车辆用高频通信装置的制作方法

1.本即时公开的一个或多个实施例通常涉及车辆用高频通信装置。


背景技术：

2.车辆通常被称为运输机器，其通过由人工动力而不是人力或畜力引起的附接到车身的车轮与路面的摩擦的反作用力来移动。车辆可以包括例如三轮或四轮车辆、两轮车辆诸如摩托车、工程机械、自行车、沿铁轨行驶的火车等。
3.车辆可以配备有提供各种信息的电子设备，以向用户(例如，驾驶员和/或乘客)提供娱乐和其他用户便利。电子设备可以通过接收和处理或者不处理外部信号来实现这一点，并且在市场上发布了许多不同种类的用于车辆的电子设备。操作这些电子设备所需的信号可以通过用于车辆的通信装置接收。随着要为车辆和用户提供的信息量的增加，需要高频通信，诸如使用第五代(5g)或车辆对一切(v2x)协议的通信。v2x通信是一种通信方案，其通过车辆对车辆、车辆对基础设施、车辆对行人等的连接和通信来实现自主和安全驾驶，并且使用例如5.9ghz的频带。同样，5g通信使用3.5ghz或更高的高频支持高数据速率和低延迟。由于设计限制，通信模块和天线模块在车辆中可以安装成彼此相距几米，在这种情况下，高频可能导致连接通信模块和天线模块的线缆中的信号损失。


技术实现要素：

4.技术问题
5.本即时公开的一个或多个实施例提供一种车辆用高频通信装置，其能够使用线缆和天线模块控制天线模块中的天线的操作。
6.本即时公开的一个或多个实施例还提供一种车辆用高频通信装置，其能够使用线缆和天线模块控制另一设备。
7.本公开的技术目标不限于此，并且可以有其他技术目标。
8.问题的解决方案
9.额外方面将部分地在之后的描述中陈述，并且部分地将从描述中明白，或者可以通过本公开的所呈现实施例的实践来学习。
10.根据本公开的一方面，一种使用单根线缆的车辆用高频通信装置包括：通信模块，其连接到单根线缆的一端并且被配置为发射射频(rf)信号和发射(tx)串行通信信号，所述通信模块包括tx串行通信调制电路和接收(rx)串行通信解调电路，所述tx串行通信调制电路被配置为将tx串行通信信号从第一数字信号调制成第一频带中的第一交流(ac)信号，所述第一频带不同于rf信号的第二频带，所述rx串行通信解调电路被配置为将通过单根线缆接收的调制rx串行通信信号解调成第二数字信号；以及天线模块，其连接到单根线缆的另一端并且被配置为接收并分支rf信号和tx串行通信信号，所述天线模块包括：前端模块，其被配置为处理rf信号；tx串行通信解调电路，其被配置为将tx串行通信信号从第一ac信号解调成第一数字信号；控制器，其被配置为接收解调的tx串行通信信号以控制前端模块并
输出rx串行通信信号；以及rx串行通信调制电路，其被配置为将rx串行通信信号调制成第三频带中的第二ac信号，所述第三频带不同于rf信号的第二频带和tx串行通信信号的第一频带。
11.可以根据时分双工方案或频分双工方案来发射或接收rf信号。
12.通信模块还可以包括tx/rx控制信号调制电路，其被配置为将用于控制所述rf信号的tx/rx模式的tx/rx控制信号从第三数字信号调制为第三ac信号，其中tx/rx控制信号的第三ac信号的第四频带不同于rf信号的第二频带、tx串行通信信号的第一频带和rx串行通信信号的第三频带，并且天线模块还可以包括tx/rx控制信号解调电路，其被配置为将发射的tx/rx控制信号从第三ac信号解调成第三数字信号。
13.通信模块还可以包括电源电路，其被配置为经由单根线缆向天线模块供电。
14.天线模块还可以包括被配置为执行除无线通信之外的功能的设备或者被配置为控制所述设备的串行通信接口，并且tx/rx串行通信信号可以包括用于所述设备的控制命令或数据。
15.天线模块可以安装在后视镜上，并且设备可以包括转向指示灯。
16.天线模块可以安装在前窗，并且设备可以包括雨传感器、收费站通过终端模块、雷达模块或接近传感器中的至少一个。
17.通信模块可以被配置为发射或接收具有不同频率或处于不同通信方案的多个rf信号，并且天线模块可以包括多个天线和对应于多个rf信号的多个前端电路，并且控制器可以进一步被配置为控制多个天线和多个前端电路。
