本实用新型专利技术涉及一种SDARS及GPS双频车载平面天线，在一块长方形单面FR4印刷电路板上刻蚀而形成，包括半圆形结构的缝隙Ⅰ和矩形结构的缝隙Ⅱ，缝隙Ⅱ设置在缝隙Ⅰ靠近圆心的一侧，且缝隙Ⅱ与缝隙Ⅰ相互平行设置，在缝隙Ⅰ底端与缝隙Ⅱ底端之间设置有“」”形连接缝隙，“」”形连接缝隙将缝隙Ⅰ与缝隙Ⅱ连为一体。本实用新型专利技术在SDARS的2.3 GHz工作频段（2.25‑2.4 GHz）以及GPS的L1工作频段（1575.42±1.023 MHz），有很好的阻抗特性及合适的方向图，能满足现代汽车同时接收2.3 GHz工作频段的SDARS信号及GPS信号的需求。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种天线，特别涉及一种车载平面天线。
技术介绍
SDARS(The Satellite Digital Audio Radio Service)即卫星数字音频广播服务，其工作机理是通过在轨卫星转发节目信号。SDARS有多个工作频段，其中，全球用户量最大的美国SiriusXM公司，其服务系统工作2.3GHz频段，频率范围从2.32GHz到2.345GHz。SDARS能为地面用户提供音质和地域覆盖均超越FM、AM的高品质广播节目服务。为了保证信号强度，在卫星信号可能衰弱的区域,如位于城市中心区的高楼附近和室内停车场等阻隔卫星信号的场所，地面中继器可以对信号进行重新广播以保证使用过程中全面持续的信号覆盖。SDARS多采用付费收听的运营模式，广播节目种类众多、内容丰富、音质清晰，广播内容包括音乐、新闻时事、体育访谈、谈话、交通天气等，汽车用户的车载音响如果支持SDARS服务,可以用8位数字的车载接收机进行收听。截止2010年末,美国SiriusXM公司的SDARS广播服务订购用户总数己经突破2000万,达到2019万,显示了卫星广播服务消费需求的强劲增长,车载音响预置SDARS收听功能的汽车品牌的销售也将在这一进程中大为受益。GPS又称为全球定位系统(Global Positioning System，GPS)，是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS是由空间星座、地面控制和用户设备等三部分构成的。GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其它相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛应用于军事、民用交通(船舶、飞机、汽车等)导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业以及日常生活(人员跟踪、休闲娱乐)等不同领域。现在GPS与现代通信技术相结合，使得测定地球表面三维坐标的方法从静态发展到动态，从数据后处理发展到实时的定位与导航，极大地扩展了它的应用广度和深度。目前，现代汽车已经广泛采用GPS技术，实现对汽车的定位、导航等功能。车载天线是汽车的重要设备，是汽车内外实现无线通信的“眼睛”，其性能直接影响到汽车的通信质量甚至是能否与外界进行有效通信。民用汽车目前配置的天线主要是用于接收调频/调幅广播的天线，其形式多为拉杆天线或车窗印刷天线，或车顶“鱼脊”天线，这些天线都能有效地接收调频/调幅广播信号，但不能接收SDARS信号。随着现代通信技术和汽车制造技术的发展，高档汽车正逐渐配置有GPS系统，并有可能逐步配置SDARS接收系统。因此，一款既能接收GPS信号，又能接收SDARS信号的双频天线，具有一定的实用前景。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种SDARS及GPS双频车载平面天线,在SDARS的2.3GHz工作频段(2.25-2.4GHz)以及GPS的L1工作频段(1575.42±1.023MHz)，有很好的阻抗特性及合适的方向图，能满足现代汽车同时接收2.3GHz工作频段的SDARS信号及GPS信号的需求。本技术为实现上述目的采用的技术方案是：一种SDARS及GPS双频车载平面天线，在一块长方形单面FR4印刷电路板上刻蚀而形成，包括半圆形结构的缝隙Ⅰ和矩形结构的缝隙Ⅱ，缝隙Ⅱ设置在缝隙Ⅰ靠近圆心的一侧，且缝隙Ⅱ与缝隙Ⅰ相互平行设置，在缝隙Ⅰ底端与缝隙Ⅱ底端之间设置有“」”形连接缝隙，“」”形连接缝隙将缝隙Ⅰ与缝隙Ⅱ连为一体。本技术SDARS及GPS双频车载平面天线具有如下有益效果：(1)整体结构简单，容易制作，成本低；(2)双频工作：能满足现代汽车同时接收2.3GHz工作频段的SDARS信号及GPS信号的需求；(3)易于与汽车车身共形设计。