从汽车天线的前世今生,看V2X时代带来的挑战
发布时间:2019-09-04 20:45

汽车天线发展历程——前世

1950年代

汽车在全世界刚刚普及的年代出现了最早期的汽车天线,功能仅限于接收收音机。当时的天线有折断的风险,因此诞生了可以收入车体的带锁天线。

1960年代

电动天线、柱杆型天线和车顶天线诞生。

为了配合豪华型汽车的档次,研发了与汽车收音机开关联动伸缩的电动天线。

货车用户增加,针对其特殊需求研发了柱杆型天线,经过不断的改进,实现了轻量化,简易化及省空间化,被多种汽车采用,同时通过确保接收无线电波的适当长度的方式,使得接收灵敏度良好。

用于模拟收音机、数字式收音机(DAB)等的车顶天线诞生,该种天线也可适用于多个媒体的复合类型。同时根据杆的部分是否可倒,又分为可倒型和固定型两种。

1970年代

玻璃天线放大器诞生,可用于放大由玻璃天线所接收的信号的装置,实现了小型化和提高了安装可操作性。

1980年代

玻璃天线诞生,因嵌埋在挡风,后窗,侧窗玻璃内而得名,具有优异的美观性和耐久性。

1990年代

随着汽车导航系统,卫星广播、ETC出现,天线的多功能化需求越来越多。同时用户越来越注重车体外形设计和颜色匹配度,因此短杆车顶天线应运而生,该天线根据杆的部分是否可倒,也分为可倒型和固定型两种。

2000年代

鳍型天线和隐藏型天线诞生。

鳍型天线是为了应对卫星收音机和导航,车载信息传递等的普及而开发的天线。

隐藏型天线因完全被隐藏在车体的内部而得名,作为面向注重车体外形设计而被开发的天线,它可以安装在车顶,行李箱盖,扰流板和保险杠等部位,其功能除了收音机以外也可用于复数媒体的复合类型。

2010年代

鳍型天线(LPA)、扰流板内置型天线、仪表板内置型天线诞生。

鳍型天线(LPA)是一种不损害车体外形的设计,一个天线可应用于模拟收音机,数字收音机,GPS卫星系统及移动通信系统等。以前的鳍型天线不能与收音机复合使用,近来,可与各种媒体复合使用,并可根据车体颜色配置产品的颜色。

扰流板内置型天线也是一种不损害车体外形设计的天线,可在收音机基础上与其他媒体复合应用。由于扰流板与天线以一体化模块提供给客户,可降低客户的开发组装等的工时。

仪表板内置型天线是对应汽车导航系统,车载信息传递,路与车之间的通信而被开发的天线。可与各种媒体,例如GPS卫星系统及移动通信系统、对应ETC的DSRC等复合使用。

汽车天线发展历程——今生

目前市面上流行的汽车天线产品类型繁多,主要类型及功能可参考下表:

汽车天线发展历程——未来

作为物联网的一部分,车联网已经提上了日程,而未来5G 的商用将为车联网V2X 提供条件。随着车联网的发展,车辆集成的无线连接和定位技术与日俱增:Wi-Fi(用于车载热点)、蓝牙、3G/LTE蜂窝、5G、用于车联网(V2X)的IEEE 802.11 WLAN系统以及GNSS定位等。

于是可能需要多达18 个天线才能为消费者提供所有相关服务,而“鲨鱼鳍”天线及分布在车辆周围的各种其他天线已经无法满足需求,支持多频通信、具有远程数据处理功能的智能天线将应运而生。

汽车增长量与天线需求

在过去一年,国家一方面控制一、二线城市新增乘用车规模,如在以北京、上海、深圳、杭州等地为代表的中大规模城市实行以新车牌照摇号、竞拍为主要形式的限购政策,一定程度上限制了传统内燃机车的销售增长速度;另一方面开始大力扶持小排量传统内燃机车和以纯电动车为代表的新能源汽车的发展,相关利好政策纷纷出台,强力地带动了相关领域的市场增长。

据公安部交通管理局发布的统计数据显示,2018年全国新注册登记机动车3172万辆,全国机动车保有量比2017年增加2285万辆,增长10.51%。小型载客汽车保有量比2017年增加2085万辆,增长11.56%,是汽车保有量增长的主要组成部分。

不过反观2018年车市,与保有量情况却大不相同。根据中汽协的统计数据显示:2018年我国汽车产销分别完成2780.9万辆和2808.1万辆,产销量比2017年同期分别下降4.2%和2.8%。2018年车市产销承压明显,但新能源汽车表现依旧抢眼。新能源汽车保有量达261万辆,全年增加107万辆。2018年,全国新能源汽车保有量达261万辆,占汽车总量的1.09%,与2017年相比,增加107万辆,增长70%。其中,纯电动汽车保有量211万辆,占新能源汽车总量的81.06%。

根据上述资料得出,未来燃油汽车产量会有所下降,而新能源汽车需求将有所扩张,总体产量处于持平状态,或稍有下滑。但是随着5G商用的普及和车联网技术的发展,一台车上面会安装数十个,甚至20个天线,因此未来天线数量需求是在不断扩大之中,并且是以高性能、多频段、小体积、外形美观的高价位天线为主,总体市场处于良好状态。

技术难点

1、面对新能源汽车市场,如何解决电磁干扰问题

新能源汽车由于其需要电力驱动的特点,与传统天线产品极易发生电磁干扰,因此对于传统天线产品的设计提出了新的要求,一方面要减小对汽车本体电路的辐射干扰,另一方面又需要车载天线有优良的传输特性,目前的解决方案是降低汽车整车辐射的同时,天线采用数字广播方式。

2、面对无人驾驶市场,如何应对V2X数据交换时代的到来

在即将到来的V2X时代,汽车天线的测试面临两大挑战,一是确认天线可在参考环境中工作;二是提供创建虚拟测试环境的可能性,并模拟整个汽车如何与复杂环境中的其他汽车进行互动。目前的解决方案是通过在车辆上利用其局部环境测量天线,然后可以从中导出精确的数值模型,也就是通过建立车辆天线的数字模型来进行适当的模拟,当然这项技术还正在等待突破。

总结语

随着信息时代的到来,乘用车早已不再是单纯的交通工具,它已经成为各种信息交汇融合的终端载体,这对汽车天线的需求和性能都提出了挑战。无论身处国外还是国内,每个汽车天线的厂商都要部署适合自己生存的战略,通过不断地科技创新兼顾适应用户需求为导向,才能在车联网这个大市场中获得一席之地。