CN202189889U - 用于专用短程通信设备的单层介质微带圆极化天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于专用短程通信(DSRC)设备的单层介质微带圆极化天线，所述微带圆极化天线包括位于介质板顶层的辐射贴片、给辐射贴片馈电的微带线、介质板、介质板底层的金属地面和位于辐射贴片的中心的孔。与现有技术的单层介质微带圆极化天线相比，根据本实用新型的用于DSRC设备的单层介质微带圆极化天线减小了单层介质微带圆极化天线的尺寸，从而可使用于所述单层介质微带圆极化天线的DSRC设备小型化。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种单层介质微带圆极化天线，特别涉及一种用于专用短程通信设备的微带圆极化天线。
背景技术
专用短程通信(DSRC)技术用于通过特定的车载单元(OBU，例如，电子标签)与路侧单元(RSU，例如，微波基站)进行无线通信，实现车一路、车一车之间的信息交互，并结合计算机信息技术和自动控制技术，从而实现电子不停车收费(ETC)、车辆自动辨识(AVI)、运输车辆电子自动管理、海关智能通关、车辆安全驾驶诱导、交通信息广播等智能交通(ITS)子系统。因此，专用短程通信技术是道路电子化方面的首选手段和基础性技术。
天线作为专用短程通信设备(例如，OBU、RSU等)中接收和发送无线电信号的终端，天线的作用主要体现在以下两方面：一是将来自预定空间的电磁波转换为电流；二是将电流转换为空间电磁波并向预定空间辐射出去，以满足专用短程通信设备在预定区域内的通信要求。
通常单层介质微带圆极化天线是专用短程通信设备首选的天线形式，因为，单层介质微带天线具有低剖面、易于加工、成本低、一致性好等优点；专用短程通信设备的通信环境复杂多变，使用圆极化天线利于提高通信的稳定性。
参照图1，普通的单层介质微带圆极化天线包括介质板顶层的方形辐射贴片11、给天线馈电的微带线12、介质板13和介质板底层的金属地面14。其中辐射贴片的对角上有两个切角15，切角15的目的在于使天线具有圆极化的性能。辐射贴片上有表面电流，表面电流的路径16基本和辐射贴片的对角线吻合。表面电流路径的长度和天线谐振频率(天线在该频率工作时有最佳的接收或发射效果)对应的波长成比例，因此，当频率越高(即对应的波长越短)，那么对应的辐射贴片上表面电流路径的长度越短，所需要的辐射贴片的尺寸也越小；反之，频率越低，天线如果要谐振在该频率，需要的辐射贴片的尺寸越大。
专用短程通信技术的工作频率选择在5.8GHz频段，通常需要单层介质微带圆极化天线谐振在5.8GHz附近的某一特定频率，这就基本确定了普通的单层介质微带圆极化天线的尺寸大小。
在专用短程通信设备中，天线占据了专用短程通信设备的不少空间。例如，在RSU中，天线的大小几乎决定了RSU的大小；在OBU中，天线也占据了不少的面积。而随着智能交通技术的迅猛发展，对专用短程通信设备提出了轻、小、薄等要求，因而对专用短程通信设备中的天线的小型化设计是十分必要的。
因此，需要一种用于专用短程通信设备的小尺寸的单层介质微带圆极化天线。
实用新型内容
为克服以上技术问题，本实用新型提供了一种用于专用短程通信设备的单层介质微带圆极化天线，所述微带圆极化天线包括位于介质板顶层的辐射贴片、给辐射贴片馈电的微带线、介质板、介质板底层的金属地面，所述单层介质微带圆极化天线还可包括位于辐射贴片的中心的孔。
优选地，单层介质微带圆极化天线在孔的边缘还包括填充件。
优选地，所述填充件形成在孔的对角线上。
优选地，所述孔的形状为正方形。
优选地，所述孔的形状为多边形、圆形、椭圆形之一。
优选地，所述单层介质微带圆极化天线的馈电形式可以为微带线直接馈电。
优选地，所述专用短程通信设备可以为车载单元或路侧单元。
与现有技术的单层介质微带圆极化天线相比，本实用新型的用于专用短程通信设备的单层介质微带圆极化天线通过在辐射贴片中心开孔而减小了微带圆极化天线的尺寸，从而可使采用所述单层介质微带圆极化天线的专用短程通信设备小型化。
另外，通过对辐射贴片中心开孔进行合理填补，而不是在辐射贴片的对角上切角，使单层介质微带圆极化天线具备了圆极化的性能，这样使辐射贴片在外形上还是完整的正方形，具有较好的对称性，有利于形成更好的圆极化波。
附图说明
图1是现有技术的单层介质微带圆极化天线的示意图。
图2是根据本实用新型一实施例的用于专用短程通信设备的单层介质微带圆极化天线的示意图。
