本發(fā)明涉及一種車輛通信系統(tǒng)，并且更具體地涉及經(jīng)由車輛天線系統(tǒng)接收射頻(rf)傳輸。

背景技術(shù)：

在世界上的某些區(qū)域，l頻帶(例如約1.0-2.6千兆赫或ghz)中的數(shù)字音頻廣播(dab)正被逐步淘汰(例如正逐漸廢棄)。在至少某些區(qū)域，正在實現(xiàn)其他形式的dab無線電通信；例如，dab頻帶iii(或簡稱dabiii)。因此，需要在車輛中實現(xiàn)dabiii天線系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種用于車輛的天線系統(tǒng)。該天線系統(tǒng)包括至少一個射頻(rf)天線以及耦合至天線的放大器。放大器可適于放大數(shù)字音頻廣播(dab)rf頻帶以及調(diào)頻(fm)rf頻帶。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種用于車輛的通信系統(tǒng)。該通信系統(tǒng)包括天線系統(tǒng)，其包括天線以及低噪聲放大器(lna)，其中l(wèi)na被構(gòu)造成放大數(shù)字音頻廣播(dab)射頻(rf)頻帶以及調(diào)頻(fm)rf頻帶。該通信系統(tǒng)還包括車輛信息娛樂系統(tǒng)(vis)以及用于耦合天線系統(tǒng)與vis的通信連接。vis可適于接收與dab以及fmrf頻帶中的rf傳輸相關聯(lián)的經(jīng)放大的電信號，然后基于所接收的電信號而提供車輛音頻。

附圖說明

在下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個或多個實施例加以說明，其中相似的標號表示相似的元件，并且其中：

圖1是描繪具有通信系統(tǒng)的車輛的方框圖，該通信系統(tǒng)包括耦合至車輛信息娛樂系統(tǒng)(vis)的天線系統(tǒng)；

圖2是圖1所示通信系統(tǒng)的示意圖；

圖2a示出了通信系統(tǒng)的替代天線實施例；

圖3a-3b是示出天線系統(tǒng)中低噪聲放大器電路的一個實施例的電氣圖；以及

圖4是示出用于操作通信系統(tǒng)的方法的流程圖。

具體實施方式

下面將描述通信系統(tǒng)，其包括天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)適于最小化操作所需的部件數(shù)量，同時仍保持接收多個射頻頻帶的能力。例如，可最小化天線的數(shù)量，可最小化天線接收器放大器的數(shù)量，可最小化天線系統(tǒng)與車輛頭部單元之間的電纜連接的數(shù)量，及/或可減少頭部單元內(nèi)的部件的數(shù)量。

通信系統(tǒng)-

參照圖1，顯示了包括移動車輛通信系統(tǒng)10的操作環(huán)境，移動車輛通信系統(tǒng)10一般包括：一個或多個無線電傳輸系統(tǒng)12、一個或多個衛(wèi)星14以及包括通信系統(tǒng)18的車輛16。如下文將更詳細描述，通信系統(tǒng)18可從衛(wèi)星、無線電傳輸系統(tǒng)12等接收射頻(rf)通信并向車輛16的使用者提供各種服務。

無線電傳輸系統(tǒng)12(被顯示為無線電塔)可包括任何適當?shù)膹V播基礎設施，包括但不限于發(fā)送器部件、控制裝置等。如本文中所用，系統(tǒng)12涉及調(diào)幅(am)無線電、調(diào)頻(fm)無線電、高清晰度(hd)am及/或fm無線電(例如hd1、hd2、hd3等)、數(shù)字音頻廣播(dab)等。無線電傳輸系統(tǒng)12廣播無線內(nèi)容，其可由多個裝置(包括車輛16(如下面將要更詳細說明))所攜帶的無線電天線接收。

