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作为有效收发电磁波的工具,天线在通讯系统中扮演着不可或缺的角色。如今,随着车联网技术的发展,车载通讯也不再是仅具有简单的广播收音功能,尤其是5G时代的到来,智能交通也将慢慢走进人们的视野。对于车载天线而言,则需不同工作频段不同极化方式的组合天线。如何在有限的空间内,在保证各天线性能的基础上集成更多天线,成为车载天线的研究难点。本文针对现有车载天线工作频带窄、尺寸大、集成度低等问题,设计了多款应用在高铁及汽车中的结构紧凑的组合天线。具体研究内容如下:1.提出了一款适用于高铁移动通信的、集成宽频带高增益通信以及宽带导航的组合天线。为了减小两天线之间的相互影响,将导航天线放置在通信天线上方。通信天线由传统的PIFA天线变形而来,在天线的馈电位置处进行渐变处理以扩展带宽,加载梯形缝隙以改善阻抗匹配,天线的-10 d B反射系数(VSWR<2)带宽可覆盖400-470MHz、824-960 MHz、1710-2690 MHz以及5700-5925 MHz频段,可工作在对讲机的U频段,2G/3G/4G通信频段,WLAN频段以及V2X频段。所设计的宽带导航天线采用双层贴片以扩展阻抗带宽,采用四端口耦合馈电的形式以扩展轴比带宽,馈电结构则采用一分四的功分移相网络。导航天线的-10 d B反射系数(VSWR<2)带宽可覆盖1100-1600MHz频段,且在整个工作频段内具有较好的增益及右旋圆极化特性。2.提出了一款集成双频WLAN、LTE-MIMO、FM以及导航功能的鲨鱼鳍式车载组合天线。首先根据不规则的渐变鲨鱼鳍外壳对五款天线进行了布局,其中对于工作在2.4-2.484/5.15-5.85 GHz频段的WLAN天线,采用双枝节的IFA结构对天线进行设计,天线放置在底座的最前端,且在一定的仰角内具有较好的水平全向性。对于工作在698-960/1710-2690 MHz频段的LTE主天线,采用变形的Vivaldi结构,在小型化的同时保留了天线的超宽带特性。对于谐振在98 MHz频点处的FM天线,采用曲流技术使其剖面仅有52 mm。对于LTE分集天线,仅采用三个辐射枝节,在不加载任何匹配网络的情况,其-7.5 d B反射系数带宽可覆盖698-960/1710-2690 MHz频段。最后对于工作在1559-1605MHz频段的导航天线,天线采用相对介电常数为21的陶瓷来进行小型化设计,加载3 d B混合耦合器(90°宽带移相器)测试显示具有较好的圆极化特性。3.提出了一款集成LTE-MIMO、5G-MIMO、V2X-MIMO、毫米波通信以及导航功能的内置V2X车载组合天线。其中对于LTE-MIMO天线,采用直接馈电与耦合接地相结合的方法,在不使用任何匹配网络情况下,其-6d B反射系数带宽可覆盖698-960MHz、1447-1510 MHz以及1710-2690 MHz频段,在两天线之间加载DGS结构可有效提升LTE-MIMO天线之间的隔离度。对于5G-MIMO天线,加载匹配网络可工作在698-960 MHz、1710-2690 MHz以及3300-5000 MHz频段,并讨论了MIMO天线之间以及与LTE天线之间的耦合。对于毫米波阵列天线,可工作在56.5-61.4 GHz频段,天线在工作频段内具有较低的副瓣电平及交叉极化电平。所设计的导航天线,可工作在1559-1605 MHz,具有较好的右旋圆极化特性。所提出的工作在V2X频段的V2X-MIMO天线,在水平面具有较好的方向图补偿特性。该组合天线的特点在于集成度高、剖面低,适合放置在车体内部,可应用于未来智能车联网通信系统。