18.多个rf信号可以包括车辆对一切(v2x)通信信号、移动通信信号、短程通信信号、卫星数字无线电服务(sdars)信号或全球定位系统(gps)信号中的至少一个。
19.单根线缆可以是同轴电缆。
20.发明的有利效果
21.根据本公开，车辆用高频通信装置可以通过单根线缆和天线模块执行串行通信。
22.根据本公开，车辆用高频通信装置可以能够通过单根线缆和天线模块控制天线模块中的天线的操作。
23.根据本公开，车辆用高频通信装置可以能够通过单根线缆和天线模块控制其他设备。
附图说明
24.从以下结合附图的描述中，本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征和优点将变得更加明显，其中：
25.图1示出了根据本公开的实施例的车辆的车身；
26.图2是根据本公开的实施例的车辆用高频通信装置的框图；
27.图3示出了根据本公开的实施例的安装的天线模块的实例；
28.图4是包括图3的天线模块的车辆用高频通信装置的框图；
29.图5示出了根据本公开的另一实施例的安装的天线模块的另一实例；
30.图6是包括图5的天线模块的车辆用高频通信装置的框图；以及
31.图7是根据本公开的另一实施例的车辆用高频通信装置的框图。
具体实施方式
32.现在将参考附图描述本公开的实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且为了解释清楚和方便，元件的尺寸可以被放大。下面将要描述的本公开的实施例是示例性实例，并且可以对本公开的实施例进行各种修改。
33.考虑到本公开的原理，这些术语选自目前广泛使用的常用术语，然而这可以取决于本领域普通技术人员的意图、司法先例、新技术的出现等。本文使用的一些术语由申请人自行选择，在这种情况下，这些术语将在后面结合本公开的实施例详细解释。因此，应基于贯穿本公开的意思和描述来定义术语。
34.应理解，除非上下文明确地另有说明，否则单数形式“一个(a、an)”和“所述(the)”包括复数指示物。除非另有说明，否则术语“包括(include)(或包括(including))”或“包含(comprise)(或包含(comprising))”是包含性的或开放式的，并且不排除额外的、未列举的要素或方法步骤。
35.如本文使用的术语“单元”、“模块”、“块”等各自表示用于处理至少一个功能或操作的单元，并且可以以硬件、软件或其组合实施。
36.贯穿本公开，表达“a、b或c中的至少一者”指示仅a；仅b；仅c、a和b两者；a和c两者；b和c两者；a、b和c全部，或其变化形式。
37.根据给定的情况，如本文使用的表述“被配置为”可以与“适合”、“具有......能力”、“被设计成”、“适于”、“制成”或“能够”互换使用。表述“被配置为”可能不一定意指在硬件上“专门被设计以
……”
。例如，在一些情况下，表述“被配置为做某事的系统”可以指“能够与另一设备或部件协作做某事的实体”。例如，“被配置为执行a、b和c功能的处理器”可以指专用处理器，例如用于执行a、b和c功能的嵌入式处理器，或者通用处理器，例如可以通过执行存储在存储器中的一个或多个软件程序来执行a、b和c功能的中央处理单元(cpu)或应用处理器。
38.贯穿整个说明书，术语“通信模块”可以指与车辆用高频通信装置中的天线模块分离但通过线缆连接到所述天线模块的电路。
39.天线模块可以指具有直接安装在电路板上的天线或者通过非常短的线缆连接到天线的电路。这里，术语“非常短的线缆”可以指足够短使得由于高频引起的信号损失可以忽略不计的线缆。例如，非常短的线缆可能具有几毫米、几厘米或几十厘米的长度。
40.在本公开中，车辆用高频通信装置可以用于各种通信方案，例如像车辆对一切(v2x)通信、第四代(4g)通信和第五代通信。例如，v2x通信可以包括车辆对车辆(v2v)、车辆对基础设施(v2i)、车辆对行人(v2p)、车辆对网络(v2n)通信等。
