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1、(10)申请公布号 CN 102468529 A (43)申请公布日 2012.05.23 C N 1 0 2 4 6 8 5 2 9 A *CN102468529A* (21)申请号 201010549769.0 (22)申请日 2010.11.18 H01Q 1/32(2006.01) H01Q 21/30(2006.01) H01Q 1/42(2006.01) (71)申请人上海汽车集团股份有限公司 地址 201203 上海市张江高科技园区松涛路 563号1号楼509室 (72)发明人袁伊苏 蔡德暄 郝飞 (74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人张昱 谭祐祥。
2、 (54) 发明名称 多功能集成式天线 (57) 摘要 本发明公开了一种多功能集成式天线，其包 括基座以及罩设于所述基座上的壳体，在所述基 座上装设有用于接收处理GPS信号的第一天线模 块、用于接收处理电视广播信号的第二天线模块、 以及用于接收处理无线电广播信号的第三天线模 块，所述第一、第二和第三天线模块接收处理的各 种信号经装设于所述基座和/或壳体上的馈线输 出。它集成了无线电广播、电视广播和GPS信号接 收等功能以满足多功能的需求，并且减小了天线 得实际尺寸，实现了天线及其线束空间布置的简 易性，并提高了其共用化和模块化程度。可以将 本发明装设在车辆的车顶开放空间，以提高各天 线模块接收。
3、信号的方向性和灵敏度，并降低车内 电器部件对天线本身以及各天线彼此间的信号干 扰。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种多功能集成式天线，其包括基座以及罩设于所述基座上的壳体，其特征在于，所 述基座上装设有用于接收处理GPS信号的第一天线模块、用于接收处理电视广播信号的第 二天线模块、以及用于接收处理无线电广播信号的第三天线模块，所述第一天线模块、第二 天线模块和第三天线模块接收处理的各信号经由装设于所述基座和/或所述壳体上的馈 线输出。。
4、 2.根据权利要求1所述的多功能集成式天线，其特征在于，所述壳体呈类鱼鳍形或半 球形。 3.根据权利要求2所述的多功能集成式天线，其特征在于，所述第一天线模块、第二天 线模块和第三天线模块是沿着所述壳体与所述基座之间的距离逐渐增大的方向被依次装 设在所述基座上。 4.根据权利要求1所述的多功能集成式天线，其特征在于，所述基座的外表面与所述 多功能集成式天线被装设处的物体外表面形状相适配。 5.根据权利要求4所述的多功能集成式天线，其特征在于，所述多功能集成式天线还 包括防护部件，其被装设于所述基座与所述物体之间用于防止水、气和/或杂物通过所述 基座与所述物体的接合处进入所述物体中。 6.根据权。
5、利要求1-5中任一项所述的多功能集成式天线，其特征在于，所述第一天线 模块包括陶瓷天线以及与其相连接的第一信号放大器，所述第一信号放大器用于对由所述 陶瓷天线接收到的GPS信号进行放大处理。 7.根据权利要求6所述的多功能集成式天线，其特征在于，所述第一信号放大器是低 噪声放大器。 8.根据权利要求1-5中任一项所述的多功能集成式天线，其特征在于，所述第二天线 模块包括螺旋式天线以及第二信号放大器，所述第二信号放大器包括第一单元和第二单 元，所述第一单元连接于所述螺旋式天线以对接收到的电视广播信号中的UHF频段信号进 行放大处理，所述第二单元连接于所述第三天线模块以对由所述第三天线模块接收到的。
6、电 视广播信号中的VHF频段信号进行放大处理。 9.根据权利要求8所述的多功能集成式天线，其特征在于，所述第一单元和第二单元 均包括用于对所述电视广播信号进行过滤处理的滤波模块、以及用于对所述电视广播信号 进行信号增益处理的自动增益模块。 10.根据权利要求8所述的多功能集成式天线，其特征在于，所述螺旋式天线的长度等 于或大致等于电视广播信号中的UHF频段波长的1/4。 11.根据权利要求1-5中任一项所述的多功能集成式天线，其特征在于，所述第三天线 模块包括金属线束天线以及与其相连接的第三信号放大器，所述第三信号放大器用于对由 所述金属线束天线接收到的无线电广播信号进行放大处理。 12.根据。
