[发明专利]一种共面集成的GPS/ITS天线

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术的终端天线技术领域，特别涉及一种共面集成的GPS/ITS天线。

背景技术

随着无线通信技术的迅猛发展，在现代生活中各种各样的通信服务变得相互关联、相辅相成。为了提高终端天线空间资源的有效利用率，用户终端需要将多种服务集成在同一天线上。由于不同通信服务对方向图和极化的要求不同，传统的单端口馈电的多频天线并不能满足多功能天线的需求。一个典型例子是车载多功能天线，它既产生一个对应卫星定位系统的圆极化方向图，又提供一个对应陆地移动通信服务的垂直极化全向方向图。这是因为许多陆地移动通信服务需要通过全球定位系统(GPS)来获知车辆所在位置。

智能交通系统(ITS)收集高速公路上的车辆信息来实施交通指挥和控制，达到减少堵塞时间、降低交通事故、出行便捷及保护环境的目的。智能交通系统发展潜力巨大，将引领我国交通管理体制与模式的变革，是我国交通管理走上信息化、智能化、高效化、社会化的必然选择。目前，中国和美国已经将5.8GHz频段分配给ITS的短距离通信服务(DSRCS)。而在英国，全球无线接入技术(WiMAX)未授权的5.470-5.725GHz频段也被认为ITS有可能的候选频段。根据电气和电子工程师协会(IEEE)的标准，ITS服务必须通过全球定位系统(GPS)授时，从而获得同步时钟。因此，汽车电子市场对研发结构简单紧凑、低成本的GSP/ITS多功能天线有着迫切需求。

GPS全球定位系统是美国第二代卫星导航系统，被普遍用于消费类电子产品中，如手机和个人数据助理(PDA)设备上。车载GSP导航系统为近年发展迅速，已经成为汽车市场的标准配备。GSP用户终端中最重要的接收部件即为GPS天线，其性能的好坏将直接决定GPS终端的收发性能。传统的GPS天线常采用四壁螺旋结构，伸出四个螺旋金属臂作为天线使用。四壁螺旋天线的体积庞大，剖面高，即不适合用于车载天线中，也不利于同ITS天线集成。因此，目前迫切需要本领域技术人员解决的一个技术问题就是：如何能够创新地提出一种新型的GPS/ITS多功能天线，来满足车载ITS服务的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种共面集成的GPS/ITS天线，同时面向全球定位系统(GPS)和智能交通系统(ITS)的应用，满足终端天线制作工艺简单、低成本、低剖面的要求。

为了解决上述问题，本发明公开了一种共面集成的GPS/ITS天线，包括正方形微波介质基板(1)、方形环贴片(2)、正方形贴片(3)、地板(4)、微带馈电(5)、短路通孔(6)、中心馈电探针(7)、GPS信号馈电端口(8)和ITS信号馈电端口(9)，所述的圆形微波介质基板(1)为聚四氟乙烯材料，介电常数为2.65，损耗正切角为0.002，厚度为3mm，大小为100mm×100mm，基板双面覆铜的厚度均为0.07mm。

优选的，所述的正方形贴片(3)位于微波介质基板(1)上表面的中心，其被方形环贴片(2)均匀包围，正方形贴片(3)和方形环贴片(2)之间刻蚀有缝隙。

优选的，所述的微带馈线(5)的终端通过短路通孔(6)与地板(4)短路连接。

优选的，所述的GPS信号馈电端口(8)的一端与上表面的微带馈线(5)相接，另一端与地板(4)相接。

优选的，所述的ITS信号馈电端口(9)的一端通过中心馈电探针(7)与上表面的正方形贴片(2)相连，另一端与地板(4)相接。

优选的，GPS天线和ITS天线的集成通过采用了普通的印刷电路双层板来实现，并且天线的所有结构都是共面的。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供一种共面集成的GPS/ITS天线，同时面向全球定位系统(GPS)和智能交通系统(ITS)的应用，满足终端天线制作工艺简单、低成本、低剖面的要求。所述天线限制在空间体积55×55×3mm³内，非常适合安置在交通设备的顶部。该共面集成的GPS/ITS多功能天线即可以产生一个满足GPS L2频段(1.227GHz)的右旋圆极化信号，又能够提供覆盖ITS服务5.8GHz频段的垂直极化全向方向图。实现中仅采用了普通的印刷电路双层板，制作工艺简单、成本低，并且天线的所有结构都是共面的，非常适合安置在交通设备的顶部。

同时，本发明提供的共面集成的GPS/ITS多功能天线的设计方法，不仅可以GPS/ITS服务中，也可以应用于移动通信其它多功能天线的设计中，相应根据业务工作频率调整所述天线的尺寸。