41.贯穿整个说明书，术语“发射”及其派生词意指经由线缆将信号从通信模块发送到天线模块，并且术语“接收”及其派生词意指在通信模块处经由线缆从天线模块接收信号。例如，发射(tx)射频(rf)信号经由线缆从通信模块发送到天线模块，并然后通过天线发射。相反，接收(rx)rf信号在天线处接收，并经由线缆从天线模块发送到通信模块
42.图1示出了根据本公开的实施例的车辆的车身。
43.参考图1，车辆1是包括车轮的机器，所述车轮被驱动用于运输人或货物。车辆1可以沿着道路行驶。车辆1包括限定车辆1的外形的车身10、底盘(未示出)、车辆1的除车身10之外的其余部分(其上安装有驾驶所需的机械设备)以及用于保护驾驶员并为驾驶员提供
用户便利的电子控制设备。
44.如图1所示，车身10的外部可以包括前面板11、发动机罩12、顶面板13、后面板14以及前/后/左/右车门15。为了给驾驶员提供清晰的视野，可以有安装在车身10前面的前窗16，安装在车身10侧面的后视镜17和侧窗18，以及安装在车身10后侧的后窗19。
45.车辆1的电子控制设备可以控制车辆1的各种设备，并为驾驶员提供舒适性或安全性，并且可以包括例如发动机管理系统、变速器控制单元、电子制动系统、电动转向系统、车身控制模块、显示器、加热/通风/空调系统、音频系统或远程信息处理单元中的至少一个。车辆1的电子控制设备还可以包括高频通信装置100，使得车辆能够进行无线通信。车辆用高频通信装置100可以被理解为远程信息处理单元的一部分，但是不限于此。此外，车辆用高频通信装置100可以是在车辆1投放市场之前或之后装备在车辆1中的设备。
46.在本公开的实施例中，车辆用高频通信装置100可以包括通信模块110、天线模块150和线缆190。
47.例如，通信模块110可以布置在车身10的后座后面的空间中，但不限于此。在另一个实例中，通信模块110可以布置在发动机罩12下方、驾驶员座位附近、顶面板13附近等。
48.天线模块150可以布置在顶面板13、前窗16、后视镜17、后窗19等上。天线模块150可以通过连接器可拆卸地联接到线缆190。
49.在本公开的实施例中，线缆190可以是单根线缆。线缆190可以是将通信模块110电连接到天线模块150的同轴电缆。由于它们的设计，通信模块110和天线模块150可以在车辆1中安装在彼此相距几米处，但是不限于此。
50.图2是根据本公开的实施例的车辆用高频通信装置100的框图。
51.参考图2，车辆用高频通信装置100可以包括通信模块110、天线模块150和线缆190。
52.在本公开的实施例中，通信模块110可以包括rf电路111。rf电路111可以是用于处理rf信号的电路，并且可以包括调制解调器电路、射频集成电路(rfic)、射频前端(rffe)等。调制解调器电路可以是用于例如5g或v2x通信的电路。通信模块110可以是车辆1中的电子控制设备(例如，远程信息处理控制单元(tcu))的一部分，或者可以由电子控制设备的处理器(例如，tcu的应用处理器(ap))控制。处理器可以包括微处理器或任何合适类型的处理电路，诸如一个或多个通用处理器(例如，基于arm的处理器)、数字信号处理器(dsp)、可编程逻辑设备(pld)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、图形处理单元(gpu)、视频卡控制器等。此外，应该认识到，当通用计算机存取用于实施这里所示的处理的代码时，代码的执行将通用计算机转换成用于执行这里所示的处理的专用计算机。附图中提供的一定功能和步骤可以用硬件、软件或两者的组合来实施，并且可以在计算机的编程指令内全部或部分执行。除非使用短语“用于......的装置”明确叙述了权利要求要素，否则这里的权利要求要素不应根据35u.s.c.
§
112(f)的规定来解释。此外，技术人员理解并意识到，在本公开中，“处理器”或“微处理器”可以是硬件。根据最广泛的合理解释，所附权利要求是符合35u.s.c.
