CN206301936U - 组合天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合天线，其特征在于，所述组合天线包括ETC天线板和两支GPS天线板，所述GPS天线板呈U型结构，GPS天线板具有长支臂、短支臂和底边，所述底边的两端分别连接所述长支臂和短支臂，两支所述GPS天线板以绕ETC天线板旋转对称的形式分布在所述ETC天线板的外围，一支GPS天线板的长支臂与另一支GPS天线板的短支臂相对，两个所述短支臂上均设置有GPS天线接地点，其中一支所述GPS天线板上设置有第二馈电，所述第二馈电的位置靠近其所在的GPS天线板上的所述GPS天线接地点，所述ETC天线板上设置有第一馈电。

Description

组合天线

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，具体地，涉及一种组合天线。

背景技术

近年来，随着电子通讯技术的逐渐发展，通过无线通讯实施操作的电子设备越来越多，而为了减少产品设备的体积和数量，本领域技术人员尝试采取将不同功能、频段的通讯天线整合在一起的方式，以提高天线、设备的利用率。

以高速公路网和收费系统为例，为了使车辆能够快速、不停车的通过高速公路并完成收费，该领域中采用了ETC技术。该技术通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与收费站ETC车道上的天线进行专用短程通讯，并利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不停车并完成缴费的目的。同时，在高速公路网建设中，为车辆配备GPS定位导航也逐渐开始普及。所以，将车辆的ETC系统和GPS系统合并应用受到越来越多的关注，本领域技术人员开始尝试将两套系统、设备结合在一起。这种改进是建设智能交通体系的重要环节，以实现无人驾驶、自动收费等功能。

ETC天线多采用微带贴片天线，因为微带天线较容易的实现各种极化方式而被广泛应用于圆极化天线设计中，同时微带天线体积空间要求严格。在将ETC天线与GPS天线进行结合后，两种天线会相互影响，受天线产品整体尺寸的限制，GPS天线与ETC天线在GPS频段的隔离较差。

为了解决上述技术问题，有必要对ETC与GPS天线的结合方式进行改进，从而减小两种天线之间的相互影响。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种组合天线的新技术方案。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种组合天线，所述组合天线包括ETC天线板和两支GPS天线板，所述GPS天线板呈U型结构，GPS天线板具有长支臂、短支臂和底边，所述底边的两端分别连接所述长支臂和短支臂，两支所述GPS天线板以绕ETC天线板中心对称的形式分布在所述ETC天线板的外围，一支GPS天线板的长支臂与另一支GPS天线板的短支臂相对，两个所述短支臂上均设置有GPS天线接地点，其中一支所述GPS天线板上设置有第二馈电，所述第二馈电的位置靠近其所在的GPS天线板(2)上的所述GPS天线接地点，所述ETC天线板上设置有第一馈电。

可选地，所述ETC天线板为矩形板，ETC天线板在两个边角处具有切角，另外两个边角处具有直角，所述切角靠近所述GPS天线板的长支臂，所述直角靠近所述GPS天线板的短支臂。

可选地，所述ETC天线板的切角靠近所述GPS天线板的长支臂与底边的连接转角处，所述ETC天线板的直角指向所述GPS天线板的短支臂与底边的连接转角处。

可选地，所述GPS天线接地点靠近所述ETC天线板的直角。

可选地，所述第二馈电设置在所述短支臂与底边的连接转角处。

可选地，一支所述GPS天线板的长支臂与另一支GPS天线板的短支臂之间的间隙为ETC天线板的辐射缺口，所述辐射缺口的宽度范围为3-8mm。

可选地，辐射缺口包括靠近所述第二馈电的的第一辐射缺口和远离所述第二馈电的的第二辐射缺口，所述第一馈电(11)位于ETC天线板上远离所述第二馈电的一侧且靠近所述第二辐射缺口。

