CN113488781B - 一种适用于多种环境下的测向天线系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到天线设计领域，尤其涉及一种适用于多种环境下的测向天线系统。包括：多个板状定向天线，所述板状定向天线沿圆周方向分布，并分别朝向不同的方向倾斜向上；一反射板，所述反射板设置在所述板状定向天线的下方，并与所述板状定向天线平行，用于固定所述板状定向天线。本发明的技术方案有益效果在于：提供一种适用于多种环境下的测向天线系统，体积小，重量轻，成本低，增益高，适应环境性强，用于测向时边界能量场圆滑，不易造成偏差。

Description

一种适用于多种环境下的测向天线系统

技术领域

本发明涉及到天线设计领域，尤其涉及一种适用于多种环境下的测向天线系统。

背景技术

现有技术中，常利用喇叭天线的宽带和高增益特性，在水平各个方向处分别设置喇叭天线以进行测向操作，但是喇叭天线和其下方反射板适应环境性差，将此喇叭天线模块放在一块大金属上，天线垂直辐射场会出现裂瓣，导致垂直方向出现测试误差，此外，喇叭天线的成本高，重量大，体积大，在实际安装时很容易影响到实际观感。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种适用于多种环境下的测向天线系统，包括：

多个板状定向天线，所述板状定向天线沿圆周方向分布，并分别朝向不同的方向倾斜向上；

一反射板，所述反射板设置在所述板状定向天线的下方，用于固定所述板状定向天线。

优选的，所述板状定向天线的横截面为梯形，所述馈电点设置在所述梯形的上边的中点处。

优选的，所述板状定向天线为微带天线，包括：

介质基板，所述介质基板由FR4材质制作，厚度为2mm；

金属线路，设置在所述介质基板上。

优选的，所述板状定向天线自水平方向倾斜向上5度。

优选的，所述反射板包括：

一水平底板；

多个倾斜底板，所述倾斜底板与所述板状定向天线一一对应，所述倾斜底板的一端与所述水平底板连接，另一端自水平方向倾斜向上。

优选的，所述倾斜底板与所述板状定向天线对应平行。

优选的，所述倾斜底板自水平方向倾斜向上5度。

优选的，还包括：

多个绝缘固定柱，设置在所述板状定向天线与所述倾斜底板之间，用于固定连接所述倾斜底板和所述板状定向天线。

优选的，所述固定柱的高度为5mm。

优选的，还包括：

绝缘填充物，设置在所述板状定向天线与所述倾斜底板之间，固定连接所述倾斜底板和所述板状定向天线。

优选的，所述板状定向天线为对数周期天线，支持的频率范围为700MHz-3000MHz。

本发明的技术方案有益效果在于：提供一种适用于多种环境下的测向天线系统，体积小，重量轻，成本低，增益高，适应环境性强，用于测向时边界能量场圆滑，不易造成偏差。

附图说明

图1(a)为本发明的优选实施方式中，测向天线系统的正视图；

图1(b)为本发明的优选实施方式中，测向天线系统的侧视图；

图1(c)为本发明的优选实施方式中，测向天线系统的俯视图；

图2(a)为本发明的优选实施方式中，板状定向天线的正面示意图；

图2(b)为本发明的优选实施方式中，板状定向天线的侧视图；

图2(c)为本发明的优选实施方式中，板状定向天线的反面示意图；

图3为本发明的优选实施方式中，板状定向天线于不同倾斜角度时的天线方向图；

图4(a)为本发明的优选实施方式中，反射板的正视图；

图4(b)为本发明的优选实施方式中，反射板的侧视图；

图4(c)为本发明的优选实施方式中，反射板的俯视图；

图5为本发明的优选实施方式中，板状定向天线与反射板平行且倾斜5度向上的示意图；

图6为本发明的优选实施方式中，板状定向天线与反射板之间间隔不同距离的天线方向图。

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的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

一种适用于多种环境下的测向天线系统，包括：

多个板状定向天线，板状定向天线沿圆周方向分布，并分别朝向不同的方向倾斜向上；

一反射板，反射板设置在板状定向天线的下方，用于固定板状定向天线。

具体的，考虑到现有技术中的测向天线的测向误差较大，因此本发明提供一种适用于多种环境的测向天线系统，如图1(a)-图1(c)所示，可选用六个板状定向天线1沿圆周方向分布，且朝向不同的方向倾斜向上，以定向接收所朝向的方向上的信号，对应的反射板2设置在板状定向天线的下方，可平行于板状定向天线1倾斜向上。由此可见，本发明的测向天线系统体积小，重量轻，成本低，增益高，适应环境性强，用于测向时边界能量场圆滑，不易造成偏差。

进一步地，本发明的测向天线系统，还能够避免反射板2下方的物体影响到天线，进而提高测向天线的稳定性，扩大测向天线的应用范围，具体地，可针对性应用于车载环境，将测向天线系统设置在车顶上，从而实现车辆当前位置的高精度定位。