在至少一個實施方式中，圖1所示衛(wèi)星14的星群可經(jīng)由無線電信號傳送位置數(shù)據(jù)，無線電信號使車輛16能夠向車輛使用者提供導航數(shù)據(jù)及/或其他與位置有關的服務。例如，車輛16可包括使用全球定位系統(tǒng)(gps)數(shù)據(jù)、glonass(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))數(shù)據(jù)等的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(gnss)裝置。其他衛(wèi)星可廣播其他內(nèi)容；例如，諸如音樂、新聞等。一個非限制性實例是天狼星(sirius)xm^tm無線電。

車輛16在所示的實施例中被描繪為客車，但應理解，也可使用任何其他車輛，包括摩托車、運貨車、運動型多功能車(suv)、休閑車(rv)、船舶、飛機等。車輛16可包括電子器件，諸如一個或多個麥克風(未示出)、一個或多個按鈕或其他控制輸入端(未示出)，以及遠程信息處理單元(未示出)。因此，車輛16可適于雙向通信-例如，經(jīng)由無線載波系統(tǒng)(例如，適于經(jīng)由cdma、gsm、lte等與其他裝置的通信)及/或陸地通信網(wǎng)絡(例如，與一個或多個服務器或向車輛16提供一個或多個后端服務的后端系統(tǒng)-例如根據(jù)預定協(xié)議)。進一步地，車輛16可包括經(jīng)由通信網(wǎng)絡連接或總線22互相耦合的一個或多個車輛系統(tǒng)模塊(vsm)20。適當網(wǎng)絡連接的實例包括控制器區(qū)域網(wǎng)絡(can)、面向媒體系統(tǒng)轉(zhuǎn)移(most)、局部互聯(lián)網(wǎng)絡(lin)、局域網(wǎng)(lan)以及其他適當?shù)倪B接，諸如以太網(wǎng)或符合已知iso、sae以及ieee標準及規(guī)范等等的其他連接。

車輛系統(tǒng)模塊(vsm)20可實施為位于整個車輛16中的電子硬件部件，并且典型地從一個或多個傳感器接收輸入并使用所感測的輸入來執(zhí)行診斷、監(jiān)測、控制、報告及/或其他功能。vsm20的非限制性實例包括用于控制電源鎖、頭燈等的本體控制模塊(bcm)、用于控制燃料點燃、點火定時等的發(fā)動機控制模塊(ecm)、用于報告診斷故障代碼的車載診斷模塊(obdm))等。本領域的技術(shù)人員將理解，上述vsm僅為可用于車輛16中的某些模塊的實例，因為大量其他實例也是可能的。

在至少一個實施例中，vsm20中的一者是中心堆棧模塊(csm)或頭部單元或車輛信息娛樂系統(tǒng)(vis)24。vis24可包括任何適當?shù)碾娮悠骷④浖龋杂糜谙蜍囕v使用者及/或乘員提供車輛娛樂以及車輛信息娛樂服務。例如，vis24可包括存儲器(未示出)、一個或多個處理器或處理單元(未示出)、一個或多個播放器或存儲接口(例如cd或dvd播放器、mp3播放器)(未示出)以及一個或多個調(diào)諧單元26。調(diào)諧單元26可適于調(diào)整或控制am無線電、fm無線電、xm或衛(wèi)星無線電等。并且調(diào)諧單元可以利用使用者語音控制或手動按鈕、旋鈕等進行調(diào)整。

圖1還示出了通信系統(tǒng)18，其包括vis24、經(jīng)由多個連接30(例如同軸電纜或其他適當電纜)耦合至vis24的天線系統(tǒng)28。在一個實施例(圖2所示)中，天線系統(tǒng)28包括天線34-44的天線組32以及相關聯(lián)的鄰近設置的放大器46-52(例如低噪聲放大器或lna)。熟練技術(shù)人員將理解，相對靠近射頻天線設置放大器使得能夠放大所接收的無線電信號(其可能相對微弱)。經(jīng)放大的信號則可遭受較少的數(shù)據(jù)丟失(例如，由于電磁干擾及/或信號衰減造成的較少丟失)。例如，經(jīng)放大的信號則可在通信系統(tǒng)18中的其他位置進行處理；例如，如果天線系統(tǒng)28位于車頂上、位于車輛駕駛室支柱中、位于車輛后窗處(例如在除霜器柵格中)等、可在vis24(其可位于車輛駕駛室前部區(qū)域中)處處理經(jīng)放大的信號。

