专利名称：多义性路径识别系统中的天线阵列的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种天线阵列，尤其是涉及一种应用于多义性路径识别中的天线阵列。
背景技术：
多义性路径识别系统由车载设备(On-Board Units,简称0BU)和路边设备 (Road-side Units，简称RSU)以及OBU读出设备组成。多义性路径识别系统用于实现收集车辆行驶路线的功能，为收费公路的收益分配提供了依据。天线作为多义性路径识别系统中的无线电信号接收和发射的终端，具有两方面的作用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，以满足多义性路径识别系统在预定区域内的通信要求。由于多义性路径识别系统中的OBU的应用环境是在行驶的汽车内，电磁环境较复杂，为了提高系统识别能力和稳定性，系统需要RSU将通信区域控制在合理的范围，而且有必要增加通信区域内无线信号的强度。具体来说，在多义性路径识别系统中，通常希望系统的通信区域覆盖整个车道宽度，但是又不能发散得过宽，以避免干扰发生。另外，在通信区域内，多义性路径识别系统发送和接收到的无线信号需要有足够的强度，以保证系统的识别能力。在专利号为ZL200720122295.5的中国实用新型专利中，提供了一种路面天线装置及其阵列，该装置包括一壳体，固定于地面上，其强度足以承受行驶于其上的车辆的碾压；至少一天线机构，置于该壳体内；至少一射频端口，设于该壳体上，各射频端口对应于一天线机构，用于将天线结构与外部设备连接。这些天线装置横向地安装在车辆行驶的路面中和/或纵向地安装于车辆行驶的路面旁/两个车道之间。然而，如何合理高效地在路边设备RSU中布置天线阵列以实现更好的通信范围和信号强度对于多义性路径识别系统来说仍然是需要提高的。
实用新型内容为了使多义性路径识别系统具有合理的通信区域和更高的识别能力，本专利提出了一种新的用于多义性路径识别系统中的天线阵列。根据本实用新型的一方面，提供了一种在多义性路径识别系统中使用的天线阵列，所述天线阵列包括η行和m列的天线单元，n、m为自然数，所述天线阵列悬挂于道路上方，所述天线阵列的横向尺寸与多义性路径识别系统所要求的近场通信宽度相当。优选地，所述近场通信宽度等于道路宽度。优选地，所述天线单元是螺旋天线、线极化喇叭天线和圆极化喇叭天线中的一种。优选地，所述天线阵列的天线单元之间的行间距和列间距的大小在35cm 140cm 之间。优选地，所述天线阵列是具有2行8列的天线单元，天线单元之间的行间距为51cm，列间距为70cm。优选地，所述天线阵列被悬挂于道路上方5m 6m的高度。优选地，所述天线阵列的工作频率为433MHz。本实用新型的有益效果通过对天线阵列近场和远场特性的合理利用，使得通信区域无论是远还是近，都有一个合理的覆盖范围，在覆盖范围内不存在盲点、盲区。与单个天线相比，天线阵列的增益可以高很多，使通信区域内的无线信号强度增加，提高了系统的识别能力和稳定性。
图1是本实用新型实施例的天线阵列的构造的示意图。图2是根据本实用新型的优选实施例的天线阵列的构造的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图来对本实用新型进行详细说明。应理解，虽然在以下的说明示意性地描述根据本实用新型实施例的多义性路径识别系统中的天线阵列的布局形式，但是本实用新型不限于以下的实施方式。如图1所示，本实用新型的应用于多义性路径识别系统的路边设备(RSU)的天线阵列包括η行，每行具有m列。这里，n、m都是自然数。在图1中，天线阵列的每一行的天线单元之间的间距表示为a，每列的天线单元之间的间距表示为b，每个天线单元由标号10 表示。根据本实用新型的实施例的天线阵列的工作频率在433MHz附近。当然，根据实际设计需要，也可采用其他的工作频率。天线阵列通过特制的支架被悬挂于车道上方。优选地， 天线阵列被悬挂于车道上方5 6m的高度。这样，可以使天线阵列的信号覆盖范围和强度符合多义性路径识别系统的要求。天线单元10可以选取适合应用需求的多种形式的天线。例如，在本实施例中，可选用螺旋天线作为天线阵列的天线单元10。当然，可根据实际应用采用各种类型的天线单元10。例如，在另外的实施例中，可采用线极化喇叭天线、圆极化喇叭天线或其他形式的天线来作为天线单元10。为了实现最佳的通信范围以及信号质量，天线单元行间距a、天线单元列间距b和天线单元10的数目可根据实际应用需求增减。例如，可根据车道的宽度不同和需要的通信范围来设置行间距a和列间距b。为了保证天线阵列的增益并实现适当的半功率波瓣宽度， 每个天线单元10之间的行间距a和列间距b通常设置在35cm 140cm之间。根据本实用新型，天线单元列间距b乘以天线阵列的列数，即天线阵列的每一行的长度(以下称为阵列横向尺寸L)与车道的宽度(即，要求的天线阵列的近场通信区域宽度)相当，这样，距离天线阵列较近的区域处于天线阵列的近场区域。也就是说，近场区域的通信区域的宽度与天线阵列横向尺寸L相当。图2示出了根据本实用新型的天线阵列的一个优选实施方式。在该实施方式中， 采用16个天线单元10来组成2行8列的天线阵列，天线单元行间距a为51cm，天线单元列间距b设置为70cm。在本实施例中，天线单元采用的是螺旋天线单元，极化方式为右旋圆极化。具体地，该天线单元的部分性能指标在下面的表1中示出。
权利要求1.一种多义性路径识别系统中的天线阵列，包括η行和m列的天线单元，n、m为自然数，其特征在于天线阵列悬挂于道路上方，所述天线阵列的横向尺寸与多义性路径识别系统所要求的近场通信宽度相当。
2.如权利要求1所述的天线阵列，其特征在于所述近场通信宽度等于车道宽度。
3.如权利要求1所述的天线阵列，其特征在于所述天线单元是螺旋天线、线极化喇叭天线和圆极化喇叭天线中的一种。
4.如权利要求1所述的天线阵列，其特征在于所述天线阵列的天线单元之间的行间距和列间距在35cm 140cm之间。
5.如权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，所述天线阵列具有2行8列的天线单元，天线单元之间的行间距为51cm，列间距为70cm。
6.如权利要求1-5中的任意一个所述的天线阵列，其特征在于，所述天线阵列被悬挂于道路上方5m 6m的高度。
7.如权利要求1-5中的任意一个所述的天线阵列，其特征在于，所述天线阵列的工作频率为433MHz。
专利摘要本实用新型提供了一种多义性路径识别系统中的天线阵列，包括n行和m列的天线单元，n、m为自然数，所述天线阵列通过支架悬挂于道路上方，所述天线阵列的横向尺寸与多义性路径识别系统所要求的近场通信宽度相当。通过对天线阵列近场和远场特性的合理利用，使得通信区域无论是远还是近，都有一个合理的覆盖范围，在覆盖范围内不存在盲点、盲区。与单个天线相比，天线阵列的增益可以高很多，使通信区域内的无线信号强度增加，提高了系统的识别能力和稳定性。
文档编号H01Q21/00GK202275954SQ201120332140
公开日2012年6月13日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者崔小龙, 徐根华, 李兴锐, 殷忠良 申请人:深圳市金溢科技有限公司