CN115275583B - 应用于分米波频段车载通信的宽带多波束天线阵元及阵列 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种应用于分米波频段（尤其是300MHz‑600MHz频段）车载通信的宽带多波束天线阵元及阵列。所述宽带多波束天线阵元包括：环路辐射板、单极子辐射板、接地板和馈电杆；所述环路辐射板垂直设置在所述接地板的表面；所述单极子辐射板平行设置在所述环路辐射板的侧边；所述环路辐射板的纵截面形状为拱形；所述环路辐射板的一端与所述接地板连接，另一端通过所述馈电杆与所述单极子辐射板连接；当射频信号通过所述馈电杆输入所述环路辐射板和所述单极子辐射板时，所述环路辐射板将所述射频信号的能量反射至所述单极子辐射板。本申请可以产生定向辐射波束和相对较低的旁瓣电平，并且结构紧凑，加工简单，成本较低，易于安放。

Description

应用于分米波频段车载通信的宽带多波束天线阵元及阵列

技术领域

本申请涉及天线技术领域，特别是应用于分米波频段车载通信的宽带多波束天线阵元及阵列。

背景技术

多波束天线是可以同时产生多个具有相同孔径的独立波束的天线。多波束天线可以通过提高频谱效率、信道容量和通信范围以及提高弹性和安全性来增强无线通信***的能力。例如，通信卫星使用多波束天线覆盖地球上具有多个波束的服务区域，使用高增益波束可以增加卫星的通信容量，空间分离的波束可以重复使用相同的频带，从而将链路吞吐量乘以波束的数量；在地形复杂的战场中，将功率集中在所需方向的定向天线可以增强覆盖范围。

在分米波（波长范围为10cm-100cm，频率范围为300-3000MHz）对应的频率范围中设计多波束定向天线具有一定的挑战，使得传统的多波束天线设计在该频率范围内不具备可实现性。电磁波在这些频率上具有较大的波长，从而导致天线尺寸变大大多数透镜天线将具有非常大的尺寸，并且需要大的馈电或波束成形网络，即使是单个喇叭天线也需要多个波长的口径面积来创建具有高增益和低旁瓣电平的方向图。因此，难以将多波束分米波频段的多波束天线集成到用于移动车辆上，并且，这种大而重的阵列天线的建造成本往往很高。

发明内容

鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种应用于分米波频段车载通信的宽带多波束天线阵元及阵列，包括：

一种应用于分米波频段车载通信的宽带多波束天线阵元，包括：环路辐射板、单极子辐射板、接地板和馈电杆；

所述环路辐射板垂直设置在所述接地板的表面；所述单极子辐射板平行设置在所述环路辐射板的侧边；所述环路辐射板的纵截面形状为拱形；所述环路辐射板的一端与所述接地板连接，另一端通过所述馈电杆与所述单极子辐射板连接；

当射频信号通过所述馈电杆输入所述环路辐射板和所述单极子辐射板时，所述环路辐射板将所述射频信号的能量反射至所述单极子辐射板。

优选的，所述环路辐射板包括第一辐射板、第二辐射板和曲面连接板；所述第一辐射板与所述第二辐射板互相平行，并且均垂直于所述接地板；所述曲面连接板分别与所述第一辐射板和所述第二辐射板远离所述接地板的端部连接；所述单极子辐射板平行设置在所述第二辐射板的侧边；所述第一辐射板靠近所述接地板的端部与所述接地板连接；所述第二辐射板靠近所述接地板的端部通过所述馈电杆与所述单极子辐射板连接。