在圖2中，天線34-36(例如分別是am以及fm無線電天線)耦合至lna46，天線38-40(例如分別是fm2以及數(shù)字音頻廣播(dab)無線電天線)耦合至lna48，天線42(例如xm無線電天線)耦合至lna50，并且天線44(例如glonass通信天線)耦合至lna52。如熟練技術(shù)人員將理解，兩個fm天線(例如具有單獨的天線以及單獨的lna)的使用可使得相位分集更大，由此改善車輛使用者體驗。天線34-44的非限制性實例包括單極天線、偶極天線、分段天線、環(huán)形天線等的任意組合。應理解，圖2僅示出了通信系統(tǒng)18的一個實施例。其他布置及/或其他部件也是可能的(例如也可以替代使用更多或更少的天線及/或放大器)。例如，圖2a示出了耦合至lna46的單個天線34以及耦合至lna48的單個天線38。

lna46-52表示用于放大所接收的射頻傳輸?shù)碾娐坊蚍糯笃髂K。至少一個lna(例如lna48)可被構(gòu)造成接收與不同rf帶寬相關聯(lián)的多個rf傳輸。例如，在至少一個實施例中，lna48可接收并放大與fm2無線電以及數(shù)字音頻廣播(dab)無線電(例如dab頻帶iii或簡稱dabiii)相關聯(lián)的rf傳輸。fm2的帶寬包括87.5-108.0mhz(或兆赫)(或在北美洲87.9-107.9)的頻率，而dabiii例如使用包括174-230mhz的頻率。

圖3a-3b示出了lna48的示例性實施例，其包括rf輸入電路56、第一匹配電路58、偏壓電路60、第二匹配電路62以及電壓調(diào)整器電路64。這些電路中的每一個均包括例示特定實施例的部件以及布置。在這里也設想了其他實施方式。

在至少一個實施例中，rf輸入電路56可為具有匹配部件的雙帶通前端濾波器，以抑制全部或大部分帶外噪聲。以這種方式，電路56抑制噪聲被lna48放大并最終隨后被發(fā)送至相應調(diào)諧單元26中的一者。

第一匹配電路58可調(diào)整lna輸入阻抗并且可進一步使lna48的帶寬變窄。輸入阻抗的值可影響lna的增益以及穩(wěn)定性，如熟練技術(shù)人員理解這些術(shù)語一樣。

偏壓電路60可包括rf晶體管(q1)，其可用于設定lna的放大及/或過濾參數(shù)或特征-例如通過接通及斷開lna所消耗的電流。晶體管可經(jīng)由匹配電路58、62進行調(diào)整(接通/斷開)。

第二匹配電路62可至少部分地類似于第一匹配電路58而發(fā)揮作用-即，其也可調(diào)整lna輸入阻抗并且進一步使lna48的帶寬變窄。共同地，第一及第二匹配電路58、62也可用于控制lna48的參數(shù)，如上所述。進一步地，可在操作期間監(jiān)測電路58和電路62兩者-例如，電路58和電路62兩者可以響應于輸入變化。

電壓調(diào)整器電路64可適于調(diào)整vis24所提供的幻象電源(例如，或電壓)。在至少一個方面，所調(diào)整的電源適于向lna48供電。熟練技術(shù)人員將理解調(diào)整器電路的其他設計以及操作方面。下面更加詳細描述電路56、58、60、62以及64。