§
101的法定主题。
53.由通信模块110处理的rf信号可以包括具有不同频率或者处于不同通信方案的不同rf信号。
54.通信模块110可以通过时分双工(tdd)方法区分rf信号的发射(tx)和接收(rx)。rf
电路111可以输出tx/rx控制信号以区分tx和rx。例如，tx/rx控制信号
‘1’
指示tx模式，而tx/rx控制信号
‘0’
指示rx模式。tx/rx控制信号在tx/rx控制信号调制电路(以下称为第一调制电路)113中被调制成特定频率的交流(ac)信号，并然后在线缆190上传送。第一调制电路113可以包括直流(dc)到ac电路、频率振荡器、带通滤波器等。例如，dc到ac电路将tx/rx控制信号
‘1’
调制成ac信号。tx/rx控制信号
‘0’
可以不包括ac分量，即使在dc到ac电路中被调制之后也是如此。带通滤波器可以包括例如lc滤波器。调制的tx/rx控制信号可以具有与发射或接收的rf信号的频率不同的频率。在本公开的实施例中，tx/rx控制信号的调制可以在rf电路111中执行。
55.通信模块110可以通过使用频分双工(fdd)方法区分rf信号的tx和rx。在使用fdd方法的情况下，可以基于频率区分rf信号的tx频率和rx频率。在这种情况下，可以不需要额外的tx/rx控制信号。
56.通信模块110还可以包括电源电路115。电源电路115可以供应dc电源。电源电路115可以将来自车辆1的电力转换成车辆用高频通信装置100所需的电压(例如，5伏(v))。电源电路115可以向天线模块150和通信模块110中的各种电路供电。电源电路115可以包括例如低压差线性调节器(ldo)。当rf电路111向电源电路115发送使能信号时，电源电路115供应dc电源。
57.还可以在电源电路115的输出端提供rf阻塞滤波器(图2中未示出)，以阻止rf信号进入电源电路115。rf阻塞滤波器可以包括例如lc滤波器。
58.在本公开的实施例中，用于向天线模块150供电的电源电路115可以与通信模块110分开提供。
59.在本公开的实施例中，通信模块110可以包括用于发射或接收串行通信信号的串行通信模块。串行通信模块可以布置在rf电路111中或者单独布置。
60.在本公开的实施例中，通信模块110可以使用基于通用异步接收器/发射器(uart)方案的串行通信模块。例如，从rf电路111输出的tx串行通信信号(例如，uart txd)可以是由0(多个)和1(多个)组成的数字信号。uart方案可以有分别用于发射和接收的数据线。通信模块110可以包括用于tx串行通信的tx串行通信调制电路(以下称为第二调制电路)116，以及用于rx串行通信的rx串行通信解调电路(以下称为第一解调电路)117。
61.第二调制电路116可以包括dc到ac电路、频率振荡器、带通滤波器等。从串行通信模块输出的tx串行通信信号(数字信号)可以在第二调制电路116中被调制成ac信号，可以通过带通滤波器，并然后可以在线缆190上传送。从tx串行通信信号调制的ac信号可以具有与从rx串行通信信号调制的ac信号不同的频率，这将在后面描述。具体地，来自频率振荡器的供应给第二调制电路116的dc到ac电路的信号可以具有与从rx串行通信信号调制的ac信号的频率不同的频率。
62.第一解调电路117可以包括带通滤波器、ac到dc电路等。从天线模块150发射的rx串行通信信号可以是在天线模块150中调制的ac信号，如稍后将描述的。调制的rx串行通信信号通过带通滤波器225，并然后在交流到dc电路中被转换成数字信号。
63.通信模块110可以使用快速外围组件互连(pcie)或其他公知的串行通信方案。
64.tx串行通信信号可以包括用于天线模块150的控制命令，以执行补偿线缆190中的损耗的操作或自校准操作。
65.tx串行通信信号可以包括用于天线切换、天线阻抗改变、rf功率回退、天线诊断操作等的控制命令或数据，在天线模块150中实施所述命令或数据。例如，tx串行通信信号可以包括指示天线模块150的补偿操作或自校准操作的开始的信息，或者指示自校准结果的诊断消息。
66.天线模块150还可以充当执行除无线通信之外的各种其他功能的设备的串行通信接口(例如，各种传感器、灯、收费站通过终端诸如韩国的hi-pass和美国的e-zpass等)，并且tx串行通信信号可以包括用于这些设备的操作的控制命令或数据。
