CN211829211U - 一种用于智能交通系统的微带天线阵列 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于智能交通系统的微带天线阵列，包括微带天线单元、去边缘效应天线单元、介质基板和金属接地板。微带天线单元包括子阵元、连接微带线、1/4波长微带线和阻抗匹配微带线。子阵元通过连接微带线连接，1/4波长微带线与连接微带线串联，阻抗匹配微带线与1/4波长微带线并联。去边缘效应天线单元与微带天线单元形状相同。介质基板包括第一表面和第二表面。微带天线单元和去边缘效应天线单元沿非辐射边方向按预设的间距平行设置于介质基板的第一表面，去边缘效应天线单元设置于微带天线阵列的两侧，金属接地板设置于介质基板的第二表面。上述微带天线阵列能优化天线性能，确保各微带天线单元的工作环境一致，提高测距精度和测角精度。

Description

一种用于智能交通系统的微带天线阵列

技术领域

本申请涉及微带天线技术领域，特别是涉及一种用于智能交通系统的微带天线阵列。

背景技术

微带天线凭借其特有重量轻、体积小、成本低、易于共形和集成等优势，适用于航空、车载、智能交通等领域的应用需求。在智能交通系统中，天线的主要作用是采集交通信息，通过辐射和接收信号实现测角、测距、测速等功能。微带天线阵列是指由多个微带天线单元组成的，具有角度信息采集和距离信息采集功能的天线阵，通过处理天线阵接收到的信号，可实现测量多个目标的角度、距离、速度等信息。

微带天线阵列的角度和距离测量精度与组成微带天线阵列的微带天线单元的方向图、最大增益方向以及增益性能等密切相关。在微带天线阵列中，微带天线单元间的耦合在一定程度上会影响微带线单元和微带天线阵列的匹配特性和空间辐射特性。具体来说，微带天线单元之间的电磁耦合现象往往会在地平面上感应出较大的地电流，使微带天线单元之间具有较高的互耦，影响输入阻抗、辐射特性方向图等天线特性参数。而处于微带天线阵列两侧的微带天线单元由于其两侧的电磁边界条件与其他微带天线单元不一致，使其工作环境与其他位于微带天线阵列内侧的微带天线单元不一致，因此位于两侧的微带天线单元与位于内侧的微带天线单元的辐射性能间存在差异。这种差异使微带天线阵列在测量速度、角度和距离信息的信号时，从两侧的微带天线单元引入干扰信号，影响后期的信号处理流程，导致测距结果和测角结果的精度降低。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供能够避免因微带天线单元工作环境差异而引入干扰信号的微带天线阵列。

一种用于智能交通系统的微带天线阵列，包括微带天线单元、去边缘效应天线单元、介质基板和金属接地板。微带天线单元包括子阵元、连接微带线、1/4 波长微带线和阻抗匹配微带线，子阵元通过连接微带线连接，1/4波长微带线与连接微带线串联，阻抗匹配微带线与1/4波长微带线并联。去边缘效应天线单元与微带天线单元形状相同。介质基板包括第一表面和与第一表面相对的第二表面。微带天线单元和去边缘效应天线单元沿非辐射边方向按预设的间距平行设置于介质基板的第一表面，去边缘效应天线单元设置于微带天线阵列的两侧，金属接地板设置于介质基板的第二表面。

其中一个实施例中，阻抗匹配微带线为2条，分别设置在所述微带线的两侧。

其中一个实施例中，阻抗匹配微带线垂直于1/4波长微带线设置。

其中一个实施例中，在介质基板的第二表面上，对应微带天线单元设置独立的金属接地板。

其中一个实施例中，微带天线单元的子阵元线性排布。

其中一个实施例中，微带天线单元的子阵元的形状相同。

上述用于智能交通系统的微带天线阵列，以预设的间距平行设置多个形状相同的微带天线单元和去边缘效应天线单元，并将去边缘效应天线单元设置在微带天线阵列的两侧，可保证各微带天线单元的工作环境相同；通过设置阻抗匹配微带线和1/4波长微带线，可调整微带天线单元匹配阻抗，优化微带天线单元和微带天线阵列的性能。上述微带天线阵列能够优化天线性能，确保微带天线阵列中各微带天线单元的工作环境一致，提高微带天线阵列的测距精度和测角精度。