7、权利要求11所述的多功能集成式天线，其特征在于，所述金属线束天线的长 度等于或大致等于无线电广播中的调频频段波长的1/4。 权 利 要 求 书CN 102468529 A 1/5页 3 多功能集成式天线 【 技术领域 】 0001 本发明涉及一种天线，尤其涉及一种多功能集成式天线，其特别适于用作车载天 线而被安装在各种车辆装置上。本发明属于通讯技术领域。 【 背景技术 】 0002 在现有技术中存在各种形式的接收天线，例如目前在汽车领域中被广泛应用的接 收天线形式主要有鞭式天线、车顶鲨鱼鳍天线、玻璃印刷天线和车内隐藏式天线等，这些天 线各具有以下的优缺点： 0003 鞭式天线主要是用于实现接收。
8、调幅(AM)和/或调频(FM)无线电广播功能，它部 分地集成了GPS信号接收功能。但是，鞭式天线存在着尺寸较长、功能较为单一的不足，对 于汽车外观、空间布置以及功能使用都会造成一定的影响。 0004 车顶鲨鱼鳍天线现在被较多地用来实现GPS信号的接收，但却难以将其他的天线 功能集成进来而也存在功能单一的问题。例如，由于鲨鱼鳍壳体空间的限制，其实在难以满 足实现AM/FM无线电广播接收功能所需的较大天线尺寸。按照AM/FM天线的等效尺寸，特 别是AM天线的等效尺寸，很难对天线进行有效的空间布置，从而在很大程度上影响了AM/ FM(特别是AM)无线电广播的信号接收性能。同时，各功能模块之间的互相干。
9、扰以及天线遮 挡等问题也是需要进行特别考虑和设计的。 0005 玻璃印刷天线主要用于实现接收AM和/或FM无线电广播及数字/模拟电视广播 的功能。该天线设计较为复杂，在开发阶段需要进行大量的虚拟验证以及系统级测试和整 车级测试，尤其对于布置在后风窗的玻璃天线，由于在除雾线通电时存在干扰，所以特别需 要在除雾回路中增加天线滤波器等元件，这样必将会增加设计难度和制造成本。另外，玻璃 印刷天线对于信号的接收存在较为明显的方向性，因此在某些情况下可能导致天线性能的 下降。 0006 车内隐藏式天线目前应用较多的是仪表台内置GPS接收天线，但是该天线容易受 到车内其他电器部件的电磁干扰，同时还需要特别设。
10、计其布置位置，以防止车内部件或车 身对信号的遮挡与屏蔽。 0007 因此，当试图将上述这些具备不同功能的天线综合加以使用时，就需要分别为它 们设计装设点并且专门布设线束以避免出现上述的各种问题，这样就会形成很大的困扰而 造成事实上难以有效地实现。例如，尽管在公开号为CN1511356A、题为“集成的多业务汽车 天线”的中国发明专利申请中公开了包括无线电接收、蜂窝电话接收、GPS接收的基本业务 的小型化天线，而在公开号为CN1816943A、题为“机动车辆用的天线系统”的中国发明专利 申请中公开了包括无线电天线、移动电话天线、卫星信号天线的天线结构，然而它们都并不 能令人满意地克服以上的弊端，仍。
11、然存在着诸如功能不全面、彼此相互干扰、接收信号方向 性不理想等众多不足。 0008 此外，在将上述具备各自功能的多个天线装设在例如车辆上时，由于存在着多种 不同的车型平台，因此需要对天线系统进行多次重新设计，这就存在着由于共用化和模块 说 明 书CN 102468529 A 2/5页 4 化程度不高而致使严重浪费人力、物力资源的问题。 【 发明内容 】 0009 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种综合集成无线电广播、电视广播以及GPS 信号接收等多种功能需要，能够提高接收信号方向性和灵敏度并且可以减少对天线本身干 扰的多功能集成式天线，以有效解决现有技术中存在的上述诸多问题。 0010 为实现。
12、上述的发明目的，本发明采用的技术方案如下： 0011 一种多功能集成式天线，其包括基座以及罩设于所述基座上的壳体，所述基座上 装设有用于接收处理GPS信号的第一天线模块、用于接收处理电视广播信号的第二天线模 块、以及用于接收处理无线电广播信号的第三天线模块，所述第一天线模块、第二天线模块 和第三天线模块接收处理的各信号经由装设于所述基座和/或所述壳体上的馈线输出。 0012 在上述的多功能集成式天线中，优选地，所述壳体呈类鱼鳍形或半球形。 0013 在上述的多功能集成式天线中，优选地，所述第一天线模块、第二天线模块和第三 天线模块是沿着所述壳体与所述基座之间的距离逐渐增大的方向被依次装设在所述。
13、基座 上。 0014 在上述的多功能集成式天线中，优选地，所述基座的外表面与所述多功能集成式 天线被装设处的物体外表面形状相适配。 0015 在上述的多功能集成式天线中，优选地，所述多功能集成式天线还包括防护部件， 其被装设于所述基座与所述物体之间用于防止水、气和/或杂物通过所述基座与所述物体 的接合处进入所述物体中。 0016 在上述的多功能集成式天线中，优选地，所述第一天线模块包括陶瓷天线以及与 其相连接的第一信号放大器，所述第一信号放大器用于对由所述陶瓷天线接收到的GPS信 号进行放大处理。 0017 在上述的多功能集成式天线中，优选地，所述第一信号放大器是低噪声放大器。 0018 在上。
