车载天线及其制备方法、车载电子装置与流程

1.本公开属于车载通信技术领域，具体涉及一种车载天线及其制备方法、车载电子装置。


背景技术：

2.随着当前汽车的智能化程度趋深，车载天线需求的类型越来越多，除了传统的收音机、导航等功能的电子装置外，车联网时代的多频通信、胎压监测、远程数据处理等需求，对车载天线的需求将逐步扩大。
3.基于车联网的发展，汽车集成的无线连接和定位技术将与日俱增，包括am/fm、wi-fi、蓝牙、3g/lte蜂窝、5g、gnss定位等。在5g技术支持下，传统的车载天线已经不能满足车联网时代用户对于车载天线的要求，如何提高车载天线的辐射性能已经成为一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种车载天线及其制备方法、车载电子装置。
5.第一方面，本公开实施例提供了一种车载天线，所述车载天线包括：相对设置的第一衬底和第二衬底、位于所述第一衬底靠近所述第二衬底一侧的馈电走线层、及位于所述第二衬底靠近所述第一衬底一侧的辐射耦合层；其中，所述馈电走线层包括：至少一条馈电走线；所述辐射耦合层设置有开口；
6.至少一条所述馈电走线在所述第一衬底上的正投影与所述开口在所述第一衬底上的正投影至少部分交叠。
7.可选地，所述馈电走线的延伸方向与所述开口的长度延伸方向相交。
8.可选地，所述辐射耦合层由交叉设置的多条第一金属线构成。
9.可选地，至少一条所述馈电走线由交叉设置的多条第二金属线构成。
10.可选地，所述第一金属线的线宽为2微米至30微米；相邻的所述第一金属线之间的距离为50微米至200微米；所述第一金属线的厚度为1微米至10微米；
11.所述第二金属线的线宽为2微米至30微米；相邻的所述第二金属线之间的距离为50微米至200微米；所述第二金属线的厚度为1微米至10微米。
12.可选地，交叉设置的多条所述第一金属线形成第一镂空结构，交叉设置的多条所述第二金属线形成第二镂空结构；
13.所述第一镂空结构在所述第一衬底上的正投影与所述第二镂空结构在所述第一衬底上的正投影重合。
14.可选地，所述开口的形状为u字形、一字形或环形。
15.可选地，所述车载天线安装于汽车玻璃上；所述汽车玻璃包括：相对设置的第一玻璃和第二玻璃、及位于所述第一玻璃和所述第二玻璃之间的粘结层；所述第一玻璃用作所
述第一衬底，所述第二玻璃用作所述第二衬底。
16.可选地，所述车载天线还包括：接地层；汽车壳体用作所述接地层。
17.第二方面，本公开实施例提供了一种车载电子装置，所述车载电子装置包括如上述的车载天线。
18.第三方面，本公开实施例提供了一种车载天线的制备方法，所述车载天线的制备方法包括：
19.在第一衬底上形成馈电走线层；所述馈电走线层包括：至少一条馈电走线；
20.在第二衬底上形成辐射耦合层；所述辐射耦合层设置有开口；
21.将形成有所述馈电走线层的所述第一衬底和形成有所述辐射耦合层的所述第二衬底相对贴合，使得至少一条所述馈电走线在所述第一衬底上的正投影与所述开口在所述第一衬底上的正投影至少部分交叠。
22.可选地，所述在第二衬底上形成辐射耦合层，包括：
23.在第二衬底上形成第一金属层；
24.利用光刻工艺，对所述第一金属层进行处理，以形成交叉设置的多条第一金属线。
25.可选地，所述在第二衬底上形成辐射耦合层，包括：
26.在第二衬底上形成第一金属层；
27.利用压印工艺，对所述第一金属层进行处理，以形成交叉设置的多条第一金属线。
附图说明
28.图1为一种示例性的车载天线的结构示意图；
29.图2为图1所示的车载天线沿a-a’方向上的截面结构示意图；
30.图3为图1所示的车载天线水平方向的垂直/水平极化方向图；
31.图4为图1所示的车载天线的回波损耗示意图；
