一种5G车载隐藏式天线的制作方法

一种5g车载隐藏式天线
技术领域
1.本发明涉及射频与无线通讯技术领域，具体涉及一种5g车载隐藏式天线。


背景技术：

2.随着现代汽车对于美观的要求，原来的外置鲨鱼鳍天线开始逐步被内置隐藏式天线取代，5g的普及开始涉及到汽车领域，客户对天线的性能要求没有降低反而进行提升了。由于汽车会涉及到高速运动，所以一般会使用到双5g对信号进行增强，并且在使用5g的过程中不能影响gnss导航系统的工作，所以必须要对5g天线进行滤波。一般的方法是在接收机前端增加滤波器，这种方式的缺点是需要使用专用滤波器，会增加整个系统的噪声系数和增加成本。同时，新车型对于wifi也有了必要的需求，因此将wifi集成到5g天线组合中的需求和前景越来越大。
3.针对上述问题，本发明提供一种5g车载隐藏式天线，利用特有的空间，提高天线的性能，并对gnss进行抑制，达到具有陷波功能的5g天线，同时也将wifi天线集成在天线组合中。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种5g车载隐藏式天线。
5.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
6.一种5g车载隐藏式天线，包括主板，所述主板上设有5g天线、微带线低通滤波器、微带线高通滤波器、wifi天线和gnss天线模组；
7.所述5g天线的低频辐射体枝节电连接微带线低通滤波器，用于产生低频信号并进入微带线低通滤波器，5g天线的高频辐射体枝节电连接微带线高通滤波器，用于产生高频信号并进入微带线高通滤波器；
8.所述微带线低通滤波器通过结合点与微带线高通滤波器电连接合成一路，用于将低频信号和高频信号合成一路信号；
9.所述微带线低通滤波器或微带线高通滤波器通过馈电点连接系统馈电，使得具有抑制gnss谐振的5g天线的信号进入系统，降低对gnss天线模组的信号干扰。
10.进一步的，所述5g天线的低频辐射体枝节为倒l型，用于产生5g低频谐振，利用倒l形状降低整体的高度，且不易产生其他频段的谐振，提升低频天线的电气性能，所述5g天线的高频辐射体枝节为“屮”型，用于产生5g高频谐振，利用其三个分支不同的高度和分支之间不同距离的耦合效应扩展高频带宽。
11.进一步的，所述5g天线以倒l型低频辐射体枝节的高度和宽度控制天线谐振的带宽和幅度，以倒l型低频辐射体枝节的整体长度控制天线谐振，使得加长天线谐振往低频方向偏移，减短天线谐振往高频方向偏移。
12.进一步的，所述微带线低通滤波器上设有若干个分支节，以微带线低通滤波器及其分支节的长度和宽度的不同来调节高频的阻抗，允许信号中的低频信号通过，抑制高频
信号、干扰噪声信号，所述微带线高通滤波器上设有若干个分支块，以微带线高通滤波器及其分支块的长宽和大小的不同来调节低频的阻抗，允许高于某一截频的频率通过，大大衰减较低频率。
13.进一步的，所述5g天线以及相连的微带线低通滤波器和微带线高通滤波器在主板上镜像对称地设有一对。
14.进一步的，所述wifi天线位于两个对称的5g天线之间，两个对称的5g天线分别位于主板的两侧边处，所述gnss天线模组位于远离5g天线的主板的前边处。
15.进一步的，所述wifi天线为“屮”型，其三个分支节采用金属铜箔作为天线辐射体，产生天线谐振，三个分支节的公共底部通过馈电点连接系统馈电。
16.进一步的，所述5g天线为5gfr1和4glet共享频段天线。
17.进一步的，所述主板的背面为铜层，作为系统地。
18.本发明的有益效果是:
19.本发明可实现5gfr1频段的功能及wifi频段的信号接收发送，并且在此设备中很好的抑制5g天线产生gnss频段的谐波，可以使gnss天线接收更灵敏，导航更精确，并且天线结构紧凑，节约天线空间和成本，具体很好的应用场景。
附图说明
20.图1为本发明的天线组装后的结构示意图；
21.图2为本发明两个对称的5g天线结构图；
22.图3为本发明的微带线低通滤波器结构图；
