汽车研发:汽车天线设计规范!

漫谈君 汽车大漫谈 2020-04-09

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老司机们都喜欢小姐姐们扎马尾,就像有个小尾巴一样俏皮又可爱,你看下面这个扎着马尾的小姐姐很多老司机就看很了很久,汽车顶上也顶着个可爱的小天线。



今天

漫谈君就带你一起来看看

汽车天线设计规范


漫谈君说 

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在车来车往的马路上,我们会看到一些车的顶部或尾部有一个“小尾巴”,其实那就是汽车的天线。它是拦截发射台发射的高频电波并传输给汽车收音机、车载电话或无线电导航设备的接收机,以对载波解调的装置。那么,为什么有的车有,有的车却没有?如何设计汽车天线?接下来就跟大家详细介绍一下。




一、分类及作用

根据汽车天线的按装位置和结构分为:前窗隐藏式天线、前窗拉杆式天线、前后侧板式隐藏天线、车顶天线、天线放大器。下面对不同天线做详细介绍。

1

前窗隐藏式天线

这类天线按装在前窗的左侧上方,天线座按前窗的倾斜角度设置天线杆的倾斜角度,

天线杆可全部缩进线座上的天线杆护管内。天线杆大多数是φ2.5~3mm的不锈钢丝,也有部分是二节拉杆式的。这类天线设计开发时,除考虑性能/功能、连接方法符合如下要求(除常规汽车天线外)。



1)必须根据顾客车身天线按装孔的中心距、偏移角度和天线的倾斜角度及车壳弧度,设计天线座的按装孔中心距、偏移角度、天线的倾斜角度和天线座底面弧度。保证天线的可装配性。

2)根据整车厂的装配要求,线座垫片和线座的装配连接方法,必须设计为卡口装配,避免垫片和线座分离影响装配速度。

3)选用合格的线座注塑材料,避免天线座开裂和老化(常用PP/PA)。

4)根据顾客的要求,选择合适的同轴电缆线,使天线的阻抗很好地与收音机的输出阻抗匹配。    

                       


2

前窗拉杆式天线

这类天线按装在汽车前窗左侧下方,基本上都是拉杆式的,天线座与车身的接触面积很小,用自攻螺钉按装不需考虑线座的底面弧度,只需考虑支架的中心高符合天线按装要求。这类天线设计时除选择好外壳和支架的材料外,其它只要能满足常规汽车天线的技术要求。

3

前后侧板隐藏式天线

这类天线按装在汽车上的前后侧板上,按装时只要拧紧线座上的螺母和支架上的螺钉。这类天线设计时需满足如下要求(除常规汽车天线外)。

1)必须考虑饰配件和基座与车身接触部位的弧面和车身弧面吻合。

2)必须考虑天线杆缩进护管内的终点位置,确保天线缩进天线护管后,天线帽堵住线座正极管口。



4

车顶天线

这类天线一般都是轿车天线,按装在汽车顶棚的前侧/后侧。按装方法都是用固定在天线基座/斜座上的螺栓插进车壳孔内用螺母固定。定位方法有两种,一种是基座螺栓根部14。7mm的方身定位,另一种是基座上除螺栓外,还在一定的距离内设置了一柱子和车身上的两个孔对应来固定天线的方向。这类天线设计时除考虑满足常规汽车天线的技术要求外还需满足如下要求。



