TWI698049B - 天線結構及具有該天線結構的電子裝置 - Google Patents

天線結構及具有該天線結構的電子裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI698049B
TWI698049B TW107143068A TW107143068A TWI698049B TW I698049 B TWI698049 B TW I698049B TW 107143068 A TW107143068 A TW 107143068A TW 107143068 A TW107143068 A TW 107143068A TW I698049 B TWI698049 B TW I698049B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
antenna structure
radiator
radiating
feeder
ground plane
Prior art date
Application number
TW107143068A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202008646A (zh
Inventor
陳國丞
陳逸名
蕭翔宇
林錚
侯登榜
謝志忠
Original Assignee
大陸商深圳市超捷通訊有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商深圳市超捷通訊有限公司 filed Critical 大陸商深圳市超捷通訊有限公司
Publication of TW202008646A publication Critical patent/TW202008646A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI698049B publication Critical patent/TWI698049B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0075—Stripline fed arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0037—Particular feeding systems linear waveguide fed arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

一種天線結構，包括輻射體，所述輻射體包括多個輻射單元，所述多個輻射單元通過一根饋線串接在一起，每兩個相鄰的所述輻射單元之間的間距均相同，每一所述輻射單元的寬度從所述輻射體的中央向左右兩端遞減，電流訊號通過所述饋線的一端饋入至所述輻射體。本發明還提供一種具有該天線結構的電子裝置，包括介質板和所述天線結構，所述介質板用於承載所述天線結構。如此，可改善訊號的傳輸距離並保持了增益。

