TWI772890B

TWI772890B - 視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統

Info

Publication number: TWI772890B
Application number: TW109131503A
Authority: TW
Inventors: 蔡銘竑
Original assignee: 鼎天國際股份有限公司
Priority date: 2020-09-14
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2022-08-01
Also published as: TW202210865A

Abstract

一種視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統，其包括一主板、一設於主板上之導波管及二設於導波管上之天線板，且導波管從底部向上延伸分岔成左右二導波支管，天線板上分別設有複數輻射天線。主板發出一偵測訊號後，分別透過導波支管傳送到天線板，利用輻射天線發射偵測波及接收反射波，以偵測周圍之障礙物。本發明之導波管延伸出反方向的二導波支管，並分別於其上設置天線板，因此，藉由二傾斜之天線板可增加天線的偵測角度，使雷達的視野更廣。

Description

視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統

本發明係有關一種車用雷達裝置之技術，特別是指一種視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統。

隨著科技愈來愈進步，也為行車帶來更大的安全提升與便利。例如，在車上裝設車用雷達以量測前、後障礙物距離，以在車距過近時發出警示音。這樣的警示，對不熟悉車況、抓不準車身長度的駕駛而言相當實用。如此一來，不但可減少駕駛的視野死角，還可預防倒車時撞到後車或是行車時撞到前車。因此，現有技術中，上述車用雷達可應用在跟車系統(Adaptive Cruise Control,ACC)、盲點偵測(Blind Spot Detection,BSD)、開門警示(Door Open Warning,DOW)上。

一般而言，車用輔助系統，如停車輔助系統(Packing Assist System,PAS)、車側盲點偵測輔助系統(Blind Spot Detection,BSD)、車道變換警示輔助系統(Lane change Alert,LCA)等雖然使用上述車用雷達，但其設計為二套獨立的雷達系統並放置於車輛保險桿的二側。二套獨立的雷達系統分別發射及接收到偵測訊號結果後，再回傳偵測計算障礙物距離至車上系統。接著，由車上系統負責判斷是否需要發出警示。因此，車上系統需安裝該些車用輔助系統的軟體，若車上系統故障或當機時，車用輔助系統也會隨之喪失功能，影響行車安全。此外，傳統雷達系統的天線為平面設置，由於偵測範圍不夠廣角，因此需要兩套雷達系統分別設在車輛的兩側，才能偵測到較為全面的範圍，但成本較高。

因此，本發明即提出一種視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統，在雷達裝置上設置主板，並將天線板拆分成不同方向的二個天線板，以有效解決上述該等問題，具體架構及其實施方式將詳述於下：

本發明之主要目的在提供一種視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統，其利用特殊形狀的導波管將訊號導向兩個方向，藉由不同方向的二天線板發出偵測波，只要單一雷達裝置即可達到160度的大範圍偵測。

本發明之另一目的在提供一種視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統，其在導波管中設置複數通道，每一天線皆對應一條通道，使訊號不會交雜。

為達上述目的，本發明提供一種視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統，包括：一主板，用以發出一偵測訊號；一導波管，其底部設於該主板上，並向上延伸分岔成左右二導波支管；以及二天線板，分別設於該二導波支管上，且該二天線板上分別設有複數輻射天線，該二天線板分別透過該導波支管接收該偵測訊號後，利用該等輻射天線發射偵測波及接收反射波，以偵測周圍之障礙物。

依據本發明之實施例，該導波管中包含複數通道，每一該等通道之底部設有一第一天線空間，連接該二天線板之背面，且每一該等通道之頂端分別設有一第二天線空間，連接該主板之正面。

依據本發明之實施例，該主板上設有複數第一輻射天線，每一該等輻射天線分別連接該等第一輻射天線其中之一。

依據本發明之實施例，該等輻射天線係設於該二天線板之正面，且該二天線板之背面設有複數第二輻射天線，包括接收及發射天線，分別與該導波管上之該等第二天線空間其中之一者連接，透過導波管其分別接收或傳送訊號。

依據本發明之實施例，該二天線板之正面設有包括發射及接收之複數天線，其分別與該等輻射天線連接，且該等天線與該二天線板背面之該第二輻射天線以耦合方式訊號連接，使該二天線板正面之該等輻射天線與背面之該第二輻射天線之間透過該等天線接收或發射偵測訊號。

依據本發明之實施例，該等輻射天線係設於該二天線板之正面，以向外發射偵測波。

依據本發明之實施例，該二天線板為傾斜設置且互相對稱。

依據本發明之實施例，該導波管為V形或Y形。

10:視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統

12:主板

122:第一輻射天線

14:導波管

142:通道

144:第一天線空間

146:第二天線空間

16:第一天線板

162:第一訊號耦合點

164:第三輻射天線

166:第二輻射天線

18:第二天線板

182:第二訊號耦合點

184:第四輻射天線

186:第二輻射天線

第1圖為本發明視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統之立體圖。

第2圖為本發明視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統之分解圖。

第3圖為本發明視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統之另一視角之分解圖。

第4圖為本發明視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統之側面剖視圖。

第5圖為第4圖中A區塊之放大示意圖。

第6圖為第4圖中B區塊之放大示意圖。

本發明提供一種視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統，其利用特殊形狀的導波管及於其上設置的二天線板，將雷達的偵測範圍擴展至比一般水平面天線板更大的角度，在車輛上安裝本發明之車用雷達裝置，在單一車用雷達裝置的情況下就可以使雷達的視野範圍大於160度。本發明適用於停車輔助系統、倒車雷達系統等各種車輛輔助系統。

