，可以在第一天线支架300结合三个辐射体，即AM/FM辐射体、5G辐射体以及LTE辐射体。当然，这是例示性的，对于本领域技术人员来说显而易见的是，其他多种服务频段的辐射体可以结合于第一天线支架300。

第二天线支架400也固定于基板200上，还可以在第二天线支架400上结合辐射体。结合于第二天线支架400的辐射体与结合于第一天线支架300的辐射体具有不同服务频段。当然，还可以在第二天线支架400结合多个辐射体。作为一例，DMB频段的辐射体可以结合于第二天线支架400。

可以在第一天线支架300以及第二天线支架400之间配置芯片天线500。根据本发明的一个实施例，芯片天线500可以是用于GPS频段的天线。

根据本发明的优选实施例，在鲨鱼鳍天线的前方配置第二天线支架400，在鲨鱼鳍天线的后方配置第一天线支架300，在第一天线支架300以及第二天线支架400之间配置芯片天线500。

鲨鱼鳍天线具有从前方趋向后方高度增高的结构，因此通常芯片天线500位于最前方。但，多个服务频段的辐射体内置于一个鲨鱼鳍天线的情况下，具有不能适当确保辐射体之间的隔离度的问题。

芯片天线与结合于天线支架300、400的辐射体具有不同形态，若要适当确保辐射体之间的隔离度，优选的是芯片天线配置于支架300、400之间。简而言之，通过在第一天线支架300与第二天线支架400之间配置芯片天线500，以隔离结合于第一天线支架300的辐射体与结合于第二天线支架400的辐射体。

芯片天线与结合于天线的支架的辐射体之间相对不受大的影响，因此在两个天线支架300、400之间配置芯片天线500时，能够确保最适合的隔离度。

本发明的特征之一在于第一天线支架300的结构。根据本发明的一个实施例，在第一天线支架300结合三个辐射体，尤其结合作为低频段的AM/FM频段的辐射体。

辐射体的大小与天线的频段成反比，越是低频段的天线越是需要大尺寸的辐射体。本发明提出能够有效结合如AM/FM等低频段的辐射体和其他频段的辐射体的第一天线支架结构。

图3是根据本发明的一个实施例的多频段车用鲨鱼鳍天线的第一天线支架的立体图，图4是根据本发明的一个实施例的多频段车用鲨鱼鳍天线的第一天线支架的正视图，图5是根据本发明的一个实施例的多频段车用鲨鱼鳍天线的第一天线支架的平面图。

图3至图5所示第一天线支架300是未结合辐射体的状态的第一天线支架300。

参见图3至图5，根据本发明的一个实施例的第一天线支架300可以包括第一支撑体310、第二支撑体320、第三支撑体330以及第一辐射体结合部340。

在第一辐射体结合部340结合第一辐射体。第一辐射体的详细结构参见其他附图进行说明。第一辐射体结合部340可具有上端倾斜的倾斜结构。鲨鱼鳍天线的外形为高度从前方趋向后方增高的结构，因此第一辐射体结合部340也具有其高度从前方趋向后方增高的结构。

在第一辐射体结合部340结合三个支撑体310、320、330，各个支撑体310、320、330结合于基板200以将第一天线支架300固定在基板200上。

三个支撑体中位于中央的第一支撑体310上结合天线线圈，其与第一辐射体一起起到辐射体的功能。天线线圈的详细结构以及与第一支撑体结合的结构参见其他附图进行说明。

第二支撑体320形成于第一支撑体310的右侧，与第一支撑体310相隔并配置成与第一支撑体310平行。在第二支撑体320的一侧面结合第二辐射体。

第三支撑体330形成于第一支撑体310的左侧，与第一支撑体相隔并与第一支撑体310平行。在第三支撑体330的一侧面结合第三辐射体。

本发明中三个平行的支撑体310、320、330形成于第一天线支架300，使得用于辐射的元件结合于各个支撑体310、320、330。

现有的鲨鱼鳍天线使用了在基板垂直配置其他基板后，在垂直的基板上连接辐射体的结构。但，将多个基板垂直配置在底座基板的结构发生较高的制造成本，并成为引起隔离度等多个方面性能劣化的原因。

为了解决这种问题，本发明中将具有多个支撑体的第一天线支架300结合于基板上，并在各个支撑体上结合辐射体。

尤其，本发明的第一天线支架300具有适合实现低频段的AM/FM辐射体的结构。低频段的AM/FM辐射体需要较长的长度，现有技术中为了确保辐射体的长度，将PCB垂直竖起后，在PCB上形成的曲折的金属图案作为辐射体的一部分。

