一种四频段定向性车载天线

本发明涉及天线，具体为一种四频段定向性车载天线。

背景技术：

1、近年来随着无线通信标准的不断发展，多频段已经成为了越来越多电子设备所需要具备的必备要求。以此同时，汽车作为出行的交通工具，也在不断的推陈出行以不断满足人们日益增长的驾乘体验。在关注出行安全的同时还需要兼顾人们的娱乐需求，因此汽车电子设备中被引入越来越多的无线功能，如：wifi、蓝牙、全球导航定位、v2x等。考虑到外观因素，这些通信天线往往需要被设计成具有小体积的平面结构以方便安装，同时也能够降低成本。

技术实现思路

1、本发明的目的就是提供一种四频段定向性车载天线，它可以在四种不同频段展现出不同波束特性，能满足不同频段的辐射性能。

2、本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有金属地板和贴设在金属地板上表面的介质基板，所述天线还包括有开槽辐射贴片单元、同轴馈电结构和两个t形单极子枝节；

3、开槽辐射贴片单元，平行于金属地板且设置在介质基板的上表面；

4、同轴馈电结构，其内导体与开槽辐射贴片单元连接，其外导体与金属地板连接；

5、两个t形单极子枝节相对且等间隙的设置在开槽辐射贴片单元的两侧，用于激励起圆形贴片两端边沿的等效磁流。

6、进一步，所述开槽辐射贴片单元为圆形贴片，在圆形贴片的圆周边缘开设有四个l形槽。

7、进一步，所述t形单极子枝节均包括有一个短接柱和一个弧形的水平臂，所述短接柱的一端与水平臂接触，另一端与地面连接；

8、所述两个弧形水平臂相对的位于圆形贴片的两侧，且与圆形贴片的圆周平行。

9、进一步，所述四个l形槽分别为第一l形槽、第二l形槽、第三l形槽和第四l形槽；

10、第一l形槽和第二l形槽大小相等，与其中一个水平臂的两端位置对应；第三l形槽和第四l形槽大小相等，与另一个水平臂的两端位置对应；

11、所述第一l形槽和第二l形槽关于天线的中心轴x轴对称，第三l形槽和第四l形槽关于天线的中心轴x对称；所述第一l形槽和第三l形槽关于天线的另一条中心轴y对称，所述第二l形槽和第四l形槽关于天线的另一条中心轴y对称。

12、进一步，所述第一l形槽和第二l形槽均包括有第一矩形条带和第一弧形条带，第一矩形条带的一端开设于圆形贴片的圆周边缘处，另一端伸入圆形贴片内且与第一弧形条带的一端连接；

13、所述第三l形槽和第四l形槽均包括有第二矩形条带和第二弧形条带，第二矩形条带的一端开设于圆形贴片的圆周边缘处，另一端伸入圆形贴片内且与第二弧形条带的一端连接。

14、进一步，所述第一矩形条带和第二矩形条带的长度均为3.85mm，宽度g1为0.4mm；所述第一弧形条带的宽度g2为0.85mm，长度为11deg；所述第二弧形条带的宽度g2为0.85mm，长度为9deg。

15、进一步，所述弧形水平臂与开槽辐射贴片单元之间的间隙为0.15mm。

16、进一步，所述介质基板材料为rogers/duroid 5880，相对介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009，所述介质基板与所述金属地板具有相同的尺寸，所述介质基板的尺寸长度和宽度均为80mm。

17、进一步，所述水平臂的宽度w为2mm，长度为84deg，a1：42deg；所述短接柱的直径为2mm，r2：1mm，高度为3mm，所述圆形贴片的半径r1为15.4mm，所述l形槽与x轴的夹角a1为43deg。

18、由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

19、1、本发明通过一对接地金属柱用于产生一组等效磁流，这一组等效磁流关于中心对称，因此能够形成具有较高增益值的定向倾斜双波束。

20、2、本发明通过切割的l形槽能够改变圆形贴片的高次模的表面电流分布，重塑不规则形状的锥形波束，使其形成定向倾斜辐射的双波束；同时l形槽的引入能够增加电流的路径从而降低高频的谐振频率。

21、3、本发明的天线与传统的单极子天线相比，结合了微带天线的低剖面优势，剖面高度为0.024λg，λg表示最低频谐振频率处所对应的波长值，辐射体直径为r:0.29λg，易于加工集成，良好的定向辐射特性，增益峰值高达9.55dbi。

22、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

技术特征：

1.一种四频段定向性车载天线，包括有金属地板和贴设在金属地板上表面的介质基板，其特征在于，所述天线还包括有开槽辐射贴片单元、同轴馈电结构和两个t形单极子枝节；

2.如权利要求1所述的四频段定向性车载天线，其特征在于，所述开槽辐射贴片单元为圆形贴片，在圆形贴片的圆周边缘开设有四个l形槽。

3.如权利要求2所述的四频段定向性车载天线，其特征在于，所述t形单极子枝节均包括有一个短接柱和一个弧形的水平臂，所述短接柱的一端与水平臂接触，另一端与地面连接；

4.如权利要求2所述的四频段定向性车载天线，其特征在于，所述四个l形槽分别为第一l形槽、第二l形槽、第三l形槽和第四l形槽；

5.如权利要求4所述的四频段定向性车载天线，其特征在于，所述第一l形槽和第二l形槽均包括有第一矩形条带和第一弧形条带，第一矩形条带的一端开设于圆形贴片的圆周边缘处，另一端伸入圆形贴片内且与第一弧形条带的一端连接；

6.如权利要求5所述的四频段定向性车载天线，其特征在于，所述第一矩形条带和第二矩形条带的长度均为3.85mm，宽度g1为0.4mm；所述第一弧形条带的宽度g2为0.85mm，长度为11deg；所述第二弧形条带的宽度g2为0.85mm，长度为9deg。

7.如权利要求3所述的四频段定向性车载天线，其特征在于，所述弧形水平臂与开槽辐射贴片单元之间的间隙为0.15mm。

8.如权利要求1所述的四频段定向性车载天线，其特征在于，所述介质基板材料为rogers/duroid 5880，相对介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009，所述介质基板与所述金属地板具有相同的尺寸，所述介质基板的尺寸长度和宽度均为80mm。

9.如权利要求3所述的四频段定向性车载天线，其特征在于，所述水平臂的宽度w为2mm，长度为84deg，a1：42deg；所述短接柱的直径为2mm，r2：1mm，高度为3mm，所述圆形贴片的半径r1为15.4mm，所述l形槽与x轴的夹角a1为43deg。

技术总结
一种四频段定向性车载天线，包括有金属地板、介质基板、开槽辐射贴片单元、同轴馈电结构和两个T形单极子枝节。开槽辐射贴片单元为圆形贴片，在圆形贴片的圆周边缘开设有四个L形槽，L形槽能够改变圆形贴片的高次模的电流分布，重塑不规则形状的锥形波束，使其形成定向倾斜辐射的双波束；同时L形槽的引入能够增加电流的路径从而降低高频的谐振频率。两个T形单极子枝节相对且等间隙的设置在开槽辐射贴片单元的两侧，用于激励起圆形贴片两端边沿的等效磁流，这一组等效磁流关于中心对称，因此能够形成具有较高增益值的定向倾斜双波束。

技术研发人员：李梅,张春丽,唐明春
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13