CN117276876B - 一种应用于多业务的标志天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于多业务的标志天线，辐射单元包括馈电输入线、激励环和三块辐射片；馈电输入线与馈电输出线同轴设置，且馈电输入线下端与馈电输出线上端电性接触，馈电输入线上端与三块辐射片的头部共同融合设置在激励环的圆心位置；三块辐射片的尾部均与激励环内边缘固定连接，且三块辐射片的形状均从头部向尾部均匀收窄；其中第一辐射片延伸方向与馈电输入线同轴，第二辐射片和第三辐射片分别对称分布在第一辐射片两侧且向下倾斜；激励环设有供馈电输入线穿过的缺口，且缺口宽度大于馈电输入线宽度。优点在于，在仅有一条对称轴的结构下实现三个以上的工作频段，可以在结构灵活度要求更高的环境下应用。

Description

一种应用于多业务的标志天线
技术领域
本发明涉及一种应用于多业务的标志天线。
背景技术
汽车通讯系统经常需要使用特定形状的天线，例如与车标相匹配的形状，而且天线需要覆盖多个通讯频段才能提升通用性。目前车标天线的设计还有很大的技术空间，在先公开了一种多频段的标志天线CN116111339A，满足一定形状下的频带业务需求。其馈电-辐射方向是从外至内，在辐射平面上分别存在纵向辐射腔和横向辐射腔，对称性很强，有两个正交的对称轴。
但在一些形状对称性较低的场合就无法应用其结构进行业务应用，例如仅有纵向对称轴的情况，因此需要提出一种新结构的标识天线以满足更多的技术需求。
发明内容
本发明目的在于提供一种应用于多业务的标志天线，以解决上述现有技术存在的问题。
本发明中所述一种应用于多业务的标志天线，包括：介质基板、辐射单元和馈电单元；
所述馈电单元设置在介质基板的下部；馈电单元包括左右对称的馈电地板以及中部的馈电输出线；所述馈电地板和馈电输出线之间留有间隙；馈电输出线上端向上自由延伸；馈电地板靠近馈电输出线的上部设有共面波导斜角结构；馈电地板中部设有DGS结构；
所述辐射单元设置在馈电单元的上方；辐射单元包括馈电输入线、激励环和三块辐射片；馈电输入线与馈电输出线同轴设置，且馈电输入线下端与馈电输出线上端电性接触，馈电输入线上端与三块辐射片的头部共同融合设置在激励环的圆心位置；三块辐射片的尾部均与激励环内边缘固定连接，且三块辐射片的形状均从头部向尾部均匀收窄；其中第一辐射片延伸方向与馈电输入线同轴，第二辐射片和第三辐射片分别对称分布在第一辐射片两侧且向下倾斜；激励环设有供馈电输入线穿过的缺口，且缺口宽度大于馈电输入线宽度。
所述缺口位于共面波导斜角结构上端的齐高线下方。
三块辐射片绕激励环的圆心等弧度设置。
所述辐射单元在激励环的圆心位置设有耦合圆槽。
本发明中所述一种应用于多业务的标志天线，其优点在于，在仅有一条对称轴的结构下实现三个以上的工作频段，可以在结构灵活度要求更高的环境下应用。
附图说明
图1是本发明中所述标志天线实施例一的立体结构示意图。
图2是本发明中所述标志天线实施例一的主视结构示意图。
图3是本发明中所述标志天线实施例一的辐射单元结构示意图。
图4是图3中A处的局部放大图。
图5是图2中B处的局部放大图。
图6是本发明中所述标志天线实施例一的回波损耗仿真曲线图。
图7是本发明中所述标志天线实施例二的立体结构示意图。
图8是本发明中所述标志天线实施例二的主视结构示意图。
图9是本发明中所述标志天线实施例二的辐射单元结构示意图。
图10是本发明中所述标志天线实施例二的回波损耗仿真曲线图。
附图标记：
10-介质基板；
20-辐射单元；21-第一辐射片、22-第二辐射片、23-第三辐射片、24-耦合圆槽、25-馈电输入线、26-激励环、27-缺口；
30-馈电单元；31-馈电输出线、32-馈电地板、33-共面波导斜角结构、34-齐高线。
具体实施方式
实施例一
如图1至图5所示，本发明中所述一种应用于多业务的标志天线包括：介质基板10、辐射单元20和馈电单元30。
所述馈电单元30设置在介质基板10的下部。馈电单元30包括左右对称的馈电地板32以及中部的馈电输出线31。所述馈电地板32和馈电输出线31之间留有间隙。馈电输出线31上端向上自由延伸。馈电地板32靠近馈电输出线31的上部设有共面波导斜角结构33。馈电地板32中部设有DGS结构。
所述辐射单元20设置在馈电单元30的上方。辐射单元20包括馈电输入线25、激励环26和三块辐射片。馈电输入线25与馈电输出线31同轴设置，且馈电输入线25下端与馈电输出线31上端电性接触，馈电输入线25上端与三块辐射片的头部共同融合设置在激励环26的圆心位置。三块辐射片的尾部均与激励环26内边缘固定连接，且三块辐射片的形状均从头部向尾部均匀收窄。其中第一辐射片21延伸方向与馈电输入线25同轴，第二辐射片22和第三辐射片23分别对称分布在第一辐射片21两侧且向下倾斜。激励环26设有供馈电输入线25穿过的缺口27，且缺口27宽度大于馈电输入线25宽度。
三块辐射片绕激励环26的圆心等弧度设置。
