一种微带天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微波天线，特别是涉及电子不停车收费系统中车载电子标签的天线设计。
【背景技术】
[0002]ETC (Electronic Toll Collect1n)即电子不停车收费系统，是一种国际上普遍应用于公路、大桥和隧道的电子自动收费系统。ETC系统通过安装于车辆上的车载单元(OnBoard Unit，简称0BU)和安装在收费站车道上的路侧单元(Road-Side Unit，简称RSU)之间进行无线通信和信息交换，天线是实现该功能的重要元件。
[0003]在实际车载电子标签的应用中，一般采用微带贴片天线。车载电子标签一般安装于车内的前窗玻璃上，这样导致玻璃与天线的距离较近，即玻璃位于天线近场辐射区域内，则玻璃变成了天线结构的一部分，加上天线所处电路板上金属元器件的影响，天线的性能发生明显改变，主要体现在对天线3dB波瓣方向图的影响，而天线的3dB波瓣宽度是影响ETC系统交易区域大小的关键因素。
[0004]由于市场需求，车载电子标签发展趋于小型化，金属元器件与天线之间的空间距离越来越小，空间距离较小时，金属器件与微带天线出现互耦效应，而互耦效应会导致天线方向图发生很大变化，甚至出现虚假波瓣。而汽车前窗玻璃对天线的影响更大，由于玻璃本身是介质体，天线电磁波在穿过该介质体表面时会发生折射和反射，从而改变电磁波的辐射方向，影响天线最终的方向图特性，比如方向图主瓣发生畸变、偏移，3dB波瓣宽度变窄，从而导致交易覆盖距离变小，交易成功率下降，不利于ETC系统的实际应用。
[0005]因此，改善金属元器件、车玻璃等对车载电子标签天线的3dB波瓣宽度影响具有重要的意义。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种微带天线。该天线的微带贴片辐射的电磁波，在十字贴片及校正片上产生感应电流并发生二次辐射，对微带贴片辐射的方向图及功率分布进行重构，可以将天线的3dB波瓣宽度有效展宽10°?30°。
[0007]本实用新型的目的是提供一种微带天线，该天线包括:微带贴片，馈电网络，介质板，金属底板，十字贴片，校正片。其中微带贴片、馈电网络位于介质板上表面，金属底板位于介质板下表面，十字贴片与校正片附着在介质片上。介质片与微带贴片的垂直相对距离为2?20mm，十字贴片靠近校正片的一侧与校正片的水平相对距离为I?10mm。十字贴片是两个长方形或者一个长方形和一个正方形组成的对称或不对称十字结构，优选两个相同尺寸的长方形组成的对称十字结构，长方形的长边尺寸在10?20mm之间，长方形的宽边尺寸在I?8mm之间。校正片的形状为正方形或者长方形，优选长方形，长方形的长边尺寸在10?20mm之间，长方形的宽边尺寸在I?8mm之间。
[0008]本实用新型的有益效果在于，在车载电子标签的应用中，标签上的微带天线处于复杂的环境，尤其是车前方的玻璃，会恶化天线的方向图、功率分布，影响电子标签的正常工作。该微带天线，能够抵消车前方玻璃及周围复杂环境对天线性能的影响，展宽天线的3dB波瓣宽度，并可以适用于各种车型的车玻璃。
【附图说明】
[0009]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0010]图1为本实用新型实施例涉及的车载电子标签天线的立体图。
[0011]图2为本实用新型实施例涉及的车载电子标签天线的俯视图。
[0012]图3为本实用新型实施例涉及的车载电子标签天线的侧视图。
[0013]图4为本实用新型实施例涉及的微带天线通过车玻璃的方向图对比图。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0015]该实施例应用于车载电子标签，如图1所示，101为微带贴片，102为馈电网络，103为介质板，104为介质板下表面的金属底板，107为介质片，105为附着于介质片上的十字贴片，106为附着于介质片上的校正片，108为车载电子标签外壳。图2为本实用新型实施例涉及的车载电子标签天线的俯视图。图3为本实用新型实施例涉及的车载电子标签天线的侧视图。
