一種圓極化微帶天線陣列的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及微帶天線，特別是涉及公路電子收費(fèi)系統(tǒng)中路側(cè)單元的天線設(shè)
i+o
【背景技術(shù)】
[0002]電子不停車收費(fèi)(Electronic Tolling Collect1n System)系統(tǒng)已經(jīng)成為智能交通的一大支柱產(chǎn)業(yè)。中國的ETC系統(tǒng)從2007年統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)之后，發(fā)展勢(shì)頭迅猛。
[0003]ETC系統(tǒng)是一種先進(jìn)的道路收費(fèi)系統(tǒng)，它利用專用短程無線通信技術(shù)(DedicatedShort-Range Communicat1n，簡(jiǎn)稱DSRC)，完成安裝在ETC車道上的路側(cè)單元(Road-SideUnit，簡(jiǎn)稱RSU)與安裝在車輛上的車載標(biāo)簽(On Board Unit，簡(jiǎn)稱0BU)之間的通信，在不需要停車的情況下，自動(dòng)完成收費(fèi)處理全過程，真正實(shí)現(xiàn)無人值守，降低管理成本，提高車輛通行效率，有效緩解了收費(fèi)口擁堵問題。
[0004]目前，ETC系統(tǒng)面臨的最主要的問題是交易成功率問題，而天線作為路側(cè)單元和車載電子標(biāo)簽接收和發(fā)送電磁信號(hào)的終端，其性能直接影響到通信的區(qū)域及質(zhì)量。天線既要有較高的增益，又要保證區(qū)域覆蓋合理，不僅要滿足對(duì)應(yīng)用區(qū)域的覆蓋，還要避免覆蓋到應(yīng)用區(qū)域以外，防止造成鄰道干擾。這就要求天線具有高增益、低副瓣的特點(diǎn)。
[0005]路側(cè)單元天線要求為右旋圓極化天線，良好的軸比帶寬也是保證交易穩(wěn)定性的天線重要指標(biāo)之一，傳統(tǒng)的路側(cè)單元天線，在低副瓣和軸比帶寬中難以尋求平衡狀態(tài)，過度強(qiáng)調(diào)低副瓣會(huì)導(dǎo)致軸比帶寬變窄;展寬軸比帶寬又會(huì)帶來副瓣的惡化。
[0006]因此，設(shè)計(jì)一款高增益、低副瓣、寬頻軸比的圓極化陣列天線，對(duì)ETC路側(cè)單元天線的應(yīng)用具有重要的意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種圓極化微帶天線陣列。通過饋電網(wǎng)絡(luò)在同行各列天線單元的不等幅饋電，以及在同列各行天線單元的不等幅饋電，壓低天線陣列波束的副瓣，提高主板的增益。而對(duì)同列相鄰行天線單元的90°或270°相移旋轉(zhuǎn)饋電，展寬了天線的軸比帶寬，保證了天線高增益、低副瓣、寬頻軸比的高性能。
[0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種圓極化微帶天線陣列，包括微帶天線單元、饋電網(wǎng)絡(luò)、介質(zhì)板、銅質(zhì)底板，其中:
[0009]所述微帶天線單元與饋電網(wǎng)絡(luò)覆于介質(zhì)板上表面；
[0010]所述銅質(zhì)底板覆于介質(zhì)板下表面。
[0011]可選地，所述饋電網(wǎng)絡(luò)對(duì)同列相鄰行的天線單元進(jìn)行旋轉(zhuǎn)饋電，相位相差90°或者270。。
[0012]可選地，所述饋電網(wǎng)絡(luò)對(duì)同行相鄰列的天線單元按照不同的電流激勵(lì)比進(jìn)行饋電。
[0013]可選地，所述饋電網(wǎng)絡(luò)對(duì)同列相鄰行的天線單元按照不同的電流激勵(lì)比進(jìn)行饋電。
[0014]可選地，所述微帶天線陣列的行數(shù)為2?6行，優(yōu)選3行，列數(shù)為2?10列，優(yōu)選8列。
[0015]可選地，所述優(yōu)選的3行天線，饋電網(wǎng)絡(luò)對(duì)第一行和第三行的各天線單元保持同相位電流激勵(lì)，對(duì)第二行的天線單元保持與一、三行同列天線單元90°或270°相移的電流激勵(lì)。
[0016]可選地，所述優(yōu)選的8列天線，饋電網(wǎng)絡(luò)對(duì)同一行的8個(gè)天線單元的電流激勵(lì)比為1:1.7:2.6:3.1:3.1:2.6:1.7:1ο