优选的，还包括馈电探针；所述馈电探针的一端与所述馈电杆连接，另一端贯穿并延伸至所述接地板的另一面。

优选的，所述馈电杆与所述单极子辐射板靠近所述接地板的端部连接。

优选的，所述单极子辐射板的横截面由所述单极子辐射板远离所述馈电杆的端部至靠近所述馈电杆的端部逐渐减小。

优选的，所述第二辐射板的横截面由所述第二辐射板远离所述馈电杆的端部至靠近所述馈电杆的端部逐渐减小。

优选的，所述环路辐射板、所述馈电杆与所述接地板一体连接。

优选的，所述宽带多波束天线阵元的高度为λ/3-2λ/3，其中，λ为自由空间波长。

一种应用于分米波频段车载通信的宽带多波束天线阵列，包括：环形排列的八个如上述任一项所述的宽带多波束天线阵元。

优选的，所述宽带多波束天线阵列的直径为1.220m，高度为0.330m。

本申请具有以下优点：

在本申请的实施例中，通过环路辐射板、单极子辐射板、接地板和馈电杆；所述环路辐射板垂直设置在所述接地板的表面；所述单极子辐射板平行设置在所述环路辐射板的侧边；所述环路辐射板的纵截面形状为拱形；所述环路辐射板的一端与所述接地板连接，另一端通过所述馈电杆与所述单极子辐射板连接；当射频信号通过所述馈电杆输入所述环路辐射板和所述单极子辐射板时，所述环路辐射板将所述射频信号的能量反射至所述单极子辐射板，所述宽带多波束天线阵元可以产生定向辐射波束和相对较低的旁瓣电平，并且结构紧凑，加工简单，成本较低，易于安放。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵元的透视图；

图2是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵元的侧视图；

图3是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵元中环路辐射板、单极子辐射板和馈电杆的透视图；

图4是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵元的制造原型和地平面反射器的实物图；

图5是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵元的实物图；

图6是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵元中环路辐射板和单极子辐射板的辐射方向示意图；

图7是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵元在x-z平面上的辐射方向图；

图8是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵元在环路辐射板高度为310mm、340mm和370mm时的反射系数随频率的变化曲线；

图9是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵元在单极子辐射板高度为200mm、230mm和260mm时的反射系数随频率的变化曲线；

图10是本申请一实施例提供的一种天线阵元模型仿真和测量的反射系数随频率的变化曲线；

图11是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵元在谐振频率带宽上一些代表性频率处的的3D测量实现增益；

图12是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵列的透视图；

图13是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵列仿真的反射系数随频率的变化曲线；

图14是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵列在1000MHz处的实现增益；

图15是本申请一实施例提供的一种天线阵列模型的组装步骤示意图；

图16是本申请一实施例提供的一种天线阵列模型中***性天线阵元仿真和测量的反射系数随频率的变化曲线；

图17是本申请一实施例提供的一种天线阵列模型在其工作带宽内的三个不同频率下的辐射特性示意图；

图18是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵列和高机动性多用途轮式车辆的结构示意图。其中，半空间区域z<0中的均匀地面由索末菲积分建模；

图19是本申请一实施例提供的一种宽带多波束天线阵列中单个天线阵元（沿+x方向的阵元）在三个不同频率处的仿真实现增益。

说明书附图中的附图标记如下：

100、环路辐射板；110、第一辐射板；120、第二辐射板；130、曲面连接板；200、单极子辐射板；300、接地板；400、馈电杆；500、馈电探针。

具体实施方式

为使本申请的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本申请任一实施例中，所述宽带多波束天线阵元用于环形的阵列布置，以构建所述宽带多波束天线阵列。所述宽带多波束天线阵列可以在分米波频段（尤其是300MHz-600MHz频段）的移动平台上实现定向通信和联网，同时其紧凑的尺寸易于安装在车辆上，因此，在车辆到车辆以及车辆到基站的移动定向网络中具有广泛的应用前景。

参照图1-5，示出了本申请一实施例提供的一种应用于分米波频段车载通信的宽带多波束天线阵元，包括：环路辐射板100、单极子辐射板200、接地板300和馈电杆400；

所述环路辐射板100垂直设置在所述接地板300的表面；所述单极子辐射板200平行设置在所述环路辐射板100的侧边；所述环路辐射板100的纵截面形状为拱形；所述环路辐射板100的一端与所述接地板300连接，另一端通过所述馈电杆400与所述单极子辐射板200连接；

当射频信号通过所述馈电杆400输入所述环路辐射板100和所述单极子辐射板200时，所述环路辐射板100将所述射频信号的能量反射至所述单极子辐射板200。

需要说明的是，所述宽带多波束天线阵元的工作原理基于对电偶极子（即所述单极子辐射板200）和磁偶极子（即所述环路辐射板100）的辐射方向图进行组合。图6提供了所示环路辐射板100和所述单极子辐射板200的辐射方向示意图，其中，灰色箭头对应所述单极子辐射板200，黑色箭头对应所述环路辐射板100。可以看出，所述单极子辐射板200具有全向的辐射方向图，所述环路辐射板100具有八字形的辐射方向图。如图7所示，所述环路辐射板100和所述单极子辐射板200组合后可以获得定向心形的辐射方向图。