[0016]调整微带天线的结构参数，对天线的性能进行优化，最终将3dB波瓣宽度展宽了25。。其中，介质片(107)与微带贴片(101)的水垂直相对距离为8.9mm，十字贴片(105)靠近校正片(106)的一侧与校正片(106)的水平相对距离为3.5mm。十字贴片(105)由两个相同尺寸的长方形构成，长方形的尺寸为14mm*4mm，校正片(106)的形状为长方形，长方形的尺寸为14mm*6mm。
[0017]其中十字贴片(105)、校正片(106)与微带贴片(101)有了良好的互耦效应，通过耦合微带贴片辐射的电磁波，在十字贴片(105)和校正片(106)上产生感应电流并发生二次辐射，对微带贴片(101)辐射的方向图及功率分布进行重构，重构后的电磁波束通过车玻璃时，再次被玻璃影响，改变传输的方向。两次对电磁波束辐射方向的重构，使得玻璃对微带贴片(101)辐射方向图的影响作用消除。通过调试十字贴片和校正片，3dB波瓣宽度能够展宽25° ο
[0018]图4为实测车载电子标签天线通过车玻璃的方向图对比图，曲线I为用于普通车载电子标签上的微带天线A，经过玻璃的方向图曲线；曲线2为本实用新型涉及的用于车载电子标签上的微带天线B，经过玻璃的方向图曲线。
[0019]曲线I可以看出，微带天线A的方向图出现很大的畸变，主瓣方向发生偏移，方向图出现明显“坑陷”，而曲线2的微带天线B的方向图，主瓣方向无偏移，方向图比较平滑，增益也比曲线I所示的天线增益大，3dB宽度明显展宽。
[0020]这表明本实用新型设计的微带天线对汽车前窗玻璃带来的方向图畸变、3dB宽带较窄，有了良好的改善作用。
【主权项】
1.一种微带天线，包括微带贴片，馈电网络，介质板，金属底板，其特征在于，该天线还包括:十字贴片，校正片，十字贴片与校正片附着在介质片上。
2.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于，所述的介质片平行位于微带贴片的正上方。
3.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于，所述的介质片与微带贴片的垂直相对距离在2?20mm之间。
4.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于，所述的十字贴片靠近校正片的一侧与校正片的水平相对距离在I?1mm之间。
5.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于，所述的十字贴片是两个长方形或者一个长方形一个正方形组成的对称或不对称十字结构，长方形的长边尺寸在10?20mm之间，长方形的宽边尺寸在I?8mm之间。
6.根据权利要求1所述的微带天线，其特征在于，所述的校正片的形状为长方形，长方形的长边尺寸在10?20mm之间，长方形的宽边尺寸在I?8mm之间。
【专利摘要】本实用新型提供一种微带天线，该天线包括：微带贴片，馈电网络，介质板，金属底板，十字贴片，校正片。其中介质片与微带贴片的垂直相对距离为2～20mm，十字贴片靠近校正片的一侧与校正片的水平相对距离为1～10mm，十字贴片是两个长方形或者一个长方形和一个正方形组成的对称或不对称十字结构，优选两个相同尺寸的长方形组成的对称十字结构。校正片的形状为正方形或者长方形，优选长方形。该天线的微带贴片辐射的电磁波，在十字贴片及校正片上产生感应电流并发生二次辐射，展宽天线的3dB波瓣宽度。改善微带贴片天线所处复杂环境，适用于各种车型的车玻璃。
【IPC分类】H01Q9-04, H01Q1-38, H01Q1-32
【公开号】CN204271253
【申请号】CN201420765561
【发明人】王永巍, 杨帆, 宁丹
【申请人】北京万集科技股份有限公司
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年12月8日