如上所述，在PCB形成金属图案的结构是高成本结构，并具有不能提供合适的性能的问题。

为了解决这种问题，本发明中在第一天线支架300的第一支撑体310结合天线线圈，并将天线线圈和第一辐射体电连接，以延长第一辐射体的电气长度。第一辐射体用作如AM/FM频段等低频段辐射体。

图6是示出根据本发明的一个实施例的第一天线支架中将天线线圈结合于第一支撑体的结构的示意图，图7是示出根据本发明的一个实施例的天线线圈的示意图，图8是天线线圈结合于在第一支撑体下部形成的固定挂钩的状态的示意图。

参见图7，根据本发明的一个实施例的天线线圈700包括线圈部710，向上延长部720以及向下延长部730。线圈部710具有一般的螺旋结构的线圈形状。向上延伸部720从线圈部710的上端沿向上垂直方向延伸。向下延伸部730从线圈部710的下端沿向下垂直方向延伸。

参见图6，天线线圈700结合于第一支撑体310的外周面。第一支撑体310的端面具有天线线圈700能够结合的圆形形状。天线线圈700可以插入第一支撑体310的方式结合。

天线线圈700的向上延长部710贯通形成于第一辐射体结合部340的孔突出至第一辐射体结合部340上部。天线线圈700的向上延长部720电气结合于第一辐射体，作为用于低频段的辐射体的一部分。

天线线圈700的向下延长部720结合于基板200，从形成于基板200的供电线路接收供电信号。

本发明中，通过在第一天线支架300的第一支撑体结合天线线圈700，以及将天线线圈700和第一辐射体一起作为辐射体的结构，降低成本且确保稳定的特性。

另外，仅通过天线线圈700插入第一支撑体310的结构，不能保持天线线圈700与第一支撑体310的稳定的结合结构。根据本发明的优选实施例，在第一支撑体310的底部形成固定挂钩800以固定天线线圈700。

参见图8，线圈部710的下端部具有直线结构，而非线圈结构，将直线部分插入至固定挂钩800的槽。由于天线线圈700具有弹力，因此可通过器具或者作业人员的操作插入至固定挂钩800的槽。

图9是示出根据本发明的一个实施例的第一支撑体中在固定挂钩固定线圈的下端的动作的示意图。

如图9所示，可以将线圈部710的直线部分向侧面移动后固定于固定挂钩800的槽。

如此，通过在固定挂钩800固定线圈部700的下端部，能够防止固定于第一支撑体310的线圈下降。并且，能够防止天线的摇晃等引起线圈在插入第一支撑体310的状态下旋转。

图10是示出根据本发明的一个实施例的第一辐射体的平面图的示意图。图10示出第一天线支架300中安装在第一辐射体结合部340的上部区域的第一辐射体。

参见图10，对应于形成于第一辐射体结合部的所述孔，在第一辐射体的预定区域形成贯通孔1000，天线线圈的向上延长部720通过贯通孔1000突出以结合于第一辐射体。

此外，贯通孔1000的周边形成多个导热防止孔1002、1004、1006、1008。根据本发明的一个实施例，以贯通孔1000为中心，可在贯通孔1000的上下左右分别形成导热防止孔1002、1004、1006、1008。当然，导热防止孔的数量以及导热防止孔的配置可根据所需环境有所变化，这对于本领域技术人员是显而易见的。

形成导热防止孔1002、1004、1006、1008是为了最小化焊接过程中发生的热损失。第一辐射体与天线线圈700的向上延长部720进行焊接时，可能由于热损失增加焊接时间，形成导热防止孔1002、1004、1006、1008的目的是防止焊接时间延长。

图11是示出根据本发明的一个实施例的天线线圈和第一辐射体的焊接前状态的示意图。

参见图11，第一辐射体1100具有平板弯曲成梯形的形状。贯通孔形成于第一辐射体1100，天线线圈700的向上延长部720通过贯通孔突出。

在向上延长部720通过贯通孔突出的状态下，进行第一辐射体1100与天线线圈700的向上延长部的焊接，天线线圈700与第一辐射体1100电气结合。

天线线圈700与第一辐射体1100一起作为辐射体工作，可通过天线线圈700确保为了低频段辐射体所需的电气长度。

图12是示出根据本发明的一个实施例的第一辐射体的正视图的示意图。

参见图12，第一辐射体分为第一辐射部1100-1及第二辐射部1100-2。具体来讲，通过形成于第一辐射体的两侧部的缝隙1200分为第一辐射部1100-1及第二辐射部1100-2。