所述环路辐射板100和所述单极子辐射板200可以竖直排列或水平排列，上述实施例中选择了后一种布置，使得天线的剖面更小。此外，在这种布置中，所述环路辐射板100可用作所述单极子辐射板200的反射器，使所述宽带多波束天线阵元的辐射方向图更具方向性。所述环路辐射板100和所述单极子辐射板200均设置在所述接地板300的上方，由于地平面尺寸是有限的，所述环路辐射板100和所述单极子辐射板200的最大辐射方向将从方位平面向上倾斜，从而可以增加仰角起飞角，这类似于安装在有限地平面或真实地球上的任何垂直极化天线的行为。所述环路辐射板100和所述单极子辐射板200具有两个不同的谐振，并且可以通过改变其各自的总长度进行独立调整，该特性为宽带多波束天线阵元提供了宽带频率性能。

在本申请的实施例中，通过环路辐射板100、单极子辐射板200、接地板300和馈电杆400；所述环路辐射板100垂直设置在所述接地板300的表面；所述单极子辐射板200平行设置在所述环路辐射板100的侧边；所述环路辐射板100的纵截面形状为拱形；所述环路辐射板100的一端与所述接地板300连接，另一端通过所述馈电杆400与所述单极子辐射板200连接；当射频信号通过所述馈电杆400输入所述环路辐射板100和所述单极子辐射板200时，所述环路辐射板100将所述射频信号的能量反射至所述单极子辐射板200，所述宽带多波束天线阵元可以产生定向辐射波束和相对较低的旁瓣电平，并且结构紧凑，加工简单，成本较低，易于安放。

下面，将对本示例性实施例中一种应用于分米波频段车载通信的的宽带多波束天线阵元作进一步地说明。

本实施例中，所述环路辐射板100包括第一辐射板110、第二辐射板120和曲面连接板130；所述第一辐射板110与所述第二辐射板120互相平行，并且均垂直于所述接地板300；所述曲面连接板130分别与所述第一辐射板110和所述第二辐射板120远离所述接地板300的端部连接；所述单极子辐射板200平行设置在所述第二辐射板120的侧边；所述第一辐射板110靠近所述接地板300的端部与所述接地板300连接；所述第二辐射板120靠近所述接地板300的端部通过所述馈电杆400与所述单极子辐射板200连接。具体的，所述曲面连接板130的纵截面为半圆形、半椭圆形或两端设有圆角的线段；所述第一辐射板110、所述第二辐射板120和所述曲面连接板130可由一块整体金属板加工形成。

本实施例中，所述环路辐射板100、所述馈电杆400与所述接地板300一体连接。所述环路辐射板100、所述馈电杆400与所述接地板300可通过对一块整体金属板精确切割并在多点弯折制得，此时，所述馈电杆400由细长的薄金属代替。通过这种设置消除了制造多个单独的部件并将它们连接起来的需要，因此，可以更准确快速地加工和组装。

本实施例中，还包括馈电探针500；所述馈电探针500的一端与所述馈电杆400连接，另一端贯穿并延伸至所述接地板300的另一面。具体的，所述接地板300表面设有馈电通孔；所述馈电探针500的端部穿过所述馈电通孔与所述射频信号的输入端连接。

本实施例中，所述馈电杆400与所述单极子辐射板200靠近所述接地板300的端部连接。具体的，所述第二辐射板120的面积大于所述单极子辐射板200的面积，并且所述第二辐射板120在其垂直方向上的投影完全覆盖所述单极子辐射板200在其垂直方向上的投影，以便将来自所述单极子辐射板200的所述射频信号的能量反射至所述单极子辐射板200。

