本实用新型属于无线通信领域，更具体地，涉及一种v2x有源收发天线、v2x有源接收天线及集成天线。
背景技术：
v2x(vehicletoeverything)是车与外界一切交互的技术，可以理解为车与外界一切连成网。从当前车联网角度来讲，v2x有广义和狭义之分，广义v2x是指一切与汽车相连的网络统称，狭义v2x是一种低时延、高可靠的超视距通信技术，狭义v2x的技术特点是：超视距的传感器，是通过无线电波传播方式来实现感知的技术。v2x中x是可变量，它可替换为v、i、p和n等，即汽车与汽车(v2v)、汽车与基础设施(v2i)、汽车与行人(v2p)和汽车与互联网(v2n)等。
v2x是汽车自动驾驶的必要技术，它可以弥补单车智能软肋，是自动驾驶最重要的组成部分。v2x是一种通信技术，与车载传感器相比，它不会受到天气状况的影响。比如，沙尘天气或者大雨、大雾下，车载摄像机的作用就会被减弱，但v2x依然可以保持正常的工作，可以无死角、穿越障碍物来获取信息，与车辆运行环境形成互联，信息互通，同时还可以通过远程大平台获得智能的能力，完成自动驾驶。
v2x技术的实现离不开v2x天线的发展。现有的v2x天线包括两种配合使用的天线，即v2x收发天线和v2x接收天线。这两种天线分别对应于不同的车辆通信对象，其中，v2x收发天线用于实现车辆与相应通信对象之间的双向通信，v2x接收天线用于实现车辆与相应通信对象之间的单向通信。
现有的v2x天线通常采用车载鲨鱼鳍天线的形式来实现，而现有的v2x天线均采用无源天线设计。由于v2x天线的工作频率较高(5.85-5.925ghz)，其空间距离辐射衰减较大，进而导致对车身线束衰减的要求较高。由此，一方面要求车身线束长度尽可能的短，另一方面要求每米车身线束的衰减值尽可能的短。因此，v2x天线的设置不仅导致车身线束的布置难度增加，而且增加了整车成本。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于解决现有v2x天线导致车身线束布置难度增加和整车成本升高的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种v2x有源收发天线、v2x有源接收天线及集成天线。
根据本实用新型的第一方面，提供了一种v2x有源收发天线，该v2x有源收发天线包括与第一射频后端配合工作的第一天线本体，所述第一天线本体用于将所述第一射频后端输出的高频电流信号转换为射频信号并发射该射频信号，以及将接收到的射频信号转换为高频电流信号并将该高频电流信号输出至所述第一射频后端；
还包括第一射频前端，所述第一射频前端包括：
发射通路，用于在导通时对所述第一射频后端输出的高频电流信号进行功率放大；
第一接收通路，用于在导通时对所述第一天线本体输出的高频电流信号进行功率放大和噪声抑制；
控制电路，用于在所述第一天线本体处于发射状态时使所述发射通路导通且使所述第一接收通路断开，以及在所述第一天线本体处于接收状态时使所述第一接收通路导通且使所述发射通路断开。
作为优选的是，所述发射通路包括衰减器和功率放大器，所述衰减器和所述功率放大器依次设置在所述第一射频后端的高频电流信号收发端与所述第一天线本体的高频电流信号收发端之间。
作为优选的是，所述衰减器采用电阻衰减网络实现。
作为优选的是，所述第一接收通路包括第一低噪声放大器。
作为优选的是，所述控制电路包括第一逻辑开关、第二逻辑开关和逻辑开关控制器；
所述第一逻辑开关和所述第二逻辑开关均为单刀双掷开关；
所述第一逻辑开关的第一高频电流信号端、第二高频电流信号端和第三高频电流信号端分别与所述第一射频后端的高频电流信号收发端、所述发射通路的高频电流信号输入端和所述第一接收通路的高频电流信号输出端相连，所述第一逻辑开关的第二高频电流信号端与第三高频电流信号端之间隔离设置；
所述第二逻辑开关的第一高频电流信号端、第二高频电流信号端和第三高频电流信号端分别与所述第一天线本体的高频电流信号收发端、所述发射通路的高频电流信号输出端和所述第一接收通路的高频电流信号输入端相连，所述第二逻辑开关的第二高频电流信号端与第三高频电流信号端之间隔离设置；