天线线圈700具有大的电感成分，通过形成于两侧部的缝隙1200能够确保所需电感成分。

图13是示出根据本发明的一个实施例的第二辐射体的示意图。

参见图13，根据本发明的一个实施例的第二辐射体1300的下端形成有供电点1310，与基板200的供电线路结合。第二辐射体1300可具有顶盖形状，但不限于此。

在第二辐射体1300的两侧部形成固定凸起1320、1330，固定凸起防止第二辐射体1300结合于第二支撑体320后下降。

作为一例，第二辐射体1300可以是用于收发5G频段的信号的辐射体。

图14是示出根据本发明的一个实施例的第二辐射体结合于第二支撑体的侧部的状态的示意图。

参见图14，用于将第二辐射体插入第二支撑体320的导槽1400、1410形成于第二支撑体320的两侧部。通过导槽1400、1410完成第二辐射体1300的插入的情况下，第一固定凸起1320位于第一导槽1400上，第二固定凸起1330位于第二导槽1410上。最终，第二辐射体1300能够被导槽1400、1410支撑，以保持与第二支撑体320的结合。

图15是示出根据本发明的一个实施例的第三辐射体的示意图。

参见图15，根据本发明的一个实施例的第三辐射体1500可具有切断的顶盖结构。在第三辐射体下部也形成供电点1510，与形成于基板200的供电线路结合。

作为一例，第三辐射体1500可以是收发LTE频段的信号的辐射体。

图16是示出根据本发明的一个实施例的第三辐射体结合于第三支撑体的状态的示意图。

图16的(a)是从正面观察第三辐射体1500结合于第三支撑体330的状态的示意图，图16的(b)是从侧面观察第三辐射体1500结合于第三支撑体330的状态的示意图。

参见图16的(a)以及(b)，第三辐射体1500结合于第三支撑体330的侧部，第三支撑体330的侧部具有倾斜结构。

可通过多种方式实现第三辐射体1500与第三支撑体330的结合，这对于本领域技术人员是显而易见的。

图17是示出形成于根据本发明的一个实施例的第二支撑体的第一支撑腿的结构的示意图，图18是示出形成于根据本发明的一个实施例的第三支撑体的第二支撑腿的结构的示意图。

参见图17，形成于第二支撑体320的第一支撑腿1700是由第二支撑体320的一侧面弯折向平行于基板的方向形成的。在第一支撑腿1700形成螺孔1710。优选的是，第一支撑腿1700的厚度与基板200相同。

参见图18，形成于第三支撑体330的第二支撑腿1800也是由第三支撑体330的一侧面弯折向平行于基板的方向形成的。在第二支撑腿1800也形成螺孔1810，优选的是，第二支撑腿1800的厚度与基板200相同。

图19是用于说明根据本发明的一个实施例的第一天线支架和基板的结合的示意图。

参见图19，与第一支撑腿1700以及第二支撑腿1800的形状相应地去除基板中对应于第一支撑腿1700以及第二支撑腿1800的区域。

第一支撑腿1700以及第二支撑腿1800插入被去除的区域，并与基板200以及底座100结合。

图20是示出根据本发明的一个实施例的第一天线支架和基板以及底座的结合状态的示意图。

参见图20，第一支撑腿1700以及第二支撑腿1800插入基板中被去除的区域后通过螺栓结合于基板200以及底座100。

一般的车用天线中设置在基板上的结构物与基板一次结合后，基板与底座利用另外的结合结构实现结合。但，本发明中，为了避免这种多级结合方式并降低制造成本，一次性完成天线支架、基板和底座的组合。

第一支撑腿1700和第二支撑腿1800具有与基板相同的厚度，因此，插入基板的去除区域时，具有与基板相同的高度，并且螺孔的内周面形成螺纹，从而能够通过螺栓同时结合第一天线支架300、基板200以及底座100。

参考附图所示的实施例对本发明进行了说明，但这不过是例示而已，应理解本领域一般技术人员可由此实施多种变形及均等的其他实施例。

因此，本发明的真正的技术保护范围以所附权利要求的技术思想为准。