ETC系统中微带阵列天线的设计

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ETC系统中微带阵列天线的设计

作者：周婷李民权李超

来源：《电脑知识与技术》2015年第16期

摘要：该文利用天线研究的数值方法以及微带天线理论，分析研究了微带天线的辐射机理。利用高频结构仿真器HFSS软件对微带天线进行仿真，设计出一款ETC系统车载单元的

微带阵列天线。测试结果表明该微带天线具有高增益低副瓣的优势，能够满足不停车收费系统（ETC）对天线的技术指标要求。

关键词：微带阵列天线；圆极化技术；高增益；低副瓣

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）03-0269-03

ETC是目前最先进的路桥收费方式，其实现了车辆通过收费站时无需停车就完成缴费。ETC可以提高3～5的道路通过能力，可以大大缓解通过阻塞，尤其能够改善收费站附近的交通状况，同时也能达到节能减排的目的。在ETC系统中，微波读写天线（Road-Side Units，RSU）对系统的有效性起到了关键作用。微波天线使用5.8GHZ微波无线DSRC协议与OBU （车载端）以及IC卡进行数据交换，实时采集和更新标签和IC卡的信息，通过串行口实现计算机网络通信。因此，研究设计出应用于ETC系统中的高增益，低副瓣的圆极化微带阵列天线具有很高的应用前景。

1 微带天线阵元的设计

设计微带阵列天线之前，需要先对微带天线贴片单元进行设计计算。本文选择切角形式设计微带天线的贴片单元，从而使微带天线具有圆极化特性。

1.1贴片单元参数计算

圆极化天线的贴片单元采用同轴馈电方式，馈线的宽度[fd=0.3mm]，其长度为9mm，贴

片单元的地板尺寸为[60mm×60mm]，天线贴片单元的介质材料为Taconic TLC，介质板的厚度设定为1.5mm，其介电常数为2.45。贴片单元的损耗角的正切值取0.003。贴片单元的结构图如图1所示。

图1 贴片单元的结构

1.2贴片单元性能仿真