所述逻辑开关控制器基于后台系统发来的逻辑开关控制信号同时对所述第一逻辑开关和所述第二逻辑开关进行控制。
作为优选的是，所述后台系统通过车载t-box实现与所述逻辑开关控制器的通信。
作为优选的是，所述控制电路包括第一信号单向传输单元和第二信号单向传输单元；
所述第一信号单向传输单元和所述第二信号单向传输单元内的高频电流信号传输方向均预先设置；
当所述第一天线本体处于发射状态时，所述第一射频后端输出的高频电流信号在依次流经所述第一信号单向传输单元、所述发射通路和所述第二信号单向传输单元后进入所述第一天线本体；
当所述第一天线本体处于接收状态时，所述第一天线本体输出的高频电流信号在依次流经所述第二信号单向传输单元、所述第一接收通路和所述第一信号单向传输单元后进入所述第一射频后端。
作为优选的是，所述第一信号单向传输单元为三端环形器或者由多个三端环形器构成的环形器网络；
所述第二信号单向传输单元为三端环形器或者由多个三端环形器构成的环形器网络。
作为优选的是，所述v2x有源收发天线还包括第一电源，所述第一电源用于为所述v2x有源收发天线的每个有源器件供电。
根据本实用新型的第二方面，提供了一种v2x有源接收天线，该v2x有源接收天线包括与第二射频后端配合工作的第二天线本体，所述第二天线本体用于将接收到的射频信号转换为高频电流信号并将该高频电流信号输出至所述第二射频后端；
还包括第二射频前端，所述第二射频前端包括：
第二接收通路，用于对所述第二天线本体输出的高频电流信号进行功率放大和噪声抑制。
作为优选的是，所述第二接收通路包括第二低噪声放大器。
作为优选的是，所述v2x有源接收天线还包括第二电源，所述第二电源用于为所述v2x有源接收天线的每个有源器件供电。
根据本实用新型的第三方面，提供了一种集成天线，该集成天线包括v2x有源收发天线和v2x有源接收天线；
所述v2x有源收发天线包括与第一射频后端配合工作的第一天线本体，所述第一天线本体用于将所述第一射频后端输出的高频电流信号转换为射频信号并发射该射频信号，以及将接收到的射频信号转换为高频电流信号并将该高频电流信号输出至所述第一射频后端；
还包括第一射频前端，所述第一射频前端包括：
发射通路，用于在导通时对所述第一射频后端输出的高频电流信号进行功率放大；
第一接收通路，用于在导通时对所述第一天线本体输出的高频电流信号进行功率放大和噪声抑制；
控制电路，用于在所述第一天线本体处于发射状态时使所述发射通路导通且使所述第一接收通路断开，以及在所述第一天线本体处于接收状态时使所述第一接收通路导通且使所述发射通路断开；
所述v2x有源接收天线包括与第二射频后端配合工作的第二天线本体，所述第二天线本体用于将接收到的射频信号转换为高频电流信号并将该高频电流信号输出至所述第二射频后端；
还包括第二射频前端，所述第二射频前端包括：
第二接收通路，用于对所述第二天线本体输出的高频电流信号进行功率放大和噪声抑制。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的v2x有源收发天线，在现有v2x无源收发天线，即第一天线本体的基础上增设了发射通路、第一接收通路和控制电路，并通过控制电路控制发射通路和第一接收通路的投切状态，进而基于发射通路实现对射频后端输出的高频电流信号的功率放大，基于第一接收通路实现对第一天线本体输出的高频电流信号的功率放大和噪声抑制。对于本实用新型的v2x有源收发天线，发射通路和第一接收通路的设置降低了天线自身的空间距离辐射衰减，以实现对车身线束衰减的补偿，降低了对车身线束衰减的要求，进而降低了车身线束的布置难度，减少了整车成本。
本实用新型的v2x有源接收天线，在现有v2x无源接收天线，即第二天线本体的基础上增设了第二接收通路，并通过第二接收通路实现对第二天线本体输出的高频电流信号的功率放大和噪声抑制。对于本实用新型的v2x有源接收天线，第二接收通路的设置降低了天线自身的空间距离辐射衰减，以实现对车身线束衰减的补偿，降低了对车身线束衰减的要求，进而降低了车身线束的布置难度，减少了整车成本。