請同時參考第1圖、第2圖及第3圖，其分別為本發明視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統10之立體圖、分解圖及另一個視角之分解圖。從第2圖中可看到天線板的正面，而從第3圖則可看到天線板的背面。視野大於160度導波管耦合天線之車輛輔助雷達系統10包括一主板12、一導波管14及二天線板，此二天線板分別為第一天線板16及第二天線板18。

主板12可為印刷電路板，其上設有複數第一輻射天線122。第一輻射天線122用以發出偵測訊號，經由導波管14再將偵測訊號傳送到第一天線板16及第二天線板18。若偵測到障礙物，則第一、第二天線板16、18也會將發射或接收的訊號透過導波管14傳送到主板12，利用主板12上的IC進行訊號的計算及處理。

導波管14之底部設於主板12上，導波管14從底部向上延伸、並分岔成一左一右的二組導波支管，形成類似於V形或Y形的導波管14。從第3圖可看出，導波管14中包含複數通道142，在此實施例中，左右二組導波支管分別包含三個通道142。每一通道142之兩端分別設有第一天線空間144及第二天線空間146，且每一通道142之兩端分別連接一輻射天線，其中，通道142上方的第二天線空間146與第一、第二天線板16、18背面的第二輻射天線166、186接合，通道142下方的第一天線空間144則與主板12上的第一輻射天線122接合。其中更有一通道142從最右側的第一天線空間144橫向延伸到最左邊的第二天線空間146。通道142、第一天線空間144及第二天線空間146的數量皆等同於第一輻射天線122和第二輻射天線166、186的數量。

第一天線板16及第二天線板18分別設於左右二導波支管上，且為向外傾斜，以達到更大的偵測角度。但第一、第二天線板16、18之傾斜角度不能過大，需維持在彼此的偵測範圍能相接或重疊的角度內，以免發生前方出現偵測空窗區的問題。於第一天線板16之背面設有複數第二輻射天線166，正面則設有複數第三輻射天線164。每一第一訊號耦合點162分別設在第二輻射天線166的正後方。第一訊號耦合點162可將反射的偵測訊號利用耦合方式傳送到第一天線板16背面的第二輻射天線166。每一第一訊號耦合點162分別連接一條第三輻射天線164。第三輻射天線164又包含發射天線及接收天線，分別用以發出偵測波及接收被障礙物反射之反射波，藉以偵測周圍是否有障礙物。本發明中，第二天線板18上之配置與第一天線板16相同。於第二天線板18之正面設有複數第二訊號耦合點182及複數第四輻射天線184，背面則設有複數第二輻射天線186。每一第二輻射天線186分別設在第二訊號耦合點182的後方，可將訊號利用耦合方式傳送到第二訊號耦合點182。每一個第二訊號耦合點182分別連接一條第四輻射天線184，第四輻射天線184同樣包含了發射天線及接收天線，分別用以發出偵測波及接收被障礙物反射之反射波。

由於每一第二輻射天線166、186分別連接導波管14上之一第二天線空間146，故第二輻射天線166、186的總數也等於第二天線空間146的數量。此外，由於每一條第三輻射天線164及第四輻射天線184的第一、第二訊號耦合點162、182皆各自對應一條通道142，而不是共同使用一條大通道，因此訊號來回傳遞不會產生交雜的問題。

第6圖為本發明之側面剖視圖，從圖中更可清楚看出主板12、導波管14、第一天線板16及第二天線板18之間的連接關係。其中圈出通道142頂端與第一天線板16之連接區域A，並放大顯示於第4圖中。另圈出通道142與主板12之連接區域B，並放大顯示於第5圖中。

由第5圖可看出，每一通道142之頂端正對著第一天線板16的第二輻射天線166，而第二輻射天線166的後方、於第一天線板16的另一面則為第一訊號耦合點162，第一訊號耦合點162後方連著發射和接收的第三輻射天線164。由第6圖中可看出，導波管14中的通道142之底部正對著主板12上的第一輻射天線122。

本發明之應用中，主板12的第一輻射天線122發送出偵測訊號，由導波管14的第一天線空間144接收。透過導波管14內的通道142將偵測訊號傳送到第二天線空間146。由於第二天線空間146與第一、第二天線板16、18背面的第二輻射天線166、186連接，故偵測訊號可傳送到第一、第二天線板16、18上。第二輻射天線166、186再利用耦合的方式將偵測訊號傳送到第一、第二天線板16、18的正面，由第一、第二訊號耦合點162、182接收。第一、第二訊號耦合點162、182再透過第三輻射天線164及第四輻射天線184上的發射天線將偵測訊號以雷達波的方式發射到車輛周圍的空間中。當偵測波接觸到障礙物後，會反射回來並被第三、第四輻射天線164、184上的接收天線接收。接著，反射波的訊號沿著相同路徑傳送回主板12，以供主板12計算障礙物距離後，再回傳到後端的車上電腦或其它車上主機以發出警示。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。