實(shí)例分析汽車行駛中的連接射頻通信

今天的乘用車，特別是在美國，已成為行駛通信中心。一款典型的通用汽車（GM）包括AM、FM、衛(wèi)星廣播、兩臺(tái)GPS接收機(jī)和蜂窩射頻。在乘客座位，還可能有藍(lán)牙；另外，以后還會(huì)增加用于車輛與車輛和車輛與基礎(chǔ)設(shè)施間通信的DSRC（專用短程通信，5.9GHz），也可能還有防碰撞雷達(dá)，不過這通常是一個(gè)單獨(dú)系統(tǒng)。
　　用于所有這些設(shè)備的大多數(shù)電子電路都位于“中控臺(tái)”—司機(jī)和前排乘客間那塊安裝屏幕和主控旋鈕的區(qū)域。衛(wèi)星廣播、GPS、AM/FM收音機(jī)和蜂窩信號(hào)都是從外部到達(dá)車內(nèi)，并且必須由天線來捕捉這些信號(hào)，然后通過電纜耦合到電子電路。為不使汽車滿布天線（這與警車不同），OEM（原始設(shè)備制造商）在開發(fā)包含多個(gè)天線和電路板的多功能模塊（內(nèi)含100多個(gè)器部件）。圖1是個(gè)新近的例子。
　　
　　圖1：左圖為通用的一款用于2011年款車型的“鯊魚鰭”天線。右圖為安裝在2013款GMC Yukon車上的鯊魚鰭天線。該天線模塊安裝在擋風(fēng)玻璃的正上方。（資料來源：通用汽車）
　　圖1中的模塊包括GPS天線和低噪聲放大器（增益》25dB，噪聲系數(shù)《1dB--黑線）、XM衛(wèi)星廣播天線和低噪聲放大器（黃褐色電纜）、以及蜂窩天線（藍(lán)線）。三條端接特殊SMB連接器的同軸電纜安固在一個(gè)殼體上以簡化安裝。3插頭連接器與車輛內(nèi)部的電纜組件配固在一起，它具有鎖定功能，以防止振動(dòng)和溫度循環(huán)使這些連接器分開。整個(gè)同軸電纜長度可達(dá)20英尺或以上。一般情況，該電纜類似RG-174。對于2.4GHz的衛(wèi)星接收機(jī)和1.575GHZ的GPS天線，它會(huì)引入不小損耗。
　　在模塊中心，你可以看到一個(gè)頭螺栓和一個(gè)紅色夾子，它們是用來將模塊固定在車頂上的。電纜與安裝硬件共用一個(gè)安裝孔，安裝孔的直徑在20mm左右。因?yàn)槟壳叭绱硕嗟能囕v都采用在車頂安裝模塊的設(shè)計(jì)，所以，車頂上的這個(gè)孔成為任何進(jìn)出車輛通信的“緊俏”要道。
　　還有整合了“短FM”天線的模塊。它們包括特殊的匹配網(wǎng)絡(luò)，以允許更短的天線也能與射頻饋路實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，這些設(shè)計(jì)是完全針對特定車輛平臺(tái)的。圖2是用于2013年款雪佛蘭科魯茲的此類模塊的例子。