本實(shí)用新型屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種組合天線。

背景技術(shù)：

近年來，隨著電子通訊技術(shù)的逐漸發(fā)展，通過無線通訊實(shí)施操作的電子設(shè)備越來越多，而為了減少產(chǎn)品設(shè)備的體積和數(shù)量，本領(lǐng)域技術(shù)人員嘗試采取將不同功能、頻段的通訊天線整合在一起的方式，以提高天線、設(shè)備的利用率。

以高速公路網(wǎng)和收費(fèi)系統(tǒng)為例，為了使車輛能夠快速、不停車的通過高速公路并完成收費(fèi)，該領(lǐng)域中采用了ETC技術(shù)。該技術(shù)通過安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的車載電子標(biāo)簽與收費(fèi)站ETC車道上的天線進(jìn)行專用短程通訊，并利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺結(jié)算處理，從而達(dá)到車輛通過路橋收費(fèi)站不停車并完成繳費(fèi)的目的。同時(shí)，在高速公路網(wǎng)建設(shè)中，為車輛配備GPS定位導(dǎo)航也逐漸開始普及。所以，將車輛的ETC系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)合并應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注，本領(lǐng)域技術(shù)人員開始嘗試將兩套系統(tǒng)、設(shè)備結(jié)合在一起。這種改進(jìn)是建設(shè)智能交通體系的重要環(huán)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)無人駕駛、自動收費(fèi)等功能。

ETC天線多采用微帶貼片天線，因?yàn)槲炀€較容易的實(shí)現(xiàn)各種極化方式而被廣泛應(yīng)用于圓極化天線設(shè)計(jì)中，同時(shí)微帶天線體積空間要求嚴(yán)格。在將ETC天線與GPS天線進(jìn)行結(jié)合后，兩種天線會相互影響，受天線產(chǎn)品整體尺寸的限制，GPS天線與ETC天線在GPS頻段的隔離較差。

為了解決上述技術(shù)問題，有必要對ETC與GPS天線的結(jié)合方式進(jìn)行改進(jìn)，從而減小兩種天線之間的相互影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的一個目的是提供一種組合天線的新技術(shù)方案。

根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種組合天線，所述組合天線包括ETC天線板和兩支GPS天線板，所述GPS天線板呈U型結(jié)構(gòu)，GPS天線板具有長支臂、短支臂和底邊，所述底邊的兩端分別連接所述長支臂和短支臂，兩支所述GPS天線板以繞ETC天線板中心對稱的形式分布在所述ETC天線板的外圍，一支GPS天線板的長支臂與另一支GPS天線板的短支臂相對，兩個所述短支臂上均設(shè)置有GPS天線接地點(diǎn)，其中一支所述GPS天線板上設(shè)置有第二饋電，所述第二饋電的位置靠近其所在的GPS天線板(2)上的所述GPS天線接地點(diǎn)，所述ETC天線板上設(shè)置有第一饋電。

可選地，所述ETC天線板為矩形板，ETC天線板在兩個邊角處具有切角，另外兩個邊角處具有直角，所述切角靠近所述GPS天線板的長支臂，所述直角靠近所述GPS天線板的短支臂。

可選地，所述ETC天線板的切角靠近所述GPS天線板的長支臂與底邊的連接轉(zhuǎn)角處，所述ETC天線板的直角指向所述GPS天線板的短支臂與底邊的連接轉(zhuǎn)角處。

可選地，所述GPS天線接地點(diǎn)靠近所述ETC天線板的直角。

可選地，所述第二饋電設(shè)置在所述短支臂與底邊的連接轉(zhuǎn)角處。

可選地，一支所述GPS天線板的長支臂與另一支GPS天線板的短支臂之間的間隙為ETC天線板的輻射缺口，所述輻射缺口的寬度范圍為3-8mm。

可選地，輻射缺口包括靠近所述第二饋電的的第一輻射缺口和遠(yuǎn)離所述第二饋電的的第二輻射缺口，所述第一饋電(11)位于ETC天線板上遠(yuǎn)離所述第二饋電的一側(cè)且靠近所述第二輻射缺口。

可選地，所述GPS天線板與ETC天線板之間的間隙范圍為1-2mm。

可選地，所述ETC天線板與GPS天線板位于同一平面內(nèi)，所述組合天線包括底板，所述底板位于所述ETC天線板和GPS天線板的下方，所述ETC天線板與所述底板的中心區(qū)域相對，所述GPS天線接地點(diǎn)與所述底板電連接。

可選地，底板的面積與所述ETC天線板和GPS天線板的整體面積一致，所述底板與ETC天線板和GPS天線板之間的距離范圍為1-4mm。

可選地，所述GPS天線的寬度范圍為2.7-3.3mm，厚度范圍為0.3-0.5mm。

通過本實(shí)用新型提供的組合天線的結(jié)構(gòu)，能夠減小ETC天線與GPS天線之間的相互影響。

通過以下參照附圖對本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會變得清楚。

附圖說明

被結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并且連同其說明一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。