图3是根据本实用新型一实施例的用于专用短程通信设备的单层介质微带圆极化天线的介质板顶层部分的示意图。
具体实施方式
现在，将参照附图更充分地描述本实用新型的示例实施例。
如图2所示，本实施例的用于专用短程通信(下面简称DSRC)设备的单层介质微带圆极化天线20包括位于介质板顶层的辐射贴片21、给辐射贴片馈电的微带线22、介质板23、介质板底层的金属地面24和辐射贴片中心处的孔25。
辐射贴片21的形状优选为正方形。另外，根据另一示例性实施例，孔的形状可为多边形、圆形、椭圆形之一，其中，所述多边形可以为(但不限于)三角形、矩形、菱形等。
参照图2，本实施例通过在单层介质微带圆极化天线20的辐射贴片21中心处开了一个孔25，强行改变了现有技术微带圆极化天线20的辐射贴片11上原有电流路径16，这样电流路径16被弯曲了，使得电流必须绕过辐射贴片21中心处的孔25，从而形成了如图2所示的电流路径26。因此，本实施例的微带圆极化天线20的辐射贴片21边长虽然比现有技术的微带圆极化天线的辐射贴片11边长小，但是辐射贴片21表面的电流路径26长度可以和现有技术的微带圆极化天线的辐射贴片11表面形成的电流路径16一样长，因此，本实施例的开孔后的小尺寸的单层介质微带圆极化天线20可以和现有技术的不开孔的单层介质微带圆极化天线工作在相同的频率。
优选地，参照图3，单层介质微带圆极化天线20在孔的边缘还包括填充件27，优选地，所述填充件27形成在孔的对角线上。换句话讲，辐射贴片21中心处的孔25是在正方形孔的对角上作了填补(即，包括填充件27)而构成的孔，填补件27的形状是等腰直角三角形。这样，辐射贴片21两个对角线方向上的表面电流路径就产生了一个微小的差异，只要填补部分尺寸选择合适，就可以使辐射贴片21两个对角线方向上的表面电流在相位上相差90°、幅度基本相等，从而使得辐射贴片21辐射出去的电磁波是圆极化波，天线是圆极化天线。通过正方形形状的辐射贴片21和在正方形孔的对角上作了填补而构成的孔25，根据本实施例的单层介质微带圆极化天线20不仅达到了缩减天线尺寸的目的，而且使天线具有圆极化性能。
辐射贴片21中心处的孔25迫使辐射贴片21上的表面电流路径26绕过该孔再到达另一对角，表面电流路径26与不开孔情况下相比变长了。那么，辐射贴片21上表面电流路径要达到一定的长度，开孔后的辐射贴片尺寸要比不开孔的辐射贴片尺寸小；即要天线谐振在一定的频率，开孔后的辐射贴片尺寸比不开孔的辐射贴片尺寸小。
本实施例的单层介质微带圆极化天线可以应用在专用短程通信的车载单元或路侧单元中。
与现有技术相比，本实施例的单层介质微带圆极化天线通过在辐射贴片中心开孔的方法缩减了天线的尺寸；通过对辐射贴片中心开孔进行合理填补的方法，而不是在辐射贴片的对角上切角，使天线具备了圆极化的性能，这样使辐射贴片在外形上还是完整的方形，具有较好的对称性，有利于形成更好的圆极化波。
此外，本实施例的微带圆极化天线可被应用于OBU，也可作为天线单元组成天线阵列应用于RSU。
与现有技术的单层介质微带圆极化天线相比，本实施例的用于DSRC设备的单层介质微带圆极化天线减小了微带圆极化天线的尺寸，从而使用于所述单层介质微带圆极化天线的DSRC设备小型化。
此外，这种小尺寸的单层介质微带圆极化天线与普通微带圆极化天线相比，在辐射性能上变化不大，虽然带宽减小了，但由于DSRC设备本身不是宽带应用，因此带宽的减小并不影响天线在设备中的正常工作。
Claims (7)
1.一种用于专用短程通信设备的单层介质微带圆极化天线，所述微带圆极化天线包括位于介质板顶层的辐射贴片、给辐射贴片馈电的微带线、介质板、介质板底层的金属地面，其特征在于，所述单层介质微带圆极化天线还包括位于辐射贴片的中心的孔。
2.如权利要求1所述的单层介质微带圆极化天线，其特征在于，在孔的边缘还包括填充件。
3.如权利要求2所述的单层介质微带圆极化天线，其特征在于，所述填充件形成在孔的对角线上。
4.如权利要求3所述的单层介质微带圆极化天线，其特征在于，所述孔的形状为正方形。
5.如权利要求3所述的单层介质微带圆极化天线，其特征在于，所述孔的形状为多边形、圆形、椭圆形之一。
6.如权利要求1至5中的任何一个所述的单层介质微带圆极化天线，其特征在于，所述单层介质微带圆极化天线的馈电形式为微带线直接馈电。
7.如权利要求1至5中的任何一个所述的单层介质微带圆极化天线，其特征在于，所述专用短程通信设备为车载单元或路侧单元。
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