67.天线模块150可以包括前端模块(fem)151、控制器152以及天线159。天线159可以直接安装在天线模块150的印刷电路板(pcb)上，或者通过非常短的线缆连接到pcb。
68.fem 151是用于放大接收或发射的rf信号或从rf信号中消除噪声的电路，包括诸如前置放大器(pa)和低噪声放大器(lna)的放大器。
69.fem 151可以具有多个增益模式，可以在通信模块110的控制下选择所述模式。例如，多个增益模式可以包括低功率模式和高功率模式。
70.fem 151还可以包括用于检测误差或检测rf信号输入或输出的功率以进行信号补偿的检测电路。
71.当使用tdd方法来区分tx和rx时，fem 151可以包括tx/rx开关。tx/rx开关可以是例如单刀双掷(spdt)电路。tx/rx开关可以基于通过线缆190发射的tx/rx控制信号在tx模式与rx模式之间切换。
72.由天线模块150发射或接收的rf信号可以具有不同的频率或处于不同的通信方案，因此fem 151可以包括用于每个rf信号的单独电路或普遍支持两种或更多种rf信号的电路。
73.天线模块150可以包括tx/rx控制解调电路(以下称为第二解调电路)153，其包括带通滤波器、ac到dc电路等以解调tx/rx控制信号。第二解调电路153的带通滤波器的通带可以是在通信模块110的第一调制电路113中调制的tx/rx控制信号的频率。
74.通过线缆190发射的tx/rx控制信号是以特定频率调制的ac信号，其可以由第二解调电路153解调回原始数字信号。
75.在使用fdd方案来区分tx和rx的情况下，在本公开的实施例中，可以使用双工器来代替tx/rx开关。
76.天线模块150可以包括电源电路155。电源电路155可以使用包括电容器的电路来将通过线缆190从通信模块110递送的dc电源与rf信号和tx/rx串行通信信号分开。电源电路155可以将通过线缆190递送的dc电源转换成天线模块150所需的电压(例如，3.3v)，并且将所述电压供应给天线模块150中的各种电路和元件。电源电路155可以包括例如ldo。可以在线缆190与电源电路155之间提供rf阻塞滤波器(图2中未示出)，以阻止rf信号进入电源电路155。
77.天线模块150可以包括执行除无线通信之外的功能的额外设备，在这种情况下，电源电路155甚至可以向这些设备供电。
78.控制器152可以是微控制器单元(mcu)。控制器152可以控制包括fem151的天线单元150的总体操作。控制器152可以被配置为控制通信模块110或执行自我错误检测或信号补偿。
79.通过线缆190从通信模块110发射的tx串行通信信号在tx串行通信解调电路(以下称为第三解调电路)156中被解调成数字信号。第三解调电路156可以包括带通滤波器、ac到dc电路等以解调tx串行通信信号。第三解调电路156的带通滤波器的通带可以是在通信模块110的第二调制电路116中调制的tx串行通信信号的频率。在第三解调电路156中解调的tx串行通信信号输入到控制器152。
80.控制器152可以被配置为接收从通信模块110发射的tx串行通信信号，并且执行特定操作(例如，天线切换、天线阻抗改变、rf功率回退、天线诊断等)。同样，tx串行通信信号可以包括用于天线切换、天线阻抗改变、rf功率回退、天线诊断操作等的控制命令或数据。例如，当高频通信装置100执行蓝牙通信时，需要复杂的操作，诸如控制蓝牙天线在车辆1的内部与外部之间的切换，这可以由控制器152根据包括在从通信模块110发射的tx串行通信信号中的控制命令来执行。
81.控制器152可以向通信模块110输出并发送rx串行通信信号。rx串行通信信号是由0(多个)和1(多个)组成的数字信号，其在rx串行通信调制电路(以下称为第三调制电路)157中被调制成特定频率的ac信号。
82.第三调制电路157可以包括dc到ac电路、频率振荡器、带通滤波器等。从控制器152输出的rx串行通信信号(数字信号)可以在第三调制电路157中被调制成ac信号，可以通过带通滤波器，并然后可以在线缆190上传送。从rx串行通信信号调制的ac信号可以具有与从前述tx串行通信信号调制的ac信号不同的频率。具体地，来自频率振荡器的供应给第三调制电路157的dc到ac电路的信号可以具有与从tx串行通信信号调制的ac信号的频率不同的频率。
83.rx串行通信信号可以包括天线模块150的天线阻抗信息、fem 151的增益信息、天线诊断信息等。
