路側設備的陣列天線及電子不停車收費系統技術方案

本實用新型專利技術提供一種路側設備的陣列天線及電子不停車收費系統，該天線包括天線矩陣，和與所述天線矩陣相連的饋電網絡，所述天線矩陣包括至少4個天線陣元，所述饋電網絡包括級聯的阻抗變換段，所述4個天線陣元圍繞天線矩陣的列中心線對稱分布，在天線矩陣的中心線的兩邊分別分布2個天線陣元。本實用新型專利技術實施例提供的路側設備的陣列天線實現了饋電網絡的阻抗匹配，減小饋電網絡的復雜度，性能穩定，能夠解決ETC系統中跨車道DSRC通信問題，符合ETC路側設備的市場要求。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及通信
,尤其涉及一種RSU (Roadside Unit,路側設備)的陣列天線及ETC (Electronic Toll Collection,電子不停車收費)系統。
技術介紹
ETC系統是目前國際上主要研究和推廣的自動電子收費系統，適用于高速公路以及交通繁忙的橋梁隧道環境下的車輛收費解決方案。RSU是ETC系統的標準配件，一般安裝收費站的車道上。當車輛通過ETC車道時，OBU (On Board Unit,車載單元)與RSU通過天線發射和接收射頻信號，不需停車即可完成ETC收費，從而提高汽車通行速度，有效解決交通堵塞問題。在上述ETC系統的收費過程中，RSU用內置的圓極化陣列天線保證車道路面的有效覆蓋，因此，圓極化陣列天線是實現ETC收費系統的重要元件。
技術實現思路
本技術的實施例提供了一種RSU的陣列天線及ETC系統，以實現圓極化微帶陣列天線有效地應用于ETC系統。一種路側設備的陣列天線，包括天線矩陣，和與所述天線矩陣相連的饋電網絡，所述天線矩陣包括至少4個天線陣元，所述饋電網絡包括級聯的阻抗 變換段，所述4個天線陣元圍繞天線矩陣的列中心線對稱分布，在天線矩陣的中心線的兩邊分別分布2個天線陣元。由上述本技術的實施例提供的技術方案可以看出，本技術實施例提供的RSU的陣列天線通過在天線矩陣的中心線的兩邊分別分布2個天線陣元，位于同一邊的2個天線陣元關于天線矩陣的列中心線對稱，從而實現了饋電網絡的阻抗匹配，減小饋電網絡的復雜度，性能穩定。本技術實施例提供的RSU的陣列天線結構簡單，成本低廉，能夠解決ETC系統中跨車道DSRC通信問題，符合ETC路側設備的市場要求。附圖說明圖1為本技術實施例提供的一種RSU的陣列天線的具體結構示意圖；圖2為本技術實施例提供的一種饋電網絡的具體結構示意圖；圖3為本技術實施例提供的一種RSU的陣列天線的回波損耗曲線示意圖；圖4為本技術實施例提供的一種RSU的陣列天線的遠場方向示意圖；圖5為本技術實施例提供的一種RSU的陣列天線的軸比示意圖。具體實施方式為便于對本技術實施例的理解，下面將結合附圖以幾個具體實施例為例做進一步的解釋說明，且各個實施例并不構成對本技術實施例的限定。本技術的RSU的陣列天線的具體結構如圖1所示，包括天線矩陣，和與所述天線矩陣相連的饋電網絡15，所述天線矩陣包括至少4個天線陣元，所述饋電網絡包括級聯的阻抗變換段。在圖1中，以4個天線陣元11、12、13、14為例，每個天線陣元中包括多個天線。所述天線矩陣為2*2矩陣，上述4個天線陣元圍繞天線矩陣的列中心線對稱分布，在天線矩陣的中心線的兩邊分別分布2個天線陣元，位于同一邊的2個天線陣元關于天線矩陣的列中心線對稱，位于同一邊的兩個天線陣元之間的距離為O. 7、. 9個線上波長，各天線陣元與饋電點的距離相等。上述饋電網絡由級聯的阻抗變換段組成，各個天線陣元與上述饋電網絡的饋電點的距離相等。上述饋電網絡的結構如圖2所示，包括輸入端口即饋電點A和4個輸出端口B,以及連接所述饋電點A和4個輸出端口 B的微帶線。所述微帶線包括多個阻抗變換段和非阻抗變換段多個阻抗變換段100、200和非阻抗變換段300，其中200為靠近所述天線陣元的第一阻抗變換段，100為靠近所述天線矩陣的列中心的第二阻抗變換段，上述阻抗變換段100,200通常為一段長度約為1/4線上波長的微帶線，并且，阻抗變換段100的直徑大于阻抗變換段200的直徑。