本实用新型的集成天线包含上述v2x有源收发天线和上述v2x有源接收天线，兼顾了二者的有益效果。
本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本实用新型的实施例1的v2x有源收发天线的原理框图。
图2示出了根据本实用新型的实施例1的一种控制电路的控制原理示意图。
图3示出了根据本实用新型的实施例1的另一种控制电路的控制原理示意图。
图4示出了根据本实用新型的实施例3的集成天线的内部结构示意图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1：图1示出本实施例的v2x有源收发天线的原理框图。参照图1，本实施例的v2x有源收发天线包括与第一射频后端配合工作的第一天线本体，第一天线本体用于将第一射频后端输出的高频电流信号转换为射频信号并发射该射频信号，以及将接收到的射频信号转换为高频电流信号并将该高频电流信号输出至第一射频后端；
还包括第一射频前端，第一射频前端包括：
发射通路，用于在导通时对第一射频后端输出的高频电流信号进行功率放大；
第一接收通路，用于在导通时对第一天线本体输出的高频电流信号进行功率放大和噪声抑制；
控制电路，用于在第一天线本体处于发射状态时使发射通路导通、第一接收通路断开，以及在第一天线本体处于接收状态时使第一接收通路导通、发射通路断开。
本实施例中，发射通路包括衰减器和功率放大器，衰减器和功率放大器依次设置在第一射频后端的高频电流信号收发端与第一天线本体的高频电流信号收发端之间。
本实施例中，衰减器采用π型衰减网络实现。
本实施例中，第一接收通路包括第一低噪声放大器。
图2示出了本实施例的一种控制电路的控制原理示意图。参照图2，本实施例中，控制电路包括第一逻辑开关、第二逻辑开关和逻辑开关控制器；
第一逻辑开关和第二逻辑开关均为单刀双掷开关；
第一逻辑开关的第一高频电流信号端、第二高频电流信号端和第三高频电流信号端分别与第一射频后端的高频电流信号收发端、发射通路的高频电流信号输入端和第一接收通路的高频电流信号输出端相连，第一逻辑开关的第二高频电流信号端与第三高频电流信号端之间隔离设置；
第二逻辑开关的第一高频电流信号端、第二高频电流信号端和第三高频电流信号端分别与第一天线本体的高频电流信号收发端、发射通路的高频电流信号输出端和第一接收通路的高频电流信号输入端相连，第二逻辑开关的第二高频电流信号端与第三高频电流信号端之间隔离设置；
逻辑开关控制器基于后台系统发来的逻辑开关控制信号同时对第一逻辑开关和第二逻辑开关进行控制。
本实施例中，后台系统通过车载t-box实现与逻辑开关控制器的通信。
当第一天线本体处于发射状态时，车载t-box向逻辑开关控制器发送第一pwm信号，逻辑开关控制器根据第一pwm信号同时控制第一逻辑开关和第二逻辑开关的投切状态，使得发射通路导通、第一接收通路断开。此时，第一射频后端输出的高频电流信号在依次流经第一逻辑开关、衰减器、功率放大器和第二逻辑开关后进入第一天线本体。
当第一天线本体处于接收状态时，车载t-box向逻辑开关控制器发送第二pwm信号，逻辑开关控制器根据第二pwm信号同时控制第一逻辑开关和第二逻辑开关的投切状态，使得发射通路断开、第一接收通路导通。此时，第一天线本体输出的高频电流信号在依次流经第二逻辑开关、第一低噪声放大器和第一逻辑开关后进入第一射频后端。
图3示出了本实施例的另一种控制电路的控制原理示意图。参照图3，本实施例中，控制电路包括第一信号单向传输单元和第二信号单向传输单元；
第一信号单向传输单元和第二信号单向传输单元内的高频电流信号传输方向均预先设置；
当第一天线本体处于发射状态时，第一射频后端输出的高频电流信号在依次流经第一信号单向传输单元、发射通路和第二信号单向传输单元后进入第一天线本体；
当第一天线本体处于接收状态时，第一天线本体输出的高频电流信号在依次流经第二信号单向传输单元、第一接收通路和第一信号单向传输单元后进入第一射频后端。