[0017]可選地，所述優(yōu)選的3行天線，饋電網(wǎng)絡(luò)對(duì)同一列的3個(gè)天線單元的電流激勵(lì)比為
1:2:1ο
[0018]本實(shí)用新型的有益效果在于，饋電網(wǎng)絡(luò)通過不同寬度的饋線實(shí)現(xiàn)對(duì)天線陣各個(gè)天線單元的不等幅饋電，壓低天線陣列波束的副瓣，提高主板的增益。而對(duì)同列相鄰行天線單元的90°或270°相移旋轉(zhuǎn)饋電，展寬了天線的軸比帶寬，保證了天線高增益、低副瓣、寬頻軸比的高性能，更利用天線在ETC系統(tǒng)的路側(cè)單元上的應(yīng)用，提高了交易的穩(wěn)定性和成功率。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。
[0020]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的圓極化微帶天線陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的圓極化微帶天線陣列的軸比帶寬圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的圓極化微帶天線陣列在水平和垂直方向的方向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0024]該實(shí)施例用于ETC系統(tǒng)的路側(cè)單元天線，如圖1所示，101為微帶天線單元，102、103、104、105、106、107、108、109 為饋電網(wǎng)絡(luò)中不同寬度的饋線。饋線 102、103、104、105、106以天線矩陣列中心線對(duì)稱分布;饋線107以天線矩陣饋點(diǎn)中心對(duì)稱分布。
[0025]該圓極化微帶天線陣列為3*8的面陣結(jié)構(gòu)。其中每一行有8個(gè)形式相同的圓極化微帶天線單元，天線單元之間的列間距相等;每一列有3個(gè)形式相同的圓極化微帶天線單元，天線單元的行間距相等。每個(gè)天線單元通過右上方切方角實(shí)現(xiàn)右旋圓極化。
[0026]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的饋電網(wǎng)絡(luò)為串并饋的饋電形式，其中各行采用串饋的形式，由一個(gè)多路功率分配器與位于同一行的天線單元對(duì)應(yīng)連接，并為天線單元提供激勵(lì)，而各行之間通過多個(gè)多路功率分配器在天線矩陣的列中心線上以級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)并饋形式。
[0027]饋線102、103、104、105寬度按一定比例變化分布，實(shí)現(xiàn)同一行各個(gè)微帶天線單元之間的阻抗變換，達(dá)到對(duì)同一行天線單元的不等幅饋電，同時(shí)保證相位相等。經(jīng)過對(duì)饋線寬度的調(diào)整，最終對(duì)同一行的8個(gè)天線單元的電流饋電幅度比為1:1.7:2.6:3.1:3.1:2.6:1.7:1。同樣，饋線106、107實(shí)現(xiàn)同一列微帶天線單元之間的阻抗變換，最終對(duì)同一列的3個(gè)天線單元的電流饋電幅度比為1:2:1。微帶天線陣列的各個(gè)天線單元的不等幅饋電，可以有效地抑制天線波束的副瓣，提高主瓣增益，使得天線波束更集中有效地覆蓋規(guī)定區(qū)域，而在規(guī)定區(qū)域以外輻射的電磁波很弱，在ETC應(yīng)用中，可以有效地避免鄰道干擾。
[0028]如圖1所示，天線陣列第二行的微帶天線單元相較于一、三兩行，順時(shí)針90°旋轉(zhuǎn)，通過饋線108、109，實(shí)現(xiàn)饋電電流相位的改變。較一、三兩行天線陣列單元的同相位電流饋電，第二行的天線陣列單元的電流饋電有270°的相位超前。同一列天線單元饋電電流相位的按比例分布能有效地展寬天線的軸比帶寬。
[0029]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的圓極化微帶天線陣列的軸比帶寬圖。由圖可以看出，軸比小于3的頻率帶寬為200M，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)需要的50M帶寬，較好地展寬了天線的軸比帶寬。
