一种具有方向图改善的高增益车载光学透明天线制造技术

本发明专利技术公开一种具有方向图改善的高增益车载光学透明天线，工作在0.74

【技术实现步骤摘要】
一种具有方向图改善的高增益车载光学透明天线


[0001]本专利技术属于电磁场与微波
，涉及一种具有方向图改善的高增益车载透明天线，具体是一种高增益、低副瓣、具有方向图改善以及光学透明性能的高增益车载透明天线，其具体工作在0.74GHz
‑
0.87GHz频段。

技术介绍

[0002]天线作为无线通信、无线网络、卫星定位等智能网联系统的关键部件。在无线通信系统中起到收发信号的关键作用。随着5G汽车智能化、自动驾驶、物联网的快速发展，新一代智能汽车对于天线的需求越来越高。天线的好坏直接决定整个智能网联汽车系统的整体性能。常见的传统车载天线大概为以下几类：鞭形天线、鲨鱼鳍天线、内置天线。鞭形天线通常较为普遍的安装在老式汽车上，鞭形天线往往都具有较长的物理尺寸，这也带来了较强的信号收集能力。但同时会增加汽车的风阻并可能在通过低矮地区或者隧道时导致天线折断。相较于鞭形状天线目前大多数车辆采用的是更为美观风阻更小的鲨鱼鳍天线，鲨鱼鳍天线同时还兼具释放静电的作用。但往往在一些特殊场合的信号接受能力不如传统天线。内置天线又被称作隐形天线，因其可以完整的与车体融为一体、不影响车辆整体美观且不带来额外的风阻的特性而被广泛应用。但由于将天线置入汽车内部，往往会受到车体金属框架的影响导致信号接收能力下降。上述常见的车载天线都具有一定的优势及不足，因此一种兼具美观、不影响汽车行驶风阻、具有良好的信号接收能力、高增益的新型天线设计变得尤为重要。
[0003]光学透明天线则是一种有望解决上诉问题的潜在方案，光学透明天线往往是贴在玻璃或者透明介质基板上使用的，通常又称其为玻璃天线。玻璃天线作为当今天线研究的热点方向，在扩展其带宽，实现双极化，获得高隔离度以及大功率容量等问题上都有很多相关研究。相较于传统天线，玻璃天线具备以下优点：一是整体呈透明状，美观度高且安装灵活；二是玻璃天线的常规天线性能指标(增益，辐射效率，波速宽度，定向性等)均可与传统金属天线媲美；三是体积小重量轻且较为隐蔽。目前关于玻璃天线的研究涵盖方方面面，但关于车载玻璃天线的研究却并不多。玻璃天线由于其良好的光学透明性因此可以贴在汽车玻璃上以获得更好的信号接收能力。由于其紧贴玻璃放置的特性也不影响汽车的行驶风阻以及外观。因此玻璃天线是一种可行度很高的新型车载天线备选方案。
[0004]但不同于室内玻璃天线的应用，车载前挡风玻璃往往设计成一定倾角，用于减少风阻，但这也会导致在水平面上天线方向图并非全向而是在某些特定角度会存在零点。零点处将会无法接受及发射信号，这将会大大的影响车载天线的可靠性。因此一款具有水平面方向图零点改善的车载透明天线变得尤为重要。
[0005]本专利技术提出了一种具有方向图改善的高增益车载透明天线，其光学透明原理是通过选择透明的基板材料(PC基板、OCA(OpticallyClearAdhesive)胶、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜)，并利用足够细的金属线组成的金属网格实现金属层的电气互联以及光学透明。光学透明度与金属网格的间距及金属线的粗细有关，通过选择合适的金属网格工艺能
够有效的兼顾天线辐射效率以及光学透明度。天线以及基板均被设计成L型是为了更好的嵌入车窗内与馈线相连。天线的主体辐射部分为两个辐射贴片，通过调节辐射贴片的长度来确定天线的工作频率，并通过调节贴片的宽来确保天线的带宽能覆盖0.74GHz
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0.87GHz频段。其辐射工作原理为通过调节反向抵消条带的形状和长度来使两个串联的辐射贴片的辐射模式同向从而叠加形成高增益的效果。最后通过将传统的矩形辐射贴片的设计更换成梯形贴片能够使水平面上的方向图零点得到明显改善(
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3dB提升)。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对现有的传统车载天线在外形以及低信号接收能力上的不足，提出了一种矩形贴片的高增益的车载透明天线，由于车载前窗玻璃在安装时往往会存在一个倾角，会导致水平面出现信号接收零点，本专利技术针对于此对矩形辐射贴片进行改良，梯形的辐射贴片能够获得一定的方向图零点改善并能扩宽天线的工作带宽。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
[0008]一种具有方向图改善的高增益车载透明天线，包括基板(1)、天线本体、系统地板(2)；
[0009]所述基板(1)为“L”形，其从上至下依次包括PET薄膜层(1
