[发明专利]车载双波段辐射差异化贴片天线

说明书

本发明公开一种车载双波段辐射差异化贴片天线，包括高频率波段辐射模块(1)和叠置在所述高频率波段辐射模块(1)之上的低频率波段辐射模块(2)，中间为空气层(3)；高频率波段辐射模块(1)包括下介质基板(11)、金属接地板(12)和圆形金属贴片(13)；低频率波段辐射模块(2)包括上介质基板(21)、四分之三波长金属微带线(22)和正方形金属贴片(23)；本发明的贴片天线，在低频率波段可以实现定向的圆极化辐射，在高频率波段可以实现全向的线极化辐射，不仅可以满足卫星通信(2.5‑2.535GHz)的需求，也能用于5G室外移动通信(3.4‑3.6GHz)；且剖面低、轮廓小、体积小、共口径、易于加工。

技术领域

本发明属于微波天线技术领域，特别是一种车载双波段辐射差异化贴片天线，可用于车载无线通信系统射频前端。

背景技术

随着无线技术的飞速发展，车载通信越来越受到人们的重视。在大多数情况下，车辆都需要与卫星和基站通信。所以为了满足通信需求，需要在车辆上安装一个双频天线或两个单频天线。目前广泛使用的实现方式是为每种无线体制提供独立的无线系统，其中的各个器件也都是独立的，比如，车载的无线设备为了支持卫星通信、移动通信的无线体制，需要设计多个工作在各自频段的独立天线。然而，与单波段天线相比，双波段天线可以显著减少天线元件的数量，节省空间和成本。众所周知，卫星通信对于在公路上行驶的车辆非常重要，在卫星通信时，需要单向圆极化辐射的天线。另一方面，车辆与车辆、车辆与基站之间的通信，需要在车辆上安装全向线极化辐射的天线，以提供广泛的信号覆盖。综上所述，与其他普通的单双频天线相比，具有单向圆极化和全向线性极化的双频段辐射差异化天线更适合于车辆通信。

2016年，Yongling Ban,Chuan Li,Chow Yen Desmond Sim,Gang Wu,Kin Lu Wong在IEEE Access期刊(vol.4,no.7,pp.2981–2988,2016),发表了“4G/5G MultipleAntennas for Future Multi-Mode Smartphone Applications”,设计了一种在不同频段都辐射全向线极化波的天线，但是却不能辐射定向的圆极化波，也就无法和卫星通信，所以该天线达不到在不同频段辐射特性差异化的特点，不能满足现代车载通信系统的需求。

2017年，Yi Liu,Xi Li,Lin Yang和Ying Liu在IEEE Transactions on Antennasand Propagation期刊(vol.65,no.8,pp.4259–4262,2017)上发表“A Dual-PolarizedDual-Band Antenna with Omni-Directional Radiation Patterns”，设计了一种工作在1.575GHz和2.450GHz的贴片天线，即在GPS的L1频段实现了定向辐射的圆极化波，在WLAN频段实现了全向辐射的线极化波。但是WLAN一般是用于室内短距离无线传输，而汽车行驶在城市里的街道和城市间的公路上，汽车与汽车或汽车与基站之间的通信属于室外移动通信，所以该天线的工作频段并不适用于车载移动通信系统。

总之，现有技术存在的问题是：现在的车载的双波段天线没有在车载移动通信所需求的频段内实现差异化的辐射特性，也就不能满足卫星通信和室外移动通信的需求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种车载双波段辐射差异化贴片天线。该天线在低频率波段可以实现定向的圆极化辐射，在高频率波段可以实现全向的线极化辐射，不仅可以满足卫星通信(2.5-2.535GHz)的需求，也能用于5G室外移动通信(3.4-3.6GHz)。此外，该天线还有剖面低、轮廓小、体积小、共口径、易于加工等优点。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种车载双波段辐射差异化贴片天线，包括高频率波段辐射模块1和叠置在所述高频率波段辐射模块1之上的低频率波段辐射模块2，所述低频率波段辐射模块2与高频率波段辐射模块1间设有空气层3。