确保隔离特性的车辆用集成天线装置制造方法

确保隔离特性的车辆用集成天线装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种确保隔离特性的车辆用集成天线装置，其在鲨鱼鳍形状的集成天线的内部一体容纳GPS天线、TMU天线及CMMB天线而成，通过把GPS天线设置在与TMU天线相邻的位置，使CMMB天线远离与GPS天线及TMU天线，从而确保CMMB天线与GPS天线及TMU天线之间的隔离特性，同时通过形成在TMU天线的导电图案上的带阻滤波器防止发射TMU天线二倍频后的频带的信号，从而能够确保TMU天线与GPS天线之间的隔离特性，提高车辆用集成天线装置的信号收发性能。
【专利说明】确保隔离特性的车辆用集成天线装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种确保隔离特性的车辆用集成天线装置，尤其涉及具有鲨鱼鳍形状的集成天线的内部一体容纳GPS (全球定位系统)天线、TMU (汽车通讯)天线及CMMB (中国移动多媒体广播)天线的同时，确保GPS天线、TMU天线及CMMB天线的隔离特性,从而提高收发性能、确保隔离特性的车辆用集成天线装置。

【背景技术】
[0002]随着通信设备的进步，在车辆内外安装多个用于收发多种无线信号的多种天线，这已经成为了一种趋势。
[0003]所述多种无线信号包括用于车辆的定位系统的全球定位系统(GlobalPosit1ning System,以下简称GPS)信号、调频(FM)及调幅(AM)广播信号、用于在车内视听数字广播的数字多媒体广播(Digital Multimedia Broadcasting,以下简称DMB)信号、用于汽车通讯的汽车通讯管理单元(Telematics Management Unit,以下简称TMU)信
V寸ο
[0004]另外，用于视听数字广播的信号除韩国的DMB信号外，按国家别有美国的‘XM’卫星广播信号及‘SIRIUS’信号、欧洲的数字音频广播(Digital Aud1 Broadcasting, DAB)信号等多种信号，而中国使用的是中国移动多媒体广播(China Multimedia MobileBroadcasting, CMMB)信号。各国家使用的这些互不相同的数字广播信号所使用的频带互不相同。并且TMU信号也同样在各个国家分别具有不同的使用频带。
[0005]在先相关技术可参见韩国公开专利公报第0787602号(授权日:2007年12月13日，发明名称:用于车辆收发信号的集成天线模块)。


【发明内容】

[0006]技术问题
[0007]本发明的目的为提供一种由GPS天线、TMU天线及CMMB天线构成，并且确保各天线之间的隔离特性的车辆用集成天线装置。
[0008]技术方案
[0009]根据本发明一个方面的车辆用集成天线装置，其特征在于包括:全球定位系统天线，其接收用于定位系统的全球定位系统信号；中国移动多媒体广播天线，其接收数字广播信号；汽车通讯天线，其发送和接收汽车通讯用通信信号；接收电路部，其放大或过滤从所述全球定位系统天线、所述中国移动多媒体广播天线或所述汽车通讯天线接收的信号并予以输出；主板，其上安装有所述全球定位系统天线、所述中国移动多媒体广播天线、所述汽车通讯天线及所述接收电路部；以及外壳，其容纳所述全球定位系统天线、所述中国移动多媒体广播天线、所述汽车通讯天线及所述主板。
[0010]本发明的特征在于，所述外壳能够安装于车辆的后上方，具有前部尖且其本体随着趋向后方而逐渐增大的鲨鱼鳍的形状。
[0011]本发明的特征在于，所述中国移动多媒体广播天线位于所述主板上靠前的位置，所述汽车通讯天线位于所述主板上靠后的位置，所述全球定位系统天线位于所述主板上靠后的下表面中与所述汽车通讯天线相邻的位置。
[0012]本发明的特征在于，所述全球定位系统天线是陶瓷介质贴片天线且具有馈针，所述汽车通讯天线是单极结构的印刷基板型天线且具有导电图案，其中所述汽车通讯天线的所述导电图案的起始部分具有带阻滤波器。
[0013]本发明的特征在于，所述带阻滤波器由所述导电图案上以短截线形状构成的电容器及电感器通过串联组合或并联组合而成，滤除所述汽车通讯用信号的频率倍频两倍后的频带的信号。