32.图5为本公开实施例提供的一种车载天线的结构示意图；
33.图6为图5所示车载天线沿b-b’方向上的截面结构示意图；
34.图7为本公开实施例提供的车载天线水平方向的垂直/水平极化方向图；
35.图8为本公开实施例提供的车载天线的回波损耗示意图；
36.图9为本公开实施例提供的车载天线中的辐射耦合层的结构示意图；
37.图10为本公开实施例提供的车载天线中的馈电走线的结构示意图；
38.图11为本公开实施例提供的一种车载天线的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
39.为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
40.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其
等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
41.图1为一种示例性的车载天线的结构示意图，图2为图1所示的车载天线沿a-a’方向上的截面结构示意图，如图1和图2所示，该车载天线安装于汽车玻璃上，汽车玻璃包括：相对设置的第一玻璃101和第二玻璃102、及位于第一玻璃101和第二玻璃102之间的粘结层103；车载天线包括：馈电走线层201；馈电走线层201位于第一玻璃101靠近第二玻璃102的一侧；其中，馈电走线层201包括：多条馈电走线2011。
42.汽车玻璃一般采用双层结构，第一玻璃101与第二玻璃102之间通过粘结层103贴合在一起。具体地，粘结层103可以为聚乙烯醇缩丁醛(polyvinyl butyral，pvb)胶层。汽车玻璃的双层结构可以保证汽车具有良好的保温及降噪的性能，pvb胶层可以对第一玻璃101和第二玻璃102进行有效粘接，同时增加汽车玻璃的强度、保温及降噪的性能。
43.馈电走线层201可以由平行设置的多条馈电走线2011形成，设置于第一玻璃101靠近第二玻璃102的一侧。具体地，馈电走线2011一般由导电性能较好的铜线制成。由于汽车壳体本身为金属导电材料，可以作为车载天线的接地层，馈电走线层201与汽车壳体之间进行耦合，形成电磁信号回路，以将电信号转换为电磁波信号，从而对外辐射信号，或者将电磁波信号转换为电信号，从而接收外部发射的信号。
44.目前，车载天线可以隐藏在汽车玻璃的内部，保证车载天线的辐射效果，并起到隐藏美化的效果，但是现有的车载天线的水平方向的天线增益并不能达到良好的效果，对于某些特定频率的电磁波的不能起到良好的辐射效果。例如，图3为图1所示的车载天线水平方向的垂直/水平极化方向图，如图3所示，该车载天线在水平方向上的垂直极化效果较差。又例如，图4为图1所示的车载天线的回波损耗示意图，如图4所示，该车载天线的回波损耗在-1.85分贝(db)左右，回波损耗较低，辐射性能较差。
45.为了至少解决上述的技术问题之一，本公开实施例提供了一种车载天线及其制备方法、车载电子装置，下面将结合附图及具体实施方式，对本公开实施例提供的车载天线及其制备方法、车载电子装置进行进一步详细描述。
46.本公开实施例提供了一种车载天线，图5为本公开实施例提供的一种车载天线的结构示意图，图6为图5所示车载天线沿b-b’方向上的截面结构示意图，如图5和图6所示，该车载天线包括：相对设置的第一衬底301和第二衬底302、位于第一衬底301靠近第二衬底302一侧的馈电走线层201、及位于第二衬底302靠近第一衬底301一侧的辐射耦合层202；其中，馈电走线层201包括：至少一条馈电走线2011；辐射耦合层202设置有开口2020；至少一条馈电走线2011在第一衬底301上的正投影与开口2020在第一衬底301上的正投影至少部分交叠。