Description

天線結構及具有該天線結構的電子裝置
本發明涉及一種天線結構及具有該天線結構的電子裝置。
目前，77GHz車載毫米波雷達科技正在快速發展並推動。77GHz車載毫米波雷達具有不懼雨霧塵霾的全天候的探測能力且探測距離遠(可達150~200m)，同時具有解析度高及體積小巧等優勢。車載雷達按照距離劃分主要為三種：長距、中距和近距。長距雷達通常採用高增益天線來實現較遠的探測需求，如何優化既有的漸變天線並改善傳輸距離是研究人員待需要解決的問題之一。
鑒於上述內容，有必要提供一種天線結構及具有該天線結構的電子裝置。
本發明一實施方式提供一種天線結構，所述天線結構包括輻射體，所述輻射體包括多個輻射單元，所述多個輻射單元通過一根饋線串接在一起，每兩個相鄰的所述輻射單元之間的間距均相同，每一所述輻射單元的長度均相同，每一所述輻射單元的寬度從所述輻射體的中央向左右兩端遞 減，電流訊號通過所述饋線的一端饋入至所述輻射體，從而激發所述天線結構以發射雷達掃描波束。
本發明一實施方式提供一種電子裝置，所述電子裝置包括介質板和所述天線結構，所述介質板用於承載所述天線結構。
上述天線結構及具有該天線結構的電子裝置包括輻射體，所述輻射體包括多個串接的輻射單元，每兩個相鄰的所述輻射單元之間的間距均相同，每一所述輻射單元的長度均相同，每一所述輻射單元的寬度從所述輻射體的中央向左右兩端遞減。如此，可改善訊號的傳輸距離並保持了增益。
100:天線結構
200:電子裝置
10:介質板
11:側壁
111:第一壁
112:第二壁
12:第一表面
13:第二表面
20:輻射體
22:輻射單元
30:饋線
40:接地面
圖1係本發明較佳實施例的天線結構應用至電子裝置在一角度下的示意圖。
圖2係本發明較佳實施例的天線結構應用至電子裝置在另一角度下的示意圖。
圖3係圖1所示天線結構應用至電子裝置的拆解示意圖。
圖4係圖1所示天線結構的輻射單元分別為橢圓形及矩形的增益圖。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
需要說明的是，當一個元件被稱為“電連接”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“電連接” 另一個元件，它可以是接觸連接，例如，可以是導線連接的方式，也可以是非接觸式連接，例如，可以是非接觸式耦合的方式。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
下面結合附圖，對本發明的一些實施方式作詳細說明。在不衝突的情況下，下述的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
請參閱圖1和圖2，本發明較佳實施例提供一種天線結構100，其可用於電子裝置200中，用以發射、接收無線電波。所述電子裝置200可以是雷達等探測裝置。所述天線結構100可為毫米波雷達天線。
所述電子裝置200包括介質板10。顯然，所述電子裝置200還包括但不限於實現其預設功能的其他機械結構、電子元件、模組、軟體。
所述介質板10可以是印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)。所述介質板10可採用環氧樹脂玻璃纖維(FR4)等介電材質製成。
請參閱圖1和圖3，所述介質板10包括側壁11、第一表面12及與所述第一表面12相對設置的第二表面13。所述側壁11連接所述第一表面12與所述第二表面13。所述側壁11包括兩個相對的第一壁111和兩個相對的第二壁112。所述介質板10用於承載所述天線結構100。
在本實施方式中，所述介質板10為矩形結構。為便於說明，將所述介質板10在Y軸方向上的大小定義為寬度，將所述介質板10在X軸方向上的大小定義為長度。所述第一壁111為沿Y軸方向的壁，所述第二壁112為沿X軸方向的壁。
所述天線結構100包括輻射體20。在本較佳實施方式中，所述輻射體20可以包括N個輻射單元22。其中，N為大於1的正整數。在本實施例中，如圖2所示，所述N為10，所述輻射體20包括10個輻射單元22。在其他實施方式中，所述N可調整為其他大於1的正整數。一根饋線30串聯所述N個輻射單元22以形成所述輻射體20。所述N個輻射單元22沿第一方向，如X軸方向，排列分佈。
為便於說明，將所述輻射單元22在X軸方向上的大小定義為長度，將所述輻射單元22在Y軸方向上的大小定義為寬度。所述X軸方向為所述饋線30的延伸方向。所述Y軸方向為與所述饋線30的延伸方向垂直的方向。所述輻射單元22之長度的方向與所述饋線30的延伸方向相同。所述輻射單元22之寬度的方向與所述饋線30的延伸方向垂直。每一所述輻射單元22的長度均相同。每一所述輻射單元22的寬度從所述輻射體20的中央向左右兩端遞減。
每一所述輻射單元22可以為橢圓形，即每一所述輻射單元22的寬度不相同。可以理解，在其他實施方式中，所述輻射單元22還可以為其他形狀，例如矩形。
在本實施例中，所述N個輻射單元22的輻射面積不完全相同。一根饋線30上串聯的N個所述輻射單元22的輻射面積從N個所述輻射單元22的中間向兩端逐漸遞減。
具體而言，中間的兩個輻射單元22的輻射面積最大，靠近所述第一壁111的其他輻射單元22的輻射面積逐漸遞減。最靠近所述第一壁111的兩個輻射單元22的長寬比最高，遠離所述第一壁111的其他輻射單元22的長寬比逐漸遞減，中間的兩個輻射單元22長寬比最低。可以理解，每一個所述輻射單元22的長寬比與其阻抗成正比，且每一個所述輻射單元22的阻抗與其輻射功率成反比。因此，所述輻射體20中間的兩個輻射單元22的輻射功率最高，最靠近所述第一壁111的兩個輻射單元22的輻射功率最低，從而達到降低所述天線結構100副瓣電平的效果。
請參閱圖2，在本實施方式中，每個所述輻射單元22的長度D1均相同，且均為0.5λ。所述λ為饋入所述天線結構100的電流訊號在所述饋線30中傳輸時的波長。
所述輻射體20中的每兩個相鄰的輻射單元22之間的間距D2均相同，且均為λ。所述λ為饋入所述天線結構100的電流訊號在所述饋線30中傳輸時的波長，在本實施例中，所述λ為一較穩定值。
在本實施例中，所述饋線30的一端(例如靠近其中一個第一壁111的一端，或靠近另一個第一壁111的一端)電連接所述電子裝置200的饋入部(圖未示)。所述饋入部通過所述饋線30饋入電流訊號至所述輻射體20的每一個所述輻射單元22，從而激發所述天線結構100發射雷達掃描波束。
請再次參考圖3，所述天線結構100還包括接地面40。所述接地面40和所述輻射體20間隔設置。所述接地面40用於為所述輻射體20提供接地。
在本較佳實施方式中，所述輻射體20設置於所述第一表面12。所述接地面40設置於所述第二表面13。所述輻射單元22和所述饋線30可由金屬材料製成。例如，所述輻射單元22可為銅箔片，所述饋線30可為微帶線。
所述接地面40可由金屬材料製成，例如，可為銅箔片。所述接地面40與所述介質板10的大小形狀相同。所述接地面40為矩形結構。所述接地面40與所述介質板10的寬度相同，所述接地面40的長度與所述介質板10的長度相同。
圖4為每一所述輻射單元22分別為橢圓形及矩形時的所述天線結構100的增益圖。其中，曲線S401為每一所述輻射單元22為橢圓形時，以所述天線結構100為中心的一個圓周上的增益圖。曲線S402為每一所述輻射單元22為矩形時，以所述天線結構100為中心的一個圓周上的增益圖。零度方向為所述天線結構100的主要輻射方向。從圖4中可以看出，橢圓形的所述輻射單元22的增益相較於矩形的所述輻射單元22的增益略高0.9dB。
所述天線結構100通過設置所述輻射體20中串接的輻射單元22，且每兩個相鄰的所述輻射單元22之間的間距均相同，每一所述輻射單元22的長度均相同，每一所述輻射單元22的寬度從所述輻射體20的中央向左右兩端遞減。如此，可改善訊號的傳輸距離並保持了增益。
以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照以上較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換都不應脫離本發明技術方案的精神和範圍。本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化等用在本發明的設計，只要其不偏離本發明的技術效果均可。這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100:天線結構
200:電子裝置
10:介質板
11:側壁
111:第一壁
12:第二壁
20:輻射體
22:輻射單元
30:饋線