本实施例中，第一信号单向传输单元和第二信号单向传输单元分别采用第一三端环形器和第二三端环形器来实现。
在实际应用时，为了增加发射通路与第一接收通路之间的隔离度，可以适当增加环形器的级数，例如，将第一三端环形器和第二三端环形器替换为由多个三端环形器构成的环形器网络。
本实施例的v2x有源收发天线采用有源天线设计，这种有源天线设计不仅能够对车身线束衰减进行补偿，而且能够增加天线的发射功率和接收增益。
当本实施例的v2x有源收发天线应用于包含有4g/5g无源天线的集成天线时，车载t-box给出pwm的控制，可与4g/5g无源天线输出fakra端合路。
实施例2：本实施例的v2x有源接收天线，包括与第二射频后端配合工作的第二天线本体，第二天线本体用于将接收到的射频信号转换为高频电流信号并将该高频电流信号输出至第二射频后端；
还包括第二射频前端，该第二射频前端包括：
第二接收通路，用于对第二天线本体输出的高频电流信号进行功率放大和噪声抑制。
本实施例中，第二接收通路采用第二低噪声放大器实现。
本实施例的v2x有源接收天线采用有源天线设计，这种有源天线设计不仅能够对车身线束衰减进行补偿，而且能够增加天线的接收增益。
实施例3：本实施例的集成天线包括v2x有源收发天线和v2x有源接收天线；
v2x有源收发天线包括与第一射频后端配合工作的第一天线本体，第一天线本体用于将第一射频后端输出的高频电流信号转换为射频信号并发射该射频信号，以及将接收到的射频信号转换为高频电流信号并将该高频电流信号输出至第一射频后端；
还包括第一射频前端，该第一射频前端包括：
发射通路，用于在导通时对第一射频后端输出的高频电流信号进行功率放大；
第一接收通路，用于在导通时对第一天线本体输出的高频电流信号进行功率放大和噪声抑制；
控制电路，用于在第一天线本体处于发射状态时使发射通路导通、第一接收通路断开，以及在第一天线本体处于接收状态时使第一接收通路导通、发射通路断开。
v2x有源接收天线包括与第二射频后端配合工作的第二天线本体，第二天线本体用于将接收到的射频信号转换为高频电流信号并将该高频电流信号输出至第二射频后端；
还包括第二射频前端，第二射频前端包括：
第二接收通路，用于对第二天线本体输出的高频电流信号进行功率放大和噪声抑制。
本实施例的集成天线采用鲨鱼鳍天线的形式实现。本实施例的集成天线除了包括v2x有源收发天线和v2x有源接收天线以外，还包括4个5g天线、2个4g天线、1个gnss天线。
图4示出了本实施例的集成天线的内部结构示意图，图中，1为第一天线本体，2为第二天线本体。
以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
1.一种v2x有源收发天线，包括与第一射频后端配合工作的第一天线本体，所述第一天线本体用于将所述第一射频后端输出的高频电流信号转换为射频信号并发射该射频信号，以及将接收到的射频信号转换为高频电流信号并将该高频电流信号输出至所述第一射频后端；
其特征在于，还包括第一射频前端，所述第一射频前端包括：
发射通路，用于在导通时对所述第一射频后端输出的高频电流信号进行功率放大；
第一接收通路，用于在导通时对所述第一天线本体输出的高频电流信号进行功率放大和噪声抑制；
控制电路，用于在所述第一天线本体处于发射状态时使所述发射通路导通且使所述第一接收通路断开，以及在所述第一天线本体处于接收状态时使所述第一接收通路导通且使所述发射通路断开；
所述发射通路包括衰减器和功率放大器，所述衰减器和所述功率放大器依次设置在所述第一射频后端的高频电流信号收发端与所述第一天线本体的高频电流信号收发端之间；
所述衰减器采用电阻衰减网络实现；
所述第一接收通路包括第一低噪声放大器；
所述v2x有源收发天线还包括第一电源，所述第一电源用于为所述v2x有源收发天线的每个有源器件供电。
2.根据权利要求1所述的v2x有源收发天线，其特征在于，所述控制电路包括第一逻辑开关、第二逻辑开关和逻辑开关控制器；
所述第一逻辑开关和所述第二逻辑开关均为单刀双掷开关；