可选地，所述GPS天线板与ETC天线板之间的间隙范围为1-2mm。

可选地，所述ETC天线板与GPS天线板位于同一平面内，所述组合天线包括底板，所述底板位于所述ETC天线板和GPS天线板的下方，所述ETC天线板与所述底板的中心区域相对，所述GPS天线接地点与所述底板电连接。

可选地，底板的面积与所述ETC天线板和GPS天线板的整体面积一致，所述底板与ETC天线板和GPS天线板之间的距离范围为1-4mm。

可选地，所述GPS天线的宽度范围为2.7-3.3mm，厚度范围为0.3-0.5mm。

通过本实用新型提供的组合天线的结构，能够减小ETC天线与GPS天线之间的相互影响。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型提供的组合天线的俯视示意图；

图2是本实用新型提供的组合天线的侧面示意图；

图3是本实用新型提供的组合天线的S曲线的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型提供了一种组合天线，将ETC(高速路电子收费系统)天线板和GPS(全球定位系统)天线板结合在一起，该组合天线采用了GPS天线板环绕ETC天线板的形式，其中包括两个GPS天线板，GPS天线板相对于ETC天线板中心对称，使GPS频段附近产生两个谐振，达到改善隔离度的目的，减少两种天线之间的相互干扰。

如图1所示，所述组合天线包括ETC天线板1和两支GPS天线板2。所述GPS天线板2的俯视结构呈U型结构，GPS天线板2具有长支臂21、短支臂22和底边23，上述三个部分依次连接构成U型结构，其中长支臂21的长度大于所述短支臂22。所述GPS天线板2围绕所述ETC天线板1设置，两支GPS天线板2的缺口相对设置，将所述ETC天线板1围在中央。两支所述GPS天线板2绕ETC天线板1呈中心对称，其中一支GPS天线板2的长支臂21与另一支GPS天线板2的短支臂22相对，两者之间留有一定距离。两个GPS天线板2的短支臂22上均设置有GPS天线接地点24，以将GPS天线板2接地。特别地，在两支GPS天线板2中，只有一支GPS天线板2上设置有第二馈电25，所述第二馈电25配置为向这支GPS天线板2提供信号。在设置有第二馈电25的所述GPS天线板2上，所述第二馈电25的位置靠近所述GPS天线接地点24。另外，所述ETC天线板1上设置有第一馈电11，用于为ETC天线板1提供信号。ETC天线可以采用微带天线。

本实用新型提供的组合天线利用GPS天线板与ETC天线板的旋转对称特性，使设置有第二馈电的GPS天线板激励另一个未设置有馈电的GPS天线板为寄生单元，这样，在GPS频段附近就产生了两个谐振，能够达到改善隔离度的目的，减小ETC天线板与GPS天线板之间的相互影响。另一方面，由于有两个GPS天线板共同辐射信号，GPS的信号得到强度增益，GPS天线的辐射方向得到集中效果。

为了实现ETC天线板的圆极化，减少ETC天线与GPS天线之间的相互影响，可选地，如图1所示，所述ETC天线板1可以呈矩形板结构，根据具体的实施情况，可以为长方形板或正方形板。特别地，ETC天线板1在两个边角处具有切角13，另外两个边角处具有直角14，电流沿着切角13流动，形成圆极化的效果。所述切角13靠近所述GPS天线板2的长支臂21，相对的，所述直角14更靠近于所述GPS天线板2的短支臂22。ETC天线板的切角13处辐射信号的能量较低，而GPS天线板的长支臂辐射信号的能量较高，通过上述的结构特点，ETC天线板对GPS天线板的长支臂的影响较小。GPS天线板2的短支臂22上设置有GPS天线接地点24，ETC天线板的直角14处辐射出的信号不会对GPS天线板2的接地造成影响。

进一步地，所述ETC天线板1的切角13可以靠近所述GPS天线板2的长支臂21与底边23的连接转角处，ETC天线板1的直角14则指向所述GPS天线板2的短支臂22与底边23的连接转角处。这种进一步优化的组合天线结构，能够进一步隔离ETC天线板1与GPS天线板2之间的信号。可选地，所述GPS天线接地点24也处在靠近所述ETC天线板1的直角14的位置。

