用于车辆的带有印刷电路系统的天线模块的制作方法

本实用新型涉及一种用于车辆的带有印刷电路系统的天线模块。术语“印刷电路”是指印刷电路板(pcb)。

背景技术：

在市场上已知用于车辆的天线，其被容纳在设置在车辆的车顶上的鲨鱼鳍盒中。

ep2712023公开了这种类型的用于车辆的天线，包括：

-伞形电容元件，

-放大器，以及

-线圈，其布置在伞形电容元件的出口端子与放大器的入口端子之间，以使电容元件在指定频率下谐振。

线圈是传统的线圈，其包括缠绕在芯上的绕组，该芯的轴线与线圈的轴线相重合。线圈的轴线在伞形电容元件的振幅的中心。换句话说，伞形电容元件与穿过线圈轴线的纵向平面对称。

由于提供了传统的线圈，这种类型的天线受到一些缺点的损害。例如，由于线圈制造中的机械公差，难以获得谐振频率的良好稳定性。这可能会导致电感的等效集中值不同，而谐振频率的位移会高于可接受的水平。此外，使用线圈需要机械支撑以将线圈保持在适当位置。这种机械支撑相当复杂，因为它必须将线圈和电容元件保持在适当的位置并且必须没有电效应，也就是说，它不能导电。最后，传统线圈的使用限制了设计人员在天线原型方面的自由度，并在试图获得正确的谐振频率值时造成了不平衡，谐振频率值完全取决于由电容元件的几何形状决定的电容性特征。

此外，必须注意，除了传统上接收am/fm无线电信号外，现代汽车天线还需要其它功能。这样的附加功能是蜂窝电话信号的接收和发送以及卫星信号的接收。显然，所述附加功能需要专用电路，并且难以在由汽车制造商确定的天线壳体的美学与要插入到壳体中以实现前述功能的电子部件之间实现正确的折衷。