84.天线模块150还可以包括存储器(未示出)。存储器可以存储与天线操作相关的数据以及与控制执行除无线通信之外的功能的设备相关的数据。
85.在本公开的实施例中，线缆190可以是同轴电缆。同轴电缆是具有同心圆截面的同轴传输线，包括内导体和外导体，使得电流或信号可以以最小的损耗发射。例如，聚乙烯滑石绝缘体可以放置在内导体与外导体之间，以将内导体和外导体机械锁定在其适当的位置并减少衰减。
86.tx rf信号、tx/rx控制信号和tx串行通信信号可以经由线缆190从通信模块110发射到天线模块150。此外，dc电源可以经由线缆190从通信模块110发射到天线模块150。rx rf信号和rx串行通信信号可以经由线缆190从天线模块150发射到通信模块110。发射和接收的信号都可以以不同的频率调制并在线缆190上传送，并且信号的接收端可以通过使用适合于该频率的带通滤波器来接收期望频率的信号。具体地，发射或接收的rf信号的频率、调制的tx/rx控制信号的频率、调制的tx串行通信信号的频率以及调制的rx串行通信信号的频率可以都在不同的频带中。例如，rf信号的频率可以在5.9ghz频带内。调制的tx/rx控制信号的频率可以是110mhz。调制的tx串行通信信号的频率可以是65mhz。调制的rx串行通信信号的频率可以是2mhz。
87.tx串行通信信号可以包括控制命令或数据以操作执行除无线通信之外的功能的设备(例如，各种传感器、灯、收费站通过终端等)，并且rx串行通信信号可以包括由控制设
备产生的许多不同类型的数据。控制器152可以控制设备，并且在tx/rx串行通信信号中与通信模块110通信相关联的控制命令或数据。换句话说，天线模块150还可以充当执行除无线通信之外的功能的设备的串行通信接口。
88.在车辆1中有为车辆设计的许多设备，除无线通信之外的可靠车辆操作需要所述设备。对于可靠地控制这些设备以及它们之间的通信，递送rf信号和数字信号是很重要的。rf信号和数字信号需要使用车辆1中的线缆190在接收rf信号的天线模块150的一侧与要控制的设备之间递送，在这种情况下，rf信号、dc电源以及用于设备的控制器(例如，mcu、ic等)的各种接口(例如，uart、pcie等)信号在用于天线模块150的单根线缆190上传送，以便设备执行独立的操作。
89.现在将描述高频通信设备的安装的天线模块的详细实例。
90.图3示出了根据本公开实施例的安装的天线模块250的实例，并且图4是包括图3的天线模块250的车辆用高频通信装置200的框图。
91.参考图3和图4，车辆用高频通信装置200可以包括通信模块210、天线模块250和将通信模块210连接到天线模块250的线缆290。线缆290可以是同轴电缆。为了简单起见，在通信模块210和天线模块250的元件中，与上述元件重叠的元件将不再描述。天线模块250可以安装在后视镜17的一侧a上。
92.后视镜17配备有转向指示灯(光模块)258。转向指示灯258可以包括诸如发光二极管(led)或灯的光源，以及用于驱动光源的光源驱动电路。
93.天线模块250不仅可以执行无线通信功能，还可以执行转向指示灯258的控制接口功能。天线模块250可以包括转向指示灯258或用于转向指示灯258的驱动电路。
94.通信模块210从电子控制设备接收用于转向指示灯258的控制命令，并且将控制命令发射到天线模块250。用于转向指示灯258的控制命令可以通过将串行通信信号调制成ac信号来递送。换句话说，tx串行通信信号可以包括用于转向指示灯258的控制命令。
95.尽管在本公开的这个实施例中，后视镜17被示出为包括转向指示灯258，但是后视镜17可以包括后置摄像机和/或侧置摄像机。在这种情况下，天线模块250可以包括后置摄像机和/或侧置摄像机，或者充当串行通信接口来控制后置摄像机和/或侧置摄像机。
96.图5示出了根据本公开实施例的安装的天线模块350的另一实例，并且图6是包括图5的天线模块350的车辆用高频通信装置300的框图。
97.参考图5和图6，车辆用高频通信装置300可以包括通信模块310、天线模块350和将通信模块310连接到天线模块350的线缆390。线缆390可以是同轴电缆。
98.天线模块350可以安装在前窗16的上端区域b上。天线模块350可以包括fem 351、控制器352和用于执行无线通信的天线359。此外，天线模块350可以包括各种其他部件，诸如雨传感器354、收费站通过终端模块355、雷达模块357、接近传感器358等。天线模块350可以充当这些各种其他部件的控制接口。