通過調整述阻抗變換段100和200的尺寸參數，可以有效地將虛數的負載阻抗變換為實數的輸入阻抗。圖3為本技術的一種RSU的陣列天線的回波損耗曲線示意圖，回波損耗示意圖反映了該天線吸收天線饋線上的正向能量的能力，在圖3中，橫坐標表示天線接收的信號的頻率，縱坐標表示天線在不同頻率下的回波損耗。由圖3可以看出，天線在5. 8GHz處的回波損耗<_15dB，完 全滿足ETC系統的需要。本技術的一種RSU的陣列天線的遠場方向圖如圖4所示，在圖4中，橫坐標表示天線的輻射角度，縱坐標表示在不同輻射角度下天線的主瓣增益，由圖4可知，天線的主瓣增益達到13dB，水平場和垂直場的半功率波瓣寬度都為35°。圖5給出了本技術的RSU的陣列天線的軸比示意圖，在圖5中，橫坐標表示天線的輻射角度，縱坐標表示在不同輻射角度天線的軸比，從圖5中我們可以看到，該天線在5. 8GHz頻段，其水平場和垂直場軸比小于3dB的角度約為60°，能夠滿足ETC系統對圓極化要求。本專利技術實施例還提供一種ETC系統，該ETC系統中包括RSU，該RSU中包括上述圖1所示的陣列天線。本領域普通技術人員可以理解附圖只是一個實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本技術所必須的。本領域普通技術人員可以理解實施例中的設備中的模塊可以按照實施例描述分布于實施例的設備中，也可以進行相應變化位于不同于本實施例的一個或多個設備中。上述實施例的模塊可以合并為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。綜上所述，本技術實施例提供的RSU的陣列天線通過在天線矩陣的中心線的兩邊分別分布2個天線陣元，位于同一邊的2個天線陣元關于天線矩陣的列中心線對稱，從而實現了饋電網絡的阻抗匹配，減小饋電網絡的復雜度，性能穩定。本技術實施例提供的RSU的陣列天線結構簡單，成本低廉，能夠解決ETC系統中跨車道DSRC通信問題，符合ETC路側設備的市場要求。以上所述，僅為本技術較佳的具體實施方式，但本技術的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
的技術人員在本技術揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本技術的保護范圍之內。因此，本技術的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為 準。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種路側設備的陣列天線，其特征在于，包括：天線矩陣，和與所述天線矩陣相連的饋電網絡，所述天線矩陣包括至少4個天線陣元，所述饋電網絡包括級聯的阻抗變換段，所述4個天線陣元圍繞天線矩陣的列中心線對稱分布，在天線矩陣的中心線的兩邊分別分布2個天線陣元。

【技術特征摘要】
1.一種路側設備的陣列天線，其特征在于，包括 天線矩陣，和與所述天線矩陣相連的饋電網絡，所述天線矩陣包括至少4個天線陣元，所述饋電網絡包括級聯的阻抗變換段，所述4個天線陣元圍繞天線矩陣的列中心線對稱分布，在天線矩陣的中心線的兩邊分別分布2個天線陣元。2.根據權利要求1所述的路側設備的陣列天線，其特征在于，位于同一邊的天線陣元之間的距離為O. 7~0· 9個線上波長。3.根據權利要求1或2所述的路側設備的陣列天線，其特征在于，所述饋電網絡平行饋電網絡，包括一個饋電點和4個輸出端口，以及連接所述饋電點和4個輸出端口的微帶線。4.根據權利要求3所述的路側設備的陣列天線，其特征在于，所述微帶線包括多...

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦坤，徐勇，王波，
申請(專利權)人：航天信息股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：