【摘 要】
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随着信息时代的快速发展,出现了繁多的车辆通信方式,多种通信需求的实现依赖于智能化的车载天线。为了实现多种通信方式,本文提出了多款车载天线。首先提出了一种低剖面双频带双模式的车载天线,该天线在不同的频带实现不同的功能,既满足了车与车之间的相互通信,也满足了车与5G基站之间的相互通信。其次,针对于某些特定的应用,比如车与卫星通信,需要使用圆极化天线,本文紧接着提出了一种非对称多馈点圆极化天线的设计方法
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随着信息时代的快速发展,出现了繁多的车辆通信方式,多种通信需求的实现依赖于智能化的车载天线。为了实现多种通信方式,本文提出了多款车载天线。首先提出了一种低剖面双频带双模式的车载天线,该天线在不同的频带实现不同的功能,既满足了车与车之间的相互通信,也满足了车与5G基站之间的相互通信。其次,针对于某些特定的应用,比如车与卫星通信,需要使用圆极化天线,本文紧接着提出了一种非对称多馈点圆极化天线的设计方法并以此设计了一款基于非对称圆形贴片的多馈点圆极化天线,可实现移动车辆与卫星通信的功能。最后,为了实现高速率的信息传输,本文提出了一种宽频带低剖面全向车载天线,该天线可提高通信速率。本文的具体内容主要包括:1.本文的第一部分内容是一种双频双模式车载天线的设计,天线满足用户在车载通信中车与车通信和车与5G基站通信的双重需求,工作频率包括了2.45 GHz的工业,科学,医疗（ISM）频段和在高频覆盖3.5 GHz的5G基站的通信频段。该设计中的车载天线在较低频段利用TM01和TM02模式实现车与车的通信功能,双模式的使用拓宽了带宽,同时实现了水平方向的全向辐射。此外,在较高频段通过额外的TM02模式实现锥状辐射以满足车与5G基站的通信需求。阻抗带宽在低频段为12.4%,在高频段为4.8%。经过对天线的仿真和测试,在较低频段时,其峰值增益达到1.5 d Bi;在较高频段时,其峰值增益达5.2 d Bi,可满足双频段通信需求。2.本文的第二部分内容是一种多馈点非对称圆极化车载天线的设计,天线可满足车与卫星之间的通信需求。该天线利用多个馈电点的方式来合成圆极化,为了实现该功能,采用了最大传输效率法计算出各个端口所需要的幅值与相位。建立收发天线系统,采用螺旋天线作为接收天线,用本设计中的天线作为发射天线,利用散射矩阵计算出非对称天线中对应馈电点所需要的激励分布,并设计了具有高隔离度的威尔金森功分器来实现激励分布。天线的阻抗带宽达到20.8%,覆盖了2.45 GHz的ISM频段,圆极化模式下的轴比带宽为35%。天线仿真与实测的峰值增益保持在6.5 d Bic左右,实现了较高的增益和较宽的圆极化带宽,从而验证了最大传输效率法在所提出天线中的有效性。3.为了解决传统的车载天线在通信中带宽较窄的问题,本文的第三部分内容提出了一种宽频带低剖面全向车载天线。通过耦合馈电的方式,以及加载金属通孔和加载环形寄生贴片的方式,激励出TM01,TM02,TM03等三种模式,并使三种模式相互靠近,实现了3.48 GHz到6.96 GHz的阻抗带宽。该天线的设计在满足车和5G基站以及车与车之间的通信方面具有较好的带宽特性。
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