本實(shí)用新型涉及微波天線，特別是涉及一種寬頻帶全向貼片天線的設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)：

超寬帶(Ultra Wideband，簡稱UWB)車載定位系統(tǒng)，包括車載定位路側(cè)單元(基站)和車載定位標(biāo)簽，其中天線作為路側(cè)單元與車載定位標(biāo)簽電磁信號傳輸?shù)慕K端，其性能直接影響到車輛定位的精度與準(zhǔn)確度。

UWB技術(shù)最基本的工作原理是發(fā)送和接收脈沖間隔嚴(yán)格受控的高斯單周期超短時(shí)脈沖，超短時(shí)單周期脈沖決定了傳輸信號的帶寬很寬，這也就要求在UWB車載定位系統(tǒng)中，天線要具有較寬的帶寬，即具有寬頻帶特性。

UWB技術(shù)實(shí)現(xiàn)車路通信及定位，通過標(biāo)簽與基站之間的超寬帶通信實(shí)現(xiàn)對載有標(biāo)簽的車輛進(jìn)行定位、跟蹤和車身姿態(tài)判斷，并將獲取的上述車輛位置、姿態(tài)角等信息通過車載標(biāo)簽發(fā)送給車輛主控，為無人駕駛車輛的控制策略提供數(shù)據(jù)支持。這就要求無論是車上的定位標(biāo)簽中的天線還是路側(cè)單元(基站)中的天線，其方向圖要有很好的全向性，如果天線方向圖全向性不好，方向圖就會(huì)出現(xiàn)很多不規(guī)則的“坑陷”，容易出現(xiàn)定位盲區(qū)。

在實(shí)際UWB車載定位系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用的是傳統(tǒng)普通貼片天線，但是傳統(tǒng)普通貼片天線帶寬較窄、方向圖全向性較差，在UWB車載定位系統(tǒng)中無法發(fā)揮良好的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種寬頻帶全向貼片天線。該天線通過調(diào)整輻射貼片和金屬底板的形狀，其圓環(huán)金屬輻射貼片輻射的電磁波，在金屬底板上發(fā)生反射并產(chǎn)生感應(yīng)電流并發(fā)生二次輻射，這樣在反射以及二次輻射綜合作用下對圓環(huán)金屬輻射貼片輻射的方向圖及功率分布進(jìn)行重構(gòu)，大大改善天線方向圖的全向性以及工作帶寬。

本實(shí)用新型提供一種寬頻帶全向貼片天線，包括：圓環(huán)金屬輻射貼片，饋電網(wǎng)絡(luò)，介質(zhì)基板，金屬底板，其中：

所述圓環(huán)金屬輻射貼片、饋電網(wǎng)絡(luò)位于所述介質(zhì)基板的上表面；所

述金屬底板位于所述介質(zhì)基板的下表面。

可選地，所述金屬底板由長方形金屬片與圓片金屬片組成，二者之間由窄條金屬片連接。

可選地，所述圓環(huán)金屬輻射貼片，其內(nèi)徑尺寸在3～12mm之間，環(huán)寬尺寸在0.5～3mm之間。

可選地，所述長方形金屬片，長方形的長邊尺寸在8～50mm之間，長方形的寬邊尺寸在1～15mm之間。

可選地，所述圓片金屬片，其半徑尺寸在3～15mm之間。

可選地，所述窄條金屬片，其長度尺寸在1～8mm之間，寬度尺寸在0.3～1.5mm之間。

本實(shí)用新型的有益效果在于，在UWB車載定位系統(tǒng)中，傳統(tǒng)普通貼片天線帶寬較窄、方向圖全向性較差，天線帶寬窄會(huì)出現(xiàn)有些頻帶的功率過低，導(dǎo)致無法定位；方向圖全向性差會(huì)出現(xiàn)很多不規(guī)則的“坑陷”，很容易出現(xiàn)定位盲區(qū)，導(dǎo)致無法定位。貼片天線的輻射貼片的形狀、金屬底板的形狀對天線帶寬以及方向圖全向性影響都很大，因此，該寬頻帶全向貼片天線，通過調(diào)整輻射貼片的形狀、金屬底板的形狀，實(shí)現(xiàn)了帶寬較寬、方向圖全向性好的效果，適用于各種車輛處于道路上的各種位置、各種角度，360度無盲區(qū)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的一種寬頻帶全向貼片天線的立體圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的一種寬頻帶全向貼片天線的俯視圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的一種寬頻帶全向貼片天線的側(cè)視圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的一種寬頻帶全向貼片天線方向圖對比圖。