圖1是本實(shí)用新型提供的組合天線的俯視示意圖；

圖2是本實(shí)用新型提供的組合天線的側(cè)面示意圖；

圖3是本實(shí)用新型提供的組合天線的S曲線的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本實(shí)用新型的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到：除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本實(shí)用新型的范圍。

以下對至少一個示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對本實(shí)用新型及其應(yīng)用或使用的任何限制。

對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。

在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

本實(shí)用新型提供了一種組合天線，將ETC(高速路電子收費(fèi)系統(tǒng))天線板和GPS(全球定位系統(tǒng))天線板結(jié)合在一起，該組合天線采用了GPS天線板環(huán)繞ETC天線板的形式，其中包括兩個GPS天線板，GPS天線板相對于ETC天線板中心對稱，使GPS頻段附近產(chǎn)生兩個諧振，達(dá)到改善隔離度的目的，減少兩種天線之間的相互干擾。

如圖1所示，所述組合天線包括ETC天線板1和兩支GPS天線板2。所述GPS天線板2的俯視結(jié)構(gòu)呈U型結(jié)構(gòu)，GPS天線板2具有長支臂21、短支臂22和底邊23，上述三個部分依次連接構(gòu)成U型結(jié)構(gòu)，其中長支臂21的長度大于所述短支臂22。所述GPS天線板2圍繞所述ETC天線板1設(shè)置，兩支GPS天線板2的缺口相對設(shè)置，將所述ETC天線板1圍在中央。兩支所述GPS天線板2繞ETC天線板1呈中心對稱，其中一支GPS天線板2的長支臂21與另一支GPS天線板2的短支臂22相對，兩者之間留有一定距離。兩個GPS天線板2的短支臂22上均設(shè)置有GPS天線接地點(diǎn)24，以將GPS天線板2接地。特別地，在兩支GPS天線板2中，只有一支GPS天線板2上設(shè)置有第二饋電25，所述第二饋電25配置為向這支GPS天線板2提供信號。在設(shè)置有第二饋電25的所述GPS天線板2上，所述第二饋電25的位置靠近所述GPS天線接地點(diǎn)24。另外，所述ETC天線板1上設(shè)置有第一饋電11，用于為ETC天線板1提供信號。ETC天線可以采用微帶天線。

本實(shí)用新型提供的組合天線利用GPS天線板與ETC天線板的旋轉(zhuǎn)對稱特性，使設(shè)置有第二饋電的GPS天線板激勵另一個未設(shè)置有饋電的GPS天線板為寄生單元，這樣，在GPS頻段附近就產(chǎn)生了兩個諧振，能夠達(dá)到改善隔離度的目的，減小ETC天線板與GPS天線板之間的相互影響。另一方面，由于有兩個GPS天線板共同輻射信號，GPS的信號得到強(qiáng)度增益，GPS天線的輻射方向得到集中效果。

為了實(shí)現(xiàn)ETC天線板的圓極化，減少ETC天線與GPS天線之間的相互影響，可選地，如圖1所示，所述ETC天線板1可以呈矩形板結(jié)構(gòu)，根據(jù)具體的實(shí)施情況，可以為長方形板或正方形板。特別地，ETC天線板1在兩個邊角處具有切角13，另外兩個邊角處具有直角14，電流沿著切角13流動，形成圓極化的效果。所述切角13靠近所述GPS天線板2的長支臂21，相對的，所述直角14更靠近于所述GPS天線板2的短支臂22。ETC天線板的切角13處輻射信號的能量較低，而GPS天線板的長支臂輻射信號的能量較高，通過上述的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，ETC天線板對GPS天線板的長支臂的影響較小。GPS天線板2的短支臂22上設(shè)置有GPS天線接地點(diǎn)24，ETC天線板的直角14處輻射出的信號不會對GPS天線板2的接地造成影響。

進(jìn)一步地，所述ETC天線板1的切角13可以靠近所述GPS天線板2的長支臂21與底邊23的連接轉(zhuǎn)角處，ETC天線板1的直角14則指向所述GPS天線板2的短支臂22與底邊23的連接轉(zhuǎn)角處。這種進(jìn)一步優(yōu)化的組合天線結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步隔離ETC天線板1與GPS天線板2之間的信號。可選地，所述GPS天線接地點(diǎn)24也處在靠近所述ETC天線板1的直角14的位置。

可選地，為了減小GPS天線板2自身的阻抗，所述第二饋電可以設(shè)置在所述短支臂22與底邊23的連接轉(zhuǎn)角處。第二饋電與GPS天線接地點(diǎn)的位置關(guān)系會影響到天線板自身的阻抗，如果阻抗過大，會造成信號的能量損失，最終造成GPS天線板輻射的GPS信號強(qiáng)度較低。圖1示出了上述實(shí)施方式中第二饋電25與GPS天線接地點(diǎn)24的相對位置關(guān)系。在其它實(shí)施方式中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況對第二饋電與GPS天線接地點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)整。