所示rf輸入電路56包括rf輸入引線66-例如，其可耦合至至少一個天線(例如天線38、40)。在至少一個其他實施例中，rf輸入引線66耦合至單個天線(例如天線38)。引線66耦合至兩個電路支路：具有電容器c10(以及地線)的一個支路，以及具有串聯(lián)耦合的電感器l8、表面聲波(或saw)帶通濾波器68以及電感器l9的另一支路。saw帶通濾波器的參數(shù)可根據(jù)欲從中通過的所需頻帶而變化；例如，在至少一個實施例中，通過頻率可包括87-230mhz之間的頻率。而且，saw帶通濾波器僅僅是實例；在其他實施方式中，可替代使用其他濾波器。電感器l9進一步經(jīng)由節(jié)點n1耦合至兩個電路支路：具有電容器c9(以及地線)的一個支路，以及連接至第一匹配電路58的另一支路。

節(jié)點n1耦合至第一匹配電路58的兩個附加電路支路：具有電感器l2(以及地線)的一個支路，以及包括電容器c5的另一支路。并且，電容器c5進一步耦合至兩個附加電路支路：具有電感器l3(以及地線)的一個支路，以及包括電容器c4的另一支路。并且，電容器c4進一步在節(jié)點n2處耦合至兩個支路：具有電感器l4(以及地線)的一個支路，以及將第一匹配電路58連接至偏壓電路60的另一支路。在其他實施例中可類似地布置更多或更少的電感器及/或電容器。

節(jié)點n2還耦合至偏壓電路60的電容器c3。并且，電容器c3進一步耦合至兩個附加電路支路：一個支路耦合至npn晶體管q1的基極b，并且另一支路耦合至節(jié)點n3。晶體管q1的發(fā)射極e耦合至地線，并且其集電極c耦合至節(jié)點n4。節(jié)點n3與n4分別經(jīng)由串聯(lián)的電阻器r3以及電容器c1而彼此耦合。節(jié)點n3還經(jīng)由電阻器r2耦合至節(jié)點n5。并且，節(jié)點n5耦合至兩個附加支路：一個附加支路經(jīng)由電阻器r4將節(jié)點n5連接至電壓調(diào)整器電路64，并且第二附加支路經(jīng)由電阻器r1將節(jié)點n5連接至節(jié)點n6。節(jié)點n6也耦合至兩個附加電路支路：一個支路經(jīng)由電感器l1將節(jié)點n6連接至節(jié)點n4，而第二附加支路經(jīng)由電容器c8將節(jié)點n6連接至地線。節(jié)點n4進一步經(jīng)由電容器c2將偏壓電路60連接至第二匹配電路62的節(jié)點n7。

節(jié)點n7在第二匹配電路62中耦合至兩個附加電路支路：具有電感器l5(以及地線)的一個支路，以及包括電容器c6的另一支路。并且，電容器c6進一步耦合至兩個附加電路支路：具有電感器l6(以及地線)的一個支路，以及包括電容器c7的另一支路。并且，電容器c7進一步在節(jié)點n8處耦合至兩個附加支路：具有電感器l7(以及地線)的一個支路，以及將第二匹配電路62連接至lna輸出與電壓調(diào)整電路64二者的另一支路。在其他實施例中可類似地布置更多或更少的電感器及/或電容器。

電壓調(diào)整電路64可為適于接收并調(diào)整來自vis24的幻象電源的任何適當?shù)恼{(diào)整電路。如本文中所用，幻象電源包括經(jīng)由連接30中的一者(例如經(jīng)由節(jié)點n8)傳送的直流(dc)電源-例如其中該連接30用于電源與信號數(shù)據(jù)二者。進一步地，lna電路48可被構(gòu)造成根據(jù)預定阻抗(例如50ohm等)而提供輸出。

上述lna電路48僅僅是一個實施方式。其他構(gòu)造也是可能的。進一步地，電阻器r1-r4、電容器c1-c10以及電感器l1-l9的值可以是任何適當?shù)闹怠ｎ愃频兀谄渌麑嵤├校商娲褂闷渌w管及/或其他部件。