下面结合附图和实施例对本技术SDARS及GPS双频车载平面天线作进一步的说明。附图说明图1是本技术SDARS及GPS双频车载平面天线正视结构示意图；图2是本技术SDARS及GPS双频车载平面天线侧视结构示意图；图3是车载平面天线回波损耗S11的仿真及测试结果图；图4是f＝1.575GHz车载平面天线方向图仿真结果图；图5是f＝2.3385GHz车载平面天线方向图仿真结果图；附图标号说明：1-同轴电缆,2-“」”形连接缝隙,3-缝隙Ⅰ,4-缝隙Ⅱ,5-金属覆盖层。具体实施方式如图1、图2所示，本技术SDARS及GPS双频车载平面天线(简称“车载平面天线”)，在一块边长为L×W的长方形单面FR4印刷电路板上刻蚀而形成，包括半圆形结构的缝隙Ⅰ3和矩形结构的缝隙Ⅱ4，缝隙Ⅱ4设置在缝隙Ⅰ3靠近圆心的一侧，且缝隙Ⅱ4与缝隙Ⅰ3相互平行设置，在缝隙Ⅰ3与缝隙Ⅱ4之间形成粗细均匀的微带线，在缝隙Ⅰ3底端与缝隙Ⅱ4底端之间设置有“」”形连接缝隙2，“」”形连接缝隙2将缝隙Ⅰ3与缝隙Ⅱ4连为一体。FR4印刷电路板的正面设有金属覆盖层，其中FR4印刷电路板的相对介电常数为εr，厚度为d，损耗角正切为tanσ。“」”形连接缝隙2水平段上端为馈电点F，下端为接地点E，同轴电缆1的内导体和外导体分别与馈电点F和接地点E相连接。对于常规的50欧姆的电缆，主要可通过优化半圆形结构缝隙Ⅰ3的半径R、矩形结构缝隙Ⅱ4的宽度W2、共面波导微带线宽度Ws以及L1～L3等参数来实现双频工作。天线设计一组成功的几何参数如表1所示。表1：车载平面天线一组几何参数(εr＝4.4，tanσ＝0.002，尺寸参数单位为：mm) rW L L1L2L3G1W1W2WSR 50.0 40.0 3.0 2.0 11.5 1.5 6.0 1.5 3.2 17.0 图3是车载平面天线输入端回波损耗的仿真和实际测量结果，仿真工具：美国ANSOFT公司商用高频仿真软件HFSS V.13，测试工具：安捷伦网络分析仪，型号：Agilent 8753ES。由图可见，针对目标50欧姆的同轴电缆，车载平面天线在1.5-1.62GHz以及2.25-2.40GHz的频率范围内，回波损耗S11小于-10dB，分别满足中心频率为1.575GHz的GPS和中心频率为2.3385GHz的SDARS系统工作需求，相对带宽分别为7.6％和6.4％。显然，车载平面天线在GPS的L1工作频段和2.3GHz的SDARS系统工作频段内，与50欧姆的同轴电缆有良好的阻抗匹配特性。图4、图5分别是车载平面天线在1.575GHz和2.3385GHz频率点上的仿真方向图，仿真工具：美国ANSOFT公司商用高频仿真软件HFSS V.13。显然，在这两个工作频率点上，天线在H面和E面分别是全向辐射和8字型辐射的，符合两种系统对天线方向图的需求。显然，本专利技术所设计车载平面天线符合GPS和SDARS系统对天线电气性能的一般要求，能同时工作于GPS和SDARS系统工作频段。下面表2是车载平面天线增益最大值测量结果。表2：车载平面天线增益最大值测量结果 f(GHz) 1.50 1.55 1.575 1.60 2.30 2.3385 2.4 Gain(dBi) 1.6 2.1 2.8 1.35 1.8 3.05 1.2 车载平面天线在要求的频段内，增益值在1.2dBi至3.05d本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种SDARS及GPS双频车载平面天线，在一块长方形单面FR4印刷电路板上刻蚀而形成，其特征在于，包括半圆形结构的缝隙Ⅰ（3）和矩形结构的缝隙Ⅱ（4），缝隙Ⅱ（4）设置在缝隙Ⅰ（3）靠近圆心的一侧，且缝隙Ⅱ（4）与缝隙Ⅰ（3）相互平行设置，在缝隙Ⅰ（3）底端与缝隙Ⅱ（4）底端之间设置有“」”形连接缝隙（2），“」”形连接缝隙（2）将缝隙Ⅰ（3）与缝隙Ⅱ（4）连为一体。
【技术特征摘要】
1.一种SDARS及GPS双频车载平面天线，在一块长方形单面FR4印刷电路板上刻蚀而形成，其特征在于，包括半圆形结构的缝隙Ⅰ（3）和矩形结构的缝隙Ⅱ（4），缝隙Ⅱ（4）设置在缝隙Ⅰ（3）...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵嘉，曾文波，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：新型
国别省市：广西;45
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