[0014]本发明的特征在于，所述接收电路包括中国移动多媒体广播模块，其放大或过滤所述数字广播信号并予以输出；全球定位系统模块，其放大或过滤所述全球定位系统信号并予以输出；以及汽车通讯模块，其放大或过滤所述汽车通讯用信号并予以输出。
[0015]本发明的特征在于，所述全球定位系统模块包括第一匹配电路，其接收所述全球定位系统信号并输出与低噪音放大器相匹配的信号；第一低噪音放大器，其接收所述第一匹配电路输出的信号并放大成满足过滤要求的水平；第一带通滤波器，其只允许通过所述第一低噪音放大器放大的信号中频率在预先设定频带的信号；第二低噪音放大器，其把所述第一带通滤波器输出的信号放大成所述定位系统所要求的水平；以及第二匹配电路，其接收所述第二低噪音放大器输出的信号并输出与所述定位系统相匹配的信号。
[0016]本发明的特征在于，所述中国移动多媒体广播模块包括第三匹配电路，其接收所述数字广播信号并输出与低噪音放大器相匹配的信号；第三低噪音放大器，其接收所述第三匹配电路输出的信号并放大成满足所述数字广播终端机要求的水平；第二带通滤波器，其只允许通过所述第三低噪音放大器放大的信号中频带在预先设定频带的信号并予以输出；以及第四匹配电路，其接收所述第二带通滤波器输出的信号并输出与所述数字广播终端机相匹配的信号。
[0017]本发明的特征在于，所述馈针与所述导电图案机械连接且电连接，所述接收电路部还包括双工器，其把通过所述机械连接且电连接的所述馈针及所述导电图案接收的信号分离成全球定位系统信号和车辆通讯用信号并予以输出，其中所述双工器把所述全球定位系统信号发送给所述全球定位系统模块且把所述车辆通讯用信号发送给所述汽车通讯模块。
[0018]本发明的特征在于，所述导电图案通过贯通所述全球定位系统天线的孔。
[0019]技术效果
[0020]根据本发明，通过确保车辆用集成天线装置所包括的GPS天线、TMU天线及CMMB天线之间的隔离特性，从而能够提高车辆用集成天线装置的信号收发性能。

【专利附图】

【附图说明】
[0021]图1为显示本发明一个实施例的车辆用集成天线装置的透视图；
[0022]图2a为显示本发明一个实施例的接收电路部的框图；
[0023]图2b为显示本发明另一实施例的接收电路部的框图；
[0024]图3a为显示本发明一个实施例的带阻滤波器的电路图；
[0025]图3b为显示本发明一个实施例的形成有带阻滤波器的导电图案的示意图；
[0026]图3c为显示本发明一个实施例的带阻滤波器的带阻特性的图表；
[0027]图4为显示本发明一个实施例的GPS模块的框图；
[0028]图5为显示本发明一个实施例的CMMB模块的框图。
[0029]附图标记说明
[0030]10: CMMB 天线20: GPS 天线
[0031]30: TMU 天线40:主板(main board)
[0032]50:外壳100:接收电路部
[0033]110:双工器(duplexer) 120:GPS 模块
[0034]130: TMU 模块140: CMMB 模块
[0035]121:第一匹配电路122:第一低噪音放大器
[0036]123:第一带通滤波器 124:第二低噪音放大器
[0037]125:第二匹配电路141:第三匹配电路
[0038]142:第三低噪音放大器 143:第二带通滤波器
[0039]144:第四匹配电路

【具体实施方式】
[0040]下面参照附图详细说明本发明的车辆用集成天线装置。在此，为了说明的明确性及便利性，附图中放大显示了部分线条的宽度或构成要素的尺寸。另外，后述的用语是根据在本发明中的功能而定义的用语，根据不同的使用者、运用者的目的或惯例而有所差异。因此在定义这些用语时应基于整篇说明书的内容。
[0041]图1为显示本发明一个实施例的车辆用集成天线装置的透视图。
[0042]如图1所示，本发明一个实施例的车辆用集成天线装置可以由CMMB天线10、GPS天线20、TMU天线30、主板40及外壳50构成。
[0043]CMMB天线10接收数字广播终端机(未示出)播放的数字广播信号。
[0044]CMMB天线10接收的数字广播信号的频带可以为470?800MHz。
[0045]GPS天线20接收用于定位系统(未示出)的GPS信号。
[0046]GPS天线20接收的GPS信号的频带可以为LI频带(约1575.42MHz)或L2频带(约 1227.60MHz)。
[0047]TMU天线30发送和接收汽车通讯(telematics)用通信信号。
