今天要介绍的,是汽车的一个部件,它就像是幽灵,有时出现在醒目的位置,有时无迹可寻;有些长了一副它该长的样子,另一些像是设计师宿醉的杰作。如果在过去,你一定会说它无足轻重,但放眼未来,尤其在自动驾驶领域,它必将扮演举足轻重的角色。今天要介绍的是--新型汽车天线系统。感谢电子通讯技术的发展,如今的汽车天线,已经脱离了当年笔直的外观限制,“进化”出了各种不同的外形和功能,它们也不再局限于收听广播,而是涵盖了无线遥控、GPS以及4G上网等多种功能。随着5G时代的临近,各种新技术很可能彻底颠覆现有汽车驾驶概念,所有这些新技术,包括车对车通讯,汽车AI等等,都离不开汽车与外界的通讯,而作为这条通讯生命线的唯一硬件基础--天线系统,其地位也将因此水涨船高。限于篇幅,本文只列举几款新型的汽车天线系统的结构和应用、简单原理,以及未来发展方向。力图在大家的脑海中,新建一个“汽车天线”文件夹。
汽车天线系统的工作原理汽车天线系统只是承担接收信号,控制信号强度的工作。此工作不涉及编码/解码(Modulation/Demodulation)或者模拟/数字信号的转换(AC/DC),所以,要介绍的天线系统原理,也只涉及如何接收信号,以及如何控制信号强度。 “接收” 从最简单的理论上来说,当天线和空间中的某个电磁信号产生共振时,电磁信号会被“接收”为电信号,使下一步的信息提取成为可能,如下图。而此信号携带的信息不会丢失——即所谓的信号不失真——的前提,是天线的有效长度达到信号波长的4分之1。所以,根据不同信号的不同频率范围,我们可以大概估计出接收此信号的天线的最短长度(波长=光速/频率,天线长度≈波长/4),比如数字广播信号天线的长度应该在31到43厘米之间;对于AM模拟信号,天线长度理论上应该在12到500米之间,但是,有谁见过半公里长的天线?更何况一辆汽车,如何装载这么长的天线?首先,在形状上来说,天线并不一定是笔直的一根杆子。能和目标信号共振的天线,形状五花八门,否则你以为现在的智能手机为什么都“没有”天线?
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