99.在本公开的实施例中，雨传感器354可以检测落在前窗16上的雨滴。天线模块350的控制器352可以控制雨传感器354，并且将关于检测到的雨滴的检测信息发送到通信模块310。通过将串行通信信号调制成ac信号，可以通过线缆390发射或接收用于雨传感器354的控制命令或关于雨滴的检测信息。换句话说，tx串行通信信号可以包括用于雨传感器354的控制命令，并且rx串行通信信号可以包括雨传感器354的状态信息和雨检测信息。
100.收费站通过终端模块355是使用红外或rf信号与安装在收费站的天线无线通信以进行电子支付的设备。通过将串行通信信号调制成ac信号，用于收费站通过终端模块355的控制命令或数据可以由通信模块310通过线缆390来发射或接收。换句话说，tx串行通信信号可以包括用于收费站通过终端模块355的控制命令。rx串行通信信号可以包括收费站通过终端模块355的状态信息或收费站支付信息。
101.雷达模块357包括用于发出电磁波并检测反射的电磁波的传感器，以使用反射的电磁波检测道路上的物体。雷达模块357可以包括脉冲多普勒雷达、连续波(cw)雷达、调频连续波(fmcw)雷达、多频cw雷达或脉冲压缩雷达中的至少一个。通过将串行通信信号调制成ac信号，用于雷达模块357的控制命令或从雷达模块357获得的信息可以由通信模块310通过线缆390发射或接收。换句话说，tx串行通信信号可以包括用于雷达模块357的控制命令。rx串行通信信号可以包括雷达模块357的状态信息或从雷达模块357获得的信息。在本公开的实施例中，除了雷达模块357之外，天线模块350还可以包括声纳、视觉、激光雷达、雷达传感器系统等，作为用于在车辆1移动时检测道路状况的设备。
102.接近传感器358是用于通过使用例如红外或rf信号来检测靠近车辆1的人或物体的设备。通过将串行通信信号调制成ac信号，用于接近传感器358的控制命令或从接近传感器358获得的信息可以由通信模块310通过线缆390发射或接收。换句话说，tx串行通信信号可以包括用于接近传感器358的控制命令。rx串行通信信号可以包括接近传感器358的状态信息或从接近传感器358获得的信息。
103.前述雨传感器354、收费站通过终端模块355、雷达模块357和接近传感器358是用于控制车辆1或向用户提供便利或信息的设备，并且通信模块310可以与车辆1中的各种电子控制设备通信，以从电子控制设备接收控制信息并且将从这些设备接收的数据转发给电子控制设备。
104.上文结合图3至图6描述的实施例仅是天线模块250或350的某些安装的实例，但是本公开不限于此。例如，天线模块250或350可以安装在前面板11、顶面板13、后面板14或后窗19中。
105.图7是根据本公开的另一实施例的车辆用高频通信装置400的框图。
106.参考图7，车辆用高频通信装置400是用于发射或接收多个rf信号的设备，并且包括通信模块410、天线模块450和线缆490。将不再详细描述车辆用高频通信装置400中与上面结合图2描述的车辆用高频通信装置100重叠的部分。
107.通信模块410处理发射或接收的多个rf信号。
108.要由通信模块410处理的rf信号可以包括用于v2x通信的信号、在诸如4g、5g等移动通信中使用的信号、在诸如蓝牙(bt)和无线保真(wi-fi)的短距离通信中使用的信号、在卫星数字音频无线电服务(sdars)中使用的信号、全球定位系统(gps)信号等。
109.通信模块410可以包括用于普遍支持上述各种不同类型的rf信号的前端(fe)电路。这些不同类型的rf信号可以具有不同的频率或者处于不同的通信方案中。采用fe电路来发射或接收rf信号。
110.天线模块450的fe电路可以包括长期演进(lte)模块452、蓝牙低能量(ble)模块455、wi-fi/bt模块457、v2x模块459、gps模块462或sdars模块463。
111.天线模块450可以包括对应于具有不同频率或通信方案(v2x1、v2x2、gps、sdars、
lte1、lte2、lte3、lte4、ble1、ble2、bt、wi-fi1和wi-fi2)的不同rf信号的多个天线。一些天线(例如，ble2)可以直接安装在天线模块450的电路板464上，而一些其他天线(例如，v2x1、v2x2、gps、sdars、lte1、lte2、lte3、lte4、ble1、bt、wi-fi1和wi-fi2)可以安装在单独的天线外壳465中或另一个位置，并且通过非常短的天线线缆连接到电路板464。术语“非常短的天线线缆”可以指足够短使得由于高频引起的信号损失可以忽略不计的天线线缆。例如，非常短的天线线缆可能具有几毫米、几厘米或几十厘米的长度。多个天线中的一些(例如，ble2、bt和wi-fi2)也可以用于车身内部的无线通信。