[0048]TMU天线30发送和接收的汽车通讯用通信信号的频带可以为约800MHz。
[0049]主板40上安装有CMMB天线10、GPS天线20、TMU天线30及接收电路部100。
[0050]接收电路部100放大或过滤从GPS天线、CMMB天线或TMU天线接收的信号并予以输出。
[0051]为了把外壳50安装到车辆的后上方，使其形状为前部尖，本体随着趋向后方而逐渐增大，即近似鲨鱼鳍的形状。所述外壳50的内部容纳CMMB天线10、GPS天线20、TMU天线30及主板40。
[0052]CMMB天线10可以安装于主板40上靠前的位置。
[0053]TMU天线30可以是单极结构的印刷基板型天线，可以包括导电图案。
[0054]TMU天线30可以位于主板40上靠后的位置，可以安装成用于构成TMU天线30的印刷基板立起来的形态。
[0055]GPS天线20可以是陶瓷介质贴片天线,可以包括馈针(feed pin)。
[0056]GPS天线20可以以与TMU天线30相邻的形态位于主板40上靠后的位置，可以位于主板40的下表面。
[0057]如上所述，把CMMB天线10设置在主板40上靠前的位置，把GPS天线20及TMU天线30设置在主板40上靠后的位置，从而能够确保CMMB天线10与GPS天线20及TMU天线30之间的隔离特性。
[0058]并且把CMMB天线10、GPS天线20及TMU天线30等多个天线安装在前方尖、本体随着趋向后方而逐渐增大的外壳50的内部，并把该外壳50固定在车辆的后上方，从而能够防止分别凸在车辆外部、用于收发多种信号的多个天线在发生碰撞时被损坏，并且能够解决露在车辆外部的多个天线导致车辆外观杂乱的问题。
[0059]图2a为显示本发明一个实施例的接收电路部的框图。
[0060]如图2a所示，本发明一个实施例的接收电路部100可以由CMMB模块140、GPS模块120、TMU模块130及双工器110构成。
[0061]如结合图1所述，GPS天线20与TMU天线30可以相邻地设置于主板40上靠后的位置。
[0062]为了相邻地设置GPS天线20与TMU天线30，可以使GPS天线20的馈针与TMU天线30的导电图案机械连接且电连接。
[0063]双工器110把从所述机械连接且电连接的馈针及导电图案接收的信号分离成GPS信号与汽车通讯用信号并予以输出。
[0064]所述双工器110把分离出的GPS信号发送给GPS模块120，把分离出的汽车通讯用信号发送给TMU模块130。
[0065]TMU模块130放大或过滤汽车通讯用信号并予以输出。
[0066]GPS模块120放大或过滤GPS信号并予以输出。
[0067]CMMB模块140放大或过滤CMMB天线10接收的数字广播信号并予以输出。
[0068]如上所述，通过连接GPS天线20的馈针与TMU天线30的导电图案，可以把GPS天线20与TMU天线30相邻地设置在鲨鱼鳍形状的外壳50内部的主板40上靠后的位置。
[0069]如上所述，使设置于主板40上靠前位置的CMMB天线10远离GPS天线20及TMU天线30，从而能够确保CMMB天线10与GPS天线20及TMU天线30之间的隔离特性。
[0070]图2b为显示本发明另一实施例的接收电路部的框图。
[0071]如图2b所示，本发明另一实施例的接收电路部100可以由CMMB模块140、GPS模块120及TMU模块130构成。
[0072]CMMB模块140放大或过滤CMMB天线10接收的数字广播信号并予以输出。
[0073]TMU模块130放大或过滤TMU天线30接收的汽车通讯用信号并予以输出。
[0074]GPS模块120放大或过滤GPS天线20接收的GPS信号并予以输出。
[0075]GPS天线20把接收的GPS信号发送给与GPS天线20的馈针电连接的GPS模块120。
[0076]TMU天线30把接收的汽车通讯用信号发送给与TMU天线30的导电图案电连接的TMU 模块 130。
[0077]另外，如结合图1所述，GPS天线20与TMU天线30可以相邻地设置于主板40上靠后的位置。
[0078]为了相邻地设置GPS天线20与TMU天线30，可以使TMU天线30的导电图案通过贯通GPS天线20的孔。
[0079]如上所述，设置于主板40上靠前位置的CMMB天线10可以设置在远离GPS天线20及TMU天线30的位置，从而能够确保CMMB天线10与GPS天线20及TMU天线30之间的隔离特性。