技术实现要素：

本实用新型的目的是通过公开一种用于车辆的天线模块来消除现有技术的缺点，该天线模块是高效、有效、通用、可靠、紧凑、便宜且易于制造和安装的。

根据本实用新型，通过如下技术方案的特征实现了这些目的。

一种用于车辆的天线模块，包括：

-基座，

-固定系统，其适于将该基座固定在车辆的车顶上，

-水平pcb，其水平安装在该基座上，

-前竖直pcb，其竖直地安装在所述水平pcb上；所述前竖直pcb用作蜂窝电话无线电信号的发送和接收天线，

-后竖直pcb，其在所述前竖直pcb后面垂直地安装在所述水平pcb上；所述后竖直pcb用作调幅am或调频fm无线电信号的接收天线，

-ic，其安装在与所述前竖直pcb相对的所述水平pcb上；所述ic用作卫星无线电信号的接收器和放大器，

-电容元件，其安装在所述后竖直pcb上，以及

-盖，其以覆盖该水平pcb、该前竖直pcb、该后竖直pcb、该ic和该电容元件的方式安装在所述基座上；

其特征是，所述电容元件电连接至所述后竖直pcb，并且

所述前竖直pcb、所述后竖直pcb和所述ic电连接至所述水平pcb，所述水平pcb被配置为放大并均衡来自该前竖直pcb、该后竖直pcb和该ic的电信号。

本实用新型的有利的实施例由其他技术方案(如下详述)得出。

本实用新型的天线模块由如上技术方案限定。

附图说明

通过下面的详细描述，本实用新型的附加特征将变得更加清楚，下面的详细描述仅是说明性的而不是限制性的实施例，其在附图中示出，其中：

图1是根据本实用新型的天线模块的各部分的分解立体图；

图2是图1的天线模块在组装状态下的立体图，其中省略了盖；

图3是根据本实用新型的天线模块的局部截面纵向图；

图4是组装后的天线模块的侧视图，无盖；

图5是组装后的天线模块的主视图，无盖；

图6是电容元件的立体图；

图7是安装在后竖直pcb上的电容元件的立体图；

图8和图9是后竖直pcb和正面竖直pcb的侧视图；

图10是带有电容元件的后竖直pcb的侧视图；以及

图11是包围在图10的圆圈a中的细节的放大图。

具体实施方式

参考附图，公开了根据本实用新型的天线模块，该天线模块整体上由附图标记100表示。

天线模块100包括适于通过已知类型的固定系统2固定至车辆的车顶的基座1。

固定系统2可以包括：带有凸片的装配装置；具有与装配装置接合的弹性凸片的接地垫圈21；以及固定螺母22。

基座1包括由zama(锌、铝和镁合金)制成的板10和沿板10的周边设置的密封件11。

在板10上设置有大致矩形的肋12，该肋12限定了安装水平pcb3的位置。

电连接器30从水平pcb3突出到下部位置，并且通过孔13穿过基座1，从而从基座1突出到下部位置。水平pcb3通过设置在外围位置的螺钉31固定在基座1上。

沿着水平pcb3的中心线将前竖直pcb4和后竖直pcb5安装在水平pcb3上，以使其从水平pcb3竖直向上突出。为此，前竖直pcb4和后竖直pcb5装有支脚46、56，它们安装在水平pcb3上的插槽32中。

前竖直pcb4和后竖直pcb5沿垂直于水平印刷pcb3的竖直平面对齐。

后竖直pcb5具有与水平pcb3的后边缘相对应的后边缘50、水平上边缘51和前竖直pcb4的后边缘附近的前边缘。

前竖直pcb4具有基本上设置在水平pcb3的一半长度上的前边缘40、以及从后边缘向下倾斜到前边缘的上边缘41。前竖直pcb4小于后竖直pcb5。

ic6安装在水平pcb3上，与前竖直pcb4的前边缘40相对。

前竖直pcb4、后竖直pcb5和ic6电连接到水平pcb3。

水平pcb3放大并均衡来自后竖直pcb5、来自前竖直pcb4和来自ic6的电信号。水平pcb3被配置为允许对来自或到达前竖直pcb4的电信号进行阻抗匹配。而且，水平pcb3管理朝向车辆的电输出接口，并用作前竖直pcb4和后竖直5的机械支撑。

参考图9，前竖直pcb4实现lte功能，即用于移动电话无线电信号的收发器天线的功能，尤其是对于在高达第四代[称为4g或长期演进(lte)]的频率的操作。为了实现这种功能，在前竖直pcb4上具有轨道42。所述轨道42之一设有出口垫43，该出口垫43布置在靠近支脚46的下部位置，用于与水平pcb电连接。

参考图8，后竖直pcb5实现fm/am功能，即在使用天线的地方接收存在的调幅(am)和/或调频(fm)无线电信号的传输的天线的功能。通过以这样的方式连接的导电轨道52来实现这种功能，以在保持紧凑的尺寸的同时获得使电容元件在期望的频带中谐振所需的电长度。所述轨道52具有布置在靠近后竖直pcb5的支脚56的下部位置的入口垫52a和布置在上部位置和后部位置的出口垫52b。

ic6实现了卫星无线电信号的接收和放大功能，这些信号适合于根据地理坐标计算确切位置，被熟知为gps、gnss、glonass、北斗和galileo。

电容元件7安装在后竖直pcb5上。

参考图6和图7，电容元件7包括形状为倒“u”形的上部70，具有在后竖直pcb5的两侧上的突出位置的第一倾斜板71和第二倾斜板72。

电容元件的上部70设置在后竖直pcb5的上边缘51的上方。电容元件的上部70包括前紧固件73a和后紧固件73b，它们被紧固到后竖直pcb5的上边缘51。

参考图10和图11，电容元件上部的后紧固件73b被紧固到后竖直pcb5的导电轨道的出口支脚52b。

参考图5，第一倾斜板71、第二倾斜板72相对于后竖直pcb5具有介于10°与30°之间的倾斜角θ。但是，第二倾斜板72比电容元件的第一倾斜板71长。第二倾斜板72的长度l2大约等于后竖直pcb5的高度h的1/2。第一倾斜板71的长度l1大约等于第二倾斜板72的长度l2的2/3。

