一、车顶那只“小鳍”到底能做什么?

当你抬头望向新车车顶，常会看到一只线条流畅的“鲨鱼鳍”。它是装饰，还是决定信号优劣的关键部件?答案当然是后者。车载天线不仅负责传统 AM/FM 收音，还肩负 GPS/北斗导航、4G/5G 数据、Wi-Fi、蓝牙、C-V2X 车路协同，甚至卫星广播的多重任务。若把汽车比作移动终端，车载天线就是它的“多模多频收发口”，每次导航定位、刷歌听电台、车机在线升级都离不开它。

二、车载天线的五大类型与核心功能

收音天线

频段：AM 0.53–1.71 MHz / FM 87.5–108 MHz

特点：对增益要求低，但需良好全向性;常与车窗玻璃导线或鲨鱼鳍共用辐射体。

GNSS 天线

频段：L1/L5(GPS)、B1/B2(北斗)、GLONASS、Galileo 等

特点：对低仰角卫星信号也需保持高灵敏度，通常采用右旋圆极化设计。

蜂窝移动通信天线

频段：700 MHz–2.7 GHz(4G)及 sub-6 GHz(5G)

特点：带宽宽、功率大、需 MIMO;鲨鱼鳍内部常堆叠 2-4 根辐射臂。

Wi-Fi / Bluetooth 天线

频段：2.4 GHz、5 GHz、6 GHz

特点：对近场衰减敏感，多布局于 A/B 柱或车内顶棚，减少金属遮挡。

三、工程师最关心的三大设计挑战

多模集成与交叉干扰

同一外壳里要塞下多种天线，辐射体距离近，易互耦。工程师需通过隔离片、正交放置或主动调谐电路，将隔离度提升到 15 dB 以上。

车身金属带来的效应

车顶钣金是良导体，既充当地平面，也可能吸收信号。常见做法是让辐射臂“悬浮”一定高度，或利用塑胶底座调控驻波。

苛刻环境适应性

-40 ℃ 到 +85 ℃ 温度循环、IP67 防水、盐雾腐蚀、7 G 振动，每一项都可能让微焊点松脱或材料老化。选用 PPS、PC+GF 等耐候塑料，内部灌胶固化，是行业通行做法。

四、性能指标与测试方法

增益：决定接收灵敏度，一般 GPS 天线需 ≥ 2 dBi，蜂窝天线 ≥ 3 dBi。

驻波比(VSWR)：衡量匹配，< 2.0 可避免功率回流烧毁射频前端。

隔离度：多端口天线间 ≥ 15 dB，才能保证 MIMO 效益。

方位图：理想为全向或近半球，避免车辆转弯时信号谷值过深。

OTA 整车测试：在暗室内测 TRP/TIS，综合评估整车金属件对天线的影响。

五、安装与布线要点

选位原则：尽量置于车顶中央，远离天窗与行李架;若受限，可用双天线分置左右补偿。

馈线管理：同轴线应避开高电压线束与发动机热源，转折半径 ≥ 30 mm 防止内导体折损。

接地优化：鲨鱼鳍底板需与车顶金属紧贴，螺丝处去漆保证导通;良好地平面可提升 1 dB 左右增益。

OTA 再验证：整车总装后再做路测，观察 RSRP、CINR、RTK 定位精度，及时微调位置。

六、多场景应用案例

电动汽车 OTA 升级：高通量 5G 天线确保 10 分钟内完成 1 GB 固件推送，缩短售后时间。

商用车队北斗定位：双星系统 L1/L5 复合天线，使高速行驶下的定位误差控制在 0.5 m 以内。

智慧公交 V2X：5.9 GHz 阵列天线让车路协同延迟低于 20 ms，为自动刹车赢得宝贵距离。

越野房车卫星广播：S-band 补盲天线让沙漠无人区依旧可听实时资讯。

七、未来趋势

毫米波天线阵列：面向 5G NR-V2X 和车载雷达，将在 24 GHz/77 GHz 部署相控阵，实现高分辨感知+高速通信二合一。

透明玻璃天线：用导电银浆印刷于挡风玻璃，减少外露器件，降低风阻。

智能调谐系统：内置 MEMS 开关或可变电容，根据行驶环境动态优化匹配，改善城市峡谷场景下的信号盲区。

车-卫-路三网协同：将 LEO 卫星终端嵌入车顶，保证跨洲际物流及极端灾害时的应急通信。

车载天线从最初的单根收音杆，演变为集导航、蜂窝、Wi-Fi、C-V2X 于一体的通信集群。它既要在钢铁车身上保持高灵敏度，又要在风雨振动中历久弥坚。工程师通过多频多模集成、巧妙去耦与智能调谐，让那只看似不起眼的“小黑鳍”成为连接车辆与世界的关键纽带。展望未来，毫米波阵列、透明玻璃天线、车-卫一体化等新技术将进一步拓宽它的能力边界，为自动驾驶和智能交通打下更坚实的通信基础。