[0030]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的圓極化微帶天線陣列的在水平和垂直方向的方向圖。由圖可以看出，天線陣列的主瓣波束增益在水平方向和垂直方向波瓣寬度為16°和30°，副瓣抑制分別為_30dB和-26dB。
[0031]這表明本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的圓極化微帶天線陣列，可以提高天線的主瓣增益，抑制天線的旁瓣，同時(shí)展寬天線的軸比帶寬，具有重要的應(yīng)用意義。
[0032]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的圓極化微帶天線陣列，天線單元之間的電流激勵(lì)比可根據(jù)實(shí)際情況和需求進(jìn)行調(diào)整，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)此不做限制。
[0033]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的圓極化微帶天線陣列，每一行天線單元之間的列間距相等，每一列天線單元之間的行間距相等，根據(jù)實(shí)際需要，天線單元也可以采用不等間距，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)此不做限制。
[0034]雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種圓極化微帶天線陣列，其特征在于，包括微帶天線單元、饋電網(wǎng)絡(luò)、介質(zhì)板、銅質(zhì)底板，其中: 所述微帶天線單元與饋電網(wǎng)絡(luò)覆于介質(zhì)板上表面； 所述銅質(zhì)底板覆于介質(zhì)板下表面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓極化微帶天線陣列，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡(luò)對(duì)同列相鄰行的天線單元進(jìn)行旋轉(zhuǎn)饋電，相位相差90°或者270°。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓極化微帶天線陣列，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡(luò)對(duì)同行相鄰列的天線單元按照不同的電流激勵(lì)比進(jìn)行饋電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓極化微帶天線陣列，其特征在于，所述饋電網(wǎng)絡(luò)對(duì)同列相鄰行的天線單元按照不同的電流激勵(lì)比進(jìn)行饋電。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓極化微帶天線陣列，其特征在于，所述微帶天線陣列的行數(shù)為2?6行，列數(shù)為2?10列。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種圓極化微帶天線陣列，該天線包括：若干微帶天線單元，饋電網(wǎng)絡(luò)，介質(zhì)板，銅質(zhì)底板。其中微帶天線單元與饋電網(wǎng)絡(luò)位于介質(zhì)板上表面，銅質(zhì)底板位于介質(zhì)板下表面。所述饋電網(wǎng)絡(luò)對(duì)同行相鄰列的天線單元按照不同的電流激勵(lì)比進(jìn)行饋電；對(duì)同列相鄰行的天線單元按照不同的電流激勵(lì)比進(jìn)行饋電；同時(shí)對(duì)同列相鄰行的天線單元進(jìn)行旋轉(zhuǎn)饋電，相位相差90°或者270°。饋電網(wǎng)絡(luò)對(duì)天線陣各個(gè)天線單元的不同形式饋電，壓低天線陣列波束的副瓣，提高主板的增益，展寬了天線的軸比帶寬，有利于在ETC系統(tǒng)中的應(yīng)用。
【IPC分類】H01Q1/38, H01Q1/50, H01Q21/00
【公開號(hào)】CN205303682
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】楊帆, 田林巖, 寧丹, 孔祥忠
【申請(qǐng)人】北京萬集科技股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日