所述第一逻辑开关的第一高频电流信号端、第二高频电流信号端和第三高频电流信号端分别与所述第一射频后端的高频电流信号收发端、所述发射通路的高频电流信号输入端和所述第一接收通路的高频电流信号输出端相连，所述第一逻辑开关的第二高频电流信号端与第三高频电流信号端之间隔离设置；
所述第二逻辑开关的第一高频电流信号端、第二高频电流信号端和第三高频电流信号端分别与所述第一天线本体的高频电流信号收发端、所述发射通路的高频电流信号输出端和所述第一接收通路的高频电流信号输入端相连，所述第二逻辑开关的第二高频电流信号端与第三高频电流信号端之间隔离设置；
所述逻辑开关控制器基于后台系统发来的逻辑开关控制信号同时对所述第一逻辑开关和所述第二逻辑开关进行控制。
3.根据权利要求2所述的v2x有源收发天线，其特征在于，所述后台系统通过车载t-box实现与所述逻辑开关控制器的通信。
4.根据权利要求1所述的v2x有源收发天线，其特征在于，所述控制电路包括第一信号单向传输单元和第二信号单向传输单元；
所述第一信号单向传输单元和所述第二信号单向传输单元内的高频电流信号传输方向均预先设置；
当所述第一天线本体处于发射状态时，所述第一射频后端输出的高频电流信号在依次流经所述第一信号单向传输单元、所述发射通路和所述第二信号单向传输单元后进入所述第一天线本体；
当所述第一天线本体处于接收状态时，所述第一天线本体输出的高频电流信号在依次流经所述第二信号单向传输单元、所述第一接收通路和所述第一信号单向传输单元后进入所述第一射频后端。
5.根据权利要求4所述的v2x有源收发天线，其特征在于，所述第一信号单向传输单元为三端环形器或者由多个三端环形器构成的环形器网络；
所述第二信号单向传输单元为三端环形器或者由多个三端环形器构成的环形器网络。
6.一种v2x有源接收天线，包括与第二射频后端配合工作的第二天线本体，所述第二天线本体用于将接收到的射频信号转换为高频电流信号并将该高频电流信号输出至所述第二射频后端；
其特征在于，还包括第二射频前端，所述第二射频前端包括：
第二接收通路，用于对所述第二天线本体输出的高频电流信号进行功率放大和噪声抑制；
所述第二接收通路包括第二低噪声放大器；
所述v2x有源接收天线还包括第二电源，所述第二电源用于为所述v2x有源接收天线的每个有源器件供电。
7.一种集成天线，其特征在于，包括v2x有源收发天线和v2x有源接收天线；
所述v2x有源收发天线包括与第一射频后端配合工作的第一天线本体，所述第一天线本体用于将所述第一射频后端输出的高频电流信号转换为射频信号并发射该射频信号，以及将接收到的射频信号转换为高频电流信号并将该高频电流信号输出至所述第一射频后端；
还包括第一射频前端，所述第一射频前端包括：
发射通路，用于在导通时对所述第一射频后端输出的高频电流信号进行功率放大；
第一接收通路，用于在导通时对所述第一天线本体输出的高频电流信号进行功率放大和噪声抑制；
控制电路，用于在所述第一天线本体处于发射状态时使所述发射通路导通且使所述第一接收通路断开，以及在所述第一天线本体处于接收状态时使所述第一接收通路导通且使所述发射通路断开；
所述发射通路包括衰减器和功率放大器，所述衰减器和所述功率放大器依次设置在所述第一射频后端的高频电流信号收发端与所述第一天线本体的高频电流信号收发端之间；
所述衰减器采用电阻衰减网络实现；
所述第一接收通路包括第一低噪声放大器；
所述v2x有源收发天线还包括第一电源，所述第一电源用于为所述v2x有源收发天线的每个有源器件供电；
所述v2x有源接收天线包括与第二射频后端配合工作的第二天线本体，所述第二天线本体用于将接收到的射频信号转换为高频电流信号并将该高频电流信号输出至所述第二射频后端；
还包括第二射频前端，所述第二射频前端包括：
第二接收通路，用于对所述第二天线本体输出的高频电流信号进行功率放大和噪声抑制；
所述第二接收通路包括第二低噪声放大器；
所述v2x有源接收天线还包括第二电源，所述第二电源用于为所述v2x有源接收天线的每个有源器件供电。
技术总结