[0080]图3a为显示本发明一个实施例的带阻滤波器的电路图。
[0081]TMU天线30所具有的导电图案的起始部分可以包括带阻滤波器。
[0082]如图3a所示，带阻滤波器可以由电容器及电感器并联组合而成。并且，带阻滤波器还可以由电容器及电感器串联而成。
[0083]图3b为显示本发明一个实施例的形成有带阻滤波器的导电图案的示意图。
[0084]如图3b所示，带阻滤波器能够以TMU天线30的导电图案上以短截线(stub)形状构成。
[0085]从导电图案凸出的短截线是并列传输线路，短截线根据长度与传输于线路的信号的波长，可以起到电容器的作用，或者起到电感器的作用。因此在导电图案上形成具有适当长度的短截线，就可以形成所述电容器及电感器并联组合或串联组合而成的带阻滤波器。
[0086]图3c为显示本发明一个实施例的带阻滤波器的带阻特性的图表。
[0087]带阻滤波器只滤除输入的信号中取决于所述电容器及电感器的容量的特定频带的信号，输出滤除所述特性频率的信号后的信号。
[0088]如图3c所示，本发明一个实施例的带阻滤波器可以具有滤除1600MHz频带的信号的特性。
[0089]其中。带阻滤波器所滤除的信号的频带可以是所述汽车通讯用通信信号的频率二倍频后的频带。
[0090]S卩，当汽车通讯用信号的频带为约800MHz时，带阻滤波器可以滤除频带为约1600MHz的信号。
[0091]当TMU天线30是单极天线时不仅发射汽车通讯用信号，还发射汽车通讯用信号的频带二倍频后的频带的信号。但是，当汽车通讯用信号的频带为约800MHz时，其二倍频后的1600MHz频带非常接近GPS信号的频带，即LI频带(约1575.42MHz)，因此可能会减弱TMU天线30与GPS天线20之间的隔离特性。
[0092]因此，当利用所述带阻滤波器滤除TMU天线30发射的汽车通讯用信号的频率二倍频后的频带的信号时所述1600MHz频带的信号被滤除，因此不会与LI频带(约1575.42MHz)的GPS信号发生干涉，从而能够确保TMU天线30与GPS天线20之间的隔离特性。
[0093]S卩，通过形成于TMU天线30的导电图案上的带阻滤波器防止TMU天线30的二倍频后的频带的信号，从而能够确保相邻地设置于主板40上靠后位置的TMU天线30与GPS天线20之间的隔离特性。
[0094]图4为显示本发明一个实施例的GPS模块120的框图。
[0095]如图4所示，本发明一个实施例的GPS模块120可以由第一匹配电路121、第一低噪音放大器(Low Noise △!15)，1^熟)122、第一带通滤波器(Band Pass Filter, BPF) 123、第二低噪音放大器124及第二匹配电路125构成。
[0096]第一匹配电路121从GPS天线20接收GPS信号并输出与低噪音放大器相匹配的信号。
[0097]第一低噪音放大器122接收所述第一匹配电路121输出的信号并放大成满足过滤要求的水平。
[0098]第一带通滤波器123只允许通过所述第一低噪音放大器122放大的信号中频率在预先设定的频带的信号并予以输出。
[0099]其中，预先设定的频带可以是GPS信号的频带，即LI频带(约1575.42MHz)或L2频带(约 1227.60MHz)。
[0100]第二低噪音放大器124把所述第一频带滤波器123输出的信号放大成满足定位系统要求的水平。
[0101]第二匹配电路125接收所述第二低噪音放大器124输出的信号并输出与定位系统相匹配的信号。
[0102]图5为显示本发明一个实施例的CMMB模块140的框图。
[0103]如图5所示，本发明一个实施例的CMMB模块140可以由第三匹配电路141、第三低噪音放大器142、第二带通滤波器143及第四匹配电路144构成。
[0104]第三匹配电路141从CMMB天线10接收数字广播信号并输出与低噪音放大器相匹配的信号。
[0105]第三低噪音放大器142接收第三匹配电路141输出的信号并放大成满足数字广播终端机要求的水平。
[0106]第二带通滤波器143只允许通过第三低噪音放大器142放大的信号中频率在预先设定的频带的信号并予以输出。
[0107]其中，预先设定的频带可以是数字广播信号的频带470?800MHz。
[0108]第四匹配电路144接收第二带通滤波器143输出的信号并输出与数字广播终端机相匹配的信号。