进一步地，于实际设计时，选用的反射板的规格尺寸需要大于板状定向天线，使反射板的覆盖面能够超过板状定向天线的投影区域。

本发明的优选实施方式中，板状定向天线的横截面为梯形，馈电点设置在梯形的上边的中点处。

本发明的优选实施方式中，板状定向天线为微带天线，包括：

介质基板，介质基板由FR4材质制作，厚度为2mm；

金属线路，由铜箔镀在介质基板上形成。

具体地，如图2(a)-图2(c)，板状定向天线1可为PCB双层微带天线，板状定向天线1中的介质基板11上设置金属线路12，介质基板1选用FR4基材制作，制成的介质基板1厚度为2mm，介质基板11上还设置有非金属化过孔13，可用于固定天线和反射板。

本发明的优选实施方式中，板状定向天线自水平方向倾斜向上5度。

具体地，板状定向天线自水平方向倾斜5度向上时，结合图3可知，此时的水平增益点为(90，5.277)，垂直面场型均匀，后向能量小，而示例性调整板状定向天线为水平方向倾斜3度向上时，水平增益点为(90，4.174)，后向能量较大，调整板状定向天线为水平方向倾斜7度向上时，水平增益点为(90，5.431)，但是垂直面场型不均匀，出现裂瓣，由此可见，将板状定向天线设置为自水平方向倾斜5度向上时，能够提高天线的增益，使能量密度场圆滑无裂瓣，同时实现水平/垂直面的高测向精度。

本发明的优选实施方式中，反射板包括：

一水平底板；

多个倾斜底板，倾斜底板与板状定向天线一一对应，倾斜底板的一端与水平底板连接，另一端自水平方向倾斜向上。

具体地，此处选用六个板状定向天线，相应的，如图4(a)-图4(c)所示，反射板2中也包括一个六边形的水平底板21，以及六个倾斜底板22，倾斜底板22与板状定向天线对应设置。进一步地，反射板2中还包括一与固定柱匹配的固定孔23，以固定连接反射板1和板状定向天线。

本发明的优选实施方式中，倾斜底板与板状定向天线对应平行。

本发明的优选实施方式中，如图5所示，倾斜底板2与板状定向天线1对应平行，板状定向天线2自水平方向倾斜5度向上，相应的，倾斜底板1也自水平方向倾斜5度向上。

本发明的优选实施方式中，还包括：

多个绝缘固定柱，设置在板状定向天线与倾斜底板之间，用于固定连接倾斜底板和板状定向天线。

本发明的优选实施方式中，固定柱的高度为5mm。

具体地，当固定柱的高度为5mm，即反射板与板状定向天线之间的距离为5mm时，结合图6可知，此时的水平增益点为(90，5.277)，垂直面场型均匀，后向能量小，而示例性调整固定柱的高度为4mm，即反射板与板状定向天线之间的距离为4mm时，此时的水平增益点为(90，3.413)，后向能量较大，调整固定柱的高度为7mm，即反射板与板状定向天线之间的距离为7mm时，此时的水平增益点为(90，6.729)，但是垂直面场型不均匀，出现裂瓣，由此可见，选用高度为5mm的固定柱固定反射板和板状定向天线时，能够提高水平面增益，并且使垂直面场型更加平滑，避免出现场型不均匀、高处测向不准确的现象。

本发明的优选实施方式中，还包括：

绝缘填充物，设置在板状定向天线与倾斜底板之间。

具体地，于板状定向天线与倾斜底板之间还可设置绝缘填充物，如泡沫等，以支撑起天线，使天线保持倾斜向上，并固定连接倾斜底板。

本发明的优选实施方式中，板状定向天线为对数周期天线，支持的频率范围为700MHz-3000MHz。

本发明的优选实施方式中，还包括玻璃钢罩，玻璃钢罩罩住板状定向天线，可以隐藏板状定向天线。

进一步地，在固定天线与反射板之间的射频线缆时，为避免连接天线的射频线缆晃动造成线缆破损或天线性能不稳定，可在反射板中央区域先进行固定转接。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种适用于多种环境下的测向天线系统，其特征在于，包括：

多个板状定向天线，所述板状定向天线沿圆周方向分布，并分别朝向不同的方向倾斜向上；所述板状定向天线自水平方向倾斜向上5度；

一反射板，所述反射板设置在所述板状定向天线的下方，用于固定所述板状定向天线；

所述板状定向天线的横截面为梯形，馈电点设置在所述梯形的上边的中点处；所述板状定向天线为对数周期天线；

所述反射板包括：一水平底板；多个倾斜底板，所述倾斜底板与所述板状定向天线一一对应，所述倾斜底板的一端与所述水平底板连接，另一端自水平方向倾斜向上；所述倾斜底板与所述板状定向天线对应平行。

2.根据权利要求1所述的一种适用于多种环境下的测向天线系统，其特征在于，所述板状定向天线为微带天线，包括：

介质基板，所述介质基板由FR4材质制作，厚度为2mm；

金属线路，设置在所述介质基板上。

3.根据权利要求1所述的一种适用于多种环境下的测向天线系统，其特征在于，所述倾斜底板自水平方向倾斜向上5度。

4.根据权利要求1所述的一种适用于多种环境下的测向天线系统，其特征在于，还包括：

多个绝缘固定柱，设置在所述板状定向天线与所述倾斜底板之间，用于固定连接所述倾斜底板和所述板状定向天线。

5.根据权利要求4所述的一种适用于多种环境下的测向天线系统，其特征在于，所述固定柱的高度为5mm。

6.根据权利要求1所述的一种适用于多种环境下的测向天线系统，其特征在于，所述板状定向天线支持的频率范围为700MHz-3000MHz。