47.馈电走线层201可以由一条馈电走线2011形成，也可以由平行设置的多条馈电走线2011形成，在本公开实施例中馈电走线2011的主要作用并非向外辐射信号的作用，其数量可以根据实际需要进行设置，可以不必为了提高车载天线的辐射性能而增加馈电走线2011的数量，例如可以不必如图1和图2所示的车载天线一样设置较大数量的馈电走线2011，以节约制备成本。当然也可以采用如图1和图2所示的多条馈电走线2011作为馈电走
线层201，这样可以不必改变原有的车载天线中的馈电走线层201的结构，减少设计成本。馈电走线2011可以采用导电性能较好的金属材料制成，例如，铜、铝、钼等金属材料，或者采用导电性能较好的金属氧化物制成，例如，氧化铟锡、氧化铟镓锌等金属氧化物。
48.辐射耦合层202可以由导电性能较好的金属材料或者金属氧化物制成，其材料可以与馈电走线2011的材料相同，在此不在进行一一列举。辐射耦合层202与馈电走线层201中的馈电走线2011相对设置，二者之间设置有一定的盒厚，可以防止馈电走线2011与辐射耦合层202之间发生短路。同时，辐射耦合层202设置有开口2020，开口2020的数量可以为一个或者也可以为多个，在本公开实施例中以开口2020的数量为一个为例进行说明。其中，馈电走线2011在第一衬底301上的正投影与开口2020在第一衬底301上的正投影至少部分交叠，馈电走线2011与辐射耦合层202之间可以相互耦合，形成新的谐振结构，其与汽车壳体之间可以形成缝隙耦合天线。
49.本公开实施例提供的车载天线中，馈电走线2011与辐射耦合层202之间可以相互耦合形成新的谐振结构，其与汽车壳体之间可以形成缝隙耦合天线，与如图1和图2所示的传统的车载天线相比，本公开实施例提供的车载天线的结构可以改变某些频段的电磁信号水平方向的辐射性能，以提高车载天线水平方向上的增益(其水平方向垂直/水平计划方向图如图7所示)，同时可以提高车载天线的回波损耗，使得其回波损耗可以由原来的-1.85db提升至-2.50db左右(其回波损耗示意图如图8所示)，从而可以大大提高车载天线的整体辐射性能。
50.在一些实施例中，如图5和图6所示，馈电走线2011的延伸方向与开口2020的长度延伸方向相交。
51.辐射耦合层202中的开口2020为贯穿其自身的缝隙，沿着一定的方向延伸，其延伸的方向即为该开口2011的长度延伸方向。馈电走线2011的延伸方向与开口2020的长度方向相交，馈电走线2011与辐射耦合层202的开口2011位置处形成耦合，有利于信号的辐射。优选地，馈电走线2011的延伸方向与开口2020的长度方向垂直，可以进一步提高馈电走线2011与辐射耦合层202之间的耦合效果，从而进一步提升车载天线的辐射效果。
52.图9为本公开实施例提供的车载天线中的辐射耦合层的结构示意图，如图9所示，辐射耦合层202可以由交叉设置的多条第一金属线2021构成。
53.第一金属线2021可以由导电性能良好的金属材料制成，例如，铜、铝、钼等金属材料，多条第一金属线2021交叉设置，可以形成较大的空隙，较大的空隙可以起到良好的透光效果，在保证良好的导电性能的同时可以避免对光线造成遮挡，再者由于第一金属线2021线宽较小，从而实现透明效果。这样，可以保证车载天线更好地集成于汽车玻璃中，保证汽车玻璃的透明效果，避免车载天线对汽车玻璃的透光性能的影响。可以理解的是，交叉设置的第一金属线2021之间的夹角可以为90度，也可以呈其他角度，可以根据实际需要进行设置。
54.图10为本公开实施例提供的车载天线中的馈电走线的结构示意图，如图10所示，至少一条馈电走线2011由交叉设置的多条第二金属线2012构成。
