[发明专利]一种用于微波读写器的覆层天线装置

说明书

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种用于微波读写器的覆层天线装置。

背景技术

电子不停车收费系统(ETC，Electronic Toll Collection)是利用无线通信技术、自动识别技术、图像处理技术、计算机网络技术等高新技术的设备和软件所组成的先进系统，以实现车辆无需停车即可自动收取道路通行费用。

ETC系统由路边读写设备RSU、车载单元OBU、地感线圈、自动栏杆机、车辆检测器、费额显示器、稽核系统等几大部分组成。ETC系统是通过路边单元与车载单元进行相互通信和信息交换，以达到对车辆的自动识别，并自动从该用户的专用帐户中扣除通行费，从而实现自动收费的系统。ETC系统的基本流程是：在预定范围内设置减速板、栏杆等装置限制车辆速度；车辆驶入高速公路入口处时，ETC系统通过车载电子标签中的交通卡自动记录该车的车型、牌照、入口时间和地点；到出口处时该系统读到这些数据并同时生成需付费金额，迅速在交通卡中自动扣除。

随着ETC系统在高速公路的广泛应用以及国家电子收费专用短程通信标准GB/T20851-2007的发布，ETC系统中的RSU天线的性能也需要不断发展、完善及提高。现有ETC系统中的RSU天线主要采用微带阵列天线的形式，通过合适的馈电网络来对天线单元组阵，使天线方向性增强。目前大部分厂家采用八单元的天线阵列，也有部分厂商采用十六单元的阵列。但采用微带阵列形式不仅需要设计复杂的馈电网络，而且主瓣波束较宽，副瓣电平较高，易造成邻道干扰问题。

发明内容

本发明实施例提供一种用于微波读写器的覆层天线装置，较好的辐射效率、较窄的波束、较高的增益、有效的抑制副瓣，馈电结构易于生产，使天线整体适合大批量生产，有很好的市场前景。

本发明实施例提供一种用于微波读写器的覆层天线装置，其特征在于，包括：圆极化辐射贴片、阻抗变换线、微带馈线、介质基板、接地板以及频率选择表面覆层；

所述圆极化辐射贴片蚀刻在所述介质基板上表面的中心位置，并通过所述阻抗变换线与所述微带馈线相连接；所述接地板蚀刻在所述介质基板的下表面，所述频率选择表面覆层位于所述圆极化辐射贴片的正上方；

所述圆极化辐射贴片为方形，所述方形的边长为13mm-15.5mm，所述贴片分别与两根阻抗变换线连接，所述贴片与两根阻抗变换线的连接点分别位于所述方形不同的边上；

所述频率选择表面覆层的下表面蚀刻着64个方形金属单元，所述方形金属单元为8×8阵列均匀排布，阵列中心的所述方形金属单元的面积最大，从中心向四周的所述方形金属单元的面积逐渐变小。

进一步的，所述方形金属单元中面积最大的单元的边长为13mm-15mm。

再进一步的，所述阻抗变换线的特性阻抗为70Ω～90Ω。

更进一步的，所述频率选择表面覆层的下表面通过绝缘支架支撑在所述圆极化辐射贴片的上方。

又进一步的，所述介质基板与所述频率选择表面覆层均采用聚四氟乙烯材料。

本发明实施例提供的一种用于微波读写器的覆层天线装置，采用了一个圆极化辐射贴片，不需要设计复杂的馈电网络，简化了设计难度。采用了频率选择表面覆层与接地板，构成了F-P谐振腔，使圆极化辐射贴片辐射出的电磁波透过谐振腔后同相叠加，使天线具备较好的增益特性；谐振腔使天线辐射特性有所改善，副瓣有所降低，有效解决邻道干扰问题。采用的覆层表面刻蚀方形阵列均匀排布的方形金属单元，方形金属单元的面积二维渐变，实用频段宽，旁瓣电平低，方向性较强；方向金属单元和馈电结构都较简单，有很好的市场前景。

附图说明

图1为本发明提供的用于微波读写器的覆层天线装置的实施例的整体结构示意图；

图2为本发明提供的用于微波读写器的覆层天线装置的实施例的圆极化辐射贴片的结构示意图；

图3为本发明提供的用于微波读写器的覆层天线装置的实施例的频率选择表面覆层结构示意图；

图4为本发明提供的用于微波读写器的覆层天线装置的实施例的输入端反射系数仿真图；

图5为本发明提供的用于微波读写器的覆层天线装置的实施例的增益辐射方向图；

图6为本发明提供的用于微波读写器的覆层天线装置的实施例的轴比仿真图。

具体实施方式