23.图4为本发明的微带线高通滤波器结构图；
24.图5为本发明的wifi天线结构图；
25.图6为本发明的5g天线a1的回波损耗图；
26.图7为本发明的5g天线a2的回波损耗图；
27.图8为本发明的5g天线a1的天线效率图；
28.图9为本发明的5g天线a2的天线效率图；
29.图10为本发明的微带线低通滤波器s参数表；
30.图11为本发明的微带线高通滤波器s参数表；
31.图12为本发明的wifi天线回波损耗图；
32.图13为本发明的wifi天线效率图。
33.图中标号说明：a1-a2：5g天线；a3：wifi天线；a4：gnss天线模组；b1-b2：低频辐射体枝节；c1-c2：高频辐射体枝节；c4-c6：金属铜箔；d1-d2：结合点；f1-f3：馈电点；h1-h2：微带线高通滤波器；j1-j5、j11-j55：接触点；l1-l2：微带线低通滤波器；p：主板；p1-p3：pcb分板；z1-z3：分支节；z4-z6：分支块。
具体实施方式
34.下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
35.如图1所示，一种5g车载隐藏式天线，包括主板p，所述主板p上设有5g天线a、微带线低通滤波器l、微带线高通滤波器h、wifi天线a3和gnss天线模组a4；
36.所述5g天线a的低频辐射体枝节b电连接微带线低通滤波器l，用于产生低频信号并进入微带线低通滤波器l，5g天线a的高频辐射体枝节c电连接微带线高通滤波器h，用于产生高频信号并进入微带线高通滤波器h；
37.所述微带线低通滤波器l通过结合点d与微带线高通滤波器h电连接合成一路，用于将低频信号和高频信号合成一路信号；
38.所述微带线低通滤波器l或微带线高通滤波器h通过馈电点f连接系统馈电，使得具有抑制gnss谐振的5g天线的信号进入系统，降低对gnss天线模组a4的信号干扰。
39.如图2所示，所述5g天线a的低频辐射体枝节b为倒l型，用于产生5g低频谐振，利用倒l形状降低整体的高度，且不易产生其他频段的谐振，提升低频天线的电气性能，低频辐射体枝节b的长度接近低频段698mhz-960mhz的中心频率的四分之一波长的长度；所述5g天线a的高频辐射体枝节c为“屮”型，用于产生5g高频谐振，利用其三个分支不同的高度和分支之间不同距离的耦合效应扩展高频带宽，达到满足5g中高频段的宽带宽的需求。
40.所述5g天线a以倒l型低频辐射体枝节b的高度和宽度控制天线谐振的带宽和幅度，以倒l型低频辐射体枝节b的整体长度控制天线谐振，使得加长天线谐振往低频方向偏移，减短天线谐振往高频方向偏移。
41.如图3所示，所述微带线低通滤波器l上设有若干个分支节，以微带线低通滤波器l及其分支节的长度和宽度的不同来调节高频的阻抗，允许信号中的低频信号通过，抑制高频信号、干扰噪声信号，实现低通滤波器的作用，节约成本并且可以提高设备的电气稳定性，在本实施例中，微带线低通滤波器l上设置三个分支节z1、z2、z3，用三个分枝节可以覆盖高频很宽的频段，分枝节的布局可以根据主板p上各天线的设计布局做更改，可以弯曲、偏移，只要结构、大小尺寸类似都可以；如图10所示，以微带线低通滤波器l1的s参数图来详细说明工作原理，因为低频带宽wb1:690mhz-960mhz的2倍频谐振刚好落在gnss的工作频段wb4:1559-1602mhz中，故在设置微带线低通滤波器l1时需要考虑wb4频段，继续参照如图10，s21,wb2,wb3,wb4产生了高阻抗，损耗很大，wb1损耗几乎没有，说明只有低频段wb1能通过，并很好的抑制了gnss频段的信号，对gnss天线模组a4干扰降低，提高gnss天线模组a4的接收灵敏度。如图4所示，所述微带线高通滤波器h上设有若干个分支块，以微带线高通滤波器h及其分支块的长宽和大小的不同来调节低频的阻抗，允许高于某一截频的频率通过，大大衰减较低频率，在本实施例中，微带线高通滤波器h上设置三个分支块z4、z5、z6；如图11所示，为高通滤波器微带结构h11的s参数图，s21在wb1频段产生了很高的损耗，阻止了低频信号的通过，wb4也频段也同步做了抑制，高频段wb2,wb3损耗较少，能很好的通过。