14、述的多功能集成式天线中，优选地，所述第二天线模块包括螺旋式天线以及 第二信号放大器，所述第二信号放大器包括第一单元和第二单元，所述第一单元连接于所 述螺旋式天线以对接收到的电视广播信号中的UHF频段信号进行放大处理，所述第二单元 连接于所述第三天线模块以对由所述第三天线模块接收到的电视广播信号中的VHF频段 信号进行放大处理。 0019 在上述的多功能集成式天线中，优选地，所述第一单元和第二单元均包括用于对 所述电视广播信号进行过滤处理的滤波模块、以及用于对所述电视广播信号进行信号增益 处理的自动增益模块。 0020 在上述的多功能集成式天线中，优选地，所述螺旋式天线的长度等于或大致等于 电视。
15、广播信号中的UHF频段波长的1/4。 0021 在上述的多功能集成式天线中，优选地，所述第三天线模块包括金属线束天线以 及与其相连接的第三信号放大器，所述第三信号放大器用于对由所述金属线束天线接收到 的无线电广播信号进行放大处理。 0022 在上述的多功能集成式天线中，优选地，所述金属线束天线的长度等于或大致等 于无线电广播中的调频频段波长的1/4。 说 明 书CN 102468529 A 3/5页 5 0023 本发明的有益效果在于：它将无线电广播、电视广播以及GPS信号接收等多种功 能集成于一身，解决了诸如现有的AM/FM接收天线布置空间难以得到有效协调控制等技术 问题，从而能够满足多功能。
16、需求，并且减小了天线的实际尺寸，实现了天线及其线束空间布 置的简易性，并提高了其共用化和模块化程度。可以将本发明天线装设在车辆的车顶开放 空间，这样将能够提高各天线模块接收信号的方向性和灵敏度，并且降低了车内电器部件 对天线本身、以及各天线彼此间的信号干扰。 【 附图说明 】 0024 以下将结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。其中： 0025 图1是本发明的多功能集成式天线的一个较佳实施例的外形结构示意图。 0026 图2是图1中的多功能集成天线较佳实施例的内部结构示意图。 0027 附图标记说明： 0028 1 壳体 2 基座 0029 3 金属线束天线 4 支架 00。
17、30 5 第三信号放大器 6 螺旋式天线 0031 7 第二信号放大器 8 第一信号放大器 0032 9 安装部件 10 馈线 0033 11 连接器 【 具体实施方式 】 0034 请同时参照图1和图2，它们示意性地显示出了本发明的多功能集成式天线的一 个较佳实施例的内外部结构。如这些图所示，本多功能集成式天线主要包括壳体1、基座2、 第一天线模块、第二天线模块和第三天线模块，以下将结合附图来对这些组成部件进行详 细的说明，以便能够更为清楚地理解它们的结构特点、优点及其所实现的功能。 0035 在本较佳实施例中，在基座2上罩设壳体1，优选地将壳体1的形状设 置成类鱼鳍形或半球形，这样将会使得。
18、本多功能集成式天线的外形尺寸更为紧 凑。根据内部天线模块的布置要求，通常适宜于将壳体1的尺寸设置成不小于 175mm(长)75mm(宽)70mm(高)。此外，在优选的情形下，最好还应当将基座2的外 表面设置成与本多功能集成式天线被装设处的物体外表面(例如，将本发明安装在车辆顶 部时的该车顶外表面)形状相适配，并且另外还应在基座2与上述物体之间装设防护部件 (例如，在车顶与基座2之间紧密压装配合的具有弹性性能的防水垫等)，以防止水、气和/ 或杂物等通过基座2与物体的接合处而进入该物体中。 0036 如图2所示，在基座2上装设上述的第一天线模块、第二天线模块和第三天线模 块，它们的功能在于被分别用。
19、来接收处理GPS信号、电视广播信号和无线电广播信号。由于 壳体1采用了如前所述的类鱼鳍形或半球形的外形，因此可以将上述这些天线模块沿着壳 体1与基座2之间的距离逐渐增大的方向依次装设在基座2上，从而使得本多功能集成式 天线的结构布置合理、尺寸非常紧凑。在目前的技术条件下，上述的电视广播信号包括现有 的数字和/或模拟电视广播信号，而无线电广播信号则包括调幅、调频和/或短波等无线电 广播信号。需要指出的是，随着技术水平的进步，它们也将毫无疑问地可以包括日后出现的 说 明 书CN 102468529 A 4/5页 6 其他形式的电视广播及无线电广播信号。也就是说，根据本发明的设计思想，其中的第二天 。
