技术领域
[0001] 本发明涉及一种波束扫描车载天线及其设计方法，属于无线通信与微波技术、车辆通信等领域。
相关背景技术
[0002] 随着自动驾驶技术的发展，车载天线和波束扫描天线的重要性日益增加。自动驾驶汽车需要与周围环境进行实时通信，以获得交通信息、导航数据和其他关键信息。波束扫描技术能够提高这些通信链路的可靠性和性能，从而为自动驾驶车辆提供更安全、更有效的操作。
[0003] 在车载应用中，波束扫描天线技术尤其重要，因为它可以提高无线通信的灵活性和效率。例如，在车联网应用中，波束扫描可以用于动态调整通信链路，以优化与其他车辆或基础设施之间的连接。在卫星通信中，波束扫描天线可以用来在车辆移动时维持与卫星的稳定连接。
[0004] 总的来说，车载天线和波束扫描天线技术是现代通信系统中的关键组成部分，它们在提高车辆通信能力、确保行车安全以及推动未来汽车技术发展方面扮演着重要角色。随着技术的不断进步，我们可以期待这些系统将变得更加高效、智能和多功能，以满足日益增长的车载通信需求。
[0005] 在本文中，提出了一种具有结构简单，背射增益较高的三模谐振贴片天线的新设计方法。揭示了主振子和反射器之间的电耦合特性，然后采用该特性来产生高背射增益操作，从而可以产生高达7.5dB的背射增益，可以相应地绘制用于估计关键设计参数的初始值的设计指南。能够用简单的结构，实现俯仰面大角度的波束扫描特性，并且在水平面能够稳定的高背射增益特性。本发明具有宽带宽、结构简单、共面易于集成的特点，在雷达系统、车载系统等无线移动通信领域中有着广泛应用前景。
具体实施方式
[0030] 下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0031] 本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0032] 下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
[0033] 本发明所设计的一种波束扫描车载天线，由一个反射器、一个主振子、一对短路钉、馈电结构，一对矩形凹槽，互补振子构成，着眼采用二维扇形和环形振子组合实现多模谐振，能够用简单的结构，实现俯仰面大角度的波束扫描特性，并且在水平面能够稳定的高背射增益特性，充分简化天线结构，满足新一代宽带移动通信的应用需求。
[0034] 本发明中的波束扫描车载天线采用二维谐振的电流薄片工作模式，扇形和环形贴片的电流分布谐振模式受控于贝塞尔‑傅里叶二重级数。
[0035] 该波束扫描车载天线由一个反射器、一个主振子、一对短路钉、互补振子，馈电结构，凹槽，互补振子构成。主振子的两个凹槽的长度为L、宽度为w，反射器的扇形贴片的圆心角为β；主振子与反射器的距离为d0，反射器的宽度为L1,主振子的半径为R1,互补振子的半径为R2,互补振子的圆心角为α。
[0036] 本发明中反射器采圆心角设置为85度，宽度设置为0.75倍波长，反射器和主振子之间的初始距离可以设置为0.075倍波长。因此，已经估计并近似地确定了天线的关键参数的初始值。进一步，主振子的角度为240度，互补振子的角度为120度。地板与圆环或扇形贴片平行。互补振子的半径为中心频率的一倍波长，主振子和互补振子的圆心角之和为360度，主振子的圆周长度为中心频率的两倍波长。
[0037] 本发明提出一种波束扫描车载天线，该天线具有简单的圆形和扇形环结构，可实现7.5dB的背射增益，单元天线具有增益高、体积小、结构简单而成本低等一系列优点。能够用简单的结构，实现俯仰面大角度的波束扫描特性，并且在水平面能够稳定的高背射增益特性。不仅能有效缩小天线体积，而且辐射性能不依赖于材料、可直接用空气介质实现，有利于充分简化天线结构、简化制作工艺而降低成本，满足未来车辆通信的应用需求。
[0038] 以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