因此，电容元件7相对于后竖直pcb5的平面具有不对称的横截面。电容元件7的这种不对称性有利地提供了额外的自由度，以优化am/fm和lte天线的辐射图的形状，由于引入了这种不对称性，使得am/fm和lte天线的辐射图成为全向，总而能可能产生由于天线模块100的其它不可避免的不对称性而产生的相等或相反的影响，例如，在不作任何限制的情况下，与水平pcb3上的部件的位置有关的不对称性、与水平pcb3与前竖直pcb4和后竖直pcb5在两侧之一之间的电连接位置有关的不对称性、或者与前竖直pcb4和后竖直pcb5的固有左右不对称有关的不对称性。此外，电容元件7的不对称性大大降低了电容元件7振动的风险，从而降低了产生可能干扰车辆乘客的噪声的风险。相对于分别作用于电容元件的两侧谐振频率的正确位置，电容元件的这种不对称性还为设计者提供了更大的自由度。最后，电容元件的这种不对称性允许将前竖直pcb4和后竖直pcb5，尤其是后竖直pcb5安装在侧向移动且不位于水平pcb3的垂直对称轴上的位置，使设计者能够以最佳方式将竖直pcb放置在可用空间和水平pcb3上的部件中，而不必强迫将互连点设置在竖直pcb的纵向对称轴上居中的位置中。

电容元件7由导电材料制成，例如钢、黄铜或铝，并且最终经过镀锌或镀锡表面处理，以具有良好的导电性能。根据一个不同的实施例，电容元件7可以由塑料材料制成，并经过适当的表面处理以便导电。

电容元件7通过在后竖直pcb5的上部后部中的后紧固件73a与出口垫52之间的电接触而电连接到后竖直pcb5。

在后竖直pcb5的背面位置中的这种连接允许获得射频电流沿着后竖直pcb5的导电轨道52和沿着电容元件7的路径的电延伸，从而在后竖直pcb5的导电轨道52的尺寸设计上提供了更大的自由度，以优化天线的性能。

后竖直pcb5和电容元件7的尺寸确定为，由于在后竖直pcb5上获得的导电轨道的电长度与电容元件7的电容负载的电效应相结合，因此可以在fm频率下提供最佳操作。相对于后竖直pcb5的基本二维几何形状，在横向方向上扩展电容元件7，可以优化在两个元件的相同总高度的fm频率和am频率下的操作。

除了其电子功能外，后竖直pcb5还充当电容元件7的机械支撑，从而以简单的机械方式以更低的生产成本以相同的可用空间优化am/fm功能的性能。

泡沫塑料材料的缓冲剂8(例如泡沫聚氨酯)被施加在第一倾斜板71和第二倾斜板72的外表面上。缓冲器8具有大约2-5mm的厚度，并且用于衰减电容元件的第一倾斜板71和第二倾斜板72的残余振动。

鲨鱼鳍的盖9以覆盖水平pcb3、前竖直pcb4、后竖直pcb5、ic6和安装在后竖直pcb5上的电容元件7的方式安装在基座10上。盖9通过螺钉90固定在基座1上。

前竖直pcb4能够以遵循盖9的倾斜纵向轮廓的方式来设置，同时在其后部保持盖子9下方可能的最大高度，以实现优化lte功能的操作。确定两个竖直pcb(前竖直pcb4、后竖直pcb5)的尺寸，并可能隔开一定的距离(根据指定的频带，在1到10mm或更大的范围内)，以减少相互影响并优化天线模块100的常规操作。

可以对本实用新型的本实施例做出在本领域技术人员可以范围内的许多等效变型和修改，无论如何，这些变型和修改都落入由所附权利要求书公开的本实用新型的范围内。