55.第二金属线2012可以由导电性能良好的金属材料制成，例如，铜、铝、钼等金属材料，多条第二金属线2012交叉设置，可以形成较大的空隙，较大的空隙可以起到良好的透光效果，在保证良好的导电性能的同时可以避免对光线造成遮挡，再者由于第二金属线2012
线宽较小，从而实现透明效果。这样，可以保证车载天线更好地集成于汽车玻璃中，保证汽车玻璃的透明效果，避免车载天线对汽车玻璃的透光性能的影响。可以理解的是，交叉设置的多条第二金属线2012之间的夹角可以为90度，也可以呈其他角度，可以根据实际需要进行设置。
56.在一些实施例中，第一金属线2021的线宽为2微米至30微米；相邻的第一金属线2021之间的距离为50微米至200微米；第一金属线2021的厚度为1微米至10微米；第二金属线2012的线宽为2微米至30微米；相邻的第二金属线2012之间的距离为50微米至200微米；第二金属线2012的厚度为1微米至10微米。
57.第一金属线2021的尺寸线宽、相邻第一金属线2021之间的距离、以及第一金属线2021的厚度均为微米级别，并且相邻的第一金属线2021之间的距离要远远大于第一金属线2021的线宽，使得交叉设置的多条第一金属线2021之间的空隙足够大，避免第一金属线2021对光线的遮挡，从而可以保证第一金属线2021形成的辐射耦合层202具有良好的透光性能。这样，可以保证车载天线更好地集成于汽车玻璃中，保证汽车玻璃的透明效果，避免车载天线对汽车玻璃的透光性能的影响。
58.第二金属线2012的尺寸线宽、相邻第二金属线2012之间的距离、以及第二金属线2012的厚度均为微米级别，并且相邻的第二金属线2012之间的距离要远远大于第二金属线2012的线宽，使得交叉设置的多条第二金属线2012之间的空隙足够大，避免第二金属线2012对光线的遮挡，从而可以保证第二金属线2012形成的馈电走线201具有良好的透光性能。这样，可以保证车载天线更好地集成于汽车玻璃中，保证汽车玻璃的透明效果，避免车载天线对汽车玻璃的透光性能的影响。
59.在一些实施例中，交叉设置的多条第一金属线2021形成第一镂空结构，交叉设置的多条第二金属线2012形成第二镂空结构；第一镂空结构在第一衬底301上的正投影与第二镂空结构在第一衬底301上的正投影重合。
60.在实际应用中，第一金属线2021与第二金属线2012的尺寸可以相等，例如，金属线的线宽、相邻金属线的距离等，在制备过程中可以使得多条第一金属线2021所形成的第一镂空结构在第一衬底301上的正投影与第二金属线2012所形成的第二镂空结构在第一衬底301上的正投影重合，从而避免第一金属线2021和第二金属线2012相互交叉对光线的遮挡，进而可以保证车载天线整体具有良好的透光性能。这样，可以保证车载天线更好地集成于汽车玻璃中，保证汽车玻璃的透明效果，避免车载天线对汽车玻璃的透光性能的影响。
61.在一些实施例中，开口2020的形状为u字形、一字形或环形。
62.辐射耦合层202中的开口2020可以设置为如图5所示的u字形，保证开口2022至少部分与馈电走线2011相对设置，使得辐射耦合层202与馈电走线2011之间发生耦合，以改变某些频段的电磁信号水平方向的辐射性能，从而提高车载天线水平方向上的增益，同时可以提高车载天线的回波损耗，从而可以大大提高车载天线的整体辐射性能。当然，开口2020的形状还可以为一字形或环形等其他形状，其实现原理与上述的实现原理类似，在此不再进行赘述。
63.在一些实施例中，如图5和图6所示，车载天线安装于汽车玻璃上；汽车玻璃包括：相对设置的第一玻璃101和第二玻璃102、及位于第一玻璃101与第二玻璃102之间的粘结层103；第一玻璃101用作第一衬底301，第二玻璃102用作第二衬底302。
