[發明專利]一種用于車聯網通信的毫米波介質諧振器天線陣列

有效

• 申請號: 202010495485.1
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN111525244B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 羅偉;石林松;許文文;趙林源;陳伍權;馮雨露
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H01Q1/32
• 分類號: H01Q1/32;H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q13/08;H01Q21/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明涉及一種用于車聯網通信的毫米波介質諧振器天線陣列，屬于通信技術領域。該毫米波介質諧振器天線陣列由下往上依次包括：微帶線、介質基板、地面、介質諧振器天線單元和折光片；所述毫米波介質諧振器天線陣列采用立方體介質諧振器建立，由M行N列的介質諧振器天線單元組成；所述折光片覆蓋在輻射天線上方；所述微帶線為一分四的微帶功分器。本發明陣列饋電相對簡單，容易實現，加工成本低。陣列間間隔緊密，能很好實現小型化。采用駐波式串聯饋電，方向圖具有高定向特征。適用于與車聯網射頻系統的互連。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，涉及一種用于車聯網通信的毫米波介質諧振器天線陣列。

背景技術

1.該技術領域的發展狀況

隨著智能網聯車輛的飛速發展，車輛的通信應用愈加頻繁。近年來，無線通信的快速發展，以及汽車工業和汽車電子的發展，推動了車載天線的研究。自天線系統被引入到汽車電子行業開始，車載天線成為了人們研究的熱點。由于車載天線受車體空間、介質、位置等環境的影響，車載天線的發展方向主要有以下幾個方面：小型化、低成本；多元化整合和優化；智能化；高性能。

近年來，介質諧振器天線因其具有設計自由度高、諧振模式豐富、尺寸小、頻帶寬和輻射效率高等優點，且能夠工作在5G通信Sub6GHz頻段與毫米波頻段，尤其在毫米波頻段損耗較小，因此介質諧振器天線在5G通信系統中具有巨大的應用前景。

2.與本發明相關的現有技術方案

(1)微帶天線陣列串聯饋電，通過控制饋線寬度與貼片天線尺寸實現波束副瓣抑制效果；

(2)采用不等功率功分器并聯饋電網絡，實現對應直線陣列波束賦形效果；

(3)通過增加收發信機模塊，采用相控陣天線原理進行有源天線波束賦形。

3.現有技術的缺點

現有的饋線寬度漸進技術因饋線寬度過細，傳輸線損耗較大，天線輻射效率不高；貼片寬度漸進技術需要手動改變線陣相位，采用的功分器網絡傳輸損耗較大，占用空間較大，不利于小型化，對天線增益產生負面影響；不等分功率功分器并聯技術因采用多層介質基板堆疊式設計，加工復雜，裝配過程存在較大誤差，不適合大規模生產工程應用；饋電線開槽技術會降低天線的增益；非均勻串饋技術為了保證陣元同相，引入較多彎折饋線，增加整體面積，不利于小型化，同時也會導致插入損耗過大，天線輻射效率降低，且不利于實用加工。

傳統微帶天線陣列陣元大部分為輻射貼片，損耗較大，若采用本發明技術中的介質諧振器，可以達到低損耗、低互耦等效果。

4.本發明要解決的技術問題

建立一種饋電方式簡單、容易實現、小型化、低加工成本、高定向波束，并且可以及時、有效地傳遞信息，適應車聯網通信系統的車載天線陣列。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種用于車聯網通信的毫米波介質諧振器天線陣列。為了滿足先進車聯網業務更嚴格的性能需求，在有限的空間內部署性能優良的毫米波通信天線；與傳統車載天線不同，它的工作頻率為26GHz，具高定向波束特性，能夠定向地接收和發送高頻信號，完成與路邊基站的信息交互，在高速移動的場景中獲得更好的性能，以滿足未來高級自動駕駛的需求。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種用于車聯網通信的毫米波介質諧振器天線陣列，該毫米波介質諧振器天線陣列由下往上依次包括：

微帶線、介質基板、地面、介質諧振器天線單元和折光片；

所述毫米波介質諧振器天線陣列采用立方體介質諧振器建立，由M行N列的介質諧振器天線單元組成；

所述折光片覆蓋在輻射天線上方；