可选地，为了减小GPS天线板2自身的阻抗，所述第二馈电可以设置在所述短支臂22与底边23的连接转角处。第二馈电与GPS天线接地点的位置关系会影响到天线板自身的阻抗，如果阻抗过大，会造成信号的能量损失，最终造成GPS天线板辐射的GPS信号强度较低。图1示出了上述实施方式中第二馈电25与GPS天线接地点24的相对位置关系。在其它实施方式中，本领域技术人员可以根据实际情况对第二馈电与GPS天线接地点的位置进行调整。

特别地，所述组合天线中的一支GPS天线板的长支臂与另一支GPS天线板的短支臂之间的间隙构成所述ETC天线板的辐射缺口3，优选共形成两个辐射缺口3。所述辐射缺口3供ETC天线板向外辐射ETC信号。图1示出了在GPS天线板2呈中心对称的情况下所述辐射缺口3的形态。特别地，上述两个辐射缺口3可以分别为靠近第二馈电25的第一辐射缺口和远离第二馈电25的第二辐射缺口。并且，ETC天线板的第一馈电11位于ETC天线板上远离第二馈电的一侧且靠近该第二辐射缺口。

所述长支臂21和短支臂22能够将ETC天线板1的直角14和切角13处遮住，对ETC天线板的这些区域形成辐射屏蔽。这样，ETC天线板1只能从两侧的直边位置，通过长支臂21与短支臂22之间的辐射缺口3向外辐射ETC信号。这种结构设置控制了ETC天线板的辐射方向，改善ETC天线板的轴比，并且能够一定程度上提高ETC天线板的增益。在本实用新型的一种实施方式中，ETC天线板的增益提高1dB，轴比改善3dB。

可选地，所述辐射缺口3的宽度范围为3-8mm，在这一范围内，辐射缺口3能够更好的改善ETC天线板的性能。如果辐射缺口过宽，则会露出ETC天线的切角13处，有可能影响到ETC天线板的信号辐射方向。而如果辐射缺口过小，则会形成过多的遮挡、屏蔽作用，有可能降低ETC天线板的辐射强度。在本实用新型的实施方式中，辐射缺口的宽度可以为5mm。可选地，所述GPS天线板的宽度范围为2.7-3.3mm，厚度范围为0.3-0.5mm。例如，在本实用新型的一种实施方式中，GPS天线板和的宽度为3mm，厚度为0.4mm。GPS天线板的U型结构长度优选满足四分之一谐振长度。

优选地，所述GPS天线板与ETC天线板1之间的间隙范围为1-2mm，例如，两种天线板之间的间隙为1.5mm。如果两种天线板之间的间隙过小或过大，有可能影响到天线板的性能，例如屏蔽辐射的效果过强造成辐射强度下降，或者天线板之间的电磁干扰变强。

可选地，如图1所示，所述ETC天线板1与GPS天线板2处在同一个平面内，如图2所示，所述组合天线还可以包括底板4。所述底板4作为组合天线的接地点，其通常可以位于ETC天线板1和GPS天线板2的下方，如图2所示，所述底板4与天线板平行设置。所述ETC天线板1与所述底板4的中心区域相对，所述GPS天线接地点24与所述底板4电连接。ETC天线板的工作频率范围为5.79GHz-5.84GHz。

进一步地，所述底板的面积可以与所述ETC天线板以及GPS天线板的整体面积一致，例如，所述底板整体呈24*24mm的方板，两种天线板整体占有的面积与底板一致。所述底板与ETC天线板和GPS天线板之间的间距可以保持在1-4mm的范围内。例如在本实用新型的一种实施方式中，天线板与所述底板之间的间距为2mm。在其它实施方式中，所述底板的面积优选不小于天线板的整体面积。另外，底板距离两种天线板的距离相对增大能够更好的发挥天线板的性能，但是，由于电子产品自身尺寸的限制，天线板与底板的间距无法做的过大。本领域技术人员可以根据实际情况进行调整，本实用新型并不对此进行限制。