Claims (7)

  1. 一種天線結構，其中，所述天線結構包括輻射體與接地面，所述接地面為金屬片狀體且與所述輻射體間隔設置，所述輻射體的投影能落在所述接地面上，所述接地面用於為所述輻射體提供接地，所述輻射體包括多個輻射單元，每一所述輻射單元為橢圓形，所述多個輻射單元通過一根饋線串接在一起，每兩個相鄰的所述輻射單元之間的間距均相同，每一所述輻射單元的長度均相同，每一所述輻射單元的寬度從所述輻射體的中央向左右兩端遞減，電流訊號通過所述饋線的一端饋入至所述輻射體，從而激發所述天線結構以發射雷達掃描波束。
  2. 如請求項第1項所述之天線結構，其中，每個所述輻射單元之長度為每個所述輻射單元在所述饋線的延伸方向上的大小，每個所述輻射單元的長度為0.5λ，所述λ為所述電流訊號在所述饋線中傳輸時的波長。
  3. 如請求項第1項所述之天線結構，其中，每個所述輻射單元之寬度為每個所述輻射單元在和所述饋線的延伸方向垂直的方向上的大小。
  4. 如請求項第1項所述之天線結構，其中，每兩個相鄰的所述輻射單元之間的間距均為λ，所述λ為所述電流訊號在所述饋線中傳輸時的波長。
  5. 如請求項第1項所述之天線結構，其中，所述多個輻射單元、所述饋線和所述接地面均由金屬材料製成。
  6. 一種電子裝置，包括介質板及如請求項1-5中任一項所述的天線結構，所述介質板用於承載所述天線結構。
  7. 如請求項第6項所述之電子裝置，其中，所述介質板包括相對設置的第一表面和第二表面，所述天線結構的所述輻射體設置於所述第一表面，所述天線結構的所述接地面設置於所述第二表面，且所述接地面與所述介質板的大小形狀相同。
TW107143068A 2018-07-27 2018-11-30 天線結構及具有該天線結構的電子裝置 TWI698049B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862703891P 2018-07-27 2018-07-27
US62/703,891 2018-07-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202008646A TW202008646A (zh) 2020-02-16
TWI698049B true TWI698049B (zh) 2020-07-01

Family

ID=69178745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107143068A TWI698049B (zh) 2018-07-27 2018-11-30 天線結構及具有該天線結構的電子裝置

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11201390B2 (zh)
CN (2) CN110767982A (zh)
TW (1) TWI698049B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111509372A (zh) * 2020-05-09 2020-08-07 成都理工大学 一种汽车防撞雷达阵列天线