42.所述5g天线a以及相连的微带线低通滤波器l和微带线高通滤波器h在主板p上镜像对称地设有一对，即5g天线a1、5g天线a2、微带线低通滤波器l1、微带线低通滤波器l2、微带线高通滤波器h1和微带线高通滤波器h2，5g天线a1上的低频辐射体枝节b1、高频辐射体枝节c1，5g天线a2上的低频辐射体枝节b2、高频辐射体枝节c2；微带线低通滤波器l1与微带线高通滤波器h1之间为结合点d1，微带线低通滤波器l2与微带线高通滤波器h2之间为结合点d2，微带线低通滤波器l1或微带线高通滤波器h1通过馈电点f1连接系统馈电，微带线低通滤波器l2或微带线高通滤波器h2通过馈电点f2连接系统馈电；5g天线a1的低频辐射体枝节b1底端为接触点j1，微带线低通滤波器l1的一端为接触点j11，接触点j1与接触点j11相焊接，使得低频辐射体枝节b1电连接微带线低通滤波器l1，5g天线a1的高频辐射体枝节c1
底端为接触点j2，微带线高通滤波器h1一端为接触点j22，接触点j2与接触点j22相焊接，使得高频辐射体枝节c1电连接微带线高通滤波器h1，同样的，接触点j3与接触点j33相焊接，使得使得低频辐射体枝节b2电连接微带线低通滤波器l2，接触点j4与接触点j44相焊接，使得使得高频辐射体枝节c2电连接微带线高通滤波器h2。如图6和图7所示，分别为5g天线a1和5g天线a2的回波损耗图，图中可以看出，低频辐射体枝节b1和b2产生了低频段谐波wb1:689-960mhz，高频辐射体枝节c1和c2产生了高频段谐波wb2:1710-2690mhz和wb3:3500-3700mhz。如图8和图9所示，分别为5g天线a1和5g天线a2的天线效率图，图中同样可以看出，在频段wb1,wb2,wb3内，效率都能到达很优秀的水平。
43.所述wifi天线a3位于两个对称的5g天线a之间，两个对称的5g天线a分别位于主板p的两侧边处，所述gnss天线模组a4位于远离5g天线a的主板p的前边处。
44.如图5所示，所述wifi天线a3为“屮”型，其三个分支节采用金属铜箔c4、c5、c6作为天线辐射体，产生天线谐振，三个分支节的公共底部通过馈电点f3连接系统馈电，在本实施例中，三个分支节的公共底部为接触点j5，接触点j55设置在主板p上并与馈电点f3电连接，接触点j5与接触点j55相焊接，使得wifi天线a3电连接馈电点f3；如图12所示，为wifi天线回波损耗图，金属铜箔c4枝节产生工作频段为wb4的谐振，wb4:2400-2483mhz；c5和c6枝节产生工作频段为wb5的谐振，wb5：5100-5850mhz，c4,c5,c6的长度控制谐振的偏移，宽带和距离控制耦合的强度，及谐振的带宽和幅度；如图13所示，是wifi天线效率图，工作频段wb4和wb5效率都很优秀。
45.所述5g天线a为5gfr1和4glet共享频段天线。
46.在本实施例中，主板p为pcb板，主板p的背面为铜层，作为系统地，除了主板p外，另外为每个天线设置pcb分板p1-p3，作为天线支撑架，pcb分板p1-p3竖向连接在主板p上，其中，5g天线a1和5g天线a2分别设置在pcb分板p1和pcb分板p2上，wifi天线a3设置在pcb分板p3上。。
47.本发明原理
48.本发明天线的低频辐射体枝节产生低频信号并通过接触点进入微带线低通滤波器，高频辐射体枝节产生高频信号并通过接触点进入微带线高通滤波器，微带线低通滤波器与微带线高通滤波器通过结合点将低频信号和高频信号合成一路信号，然后再通过馈电点进入系统馈电，此合成的信号很好的抑制了5g天线中的gnss的谐振，降低了对有源gnss天线模组的信号干扰，使天线结构可以做的很紧凑，节约天线空间，也节约天线的成本，具体很好的应用场景。
49.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。