特別地，所述組合天線中的一支GPS天線板的長支臂與另一支GPS天線板的短支臂之間的間隙構(gòu)成所述ETC天線板的輻射缺口3，優(yōu)選共形成兩個輻射缺口3。所述輻射缺口3供ETC天線板向外輻射ETC信號。圖1示出了在GPS天線板2呈中心對稱的情況下所述輻射缺口3的形態(tài)。特別地，上述兩個輻射缺口3可以分別為靠近第二饋電25的第一輻射缺口和遠(yuǎn)離第二饋電25的第二輻射缺口。并且，ETC天線板的第一饋電11位于ETC天線板上遠(yuǎn)離第二饋電的一側(cè)且靠近該第二輻射缺口。

所述長支臂21和短支臂22能夠?qū)TC天線板1的直角14和切角13處遮住，對ETC天線板的這些區(qū)域形成輻射屏蔽。這樣，ETC天線板1只能從兩側(cè)的直邊位置，通過長支臂21與短支臂22之間的輻射缺口3向外輻射ETC信號。這種結(jié)構(gòu)設(shè)置控制了ETC天線板的輻射方向，改善ETC天線板的軸比，并且能夠一定程度上提高ETC天線板的增益。在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，ETC天線板的增益提高1dB，軸比改善3dB。

可選地，所述輻射缺口3的寬度范圍為3-8mm，在這一范圍內(nèi)，輻射缺口3能夠更好的改善ETC天線板的性能。如果輻射缺口過寬，則會露出ETC天線的切角13處，有可能影響到ETC天線板的信號輻射方向。而如果輻射缺口過小，則會形成過多的遮擋、屏蔽作用，有可能降低ETC天線板的輻射強(qiáng)度。在本實(shí)用新型的實(shí)施方式中，輻射缺口的寬度可以為5mm。可選地，所述GPS天線板的寬度范圍為2.7-3.3mm，厚度范圍為0.3-0.5mm。例如，在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，GPS天線板和的寬度為3mm，厚度為0.4mm。GPS天線板的U型結(jié)構(gòu)長度優(yōu)選滿足四分之一諧振長度。

優(yōu)選地，所述GPS天線板與ETC天線板1之間的間隙范圍為1-2mm，例如，兩種天線板之間的間隙為1.5mm。如果兩種天線板之間的間隙過小或過大，有可能影響到天線板的性能，例如屏蔽輻射的效果過強(qiáng)造成輻射強(qiáng)度下降，或者天線板之間的電磁干擾變強(qiáng)。

可選地，如圖1所示，所述ETC天線板1與GPS天線板2處在同一個平面內(nèi)，如圖2所示，所述組合天線還可以包括底板4。所述底板4作為組合天線的接地點(diǎn)，其通常可以位于ETC天線板1和GPS天線板2的下方，如圖2所示，所述底板4與天線板平行設(shè)置。所述ETC天線板1與所述底板4的中心區(qū)域相對，所述GPS天線接地點(diǎn)24與所述底板4電連接。ETC天線板的工作頻率范圍為5.79GHz-5.84GHz。

進(jìn)一步地，所述底板的面積可以與所述ETC天線板以及GPS天線板的整體面積一致，例如，所述底板整體呈24*24mm的方板，兩種天線板整體占有的面積與底板一致。所述底板與ETC天線板和GPS天線板之間的間距可以保持在1-4mm的范圍內(nèi)。例如在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，天線板與所述底板之間的間距為2mm。在其它實(shí)施方式中，所述底板的面積優(yōu)選不小于天線板的整體面積。另外，底板距離兩種天線板的距離相對增大能夠更好的發(fā)揮天線板的性能，但是，由于電子產(chǎn)品自身尺寸的限制，天線板與底板的間距無法做的過大。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，本實(shí)用新型并不對此進(jìn)行限制。

圖3為本實(shí)用新型提供的一種實(shí)施例方式的S參數(shù)，曲線50為ETC天線板與GPS天線板的隔離度，隔離度從僅有一個GPS天線的-5dB改善到-15dB，曲線51為GPS天線板的回波損耗，曲線52為ETC天線板在GPS天線板工作頻段耦合的回波損耗。本實(shí)施例使用旋轉(zhuǎn)對稱的兩個GPS天線板使GPS頻段產(chǎn)生兩個諧振頻率如曲線51所示，使ETC天線板在GPS天線板工作頻段的耦合諧振頻率提高，從而改善隔離度。

雖然已經(jīng)通過例子對本實(shí)用新型的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上例子僅是為了進(jìn)行說明，而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下，對以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求來限定。