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4010033A1 (de) * 1990-03-29 1991-10-02 Telefunken Systemtechnik Kontrollsensor
JPH11251830A (ja) * 1998-03-05 1999-09-17 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置
FR2863109B1 (fr) * 2003-11-27 2006-05-19 Centre Nat Rech Scient Antenne a diagramme de rayonnement d'emission/reception configurable et orientable, station de base correspondante
JP4770718B2 (ja) * 2006-11-21 2011-09-14 横河電機株式会社 高周波フィルタ
CN101697379A (zh) * 2009-10-21 2010-04-21 东南大学 共面波导加权串馈天线
CN201508913U (zh) * 2009-10-22 2010-06-16 海宁胜百信息科技有限公司 串馈微带阵列天线
JP5620757B2 (ja) * 2010-09-01 2014-11-05 株式会社豊田中央研究所 レーダ装置
TWI505546B (zh) * 2013-01-23 2015-10-21 Wistron Neweb Corp 功率分配器及射頻收發系統
KR20150137554A (ko) * 2014-05-30 2015-12-09 현대모비스 주식회사 패치 배열 안테나 및 이를 구비하는 레이더 신호 송수신 장치
EP3010086B1 (en) * 2014-10-13 2017-11-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Phased array antenna
CN104409870A (zh) * 2014-12-01 2015-03-11 赵冰 微波天线、微波设备及其应用
US9831559B2 (en) * 2015-08-04 2017-11-28 Rockwell Collins, Inc. Low-profile blanket antenna
JP6365494B2 (ja) * 2015-10-07 2018-08-01 株式会社デンソー アンテナ装置及び物標検出装置
WO2017176814A1 (en) * 2016-04-04 2017-10-12 Texas Tech University System 24-ghz low-cost continuous beam steering phased array for indoor smart radar and methods relating thereto
CN105914480B (zh) * 2016-06-15 2018-07-13 东南大学 一种天线结构及设计方法
CN106505312A (zh) 2016-12-09 2017-03-15 安徽四创电子股份有限公司 一种毫米波微带阵列天线
CN106848540A (zh) * 2016-12-13 2017-06-13 航天恒星科技有限公司 W波段汽车防撞雷达天线
CN106972244B (zh) 2017-02-28 2020-03-27 惠州硕贝德无线科技股份有限公司 一种车载雷达阵列天线
WO2018160881A1 (en) * 2017-03-01 2018-09-07 Phase Sensitive Innovations, Inc. Two-dimensional conformal optically-fed phased array and methods of manufacturing the same
CN108736160B (zh) * 2017-04-20 2020-12-15 惠州硕贝德无线科技股份有限公司 一种辐射方向图可重构的5g终端天线
US10454185B1 (en) * 2017-06-15 2019-10-22 Rockwell Collins, Inc. Interferometric direction finding antenna
CN107611577A (zh) * 2017-09-06 2018-01-19 上海通趣科技有限公司 一种基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线
CN207116707U (zh) * 2017-09-13 2018-03-16 武汉雷可达科技有限公司 微带相控阵天线和地面安防雷达
CN108196255A (zh) * 2018-03-23 2018-06-22 加特兰微电子科技(上海)有限公司 一种车用毫米波雷达***

Also Published As

Publication number Publication date
CN110767982A (zh) 2020-02-07
CN110767981A (zh) 2020-02-07
US11201390B2 (en) 2021-12-14
US11189913B2 (en) 2021-11-30
US20200036090A1 (en) 2020-01-30
US20200036105A1 (en) 2020-01-30
TW202008646A (zh) 2020-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5070340A (en) Broadband microstrip-fed antenna
US9236664B2 (en) Antenna
US7319429B2 (en) Partially reflective surface antenna
CN109950707B (zh) 一种圆锥共形端射阵列天线
JP6888674B2 (ja) アンテナ
US6919854B2 (en) Variable inclination continuous transverse stub array
CN1823446A (zh) 宽带相控阵辐射体
US8648762B2 (en) Loop array antenna system and electronic apparatus having the same
JP2012010400A (ja) アンテナアレイ
JP2008244520A (ja) 平面アレーアンテナ
KR102030696B1 (ko) 재구성 가능한 기생 소자를 이용한 빔 조향 안테나
TWI698049B (zh) 天線結構及具有該天線結構的電子裝置
US7592966B2 (en) Broadband antenna and assembly combination thereof
CN110504527B (zh) 一种新型结构的l与x波波段共口径天线
CN112103667A (zh) 一种用于汽车雷达传感器的阵列天线
KR100355090B1 (ko) 평면 모노폴형 야기-우다 안테나
KR101887417B1 (ko) 낮은 부엽특성을 갖는 메타물질 기반의 혼-리플렉터 안테나
JP3364829B2 (ja) アンテナ装置
CN112448157B (zh) 基于多层pcb的毫米波集成对数周期天线
CN212934860U (zh) 一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线
CN111541039A (zh) 一种八分之一球壳形介质谐振器天线
CN112216947A (zh) 超宽带双极化棱锥天线阵列
CN114284739B (zh) 一种Ku波段的具有和差波束扫描功能的漏波天线
JP6747790B2 (ja) レーダ装置
TWI752780B (zh) 寬波束之天線結構