[发明专利]一种用于无线定位系统的缝隙阵列天线

说明书

本发明公开了一种用于无线定位系统的缝隙阵列天线，包括缝隙天线单元，若干个所述缝隙天线单元沿直线排列组成天线阵列，相邻所述缝隙天线单元之间设有隔断金属片，相邻缝隙天线单元的间隔为天线中心频率的半波长，缝隙天线单元包括金属反射腔和安装在金属反射腔开口处的缝隙辐射板，缝隙辐射板通过SMA连接器连接U型耦合馈电传输线。本发明通过隔断金属片，有效减小缝隙天线单元之间电磁波的串扰，通过金属反射腔，有效增强信号强度，采用U型耦合馈电传输线结构，能够在宽频带范围内提供理想的阻抗匹配，本发明结构简单、安装方便，天线交叉极化好，阵元相位一致性高，并能解决天线工作频带窄的问题。

技术领域

本发明涉及无线通信天线领域，尤其是一种用于无线定位系统的缝隙阵列天线。

背景技术

随着新通信技术、智慧智造等技术的发展，使得基于位置信息的服务和应用日益普及。无论是室内环境还是室外环境，对于快速准确的获得位置信息的需求日益迫切。室外定位技术主要是基于卫星系统的定位，室内定位技术种类较多，主要有蓝牙、RFID、Wi-Fi、UWB、超声波、激光等定位方式。

在大多数室内定位技术中，均需要通过天线接收无线电信号，天线的测量精度直接影响最终的位置估计精度。在基于A0A参数估计的室内定位系统中，天线除了须满足常用的通信指标外，还对天线阵元的相位一致性有很高的要求。因此提高定位系统前端接收天线阵列阵元的相位一致性，能够提升室内定位系统的定位精度。

申请公布号为CN 104752820 A发明名称为“一种背腔缝隙天线阵列”的中国专利，于2015.07.01公布了一种基于SIW工艺和介质谐振器结构的背腔缝隙天线阵列，引入背腔将缝隙双向辐射变成单向辐射以提高信号强度，但工作频带窄，且构造稍为复杂，不适合工业量产。

发明内容

本发明的旨在提供一种天线单元隔离度高，相位一致性好的天线及天线阵列，包括如下的技术方案：

一种用于无线定位系统的缝隙阵列天线，包括缝隙天线单元和由缝隙天线单元沿直线排列组成的天线阵列，相邻缝隙天线单元之间设有隔断金属片，且相邻缝隙天线单元之间间隔为半个波长至一个波长。隔断金属片能有效减小缝隙天线单元之间电磁波的串扰，提高缝隙天线单元的隔离度。

作为优选，缝隙天线单元包括四方体形的金属反射腔，该金属反射腔一面开口，开口处安装缝隙辐射板，缝隙辐射板上部固定连接有SMA连接器，并通过该SMA连接器连接一根耦合馈电传输线，该耦合馈电传输线对应安置在缝隙辐射板的辐射缝隙上方。

作为优选，缝隙辐射板由表层的耦合馈电板、中间的PCB板和底层的辐射金属片复合而成，辐射金属片中央开有辐射缝隙。

作为优选，耦合馈电传输线形状为U型。U型耦合馈电结构能够解决线极化天线的工作带宽主要受阻抗带宽的限制问题，达到增加带宽的目的。

作为优选，缝隙天线单元数量为四个。

作为优选，缝隙辐射板的缝隙形状为矩形，且矩形的长度约为缝隙天线单元中心频率的1/2波长。

作为优选，金属反射腔为内凹四方体形腔体，且金属反射腔长度、宽度与缝隙辐射板的长度、宽度对应一致，金属反射腔的深度约为缝隙天线单元中心频率的1/4波长。

作为优选，缝隙辐射板的底层辐射金属片的尺寸小于缝隙辐射板的中间PCB板的尺寸，使得辐射金属片与金属反射腔之间非接触，相邻缝隙天线单元的辐射金属片之间非接触。

作为优选，缝隙辐射板采用一体化PCB板制作，金属反射腔采用一体化制作。

作为优选，缝隙天线单元极化方式为线极化。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：