CN219779195U - 一种雷达毫米波天线阵列 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车载雷达技术领域，具体公开了一种雷达毫米波天线阵列，包括接收部分、发射部分、地墙、微带线、天线芯片以及介质板，所述接收部分由四根串状天线组成，所述发射部分设置有两组，且每组发射部分由四根串状天线组成；所述接收部分、发射部分之间设置有地墙，接收部分、发射部分均设置在介质板表面；同一组所述发射部分的四根串状天线通过微带线相连，且两组发射部分的微带线通过发射馈线与天线芯片相连；所述接收部分的四根串状天线通过接收馈线与天线芯片相连；在保证接收串状天线间距相等和保证发射串状天线间距相等的同时，按照相应的步径调整串状天线的间距，可以省去了大量的调试和模拟时间，节省了研发时间和调试成本。

Description

一种雷达毫米波天线阵列

技术领域

本实用新型涉及车载雷达技术领域，具体为一种雷达毫米波天线阵列。

背景技术

近几年随着汽车电子的大力发展，辅助驾驶和无人驾驶已经逐渐被消费者所接受。这些功能的实现需要很多种类的传感器，而作为其中最重要的一环“雷达”传感器显得尤为关键。因为它体积小和能在复杂的环境下有较高的测量精度，同时它比摄像头有更远的探测距离和更广的探测角度，最重要的是能够在高速环境下，发现危险时提前预警，所以在汽车上占的比重越来越高。

毫米波雷达天线是影响雷达传感器探测距离及角度和速度的最关键因素。而为了探测到更长距离和更大的角度，需要将天线阵元和天线阵列进行波束聚合。但是由于阵元间和阵列间的的相互干扰，更加上天线馈线长度的影响，如何将天线波束聚合到最佳状况，一直是个大难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种雷达毫米波天线阵列，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种雷达毫米波天线阵列，包括接收部分、发射部分、地墙、微带线、天线芯片以及介质板，所述接收部分、发射部分均由四根串状天线组成，且所述发射部分设置有两组，在所述接收部分、发射部分之间设置有地墙，接收部分、发射部分均设置在介质板表面；同一组所述发射部分的四根串状天线通过微带线相连，且两组发射部分的微带线通过发射馈线与天线芯片相连；所述接收部分的四根串状天线通过接收馈线与天线芯片相连。

优选的，所述接收部分中四根串状天线所连的四根接收馈线长度相同，两组发射部分对应的发射馈线长度相同，并且在介质板上与接收馈线、发射馈线对应的部位设置有两排地孔。

优选的，所述接收部分两侧设置有两根亚元天线，接收部分、发射部分之间的间距为7mm~8mm，两组发射部分之间的间距为6mm~7mm；所述亚元天线与接收部分之间的间距为2mm~3mm；所述接收部分、发射部分中的串状天线之间的间距相同，且均为2mm~3mm。

优选的，所述介质板的参考层的材料为Rogers 3003，介电常数为3.0，厚度为0.11mm~0.14；在所述介质板表面设置有呈环形分布的金属过孔，接收部分、发射部分、地墙设置在金属过孔所围成的环形区域内侧。

优选的，所述微带线的宽为0.25mm~0.35mm，接收馈线、发射馈线的宽为0.25mm~0.35mm，串状天线长度为28mm~30mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型所提供的天线阵列，在保证接收串状天线间距相等和保证发射串状天线间距相等的同时，按照相应的步径调整串状天线的间距，尤其是调整发射矩阵后阵列的间距，在得到良好指标的前提下，可以省去了大量的调试和模拟时间，节省了研发时间和调试成本，同时还能为没有经验的工程师提供了天线设计的参考路径。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的回波损耗仿真结果图；

图3为本实用新型的增益和方向仿真结果图；

图中标号：1、接收部分；2、发射部分；3、地墙；4、微带线；5、亚元天线；6、接收馈线；7、发射馈线；8、天线芯片；9、介质板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种雷达毫米波天线阵列，包括接收部分1、发射部分2、地墙3、微带线4、天线芯片8以及介质板9，所述接收部分1、发射部分2均由四根串状天线组成，且所述发射部分2设置有两组，在所述接收部分1、发射部分2之间设置有地墙3，接收部分1、发射部分2均设置在介质板9表面；同一组所述发射部分2的四根串状天线通过微带线4相连，且两组发射部分2的微带线4通过发射馈线7与天线芯片8相连；所述接收部分1的四根串状天线通过接收馈线6与天线芯片8相连。

进一步的，所述接收部分1中四根串状天线所连的四根接收馈线6长度相同，两组发射部分2对应的发射馈线7长度相同，并且在介质板9上与接收馈线6、发射馈线7对应的部位设置有两排地孔。

进一步的，所述接收部分1两侧设置有两根亚元天线5，接收部分1、发射部分2之间的间距为7mm~8mm，两组发射部分2之间的间距为6mm~7mm；所述亚元天线5与接收部分1之间的间距为2mm~3mm；所述接收部分1、发射部分2中的串状天线之间的间距相同，且均为2mm~3mm。