附图说明

图1为一个实施例中微带天线单元的结构示意图；

图2为一个实施例中微带天线阵列的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

一种用于智能交通系统的微带天线阵列，包括微带天线单元、去边缘效应天线单元、介质基板和金属接地板。

如图1所示，微带天线单元包括子阵元1、连接微带线2、1/4波长微带线3 和阻抗匹配微带线4。子阵元1通过连接微带线2连接，1/4波长微带线3与连接微带线2串联，阻抗匹配微带线4与1/4波长微带线3并联。去边缘效应天线单元与微带天线单元形状相同。介质基板包括第一表面和与第一表面相对的第二表面。微带天线单元和去边缘效应天线单元沿非辐射边方向按预设的间距平行设置于介质基板的第一表面，去边缘效应天线单元设置于微带天线阵列的两侧，金属接地板设置于介质基板的第二表面。

1/4波长微带线用于实现阻抗实部的匹配，阻抗匹配微带线用于实现阻抗的虚部匹配

上述用于智能交通系统的微带天线阵列，以预设的间距平行设置多个形状相同的微带天线单元和去边缘效应天线单元，并将去边缘效应天线单元设置在微带天线阵列的两侧，可保证各微带天线单元的工作环境相同；通过设置阻抗匹配微带线和1/4波长微带线，可分别匹配阻抗虚部和阻抗实部，优化微带天线单元和微带天线阵列的性能。上述微带天线阵列能够优化天线性能，确保微带天线阵中各微带天线单元的工作环境一致，提高微带天线阵列的测距精度和测角精度。此外，微带天线单元的子阵元的形状和尺寸、子阵元之间的间距、连接微带线的宽度等都可根据需要设计，从而可设计微带天线阵列的辐射波型。

其中一个实施例中，阻抗匹配微带线为2条，分别设置在所述微带线的两侧。本实施例采用双分支匹配微带线实现阻抗虚部匹配，可避免单分支匹配枝节接入匹配网络的位置随天线的阻抗而发生改变，不能预先确定的缺点，使阻抗匹配微带线适用于各种天线。

其中一个实施例中，阻抗匹配微带线垂直于1/4波长微带线设置。本实施例采用并联开路微带线，可以更好的实现纯电抗。

其中一个实施例中，如图2所示，在介质基板的第二表面上，对应微带天线 501、502、503和504分别设置独立的金属接地板601、602、603和604。本实施例为微带天线阵列中的各个微带天线单元设置单独的金属接地板，使集成在同一片介质基板上的微带天线单元有着各自的地平面。这种分离式地平面结构可以有效地切断各微带天线单元的地平面之间的传导电流，提高微带天线单元之间的隔离度，改善微带天线阵列的辐射方向图。

其中一个实施例中，微带天线单元的子阵元线性排布，可以获得需要的天线方向特性。

其中一个实施例中，微带天线单元的子阵元的形状相同，可简化设计制造过程。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种用于智能交通系统的微带天线阵列，其特征在于包括微带天线单元、去边缘效应天线单元、介质基板和金属接地板，

所述微带天线单元包括子阵元、连接微带线、1/4波长微带线和阻抗匹配微带线，所述子阵元通过所述连接微带线连接，所述1/4波长微带线与所述连接微带线串联，所述阻抗匹配微带线与所述1/4波长微带线并联；

所述去边缘效应天线单元与所述微带天线单元形状相同；

所述介质基板包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；

所述微带天线单元和所述去边缘效应天线单元沿非辐射边方向按预设的间距平行设置于所述介质基板的所述第一表面，所述去边缘效应天线单元设置于所述微带天线阵列的两侧，所述金属接地板设置于所述介质基板的所述第二表面。

2.根据权利要求1所述的微带天线阵列，其特征在于，所述阻抗匹配微带线为2条，分别设置在所述微带线的两侧。

3.根据权利要求1所述的微带天线阵列，其特征在于，所述阻抗匹配微带线垂直于所述1/4波长微带线设置。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的微带天线阵列，其特征在于，在所述介质基板的所述第二表面上，对应所述微带天线单元设置独立的所述金属接地板。

5.根据权利要求1所述的微带天线阵列，其特征在于，所述微带天线单元的所述子阵元线性排布。

6.根据权利要求1所述的微带天线阵列，其特征在于，所述微带天线单元的所述子阵元的形状相同。

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