20、线模块和第三天线模块在功能上可以毫无例外地接收并处理各种类型的电视广播和无线 电广播信号。 0037 具体而言，如图2所示，在第二天线模块中，它包括螺旋式天线6和第二信号放大 器7，而第二信号放大器7则又包括第一单元和第二单元。其中，对于第一单元，它连接于 螺旋式天线6并被用来对接收到的电视广播信号中的UHF频段信号进行放大处理；而对于 第二单元，它则是连接于第三天线模块，并被用来对通过在第三天线模块中设置的天线接 收到的电视广播信号中的VHF频段信号进行放大处理(也就是说，在本实施例中，对于VHF 频段的电视广播信号接收是共用如后所述的第三天线模块中的金属线束天线3的，以便于 节省本发明的多。
21、功能集成式天线的整体尺寸空间，并同时节约天线的制造成本)。当然，在 某些特殊场合下，也可以直接在第二天线模块中专门设置针对VHF频段电视广播信号的接 收天线。此外，上述的第一单元和第二单元优选地均应同时包括滤波模块和自动增益(AGC) 模块，以分别针对电视广播信号进行过滤处理以及信号增益处理。这样的滤波模块和自动 增益模块可以由相应的滤波电路和AGC电路来实现，而对于第二信号放大器7自身供电则 采用信号线缆同轴供电(Phantom)方式。在较佳的情形下，应当将螺旋式天线6的长度设 置成等于或大致等于电视广播信号中的UHF频段波长的1/4，这样根据螺旋天线的直径就 可以确定所需要的螺旋圈数。以上。
22、用语“大致”在本文中的含义是指对某个(或某些)确 切的参数或性质的非实质性偏差，即事实上应当允许对于这个(或这些)确切的参数或性 质的接近值。 0038 如图2所示，在第三天线模块中，它包括金属线束天线3和第三信号放大器5，该 第三信号放大器5是被用来对由金属线束天线3接收到的无线电广播信号进行放大处理。 在本较佳实施例中，金属线束天线3是将金属导线绕设在呈十字型的支架4上，并且该金属 线束天线3的长度等于或大致等于无线电广播中的调频频段波长的1/4。由此，根据支架 4的尺寸以及调频频段的1/4波长，就可以确定金属线束天线3的缠绕圈数。如前所述，针 对VHF频段的电视广播信号进行接收，也可以共。
23、用金属线束天线3，将其天线信号的输出分 路接入电视广播信号放大器模块7的第二单元以进行后续处理。类似地，在第三信号放大 器5中也可以同样采用滤波电路和AGC电路对接收信号进行处理，而第三信号放大器5得 自身供电也可采用信号线缆同轴供电(Phantom)方式。 0039 再如图2所示，在第一天线模块中，它包括陶瓷天线和第一信号放大器8，该第一 信号放大器8是被用来由陶瓷天线接收到的GPS信号进行放大处理。优选地，第一信号放 大器是低噪声放大器。在图2中，具体示出了是将上述的第一天线模块布置在本多功能集 成式天线的壳体内的最前端。 0040 请参考图1和图2，经由以上的第一天线模块、第二天线模块和。
24、第三天线模块分别 接收处理的各种信号是通过装设在基座2和/或壳体1上的馈线10向外输出的。在本较 佳实施例中，馈线10是穿过安装在基座2上的安装部件9(如螺柱等)中的通孔，然后连接 至外设的各种连接器11而最终接入外设的各种功能装置的，从而完成了整个本发明的多 功能集成式天线的信号传输路径。 0041 在本发明的其他众多实施例中，还可以针对本发明的多功能集成式天线中的上述 各组成部分加以灵活改变，以适应于不同的应用情形。举例而言，在一个实施例中，可以将 说 明 书CN 102468529 A 5/5页 7 第三天线模块中的金属线束天线3改由将金属导线绕设在呈井字型或其他任何适宜形状 的支架4上。
25、来制成。在另一个实施例中，可以将壳体1的形状改设成任意适宜的弧线形、或 者由多个弧线或直线连接组合而成的组合形状。而在又一个实施例中，并不是将第一天线 模块、第二天线模块和第三天线模块完全按照上述较佳实施例中的沿着壳体1与基座2之 间距离逐渐增大的方向依次进行安装的，而是根据实际使用需求情况来灵活调整设定上述 三个天线模块在壳体1内的装设位置。 0042 以上以列举若干具体实施例的方式来详细阐明本发明的多功能集成式天线，所述 个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的 精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同 的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。 说 明 书CN 102468529 A 1/1页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102468529 A 。