[发明专利]一种覆层天线

说明书

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种ETC系统中的覆层天线。

背景技术

电子不停车收费系统(ETC，Electronic Toll Collection)是利用无线通信技术、自动识别技术、图像处理技术、计算机网络技术等高新技术的设备和软件所组成的先进系统，以实现车辆无需停车即可自动收取道路通行费用。

ETC系统由路边读写设备RSU、车载单元OBU、地感线圈、自动栏杆机、车辆检测器、费额显示器、稽核系统等几大部分组成。ETC系统是通过路边单元与车载单元进行相互通信和信息交换，以达到对车辆的自动识别，并自动从该用户的专用帐户中扣除通行费，从而实现自动收费的系统。ETC系统的基本流程是：在预定范围内设置减速板、栏杆等装置限制车辆速度；车辆驶入高速公路入口处时，ETC系统通过车载电子标签中的交通卡自动记录该车的车型、牌照、入口时间和地点；到出口处时该系统读到这些数据并同时生成需付费金额，迅速在交通卡中自动扣除。

随着ETC系统在高速公路的广泛应用以及国家电子收费专用短程通信标准GB/T20851-2007的发布，ETC系统中的RSU天线的性能也需要不断发展、完善及提高。现有ETC系统中的RSU天线主要采用微带阵列天线的形式，通过合适的馈电网络来对天线单元组阵，使天线方向性增强。目前大部分厂家采用八单元的天线阵列，也有部分厂商采用十六单元的阵列。但采用微带阵列形式不仅需要设计复杂的馈电网络，而且主瓣波束较宽，副瓣电平较高，易造成邻道干扰问题。

发明内容

本发明实施例提供一种覆层天线，简化现有天线馈电网络设计，提高天线增益、降低旁瓣特性、增加频带宽度、提高阻抗带宽有效解决系统的邻道干扰。

本发明实施例提供一种覆层天线，其特征在于，包括：圆极化辐射贴片、阻抗变换线、微带馈线、介质基板、接地板以及频率选择表面覆层；

所述圆极化辐射贴片蚀刻在所述介质基板上表面的中心位置，并通过所述阻抗变换线与所述微带馈线相连接；所述接地板蚀刻在所述介质基板的下表面，所述频率选择表面覆层位于所述圆极化辐射贴片的正上方；

所述圆极化辐射贴片的边长为13mm-15.5mm，该贴片的一组对角上均切有一个边长为1.5mm-3mm的等腰直角三角形；

所述频率选择表面覆层的下表面蚀刻着64个方形金属单元，所述方形金属单元为8×8阵列均匀排布，每一行的所述方形金属单元面积逐渐变小。

进一步的，所述方形金属单元中面积最大的单元的边长为13mm-15mm。

再进一步的，所述阻抗变换线的特性阻抗为70Ω～90Ω。

更进一步的，所述频率选择表面覆层的下表面通过绝缘支架支撑在所述圆极化辐射贴片的上方。

又进一步的，所述介质基板与所述频率选择表面覆层均采用聚四氟乙烯材料。

本发明实施例提供的一种覆层天线，采用了一个圆极化辐射贴片，简化了馈电网络的设计难度。采用了频率选择表面覆层与接地板，构成了F-P谐振腔，使圆极化辐射贴片辐射出的电磁波透过谐振腔后同相叠加，提高了增益；谐振腔对透射过的电磁波呈汇聚作用，锐化了波束，抑制了副瓣，避免了天线辐射出的能量泄露到相邻车道，能够有效解决邻道干扰问题。采用的矩形阵列均匀排布的覆层表面刻蚀方形金属单元，方形金属单元的面积一维渐变，方向性强，结构简单，易于优化设计。

附图说明

图1为本发明提供的覆层天线的实施例的整体结构示意图；

图2为本发明提供的覆层天线的实施例的圆极化辐射贴片的结构示意图；

图3为本发明提供的覆层天线的实施例的频率选择表面覆层结构示意图；

图4为本发明提供的覆层天线的实施例的输入端反射系数仿真图；

图5为本发明提供的覆层天线的实施例的增益辐射方向图；

图6为本发明提供的覆层天线的实施例的轴比仿真图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1-3，对本发明提供的覆层天线的实施例的结构进行详细说明。