本实施例中，所述宽带多波束天线阵元的高度为λ/3-2λ/3，其中，λ为自由空间波长。

图8展示了与不同高度的所述环路辐射板100对应的所述宽带多波束天线阵元的反射系数随频率变化的曲线；图9展示了与不同高度的所述单极子辐射板200对应的所述宽带多波束天线阵元的反射系数随频率变化的曲线。可以看出，通过分别调整所述环路辐射板100和所述单极子辐射板200的高度可以获得不同的谐振频率。此外，所述单极子辐射板200的二次谐波也随所述单极子辐射板200的高度而变化，因此，通过降低所述单极子辐射板200的第一谐振频率并利用其二次谐波可以实现所述宽带多波束天线阵元的超宽带性能。

本实施例中，所述单极子辐射板200的横截面由所述单极子辐射板200远离所述馈电杆400的端部至靠近所述馈电杆400的端部逐渐减小。具体的，所述单极子辐射板200的横截面为倒置的梯形。

本实施例中，所述第二辐射板120的横截面由所述第二辐射板120远离所述馈电杆400的端部至靠近所述馈电杆400的端部逐渐减小。具体的，所述第二辐射板120的横截面为倒置的梯形。

所述单极子辐射板200和所述第二辐射板120靠近所述馈电杆400的端部逐渐变细，可以实现良好的阻抗匹配。所述宽带多波束天线阵元在分米波频段内超过一个倍频程的频率范围内可以实现50Ω以下-10dB以下的良好阻抗匹配。

为测试所述宽带多波束天线阵元的性能，制备了一个以3:1的比例缩小后的天线阵元模型。所述天线阵元模型仿真和测试的反射系数随频率的变化曲线如图10所示，可以看出，仿真和测试结果之间取得了良好的一致性。仿真和测试结果清楚地展示了由所述环路辐射板100和所述单极子辐射板200引起的两个谐振频率（较高截止频率之间的差异可能是由制造公差导致）。尽管如此，所述宽带多波束天线单元还是在650-1400MHz之间实现了超过一个倍频程的宽带阻抗匹配。上述结果表明，可以通过适度放宽惠更斯源的尺寸限制来实现宽带频率响应。

图11展示了所述宽带多波束天线阵元在谐振频率带宽上的一些代表性的频率处的3D测量实现增益，其中，（a）700MHz，（b）1000MHz，（c）1300MHz。可以看出，随着频率的增加，最大实现增益也从7dBi增加到8dBi。辐射方向图的起飞角也在工作带宽内的不同频率下产生约±10°的变化。除了主瓣外，其他一些副瓣出现在更高的频率上，但是，所述宽带多波束天线阵元在其工作频率带宽内保持定向行为。上述结果表明，所述宽带多波束天线阵元可以集成到多波束阵列中，从而在宽频率带宽上提供高方向性。

参照图12，示出了本申请一实施例提供的一种应用于分米波频段车载通信的宽带多波束天线阵列，包括：环形排列的八个如上述任一实施例所述的宽带多波束天线阵元。

所述宽带多波束天线阵列可以采用不同的配置方法。具体而言，所述宽带多波束天线阵列可以与单通道收发器或多通道相干收发器一起使用，在前一种情况下，需要在馈电网络级别的模拟域中执行波束赋形，而在后一种情况下，可以执行数字波束赋形。此外，所述宽带多波束天线阵列在不同操作条件下表现出的性能不同，一种可选的操作模式是分别激发所述宽带多波束天线阵列的每个独立阵元，并实现八个独立的波束，这些波束朝向沿方位平面的不同方向定向，如果需要方位平面中较窄的光束，则可以将两个或三个具有相同或不同激发系数的相邻阵元的辐射图组合起来。

在一具体实现中，进行了对每个阵元单独激发或两个或三个相邻阵元一起激发形成单个光束的操作。在上述每种情况下，所有未激发的阵元均以50Ω匹配负载端接。随着每束激发阵元数量的增加，阵列方向性也会增加。在二阵元情况下，两个天线阵元都以相同的幅度和相位进行激励。在三阵元情况下，侧端的阵元被激发的幅度与中心元相同，但相对于中心元具有30°的相对相位。这些特定的激励系数在每种情况下都会产生最大的实现增益。图13提供了所有三种情况下天线阵列仿真的反射系数随频率的变化曲线，其中，S11展示了当一个、两个或三个阵元被激发并且其余阵元被终止在匹配负载中时的变化曲线，S21展示了当两个相邻的天线阵元耦合时的变化曲线。可以看出，随着每个波束的阵元数量增加，由于相邻阵元之间的耦合，天线的有源VSWR特别在频带边缘发生变化。然而，在所有三种情况下，天线在225-450MHz的频率范围内提供小于2的有源VSWR。此外，两个阵元之间的耦合在整个工作带宽内保持低于-15dB。