轉(zhuǎn)向圖2，lna46-52被顯示為經(jīng)由連接30(例如經(jīng)由連接30a-30d)耦合至vis24。并且，連接30a-30d分別為耦合vis輸入連接器76-82。如上所述，連接30可為任何適當?shù)倪B接-例如，諸如同軸電纜等。

連接器76-例如在一個實施例中，接收am以及fm1頻率-可耦合至兩個并聯(lián)帶通濾波器84、86。濾波器84可適于過濾am以及fm1頻率(例如0.540-108mhz)，而濾波器86可適于僅過濾fm1頻率(例如88-108mhz)。兩個濾波器84、86的輸出可由信號處理模塊88接收-信號中的至少一者(例如來自濾波器86(僅fm1))可利用緩沖器以及低噪聲放大器電路90來緩沖。緩沖器90的輸出可由調(diào)諧單元26接收，且更具體而言由調(diào)諧模塊92接收。調(diào)諧模塊92可包括無線電數(shù)據(jù)系統(tǒng)(rds)/交通消息信道(tmc)。rds/tmc以及其他相關聯(lián)技術(shù)的操作及實施在本領域中通常是已知的。圖2還示出了濾波器84的另一輸出可直接連接至調(diào)諧模塊92；即，信號未被放大或緩沖。

連接器78-例如在一個實施例中，接收fm2以及dabiii頻率-可耦合至兩個其他并聯(lián)帶通濾波器94、96。更具體而言，濾波器94可直接連接，而濾波器96可經(jīng)由電容器c11耦合至濾波器96。濾波器94可適于過濾fm2頻率(例如88-108mhz)，而濾波器96可適于過濾dab頻率(例如dabiii)(例如174-230mhz)。兩個濾波器94、96的輸出可由信號處理模塊88接收-并且信號中的至少一者(例如來自濾波器96(dabiii))可利用緩沖器以及低噪聲放大器電路98來放大并緩沖。緩沖器98的輸出可由調(diào)諧單元26接收，且更具體而言由調(diào)諧模塊100接收。調(diào)諧模塊100可包括dab調(diào)諧器；dab調(diào)諧器以及其他相關聯(lián)技術(shù)的操作及實施在本領域中通常是已知的。

圖2示出了連接器80、82分別耦合至模塊102、104。在至少一個實施例中，連接器80接收衛(wèi)星無線電信號(例如xm)并且模塊102為衛(wèi)星接收單元，而連接器82接收導航rf信號并且模塊104為glonass或gps接收單元。應理解，一旦模塊92、100、102、104接收am、fm1、fm2、dabiii、xm、glonass等信號，可使得這些電信號可作為聽覺信號或可聽音供車輛16的使用者利用。

圖4顯示了流程圖，其示出了通信系統(tǒng)18的操作的方法400。該方法從步驟410開始。在該步驟中，天線系統(tǒng)28接收橫跨多個頻帶的射頻(rf)傳輸。在至少一個實施例中，天線系統(tǒng)28接收至少fm2頻率傳輸以及dabiii頻率傳輸。在一個實施例中，fm2及dabiii頻率由天線38及40接收；在另一實施例中，單個天線(例如38或40)耦合至lna48并接收fm2及dabiii頻率。例如，單個天線可被構(gòu)造成其中天線針對dabiii頻率用作半波而針對fm2頻率用作四分之一波。當然，在一些實施例中，天線系統(tǒng)28還可經(jīng)由更多或全部rf天線34-44接收rf傳輸。

在步驟410之后是步驟420。在步驟420中，使用lna48來放大至少fm2及dabiii頻率。例如，根據(jù)圖3a-3b所示的電路，可濾除不需要的頻率，而剩余頻率(例如在87-230mhz之間)可被放大。同樣地可由lna46、50、52執(zhí)行天線系統(tǒng)28內(nèi)的這種預濾波及放大。

