[实用新型]窄波束微带圆极化阵列天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种窄波束微带圆极化阵列天线。

背景技术

ETC（Electronic Toll Collection，电子不停车收费）系统是目前国际上主要研究和推广的自动电子收费系统，适用于高速公路以及交通繁忙的桥梁隧道环境下的车辆收费解决方案。RSU（Roadside Unit，路侧设备）是ETC系统的标准配件，一般安装收费站的车道上。当车辆通过ETC车道时，OBU（On Board Unit，车载单元）与RSU通过天线发射和接收射频信号，不需停车即可完成ETC收费，从而提高汽车通行速度，有效解决交通堵塞问题。

在ETC系统的通信过程中，窄波束的阵列天线保证了RSU对道路路面的有效覆盖；低副瓣保证了RSU不会与相邻车道的车辆进行通信；低背瓣保证了RSU不会与背向车道的车辆进行通信。因此，具有低副瓣低背瓣特性的窄波束微带圆极化低阵列天线是实现ETC收费系统的重要元件。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种窄波束低副瓣低背瓣微带圆极化阵列天线及ETC系统，以实现微带圆极化阵列天线有效地应用于ETC系统。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种窄波束微带圆极化阵列天线，包括：

天线阵列，和与所述天线阵列连接的馈电网络，所述天线阵列包括至少24个天线阵元，所述天线阵列中的每一行围绕天线阵列的列中心线对称分布，每一行在天线阵列的中心线的两边分别分布至少两个天线阵元，所述馈电网络包括天线端口、阵元端口和微带阻抗变换线。

所述天线阵元采用非对称方式分布，各个方形的天线阵元采用切等边直角三角形的方式实现微扰。

位于同一行的天线阵元之间的距离为0.7倍传输线波长。

各天线阵元的馈电处激励幅度按照道尔夫—切比雪夫公式分布，各天线阵元的馈电处激励幅度相位差为零。

所述馈电网络为串联馈电和并联馈电相结合的馈电网络。

所述馈电网络包括一个天线端口和24个阵元端口，每个阵元端口分别连接一个天线阵元，通过所述微带阻抗变换线将天线端口与各个阵元端口进行连接，通过所述微带阻抗变换线将各个阵元端口之间进行连接。

所述24个阵元端口分成四行设置，在第一行和第四行在所述天线端口的两边分别对称设置的2个阵元端口，在第二行和第三行在所述天线端口的两边分别对称设置的4个阵元端口。

所述第一行、第二行、第三行和第四行中的所述天线端口的右边设置的各个阵元端口分别组成一个端口组，所述第一行、第二行、第三行和第四行中的所述天线端口的左边设置的各个阵元端口分别组成一个端口组，每个端口组中的各个阵元端口互相串联，不同端口组之间互相并联。

所述馈电网络的各阵元端口的阻抗为75欧姆，天线端口阻抗为50欧姆。

所述天线应用在电子不停车收费系统中的路侧设备中。

由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的窄波束微带圆极化阵列天线具有增益大、波束窄、低副瓣、低背瓣，该天线性能指标高，符合ETC路侧设备的要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种窄波束微带圆极化阵列天线的具体结构示意图，图中，天线阵元11，馈电网络12；

图2本实用新型实施例提供的一种天线阵元的平面示意图；

图3本实用新型实施例提供的一种馈电网络的结构示意图，图中，天线端口A，24个阵元端口B1-B24；

图4本实用新型实施例提供的窄波束微带圆极化阵列天线的实测性能示意图。

具体实施方式

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

本实用新型实施例提供的一种窄波束微带圆极化阵列天线的具体结构示意图如图1所示，包括：天线阵列，和与所述天线阵列连接的馈电网络，所述天线阵列包括至少24个天线阵元，所述天线阵列中的每一行围绕天线阵列的列中心线对称分布，每一行在天线阵列的中心线的两边分别分布至少两个天线阵元。在图1中，示例性的在每一行中的第一个天线阵元上加上了附图标记，将各个行中其它天线阵元的附图标记省略了。所述馈电网络包括天线端口、阵元端口和微带阻抗变换线。

所述天线阵元采用非对称方式分布，位于同一行的各个天线阵元之间的距离为0.7倍传输线波长。天线阵元单元采用集成共面微带线网络馈电，馈电网络采用串联馈电结合并联馈电的方式。