本实施例中，所述宽带多波束天线阵列的直径为1.220m，高度为0.330m。

天线阵元之间的隔离度取决于天线阵列的横向尺寸和阵元数量所规定的阵元间距。本实施例中选择了一个40厘米×40厘米的区域，以便天线阵列可以轻松安装在车辆顶部。在上述尺寸范围内，可以在环形阵列中最多填充八个上述类型的单独天线阵元，并保证它们之间没有重叠。需要说明的是，在其他实施例中，可以使用更多的天线阵元以获得更多数量的单独波束和更大的波束形成灵活性，另一方面，也可以使用更少的天线阵元以在阵元之间产生更高的隔离度同时牺牲更少的波束。

图14展示了1000MHz下所述宽带多波束天线阵列的实现增益，其中，（a）展示了天线阵列的四个正交波束，天线阵列中的三个相邻阵元被一起激发以形成单个波束，四个波束分别指向φ=0°、90°、180°和270°，图案显示在θ=35°处，天线的实际增益达到最大值，（b）展示了不同接地平面尺寸下所述宽带多波束天线阵列线的实现增益。可以看出，如果天线阵列的接地平面尺寸变大，则可以获得近1dB的更高增益。在本实施例中，选择了图14中的（b）中最小的接地平面，因为它具有尺寸优势。在其他实施例中，也可以选择更大的接地平面，这样有助于提高天线的整体增益。

为测试所述宽带多波束天线阵列的性能，与所述天线阵元模型类似，制备了一个以3:1的比例缩小后的天线阵列模型，制备方法具体为：使用钣金制造接地平面和天线阵元，然后在内部进行组装。图15中的（a）展示了SMA连接器组装后的接地平面，接地平面上通过切割形成了8个SMA连接器孔，SMA连接器的外导体焊接到了接地层的底部，SMA导体的长内销通过孔延伸，并且对它们的高度进行了微调。图15中的（a）还展示了围绕接地平面的中心沿圆周排列的八个细槽，每个槽孔对应于半环天线的一端与接地平面电连接的位置，槽的尺寸与其终端处的环形天线的形状相匹配，允许将环形垂直***接地平面并沿槽的整个长度焊接接头。图15中的（b）展示了第一个阵元组装后的天线阵列。图15中的（c）展示了所有八个阵元组装完成后的天线阵列。测量所述天线阵列模型的输入反射系数，并将它们与仿真结果进行比较。在此过程中，激发一个天线阵元，并在50Ω匹配负载中终止了其余阵元。所提出的环形阵列是周向对称的，因此天线阵元具有相似的响应。图16展示了***性的天线阵元仿真和测量的反射系数随频率的变化曲线。可以看出，共振特征是相似的并且与仿真结果非常吻合。所述天线阵列模型在近一个倍频程的频率上实现了低于-10dB的宽带频率响应。上述结果表明，具有原始尺寸的所述宽带多波束天线阵列应该在300-600MHz之间的频段上表现良好。

图17展示了所述天线阵列模型在其工作带宽内的三个不同频率下的辐射特性。测量了所有八个阵元的辐射模式并观察到了类似的行为。在测量天线辐射方向图时，一个阵元被激发，其余阵元被终止在50Ω匹配负载中。其中，第一行展示了所述宽带多波束天线阵列中一个阵元在其整个带宽的三个不同频率（700、1000、1300MHz）下的3D仿真辐射图，第二行展示了天线阵列中一个天线阵元在上述三个不同频率下的仿真和测量的增益随角度的变化曲线，第三行展示了所述宽带多波束天线阵列在上述三个不同频率下的3D仿真辐射图，第四行展示了天线阵列在上述三个不同频率下的仿真和测量的增益随角度的变化曲线。将3D仿真辐射图（φ=0°平面）上的黑色切口与测量结果进行比较。可以观察到仿真和实验结果之间的合理一致性。在仿真和测量之间观察到的细微差异归因于制造公差、精确定位天线和近场测量***的轴对齐的潜在失准以及测量***中存在的馈电电缆，而这些馈电电缆在测量***中不存在。此外，天线阵列的接地平面相当大，安装在室内时会略微弯曲，这是可能导致这些差异的另一个因素。然而，这些分歧很小，测量结果与理论结果总体较为匹配。

