互聯(lián)汽車(chē)浪潮引領(lǐng)汽車(chē)天線(xiàn)設計革新

在不久之前，基本每輛車(chē)上都只有一根天線(xiàn)，它用來(lái)接收調頻信號，令車(chē)內用戶(hù)能夠正常使用FM/AM廣播。

而現在，汽車(chē)搭載的天線(xiàn)數量大約為7個(gè)，用于全球定位、處理紅外通信、電視、各類(lèi)短程接收器以及網(wǎng)絡(luò )等用途。這些還沒(méi)有將那些主動(dòng)安全系統的無(wú)線(xiàn)傳感器天線(xiàn)算入在內。

從前，天線(xiàn)給人們的感覺(jué)就是低成本、科技含量低，至少和“高大上”扯不上關(guān)系。但隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)的誕生，越來(lái)越多高科技汽車(chē)上可以見(jiàn)到他們的身影。

2012年，全球汽車(chē)用天線(xiàn)銷(xiāo)售額約為8.54億美元。日本天線(xiàn)供應商原田產(chǎn)業(yè)（Harada Industries）預計，2020年，這一數字將會(huì )增長(cháng)到13.8億美元。

歐盟最新規定中提到，2015年所有的新車(chē)中必須配備緊急呼叫系統，名為“eCall”，它與通用汽車(chē)的安吉星系統功能類(lèi)似。而配備該系統需要使用天線(xiàn)裝置，屆時(shí)，將迎來(lái)汽車(chē)天線(xiàn)的又一波熱潮。

eCall系統中涉及到全球定位系統和手機，它也只是眾多車(chē)載功能的很小一部分。其他的還包括娛樂(lè )信息系統和駕駛輔助系統等。

原田產(chǎn)業(yè)負責企業(yè)事務(wù)的執行官Tak Aoki表示：“目前來(lái)講，汽車(chē)天線(xiàn)行業(yè)還沒(méi)有發(fā)展起來(lái)。但汽車(chē)天線(xiàn)對于車(chē)內娛樂(lè )信息系統很重要，更重要一點(diǎn)，它是汽車(chē)主動(dòng)安全系統的基礎部件?！?/SPAN>

全球車(chē)內藍牙、嵌入式手機連接等車(chē)內無(wú)線(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品的銷(xiāo)售額在2012年時(shí)為11億美元，汽車(chē)預測機構IHS Automotive預測，2018年其將達到16億美元。

每個(gè)通訊頻道都有其特定的頻率，而每個(gè)頻率都需要不同的天線(xiàn)與之匹配，從而順利接受/轉發(fā)數據。例如，FM調頻的天線(xiàn)外形是窄而長(cháng)；GPS接收器天線(xiàn)則是扁平片狀；手機天線(xiàn)則像短小的杠桿。

!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
!--[endif]-->需求激增

汽車(chē)中許多主動(dòng)安全系統將來(lái)都需要依靠V2X技術(shù)，而其中變牽涉到專(zhuān)用短程通訊（DSRC）無(wú)線(xiàn)通訊系統，用于盲點(diǎn)警告系統或交通信號識別系統。

除此以外，車(chē)輛遠程診斷和遠程軟件更新也需要用到天線(xiàn)，具體包括備件管理和維護提醒等功能。經(jīng)銷(xiāo)商和場(chǎng)外機修工與車(chē)主聯(lián)系時(shí)需要通過(guò)天線(xiàn)才能獲知汽車(chē)計算機系統的數據。這項應用采用了嵌入式手機蜂窩連接功能。2012年，美國市場(chǎng)出售的新車(chē)中約有1/4搭載了這項技術(shù)。

IHS Automotive.高級娛樂(lè )信息系統分析師Luca De Ambroggi在一份調研報告中寫(xiě)到：“供應商希望將嵌入式蜂窩功能用于車(chē)載安全系統和遠程診斷等功能，因為車(chē)內無(wú)線(xiàn)連接相比智能手機更穩定、更可靠?！彼趫蟾嬷兄赋?，起亞、沃爾沃、戴姆勒、寶馬在這方面比較突出。