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的一種寬頻帶全向貼片天線的回波損耗特性S11曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

該實(shí)施例應(yīng)用于UWB車載定位系統(tǒng)中，如圖1所示，101為饋電網(wǎng)絡(luò)，102為圓環(huán)金屬輻射貼片，103為長方形金屬片，104為連接長方形金屬片與圓片金屬片的窄條金屬片，105為圓片金屬片，106為介質(zhì)基板。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的一種寬頻帶全向貼片天線的俯視圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的一種寬頻帶全向貼片天線的側(cè)視圖。

調(diào)整天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對天線的性能進(jìn)行優(yōu)化，最終獲得良好的全向方向圖及帶寬。其中，圓環(huán)金屬輻射貼片102內(nèi)徑尺寸為4mm、環(huán)寬尺寸為1mm，長方形金屬片103長邊尺寸為30mm、寬邊尺寸為7mm，窄條金屬片104長度尺寸為3mm、寬度尺寸為0.5mm，圓片金屬片105半徑尺寸為6mm。

其中長方形金屬片103、圓片金屬片105、窄條金屬片104，這三者構(gòu)成的金屬底板對圓環(huán)金屬輻射貼片102既起到了反射板的作用，而且與圓環(huán)金屬輻射貼片102又有良好的互耦效應(yīng)，通過圓環(huán)金屬輻射貼片102輻射的電磁波，在金屬底板上產(chǎn)生感應(yīng)電流并發(fā)生二次輻射，這樣在反射以及二次輻射綜合作用下，對圓環(huán)金屬輻射貼片102輻射的方向圖及功率分布進(jìn)行重構(gòu)，大大改善方向圖的全向性，使得方向圖全向面不圓度實(shí)測值控制在3dB以內(nèi)，而且對天線帶寬也有較大的改善。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的一種寬頻帶全向貼片天線方向圖對比圖。曲線1為傳統(tǒng)普通貼片天線方向圖曲線；曲線2為本實(shí)用新型涉及的一種寬頻帶全向貼片天線方向圖曲線。

由圖4可以看出，曲線1的傳統(tǒng)普通貼片天線方向圖出現(xiàn)很大的畸變，方向圖出現(xiàn)很多“坑陷”，全向性不圓度較差；曲線2的本實(shí)用新型涉及的一種寬頻帶全向貼片天線方向圖比較平滑，全向性不圓度較好，增益也比曲線1所示的天線增益大。

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例涉及的一種寬頻帶全向貼片天線的回波損耗特性S11曲線圖。參見圖5，回波損耗特性S11曲線中看出天線的有效工作頻率為3.6～4.65GHz，此時(shí)S11<-10dB，帶寬為1.05G，而傳統(tǒng)普通貼片天線工作帶寬只有300M左右，帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于本實(shí)用新型所涉及的天線。

由此可知，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的天線符合UWB車載定位系統(tǒng)對天線的性能指標(biāo)要求。

需要說明的是，本實(shí)用新型提供的一種寬頻帶全向貼片天線，其金屬輻射貼片不局限于圓環(huán)形，還可以設(shè)置為方環(huán)形、橢圓環(huán)形或者不規(guī)則的圖形等，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體使用要求選擇合適的輻射貼片形狀，本實(shí)用新型不做限定。

需要說明的是，本實(shí)用新型提供的一種寬頻帶全向貼片天線，其金屬底板不局限于由長方形金屬片與圓片金屬片組成，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體使用要求調(diào)整金屬底板的形狀，本實(shí)用新型不做限定。

另一方面，本實(shí)用新型提供的一種寬頻帶全向貼片天線，不僅適用于UWB車載定位系統(tǒng)中的天線設(shè)計(jì)，也適用于任何需要超寬帶全向天線的應(yīng)用場合。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體使用場景選擇合適的天線形式，本實(shí)用新型不做限定。

雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入有所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。