[发明专利]一种高增益低剖面的车载天线

说明书

本发明公开了一种高增益低剖面的车载天线，包括金属抛物反射面及设置在金属抛物反射面内的第一天线、第二天线及第三天线，所述金属抛物反射面设置在汽车车顶，第一天线设置在金属抛物反射面内的焦点位置，第二天线包括水平极化天线单元，第三天线由两个垂直极化的印刷式单极子天线单元、功率分配器及连接两个天线单元的中和线结构构成，第一天线与第二天线通过所述金属抛物反射面实现增益的显著提高，第三天线通过组成小阵列实现辐射方向的控制并提高水平方向的增益提升，而且天线整体的剖面低。

技术领域

本发明涉及无线移动通信领域，具体涉及一种高增益低剖面的车载天线。

背景技术

近年来，随着电信通信行业的快速发展，各运营商各种网络通信制式的通信信令交互日益密集，其在时域高度密集、频域严重重叠，对于通信设备来说也提出了越多越高的要求。而天线是移动通信设备的一个重要组成部分，很大程度上影响了整个通信设备的性能。例如车载测向系统，一般采用的是外置式天线。由于其设备的特殊性，对于增益要求比较高，与一般的应用于移动通信频段的天线不一样，常见的鲨鱼鳍天线或者是鞭状天线不具备高增益的特性，不能满足该类系统对性能的要求。对于天线来说性能与其尺寸是显著相关的，但是由于美观以及对于隐蔽性的要求，天线的的剖面高度应该尽可能地小。

此外，车载外置天线的工作环境一般为车顶，金属车顶存在反射效应，会使得辐射方向图偏离水平方向，导致水平方向上增益偏低。现有的车载外置天线一般为单极化天线全向辐射天线，或者是单极化定向辐射天线，一般在垂直面上存在信号盲区。

发明内容

为了实现满足车载测向系统类产品对外置天线的需求，本发明提供一种高增益低剖面的车载天线。

本发明的天线主要包括通过使用双极化的天线实现不同角度的区域互相补充与加强，避免了信号盲区的存在。采用抛物反射面实现高增益性能，减少了PCB结构的数量，一方面使得结构更加的简单，加工成本更低，更易于加工，另一方面避免了由于引入其他PCB结构带来的能量的损耗，例如功率分配器。辐射结构与辐射性能的独立使得当需要对天线性能进行调整的时候，可以仅更换金属抛物反射面，更加的方便与低成本。

本发明采用如下技术方案：

一种高增益低剖面的车载天线，包括金属抛物反射面及设置在金属抛物反射面内的第一天线、第二天线及第三天线，所述金属抛物反射面设置在汽车车顶，所述第一天线设置在金属抛物反射面内的焦点位置，所述第二天线通过绝缘体支撑柱水平放置，所述第一天线为工作在频段1710MHz-2690MHz的垂直极化天线单元，所述第二天线包括工作在频段为825MHz-960MHz及1710MHz-2690MHz的水平极化天线单元，所述第三天线由两个垂直极化的印刷式单极子天线单元、功率分配器及连接两个天线单元的中和线结构构成，所述功率分配器的输出端分别与两个印刷式单极子天线单元连接，功率分配器的输入端接信号源。

第二天线水平放置的高度为中心工作频率的三分之一个波长，所述第三天线距离第一天线为中心工作频率的三分之一个波长。

所述第一天线及第三天线分别通过PCB结构固定在金属抛物反射面上。

所述第一天线具体为改进后的椭球型印刷单极子天线。

所述第二天线具体为印刷式维瓦尔第天线。

所述金属抛物反射面的高度小于车载外置天线最低工作频段的四分之一波长。

本发明的有益效果：

(1)采用金属抛物反射面结构来实现高增益特性，与天线阵列的方案相比，减少了引入功分器带来的能量损耗与复杂的结构；此外，金属的加工更加的简单方便，不需要特殊工艺，加工难度以及成本都会降低；

(2)本发明采用了两种极化方向的天线，紧凑的排布，不同极化的天线覆盖区域相互补充，避免了主要工作区域的覆盖盲区；重叠部分相互叠加，实现高性能的双极化覆盖；