进一步的，所述介质板9的参考层的材料为Rogers 3003，介电常数为3.0，厚度为0.11mm~0.14；在所述介质板9表面设置有呈环形分布的金属过孔，接收部分1、发射部分2、地墙3设置在金属过孔所围成的环形区域内侧。

进一步的，所述微带线4的宽为0.25mm~0.35mm，接收馈线6、发射馈线7的宽为0.25mm~0.35mm，串状天线长度为28mm~30mm。

工作原理：如图1所示，主要由两组发射部分2的八根串状天线和接收部分1的四根串状天线组成；其中发射部分2的两组四根串状天线通过微带线4连接在一起，同时在微带线4的中间部位连上芯片，并且在接收部分1、发射部分2之间设置有地墙3。接收部分1中四根串状天线所连的四根接收馈线6长度相同，两组发射部分2对应的发射馈线7长度相同，同时在介质板9的馈线保护间距外打上两排金属过孔。亚元天线5设置在接收部分1两侧形成隔离抑制形态。

接收部分1、发射部分2的天线的间距为3个波长，接收部分1、发射部分2内部的天线之间的间距相同；通过调整接收部分1中4个串状天线之间的间距为λ的整数倍，调整2个发射部分2（4个串状天线）间的距离为λ/2的整数倍，可以将功率全部聚集叠加在一起，可以达到高达18个dBm增益的同时，还能使得整个天线单元的增益及回波损耗和方向图达到较佳的性能。可以省去了大量的调试和模拟时间，节省了研发时间和调试成本，同时还能为没有经验的工程师提供了天线设计的参考路径。

车载雷达毫米波天线被构造为适于毫米波频段的通信天线，这种应用于毫米波频段的通信天线，其工作频率可为76G到77G。

对根据本实用新型优选实施例的车载雷达毫米波天线的一个应用实例进行的仿真测试，测试结果也表明了本实用新型所具有的上述技术优势。

该应用实例为谐振于77G的天线，其包含如上结构的车载雷达毫米波天线，其接收部分1的串状天线的相互间距为一个波长（2.5mm)，接收部分1的串状天线离亚元天线5也相互间距为一个波长（2.5mm)，发射部分2串状天线间间隔一个波长（2.5mm)，4个发射串状天线组成整列，两组发射部分2之间的间距2个半波长（6.25mm)。微带线4、接收馈线6、发射馈线7宽约0.3mm，串状天线长度等长约29mm。

该应用实例的仿真测试结果如图2-3所示。如图2所示为该应用实例的回波损耗仿真结果，在工作频段内S11<=-10dB。如图3所示为该应用实例的增益和方向图仿真结果，在工作频段内辐射对称且优良的增益。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种雷达毫米波天线阵列，其特征在于：包括接收部分（1）、发射部分（2）、地墙（3）、微带线（4）、天线芯片（8）以及介质板（9），所述接收部分（1）、发射部分（2）均由四根串状天线组成，且所述发射部分（2）设置有两组，在所述接收部分（1）、发射部分（2）之间设置有地墙（3），接收部分（1）、发射部分（2）均设置在介质板（9）表面；同一组所述发射部分（2）的四根串状天线通过微带线（4）相连，且两组发射部分（2）的微带线（4）通过发射馈线（7）与天线芯片（8）相连；所述接收部分（1）的四根串状天线通过接收馈线（6）与天线芯片（8）相连。

2.根据权利要求1所述的一种雷达毫米波天线阵列，其特征在于：所述接收部分（1）中四根串状天线所连的四根接收馈线（6）长度相同，两组发射部分（2）对应的发射馈线（7）长度相同，并且在介质板（9）上与接收馈线（6）、发射馈线（7）对应的部位设置有两排地孔。

3.根据权利要求1所述的一种雷达毫米波天线阵列，其特征在于：所述接收部分（1）两侧设置有两根亚元天线（5），接收部分（1）、发射部分（2）之间的间距为7mm~8mm，两组发射部分（2）之间的间距为6mm~7mm；所述亚元天线（5）与接收部分（1）之间的间距为2mm~3mm；所述接收部分（1）、发射部分（2）中的串状天线之间的间距相同，且均为2mm~3mm。

4.根据权利要求1所述的一种雷达毫米波天线阵列，其特征在于：所述介质板（9）的参考层的材料为Rogers 3003，介电常数为3.0，厚度为0.11mm~0.14；在所述介质板（9）表面设置有呈环形分布的金属过孔，接收部分（1）、发射部分（2）、地墙（3）设置在金属过孔所围成的环形区域内侧。

5.根据权利要求1所述的一种雷达毫米波天线阵列，其特征在于：所述微带线（4）的宽为0.25mm~0.35mm，接收馈线（6）、发射馈线（7）的宽为0.25mm~0.35mm，串状天线长度为28mm~30mm。