1)按顾客车身按装孔的形状,设计基座螺栓的结构或螺栓与定位柱之间的距离。

2)按顾客定义的空间设计螺栓的长度、齿盘、隔圈的厚度。

3)按顾客定义的天线倾斜角度,设计斜座的角度或基座接头的旋转角度。

4)按装螺栓能直接和锌座设计为整体时,尽量设计为整体。如锌座与螺栓需设计为连接装配时,优先考虑设计为过盈压接连接,在装配条件不允许的情况下,再考虑用螺纹连接。

5)设计时需考虑天线装配后的防水性,斜座和垫片选用耐侯性好的弹性体材料(如PU、TPE),在天线杆的连接处要设置EPDM的密封圈。

6)斜座和垫片的连接方法,必须设计为卡口连接,避免因运输造成垫片与斜座分离,影响顾客装配天线的速度。



5

天线放大器

放大器天线有两种:一种是车顶天线,另一种是前后玻璃天线。

对于玻璃天线放大器,顾客对玻璃天线已定义,一般只要求放大器的增益和消耗电流满足要求,放大器串联在信号电缆的前端。玻璃天线接收的信号经放大器筛除无效信号,将有效信号放大后通过电缆传输收音机。

车顶天线放大器都固定在天线座内,设计时除考虑放大器的增益、消耗电流外,还必须按照顾客对驻波比的要求,计算出绕在玻璃纤维杆上的铜铂/铜线的长度,螺旋线的绕制节距,并根据电感的旋向定义螺旋线的旋向。工作原理与玻璃天线放大器相同。



这类天线顾客在产品开发阶段一般都提供了样品和相关技术标准。设计开发时,首先必须反复阅读理解顾客提供的标准的内容,掌握顾客对放大器性能/功能的要求,找出顾客的这些要求与同类产品的差异。再按照顾客提供的样件设计电路原理图、元件排版图,选用合适的电子元件,处理大信号交叉调置、控制反馈回路的电阻、电压,试样后根据检测结果进行设计更改,直到100%符合顾客的要求。



二、开发内容概述

给整车厂配套的汽车天线,顾客和公司签订开发协议后,一般都提供天线总成图、功能/性能、检验/试验方面的标准和样件。



因此,公司设计、开发只是按顾客总成图的要求设计天线的内部零件的结构、尺寸以及隐含的连接方法和放大器的电路原理。天线的外形、外观、总成尺寸、材料选用都只能按顾客提供的总成图的要求和样件测绘工程图样。用DFMEA框图分析连接方法、定义公差。



三、常规产品技术要求

常规产品包括绝缘电阻、接触电阻、承载力、插拔力、收展力、静电容量等,其具体项目技术要求如下。



四、汽车天线的过程设计

汽车天线的工程图样、功能/性能要求定义后,仅仅是完成了产品设计、开发的第一阶段的工作,要使按图样加工出的产品,符合产品设计要求,还必须对形成产品的过程进行策划和控制—进行产品的过程设计和开发。

进行过程设计,首先要参照同类产品制作的经验,拟订好产品加工过程流程图,进行风险评估和失效模式分析,针对可能发生的失效,在PFMEA、控制计划中,对过程流程图中的工程规范,规定测量方法和频次,在作业指导书中规定作业方法和要求。



汽车天线的五金件加工,对关键零件(如QT-201F螺母)的尺寸公差和形位公差,根据五金件的结构、形状、选用不同的检测器具和方法,如:千分尺、游标尺、螺纹环规和塞规、通止规、卡规等进行100%的检查。注塑件主要是控制好过程参数、设备能力指数,生产前对材料、设备状况进行确认。

对首件产品能用量具或其它检测器具检测的尺寸进行检测,不能检测的尺寸进行试装确认。产品的外观按标准样件目测对比检查。为了控制好线座注塑后绝缘电阻≥50MΩ,必须根据类似产品的经验,在正、负极的相关位置用热缩管热缩,线座注塑成型晾干后用绝缘电阻仪100%检测,防止不合格品流入成品生产线。



五、常规实验项目

汽车天线常规实验需涵盖高低温试验、振动试验、湿热试验、材料及盐雾试验等,具体项目方法及要求如下表示。




六、结语

对于天线系统的选型和正向开发设计,首先需要有最基础的认识:即前期的三方沟通、选型定义的好坏很大深度上已决定整车收音效果的品质。后期的整车匹配工作,同样需要三方一起进行台架、整车路试测试等来满足设计要求。

 


写在最后

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