除了原田產(chǎn)業(yè)外，汽車(chē)天線(xiàn)行業(yè)還有多家汽車(chē)天線(xiàn)制造商，包括日本的橫和（Yokowa）、英國的Laird Technologies、德國Hirsch-mann Car Communication、南非的Ace Technology Corp.以及德?tīng)柛５?/SPAN>Fuba業(yè)務(wù)部。

當前，司機將手機作為在駕車(chē)時(shí)與外界通信的主要工具。不過(guò)，據汽車(chē)技術(shù)咨詢(xún)公司SBD預計，不久的將來(lái)將有許多新功能加入車(chē)內。到2020年，全球范圍內大約一半的新車(chē)將配備嵌入式通訊系統（目前只有10%的配備率）。

設計難題

目前亟待解決的問(wèn)題就是，汽車(chē)天線(xiàn)應該配備在何處。去年在日本舉辦的智能交通世界大會(huì )上，大會(huì )策略計劃副總裁Takahiko Uchimura表示：“天線(xiàn)的作用是與外界通訊，不過(guò)其外觀(guān)設計對于設計師來(lái)說(shuō)是個(gè)大問(wèn)題?！?/P>

將其安裝在車(chē)頂將會(huì )影響汽車(chē)美觀(guān)，并且破壞汽車(chē)原有的空氣動(dòng)力特性。在ITS大會(huì )上展示的一輛測試車(chē)中，設計師將天線(xiàn)作成像魚(yú)鰭一樣安裝在車(chē)頂。

一些天線(xiàn)可以安裝在儀表板內部，信號可以穿透塑料和玻璃，因此這樣的設計并不會(huì )影響信號傳輸。然而，天線(xiàn)不能安裝在過(guò)于靠近發(fā)動(dòng)機的位置，若距離過(guò)近，或將引起傳感器與天線(xiàn)間的信號干擾。若將天線(xiàn)安裝在A(yíng)柱或車(chē)頂邊緣處，則需要在其外部包裹一層信號阻尼（signal-damping）金屬。

另一種可選方案是將天線(xiàn)安裝在側視鏡內部的中空空間內。在這種情況下，最大的隱患仍舊是信號干擾問(wèn)題——電動(dòng)側視鏡調節系統與天線(xiàn)發(fā)生干擾，或是盲點(diǎn)檢測系統激活時(shí)的小燈閃亮受到干擾。

一般來(lái)說(shuō)，將其安裝在擋風(fēng)玻璃或后車(chē)窗上對于信號傳遞來(lái)說(shuō)是最佳的方案，不過(guò)成本偏高，另外，一些汽車(chē)的玻璃反光效果較好，同樣會(huì )導致信號干擾。目前普遍采用方案是將不同的天線(xiàn)外部加入空氣動(dòng)力學(xué)套件，使其在保持功能性的同時(shí)不影響車(chē)輛的空氣動(dòng)力，例如上文提到的魚(yú)鰭形外套，但問(wèn)題仍然是成本太高。制造商們需要兼顧天線(xiàn)的信號接受能力、抗電子干擾能力、提升無(wú)線(xiàn)頻率光譜的可變性。

為了達到這樣的高標準，工程師目前采用的方法是采用多重天線(xiàn)作為互相備份。通過(guò)這項方案，能夠在不增加信號帶寬的前提下，緩解數據在傳輸時(shí)的干擾。同樣，這項方案也有弱點(diǎn)，就是如何將多重天線(xiàn)包裹在緊密結構中。

對于這個(gè)難題，原田產(chǎn)業(yè)歐洲研究中心總工程師Rusiru Leelaratne表示：“通過(guò)激光直接成型和三維激光蝕刻的方法能夠制造出更具創(chuàng )造性的天線(xiàn)包裝外殼?！边@項方案將為天線(xiàn)的布局和安裝帶來(lái)更佳的靈活性。而且，這項技術(shù)已在手機行業(yè)得到了驗證。

IHS Automotvie公司分析師表示，若將下一代汽車(chē)智能天線(xiàn)集成在一起成為一個(gè)“天線(xiàn)盒”，相比采用同軸電線(xiàn)的方案將能為每輛車(chē)節省30美元的成本。