[0109]如上所述，根据本发明，在远离GPS天线20及TMU天线30的位置设置CMMB天线10，从而能够确保CMMB天线10与GPS天线20及TMU天线30之间的隔离特性，通过TMU天线30的导电图案上所包含的带阻滤波器防止发射TMU天线30 二倍频后的频率的信号，从而能够确保TMU天线30与GPS天线20之间的隔离特性，提高车辆用集成天线装置的信号收发性能。
[0110]本发明参考附图所示的实施例进行了说明，但这仅作为示例，本发明所属【技术领域】的普通技术人员应理解还可以做多种变形或得到其他等同的实施例。因此本发明的保护范围为权利要求书中所记载的内容。
【权利要求】
1.一种车辆用集成天线装置，其特征在于，包括:全球定位系统天线，其接收用于定位系统的全球定位系统信号；中国移动多媒体广播天线，其接收数字广播信号；汽车通讯天线，其发送和接收汽车通讯用通信信号；接收电路部，其放大或过滤从所述全球定位系统天线、所述中国移动多媒体广播天线或所述汽车通讯天线接收的信号并予以输出；主板，其上安装有所述全球定位系统天线、所述中国移动多媒体广播天线、所述汽车通讯天线及所述接收电路部；以及外壳，其容纳所述全球定位系统天线、所述中国移动多媒体广播天线、所述汽车通讯天线及所述主板。
2.根据权利要求1所述的车辆用集成天线装置，其特征在于:所述外壳能够安装于车辆的后上方，具有前部尖且其本体随着趋向后方而逐渐增大的鲨鱼鳍的形状。
3.根据权利要求1所述的车辆用集成天线装置，其特征在于:所述中国移动多媒体广播天线位于所述主板上靠前的位置，所述汽车通讯天线位于所述主板上靠后的位置，所述全球定位系统天线位于所述主板上靠后的下表面中与所述汽车通讯天线相邻的位置。
4.根据权利要求3所述的车辆用集成天线装置，其特征在于:所述全球定位系统天线是陶瓷介质贴片天线且具有馈针，所述汽车通讯天线是单极结构的印刷基板型天线且具有导电图案，其中所述汽车通讯天线的所述导电图案的起始部分具有带阻滤波器。
5.根据权利要求4所述的车辆用集成天线装置，其特征在于:所述带阻滤波器由所述导电图案上以短截线形状构成的电容器及电感器通过串联组合或并联组合而成，滤除所述汽车通讯用信号的频率倍频两倍后的频带的信号。
6.根据权利要求4所述的车辆用集成天线装置，其特征在于，所述接收电路包括:中国移动多媒体广播模块，其放大或过滤所述数字广播信号并予以输出；全球定位系统模块，其放大或过滤所述全球定位系统信号并予以输出；以及汽车通讯模块，其放大或过滤所述汽车通讯用信号并予以输出。
7.根据权利要求6所述的车辆用集成天线装置，其特征在于，所述全球定位系统模块包括:第一匹配电路，其接收所述全球定位系统信号并输出与低噪音放大器相匹配的信号；第一低噪音放大器，其接收所述第一匹配电路输出的信号并放大成满足过滤要求的水平;第一带通滤波器，其只允许通过所述第一低噪音放大器放大的信号中频率在预先设定频带的信号；第二低噪音放大器，其把所述第一带通滤波器输出的信号放大成所述定位系统所要求的水平；以及第二匹配电路，其接收所述第二低噪音放大器输出的信号并输出与所述定位系统相匹配的信号。
8.根据权利要求6所述的车辆用集成天线装置，其特征在于，所述中国移动多媒体广播模块包括:第三匹配电路，其接收所述数字广播信号并输出与低噪音放大器相匹配的信号；第三低噪音放大器，其接收所述第三匹配电路输出的信号并放大成满足所述数字广播终端机要求的水平；第二带通滤波器，其只允许通过所述第三低噪音放大器放大的信号中频带在预先设定频带的信号并予以输出；以及第四匹配电路，其接收所述第二带通滤波器输出的信号并输出与所述数字广播终端机相匹配的信号。
9.根据权利要求6所述的车辆用集成天线装置，其特征在于:所述馈针与所述导电图案机械连接且电连接，所述接收电路部还包括双工器，其把通过所述机械连接且电连接的所述馈针及所述导电图案接收的信号分离成全球定位系统信号和车辆通讯用信号并予以输出，其中所述双工器把所述全球定位系统信号发送给所述全球定位系统模块且把所述车辆通讯用信号发送给所述汽车通讯模块。
10.根据权利要求6所述的车辆用集成天线装置，其特征在于:所述导电图案通过贯通所述全球定位系统天线的孔。
【文档编号】H01Q1/32GK104300200SQ201410144075
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2013年7月16日
【发明者】申暻燮 申请人:现代摩比斯株式会社