一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线和车载电子标签的制作方法

本实用新型涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线和车载电子标签。

背景技术：

近年来，电子不停车收费(electronictollcollection，etc)系统逐渐取代人工收费，成为未来高速收费的主流方式。该系统通过使用专用短程无线通信，在车载电子标签(onboardunit，obu)和路侧单元(road-sideunit，rsu)之间建立无线通信链路，实现高速、停车场等出入口车辆的不停车自动收费，提高了收费效率，从而有效缓解了车辆密集场合的交通拥堵问题。

为了与路侧单元进行良好的信息交互，车载电子标签往往使用和路侧单元天线同样的极化方式，即右旋圆极化天线。由于成本的限制，车载电子标签往往采用较经济的fr-4板材作为首选pcb材料，该板材介电常数较高，且板材不同批次之间，介电常数会有一定的偏移，对于车载电子标签中经常采用的常规圆极化天线，往往会造成轴比带宽较窄，并且不同批次板材频率偏移较大的情况发生，大大降低了车载电子标签通信的性能。同时，车载电子标签内部空间有限，常规的双馈圆极化天线虽然具有较宽的轴比带宽，但是馈线往往需要单独占用辐射贴片以外较大的面积，浪费了pcb的有效空间，所以设计一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线就变得非常有意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线，包括：第一金属层、第一介质基板和第二金属层，其中：

所述第一金属层印刷在所述第一介质壳体的上表面，包括带有切角的金属贴片和环绕在金属贴片四周的馈电网络；

所述第二金属层印制在所述第一介质基板下表面，用作天线的金属地板。

可选地，所述第一金属层的馈电网络为1分2形式，且环绕于所述第一金属层的金属贴片四周，并于正交两个方向与所述第一金属层的金属贴片相连。

可选地，所述的第一金属层的馈电网络，具有2个及2个以上的1/4阻抗变换段。

可选地，所述的第一金属层的馈电网络，其与所述第一金属层的贴片之间的距离为1～5mm。

可选地，所述的第一金属层金属贴片为矩形或圆形。

可选地，所述第一金属层的金属贴片具有两个三角形切角，切角延贴片的对角线方向分布。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种车载电子标签，包括以上所述任意一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线。

本实用新型有益效果是：通过采用正交馈电及馈电环绕的方式，解决了目前obu天线圆极化带宽较窄、占用面积大的问题，具有轴比频带宽、尺寸紧缩的优点。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1是本实用新型实施例提供的一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线的立体图；

图2是本实用新型实施例提供的一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线的第一金属层俯视图；

图3是本实用新型实施例提供的一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线的回波损耗特性s11曲线示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线的5.8ghz方向图；

图5是本实用新型实施例提供的一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线的轴比曲线图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型实施例提供了一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线，如图1～图2所示，包括：第一金属层101、第一介质基板201、第二金属层301，其中：

第一金属层101附着于第一介质基板201的上表面，用作天线的辐射层与馈电层；

第二金属层301分别附着于第一介质基板201的下表面，用于作为天线的金属地板；

其中，第一金属层101包括辐射贴片1011和馈电网络1012～1017，馈电网络1012～1017环绕辐射贴片1011，并从正交两个方向分别对辐射贴片1011进行等幅度、相位差90°馈电；

进一步地，辐射贴片1011沿对角线方向有两个三角形切角，其长度为0.7mm；

进一步地，馈电网络包括一个威尔金森功分器1014～1017以及两级匹配变换枝节1012～1013；其中威尔金森功分器为50欧姆馈电，实现50ω输入到50ω输出的等幅度、相位差90°馈电；而两级变换匹配枝节实现从50欧姆到300欧姆的阻抗变换，其长度为1/4介质波长，为9mm；

进一步地，馈电网络1012～1017围绕着辐射贴片1011分布，距离为3mm。

图3是本实用新型实施例提供的一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线的回波损耗特性s11曲线图。从图中可以看出，天线的工作带宽覆盖5ghz～6.75ghz频带范围，即s11＜-10db，完全满足车载电子标签的工作频段要求。

图4是本实用新型实施例提供的一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线在5.8ghz频点处的方向图。从图中可以看出，天线的右旋圆极化方向图良好。

图5是本实用新型实施例提供的一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线的轴比曲线图。从图中可以看出，天线3db轴比带宽覆盖5.4ghz至6.5ghz，远远大于车载电子标签的工作频段。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

技术特征：

1.一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线，其特征在于，包括：第一金属层、第一介质基板和第二金属层，其中：

所述第一金属层印刷在所述第一介质壳体的上表面，包括金属贴片和环绕在所述金属贴片四周的馈电网络；

所述第二金属层印制在所述第一介质基板下表面，用作天线的金属地板。

2.根据权利要求1所述的圆极化微带天线，其特征在于，所述第一金属层的所述馈电网络为1分2形式，且环绕于所述第一金属层的所述金属贴片周边，并于正交两个方向与所述第一金属层的所述金属贴片相连。

3.根据权利要求2所述的圆极化微带天线，其特征在于，所述第一金属层的馈电网络，具有至少2个1/4阻抗变换段。

4.根据权利要求2所述的圆极化微带天线，其特征在于，所述第一金属层的馈电网络与所述第一金属层的所述贴片之间距离为1～5mm。

5.根据权利要求1所述的圆极化微带天线，其特征在于，所述第一金属层的所述金属贴片为矩形或圆形。

6.根据权利要求5所述的圆极化微带天线，其特征在于，所述金属贴片具有两个三角形切角，所述切角延所述金属贴片的对角线方向分布。

7.一种车载电子标签，其特征在于，包括权利要求1～6任意一项所述的圆极化微带天线。

技术总结
本实用新型涉及智能交通技术领域，公开了一种宽轴比的紧凑型圆极化微带天线及车载电子标签(OBU)。该天线包括第一金属层、第一介质基板、第二层金属层。其中：第一金属层包括切角型辐射金属贴片以及环绕辐射贴片分布的馈电网络，附着于第一介质基板的上表面，第二金属层位于第一介质基板的下表面，作为天线的金属地层。上述车载电子标签采用上述紧凑型的圆极化微带天线制成。通过上述结构，可以在较小的空间内，对天线实现幅度相同、相位相差90°的正交馈电，有利于展宽天线的轴比带宽，从而实现宽轴比的紧凑型圆极化微带天线设计。

技术研发人员：张磊;杨帆;宁丹;张志彬
受保护的技术使用者：北京万集科技股份有限公司
技术研发日：2019.10.28
技术公布日：2020.06.23