64.车载天线的馈电走线层201可以直接贴合在汽车玻璃的第一玻璃101靠近第二玻璃102的一侧，辐射耦合层202可以直接贴合在第二玻璃102靠近第一玻璃101的一侧，以便于车载天线与汽车玻璃集成，提高车载天线的美观程度，同时避免车载天线对光线的遮挡。
65.在一些实施例中，车载天线还包括：接地层(图中未示出)；汽车壳体用作接地层。
66.在实际应用中，车载天线还设置有接地层，以与馈电走线2011以及辐射耦合层202之间形成电磁回路，以将电信号转换为电磁波信号，从而对外辐射信号，或者将电磁波信号转换为电信号，从而接收外部发射的信号。在本公开实施例中，汽车壳体复用为接地层，汽车壳体本身为导电材料，汽车壳体可以与与馈电走线2011以及辐射耦合层202之间形成电磁回路。在本公开实施例中，对于汽车壳体的结构并不进行改造，以节约制备成本。
67.本公开实施例还提供了一种车载电子装置，该车载电子装置可以包括如上述任一实施例提供的车载天线，该车载电子装置可以为车载行车记录仪、车载导航、车载中控设备等，其实现原理与上述任一实施例提供的车载天线的实现原理及有益效果类似，在此不再进行赘述。
68.本公开实施例还提供了一种车载天线的制备方法，图11为本公开实施例提供的一种车载天线的制备方法的流程示意图，如图11所示，该车载天线的制备方法包括如下步骤：
69.s101，在第一衬底上形成馈电走线层；馈电走线层包括：至少一条馈电走线。
70.在上述步骤s101中，车载天线中可以通过馈电走线传输电信号，以实现限号辐射与接收的功能。馈电走线可以采用导电性能较好的金属材料制成，例如，铜、铝、钼等金属材料。
71.s102，在第二衬底上形成辐射耦合层；辐射耦合层设置有开口。
72.在上述步骤s102中，辐射耦合层设置有开口，一方面可以避免屏蔽馈电走线所传输的电信号，另一方馈电走线可以与辐射耦合层在开口的位置形成耦合，使得馈电走线与辐射耦合层之间可以相互耦合形成新的谐振结构，从而改变某些频段的电磁信号水平方向的辐射性能，以提高车载天线水平方向上的增益，同时可以提高车载天线的回波损耗，进而提升车载天线整体的辐射性能。
73.s103，将形成有馈电走线层的第一衬底和形成有辐射耦合层的第二衬底相对贴合，使得至少一条馈电走线在第一衬底上的正投影与开口在第一衬底上的正投影至少部分交叠。
74.在上述步骤s103中，可以利用pvb胶层作为粘结层，形成有馈电走线层的第一衬底和形成有辐射耦合层的第二衬底相对贴合，第一衬底可以为汽车玻璃的第一玻璃，第二衬底可以为汽车玻璃的第二玻璃，以形成双层结构的汽车玻璃，从而增加汽车玻璃的强度、保温及降噪的性能。
75.在一些实施例中，上述的步骤s102，在第二衬底上形成辐射耦合层，包括：在第二衬底上形成第一金属层；之后，利用光刻工艺，对第一金属层进行处理，以形成交叉设置的多条第一金属线。
76.在实际应用中，可以利用光刻工艺，将第一金属线制作在透明第二衬底的表面，第二金属线可以采用纯净的金属，其电导率较高，所承载的功率较大，并且散热效果较好，可以承载焊接等相关工艺，避免相关工艺对其造成损坏。
77.在一些实施例中，上述的步骤s102，在第二衬底上形成辐射耦合层，包括：在第二
衬底上形成第一金属层；之后，利用压印工艺，对第一金属层进行处理，以形成交叉设置的多条第一金属线。
78.在实际应用中，可以采用压印工艺，将第一金属线制作在透明第二衬底的内部，第二金属线可以采用金属的混合物，在满足第一金属线较好的电导率的同时，可以降低制备成本。
79.可以理解的是，第二金属线也可以采用如上述的第一金属线的相同的工艺制备而成，在此不在进行详述。
80.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。