为测试所述宽带多波束天线阵列在更真实的操作场景中的性能，本实施例中仿真了安装在高机动性多用途轮式车辆简化模型上的所述宽带多波束天线阵列。如图18所示，所述高机动性多用途轮式车辆长4.6m，宽2.3m，高2.0m。所述宽带多波束天线阵列位于高机动性多用途轮式车的顶部，距地面2m。索末菲地面模型用于表示半空间区域z<0中的均匀地面。分别在图19中的（a）和图19中的（b）中提供了潮湿和干燥地面的结果。两种接地的属性都设置为与频率相关的。潮湿地面的相对介电常数和电导率分别在[29.5，29.7]和[0.044，0.080]区间内随频率逐渐增加。干燥地面的相对介电常数和电导率类似地分别在[3.77，3.95]和[0.010，0.015]区间内变化。仿真结果表明，车辆的存在不会显着改变天线的输入反射系数。车辆的扩展尺寸和地面的存在改变了辐射方向图的形状。图19展示了所述宽带多波束天线阵列在三个不同频率下的两个正交切割（x-z和y-z）的辐射方向图。所述宽带多波束天线阵列实际增益的波动是由平台的存在和地面反射引起的。然而，所述宽带多波束天线阵列在其工作频率带宽内保持定向行为。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种应用于分米波频段车载通信的宽带多波束天线阵元及阵列，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种应用于分米波频段车载通信的宽带多波束天线阵元，其特征在于，包括：环路辐射板、单极子辐射板、接地板和馈电杆；

所述环路辐射板垂直设置在所述接地板的表面；所述单极子辐射板平行设置在所述环路辐射板的侧边；所述环路辐射板的纵截面形状为拱形；所述环路辐射板的一端与所述接地板连接，另一端通过所述馈电杆与所述单极子辐射板连接；

所述环路辐射板包括第一辐射板、第二辐射板和曲面连接板；所述第一辐射板与所述第二辐射板互相平行，并且均垂直于所述接地板；所述曲面连接板分别与所述第一辐射板和所述第二辐射板远离所述接地板的端部连接；所述单极子辐射板平行设置在所述第二辐射板的侧边；所述第一辐射板靠近所述接地板的端部与所述接地板连接；所述第二辐射板靠近所述接地板的端部通过所述馈电杆与所述单极子辐射板连接；

当射频信号通过所述馈电杆输入所述环路辐射板和所述单极子辐射板时，所述环路辐射板将所述射频信号的能量反射至所述单极子辐射板。

2.根据权利要求1所述的宽带多波束天线阵元，其特征在于，还包括馈电探针；所述馈电探针的一端与所述馈电杆连接，另一端贯穿并延伸至所述接地板的另一面。

3.根据权利要求1所述的宽带多波束天线阵元，其特征在于，所述馈电杆与所述单极子辐射板靠近所述接地板的端部连接。

4.根据权利要求3所述的宽带多波束天线阵元，其特征在于，所述单极子辐射板的横截面由所述单极子辐射板远离所述馈电杆的端部至靠近所述馈电杆的端部逐渐减小。

5.根据权利要求1所述的宽带多波束天线阵元，其特征在于，所述第二辐射板的横截面由所述第二辐射板远离所述馈电杆的端部至靠近所述馈电杆的端部逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的宽带多波束天线阵元，其特征在于，所述环路辐射板、所述馈电杆与所述接地板一体连接。

7.根据权利要求1所述的宽带多波束天线阵元，其特征在于，所述宽带多波束天线阵元的高度为λ/3-2λ/3，其中，λ为自由空间波长。

8.一种应用于分米波频段车载通信的宽带多波束天线阵列，其特征在于，包括：环形排列的八个如权利要求1-7任一项所述的宽带多波束天线阵元。

9.根据权利要求8所述的宽带多波束天线阵列，其特征在于，所述宽带多波束天线阵列的直径为1.220m，高度为0.330m。

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