业内工作频段要求是S11低于-10dB，S11的仿真效果如图6所示，低于-10dB的频段有三个。其频段分别是2.44～2.58GHz、3.55～3.99GHz和6.28～6.77GHz，中心频率分别是2.50GHz、3.80GHz和6.50GHz。
电流在标志天线各处导体中的传输方式不同。在标志天线中心处,电流是沿着导体的中心线流动的。而在标志天线边缘处,电流则是沿着导体表面流动的。在本标志天线边缘处添加激励环26的设计,以增加电流密度,从而提高电场强度，克服天线边缘效应对标志天线性能的影响。一般标志天线边缘处的电场强度比标志天线中心处的电场强度要弱,这是由于标志天线边缘处的电流密度比中心处的电流密度要小所导致的。加载激励环26后，不仅改善标志天线的阻抗匹配度、展宽了标志天线带宽，而且同时能激励出了标志天线更多频带模式。更多的频带模式使得标志天线的业务应用场景更为广阔，增加了标志天线集成度，一根标志天线实现多根天线的效果。在本发明中馈电方式是在辐射单元20中从内至外流动，所述馈电输入线25除了馈电的功能之外，还与三快辐射片一齐起无线信号辐射的功能。而激励环26与其他从外至内馈电的天线不一样，激励环26主要作用在于激励2.4Ghz附近的工作频段。由于缺口27的存在，辐射单元20中心上方和下方的对称性被破坏。为了弥补辐射方向图的上下不对称情况，将第二辐射片22和第三辐射片23向下倾斜设置，以及令馈电输入线25具备辐射功能。
进一步地，所述缺口27位于共面波导斜角结构33上端的齐高线34下方。标志天线的输入阻抗很大程度上关系于标志天线的结构、工作原理以及工作频率。输入阻抗属于天线的自阻抗，除此之外阻抗匹配还需考虑由邻近导体居于天线电抗性近场区因寄生效应生出的耦合阻抗，即互阻抗。互阻抗在数值上等同于一个导体的感应电压和另一个导体中流经电流的比值，它也包括了天线中地板的影响。需要关注的是，互阻抗的存在会造成天线方向图的扭曲，亦会使馈电点处的阻抗发生变化。为了克服互阻抗效应，使得标志天线的方向图不扭曲，拥有更好的多频带全向性辐射，本标志天线在馈电处采用了缺口27位于共面波导斜角结构33上端的齐高线34下方的设计，标志天线拥有了更好的全向性辐射，使得标志天线的业务应用场景更为广阔。
实施例二
如图7至图9所示，与实施例一的主要区别在于，所述辐射单元20在激励环26的圆心位置设有耦合圆槽24。
天线边缘效应是指天线边缘处的电场强度比天线中心处的电场强度要弱,这是由于天线边缘处的电流密度比中心处的电流密度要小所导致的。由于电场强度在天线边缘处变弱,因此天线的频率响应会变得更加尖锐,这会导致天线的带宽变窄，从而限制了天线的应用范围。加载了耦合圆槽24之后形成了新的谐振回路，改变了主体部分的电流分布，从根本原理上对天线的电流进行了重分布，使得可用的工作频段在实施例一中的三个上升为四个。
S11的仿真效果如图10所示，低于-10dB的频段有四个。其频段分别是0.87～0.93GHz、2.47～2.55GHz、4.61～4.82GHz和5.34～5.76GHz中心频率分别是0.90GHz、2.50GHz、4.70GHz和5.60GHz。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种应用于多业务的标志天线，其特征在于，包括：介质基板（10）、辐射单元（20）和馈电单元（30）；
所述馈电单元（30）设置在介质基板（10）的下部；馈电单元（30）包括左右对称的馈电地板（32）以及中部的馈电输出线（31）；所述馈电地板（32）和馈电输出线（31）之间留有间隙；馈电输出线（31）上端向上自由延伸；馈电地板（32）靠近馈电输出线（31）的上部设有共面波导斜角结构（33）；馈电地板（32）中部设有DGS结构；所述辐射单元（20）设置在馈电单元（30）的上方；
其特征在于，
辐射单元（20）包括馈电输入线（25）、激励环（26）和三块辐射片；馈电输入线（25）与馈电输出线（31）同轴设置，且馈电输入线（25）下端与馈电输出线（31）上端电性接触，馈电输入线（25）上端与三块辐射片的头部共同融合设置在激励环（26）的圆心位置；三块辐射片的尾部均与激励环（26）内边缘固定连接，且三块辐射片的形状均从头部向尾部均匀收窄；其中第一辐射片（21）延伸方向与馈电输入线（25）同轴，第二辐射片（22）和第三辐射片（23）分别对称分布在第一辐射片（21）两侧且向下倾斜；激励环（26）设有供馈电输入线（25）穿过的缺口（27），且缺口（27）宽度大于馈电输入线（25）宽度。
2.根据权利要求1所述一种应用于多业务的标志天线，其特征在于，所述缺口（27）位于共面波导斜角结构（33）上端的齐高线（34）下方。
3.根据权利要求1所述一种应用于多业务的标志天线，其特征在于，三块辐射片绕激励环（26）的圆心等弧度设置。
4.根据权利要求1至3任一所述一种应用于多业务的标志天线，其特征在于，所述辐射单元（20）在激励环（26）的圆心位置设有耦合圆槽（24）。
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