112.天线模块450可以包括双工滤波器460、spdt开关454、456和458、双刀双掷(dpdt)开关453或双工器，以分离出具有不同频率或处于通信方案中的不同rf信号。
113.天线模块450可以包括lte模块452。这个实例中的lte模块452是移动通信模块，但是还可以有4g或5g模块。对于lte通信，可以使用一个或多个天线。在图7中，示出了用于lte通信的四个天线lte1、lte2、lte3和lte4的实例。
114.天线模块450可以包括ble模块455。ble模块455可以使用一个或多个天线来执行ble通信。在图7中，示出了用于ble通信的两个天线ble1和ble2的实例。
115.天线模块450可以包括wi-fi/bt模块457。wi-fi/bt模块457是用于支持wi-fi通信和bt通信的集成模块，并且可以连接到例如用于bt的天线(bt)和用于wi-fi的两个天线(wi-fi1和wi-fi2)。
116.天线模块450可以包括v2x模块459。v2x模块459可以使用一个或多个天线。在图7中，示出了用于v2x通信的两个天线v2x1和v2x2的实例。
117.天线模块450可以包括gps模块462和sdars模块463。gps模块462和sdars模块463可以分别连接到用于gps的天线(gps)和用于sdars的天线。
118.一些通信可以与不同类型的通信结合使用。例如，取决于通信网络的状态，可以在lte通信、ble通信和wi-fi通信之间执行切换。为此，在控制器451的控制下，通过dpdt开关453和spdt开关454和458的切换操作，可以选择性地连接用于lte通信的天线(lte1、lte2、lte3和lte4)中的一些(例如，lte3和lte4)的线路和其他通信天线(例如，ble1和ble2)的线路。
119.无线通信也可以在车辆1内部执行。例如，当在ble/bt通信中时，在控制器451的控制下，天线ble1、ble2和bt可以在车辆1的内部与外部之间切换。
120.一些天线(例如，gps、sdars)可以经由公共天线线缆连接到电路板464，并且可以通过双工滤波器460分支到gps模块462和sdars模块463。
121.如上所述，天线模块450可以包括用于控制多个天线的控制器451和用于支持天线发射或接收具有不同频率或通信方案的不同rf信号的fe电路。控制器451可以被配置为执行多个天线与fe电路之间的复杂切换以及复杂功能，诸如用于紧急呼叫(e-call)或特定吸收率(sar)补偿的备用天线切换。
122.高频通信装置100、200、300和400分别使用单根线缆190、290、390和490，并且能够控制天线模块150、250、350和450本身或者控制执行除无线通信之外的功能的设备，使得车辆制造商可以通过消除对额外线缆的需要来降低成本并解决设计和空间限制。
123.上文已经描述了本公开车辆用高频通信装置的若干实施例，但是本领域普通技术人员将理解和明白，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种修改。因此，对于本领
域普通技术人员来说，很明显，技术保护的真正范围仅由所附权利要求限定。
124.本公开的上述实施例的某些可以用硬件、固件或通过可以存储在记录介质(例如是cd rom、数字多功能光盘(dvd)、磁带、ram、软盘、硬盘或磁光盘)中的软件或计算机代码或者通过网络下载的计算机代码(其最初存储在远程记录介质或非瞬时机器可读介质上，并将存储在本地记录介质上)的执行来实现，使得这里描述的方法可以通过使用通用计算机或专用处理器或在可编程或专用硬件(例如asic或fpga)中，经由存储在记录介质上的这种软件来呈现。如本领域所理解的，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括存储器部件，例如ram、rom、闪存等，其可以存储或接收软件或计算机代码，该软件或计算机代码当被计算机、处理器或硬件存取和执行时，实施本文描述的处理方法。