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1)、OCA胶层(1
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2)、PC介质基板(1
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3)；PET薄膜层(1
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1)，作为金属网格的生长基板；OCA胶层(1
‑
2)，用于连接PET薄膜与PC介质基板(1
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3)；
[0010]所述天线本体位于所述基板(1)的上表面，其包括两个轴对称设置的梯形辐射贴片(3)、反向抵消条带(4)、微带馈线(5)；
[0011]所述两个梯形辐射贴片(3)的长底边分别与所述反向抵消条带(4)的两端连接；
[0012]所述系统地板(2)位于所述基板(1)的上表面，且所述系统地板(2)为“L”形，其与汽车金属边框结合后，适用于车载天线的馈电；
[0013]所述系统地板(2)靠近所述天线本体端开有“L”形槽缝(6)；
[0014]所述“L”形槽缝(6)内设有“L”形的微带馈线(5)，所述微带馈线(5)的两端分别连接所述天线本体的梯形辐射贴片(3)短底边、所述系统地板(2)；
[0015]所述梯形辐射贴片(3)、反向抵消条带(4)、微带馈线(5)、系统地板(2)采用金属网格材料。
[0016]作为优选，梯形辐射贴片(3)的长底边约为0.12个波长，波长为工作频段中心频率所对应波长，短底边波长约为0.04个波长，能够有效的克服由于车前窗玻璃倾角导致的水平方向存在辐射零点的问题。
[0017]作为优选，梯形辐射贴片(3)的高度约为0.368个波长；
[0018]作为优选，反向抵消条带采用弯折线，从而实现电流的抵消，其总长度约为1.22个波长；天线的高增益即是利用两个梯形辐射贴片(3)的同向辐射模式叠加造成的。
[0019]天线及系统地板存在同一层，并且存在金属的区域均采用金属网格的设计以实现其透明性，并且天线的透明度与天线的辐射效率存在一个矛盾的关系，优选选用厚度为4um，方阻为0.12Ω/
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的透明金属网格材料，其透明度理论能达到70％左右，辐射效率能够达到65％以上。
[0020]梯形辐射贴片的长底边的长度决定了其辐射方向图零点改善效果，其长度越长对
于零点的改善效果越好，但也会使天线体积越大成本提高，梯形辐射贴片的设计同时增加了辐射贴片的宽度从而带来了更宽的阻抗匹配带宽，因此出于折衷考虑较长的底边长度选取约为0.12个波长。
[0021]反向抵消条带采取的是弯折线条的方式实现条带内部的电流相互抵消，防止其产生与辐射贴片相反的辐射模式从而降低天线增益；通过调节反向抵消条带的总长度以及弯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有方向图改善的高增益车载光学透明天线，其特征在于包括基板(1)、天线本体、系统地板(2)；所述基板(1)为“L”形，其从上至下依次包括作为金属网格生长基板的PET薄膜层(1
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1)、OCA胶层(1
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2)、PC介质基板(1
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3)；所述天线本体位于所述基板(1)的上表面，其包括两个轴对称设置的梯形辐射贴片(3)、反向抵消条带(4)、微带馈线(5)；所述两个梯形辐射贴片(3)的长底边分别与所述反向抵消条带(4)的两端连接；所述系统地板(2)位于所述基板(1)的上表面，且所述系统地板(2)为“L”形，其与汽车金属边框结合后，适用于车载天线的馈电；所述系统地板(2)靠近所述天线本体端开有“L”形槽缝(6)；所述“L”形槽缝内设有“L”形的微带馈线(5)，所述微带馈线(5)的两端分别连接所述天线本体的梯形辐射贴片(3)短底边、所述系统地板(2)；所述梯形辐射贴片(3)、反向抵消条带(4)、微带馈线(5)、系统地板(2)采用金属网格材料。2.如权利要求1所述的天线，其特征在于所述梯形辐射贴片(3)长底边为0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王高峰，程一峰，何阳阳，曹芽子，
申请(专利权)人：杭州泛利科技有限公司，
类型：发明
国别省市：