[发明专利]一种L频段嵌入式宽带车载全向天线

说明书

本发明公开了一种L频段嵌入式宽带车载全向天线，其结构为：下层圆环介质垫片、下层方形金属辐射体、上层圆环介质垫片及上层方形金属辐射体由下至上依次叠置在方形金属腔体内，同轴馈电连接器安装在方形金属腔体底部，同轴馈电连接器的同轴连接器内芯依次贯穿连接方形金属腔体底部、下层圆环介质垫片、下层方形金属辐射体、上层圆环介质垫片及上层方形金属辐射体，天线罩盖设在方形金属腔体顶部。本发明天线可以完全嵌入到车辆内部安装，便于与车身共形，不易损坏，不额外增加设备尺寸；天线馈电方式简单，易获得阻抗匹配，无需加载，不需匹配电路或平衡转换器，不存在天线与射频电路之间的物理限制。

技术领域

本发明属于微波天线技术领域，具体涉及一种L频段嵌入式宽带车载全向天线，其结构稳定可靠、可以全部嵌入车辆顶部不凸出表面、性能良好，主要使用方向为民用及军用车辆通信系统。

背景技术

在无线电通信系统中，天线是不可或缺的重要组件，其将自由空间的无线电波与波导电磁波之间进行相互转换，从而在发射系统中实现自由空间和导波设备之间的过渡，因此，在任何无线电系统中，天线都占据着重要角色，一旦离开承担发射电磁波和接受功能的天线，无线电通信系统将无法继续工作。

车载通信系统以车为载体，能够随车的移动进行无线信号的传输。作为车载通信系统中辐射、接收能量的关键部件，车载天线的性能要求包括频带宽、体积小、加工成本低等多个方面；由于车辆经常在旷野、山地等复杂、恶劣的地貌上行驶，使车上的天线等通信设备频繁地受到振动、冲击、碰撞等损害，这样就对车载天线的可靠性提出了越来越高的要求；此外，为了满足“动中通”的通信条件，车载天线必须具有全向辐射的特性，以保证处于运动中的车载通信系统能够从各个方向收发信号。

目前常用的车载天线主要有交叉串馈天线、串馈套筒天线、缝隙天线、对称振子天线和印刷振子天线等。同轴共线(COCO)天线作为早期全向天线的代表，被广泛应用到工程实践中，从理论分析可知，采用交叉馈电形式将半波长同轴线内芯与外皮交叉连接，通过增加单元数量来实现COCO天线的全向高增益，不过由于这种天线自身的谐振结构，带宽成为制约其性能的关键参数，可以通过顶端加载方式展宽其带宽，但这样天线增益受到了影响，且增加了天线的尺寸；套筒天线频带比交叉馈电天线要宽，但是存在耦合缝隙的介质支撑的强度和精度问题；波导缝隙天线工作在较高频段，对于L频段来说，其天线结构复杂，调试较为困难；常用的对称振子鞭天线长度较长(L频段天线为75mm～150mm)。无论是交叉串馈天线、串馈套筒天线、缝隙天线、对称振子天线还是印刷振子天线，在车上安装时，需要完全凸出车体表面，不能嵌入车体内部。

综合来看，传统的车载全向天线主要存在以下技术问题：

(1)天线不能嵌入到车辆外壳内部，尺寸大、易损坏。传统的车载天线虽然安装简便，但是天线需要完全凸出到车辆外部，结构非常不稳定，当载体速度较快或者所处环境风速较大时，天线阻力较大，极易折断，并且影响车辆的限高要求，在天线制作、安装、运输以及隐蔽等方面都有许多不便，不适用于环境复杂的特殊应用场合，对于军用天线，过高的天线结构更会降低车辆的机动作战能力。

(2)天线需要匹配电路或者元器件加载，损耗大，成本高。为了适应车载全向天线的宽带需求，传统天线采用了增加匹配网络、添加负载等方式来改进其窄频特性，这些措施虽然展宽了天线频带，但是却使得天线的结构复杂化，并且带来了较多的损耗及过高的成本。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：为实际L频段车载通信平台开发一种嵌入式全向天线形式，提供比现有的天线设计更理想的电磁特性及结构特性。

(二)技术方案