图3为本实用新型提供的一种实施例方式的S参数，曲线50为ETC天线板与GPS天线板的隔离度，隔离度从仅有一个GPS天线的-5dB改善到-15dB，曲线51为GPS天线板的回波损耗，曲线52为ETC天线板在GPS天线板工作频段耦合的回波损耗。本实施例使用旋转对称的两个GPS天线板使GPS频段产生两个谐振频率如曲线51所示，使ETC天线板在GPS天线板工作频段的耦合谐振频率提高，从而改善隔离度。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种组合天线，其特征在于，所述组合天线包括ETC天线板(1)和两支GPS天线板(2)，所述GPS天线板(2)呈U型结构，GPS天线板(2)具有长支臂(21)、短支臂(22)和底边(23)，所述底边(23)的两端分别连接所述长支臂(21)和短支臂(22)，两支所述GPS天线板(2)以绕ETC天线板(1)中心对称的形式分布在所述ETC天线板(1)的外围，一支GPS天线板(2)的长支臂(21)与另一支GPS天线板(2)的短支臂(22)相对，两个所述短支臂(22)上均设置有GPS天线接地点(24)，其中一支所述GPS天线板(2)上设置有第二馈电(25)，所述第二馈电(25)的位置靠近其所在的GPS天线板(2)上的所述GPS天线接地点(24)，所述ETC天线板(1)上设置有第一馈电(11)。

2.根据权利要求1所述的组合天线，其特征在于，所述ETC天线板(1)为矩形板，ETC天线板(1)在两个边角处具有切角(13)，另外两个边角处具有直角(14)，所述切角(13)靠近所述GPS天线板(2)的长支臂(21)，所述直角(14)靠近所述GPS天线板(2)的短支臂(22)。

3.根据权利要求2所述的组合天线，其特征在于，所述ETC天线板(1)的切角(13)靠近所述GPS天线板(2)的长支臂(21)与底边(23)的连接转角处，所述ETC天线板(1)的直角(14)指向所述GPS天线板(2)的短支臂(22)与底边(23)的连接转角处。

4.根据权利要求2所述的组合天线，其特征在于，所述GPS天线接地点(24)靠近所述ETC天线板(1)的直角(14)。

5.根据权利要求2所述的组合天线，其特征在于，所述第二馈电(25)设置在所述短支臂(22)与底边(23)的连接转角处。

6.根据权利要求5所述的组合天线，其特征在于，一支所述GPS天线板(2)的长支臂(21)与另一支GPS天线板(2)的短支臂(22)之间的间隙为ETC天线板(1)的辐射缺口(3)，所述辐射缺口(3)的宽度范围为3-8mm。

7.根据权利要求6所述的组合天线，其特征在于，辐射缺口(3)包括靠近所述第二馈电的(25)的第一辐射缺口和远离所述第二馈电的(25)的第二辐射缺口，所述第一馈电(11)位于ETC天线板(1)上远离所述第二馈电(25)的一侧且靠近所述第二辐射缺口。

8.根据权利要求1所述的组合天线，其特征在于，所述GPS天线板(2)与ETC天线板(1)之间的间隙范围为1-2mm。

9.根据权利要求1所述的组合天线，其特征在于，所述ETC天线板(1)与GPS天线板(2)位于同一平面内，所述组合天线包括底板(4)，所述底板(4)位于所述ETC天线板(1)和GPS天线板(2)的下方，所述ETC天线板(1)与所述底板(4)的中心区域相对，所述GPS天线接地点(24)与所述底板(4)电连接。

10.根据权利要求8所述的组合天线，其特征在于，底板(4)的面积与所述ETC天线板(1)和GPS天线板(2)的整体面积一致，所述底板(4)与ETC天线板(1)和GPS天线板(2)之间的距离范围为1-4mm。