在步驟420之后是步驟430。在步驟430中，經(jīng)由連接30b傳送lna電路(或模塊)48的輸出-即節(jié)點n8處的電信號。并且在至少一個實施例中，連接30b可為單個電纜(例如單個同軸電纜)。步驟430可包括分別經(jīng)由連接30a、30c、30d傳送來自lna46、50、52的其他信號。

在步驟430之后的步驟440中，可由車輛使用者進一步處理并使用經(jīng)由連接器76-82接收的信號。例如，表示fm2及dabiii頻率的電信號可經(jīng)由連接器30b接收，由濾波器94、96過濾，經(jīng)由緩沖器98緩沖-在dabiii信號的情形中，并提供至調(diào)諧單元26。之后，可將這些信號提供至使用者-例如當vis24調(diào)整至所需頻率、頻帶或信道時。

應理解，本通信系統(tǒng)18可最小化天線系統(tǒng)28、連接30以及vis24所用的部件。例如，天線系統(tǒng)28可使用單個天線來接收橫跨多個頻帶的信號-例如，可僅使用天線34或天線36來接收am與fm1rf傳輸二者，并且可僅使用天線38或天線40來接收fm2與dabiii傳輸二者。進一步地，lna48(或甚至lna46)可為單個模塊或電路，其被構(gòu)造成過濾及/或放大天線系統(tǒng)28處的rf傳輸(例如過濾及/或放大fm2及/或dabiii傳輸二者)-例如，不是具有單獨的fm2模塊以及單獨的dab模塊。

也可最小化連接30的部件。例如，不是具有用于表示fm2及dabiii的電信號的專用或單獨的同軸電纜，而是可經(jīng)由單個電纜30b傳達lna48的輸出。類似地，可經(jīng)由單個連接30a傳達來自lna46的電信號(am及fm1)。也設想了其他實施方式。

也可最小化vis24的部件。例如，如果vis24具有五個連接器(例如不是四個連接器76-82)以及攜帶與五個不同rf傳輸相關聯(lián)的信息的五個對應電信號，則需要附加vis硬件。例如，vis24可能需要附加帶通濾波器、分離器等。

因此，本實施方式可使用單個天線、單個lna、單個連接以及較少的vis部件來接收并提供兩個或更多個頻帶(例如am、fm1、fm2、dabiii等)至車輛使用者。例如，可經(jīng)由單個lna(46)提供am及fm1頻帶及/或可經(jīng)由單個lna(48)提供fm2及dabiii頻帶。

在本文已描述了車輛通信系統(tǒng)，其包括車輛信息娛樂系統(tǒng)(vis)、天線系統(tǒng)以及其之間的連接。天線系統(tǒng)可使用單個低噪聲放大器(lna)以接收兩個或更多個射頻頻帶。根據(jù)lna設計，可減少vis、天線系統(tǒng)以及連接的部件數(shù)量。

應理解，前面是對本發(fā)明的一個或多個實施例的說明。本發(fā)明并不限于在此所公開的特定實施例，而是僅由下面的權(quán)利要求來限定。此外，上述說明中所包含的陳述涉及特定實施例，并不能解釋為限定本發(fā)明的范圍或限定權(quán)利要求中所用術(shù)語的定義，除非術(shù)語或短語在上文被確切地定義。各種其他實施例以及對所公開的實施例作出的各種變化及修改將對本領域的技術(shù)人員而言顯而易見。所有這些其他實施例、變化以及修改旨在包含在隨附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

如在該說明書以及權(quán)利要求書中使用，術(shù)語“例如”、“例如”、“比如”、“諸如”以及“等(like,)”，以及動詞“包括”、“具有”、“包含”及其其他動詞形式在與一個或多個部件或其他術(shù)語列表結(jié)合使用時均被解釋為開放式，意思是該列表不應被看作排除了其他附加部件或項目。其他術(shù)語應采用其最廣泛的合理含義來解釋，除非其用于要求有不同解釋的上下文中。