[發明專利]W波段單路發射雙路接收窄波束低損耗天線及制作方法

有效

• 申請號: 201210517373.7
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN102969565A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 李昕;王海濤;王斌
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q13/00;H01Q21/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張妍

技術領域

本發明涉及一種用于汽車防撞雷達領域的W波段單路發射雙路接收窄波束低損耗天線及制作方法。

背景技術

汽車防撞雷達通過天線輻射和接收電磁波信號，對行駛過程中車輛前方的道路情況進行實時監控，從而在交通事故即將發生時預先給出報警信號，為行車提供最大的安全保障。

雷達系統設計中，天線的性能（包括天線增益、天線方向圖、駐波等）將直接影響到回波能量的大小，進而影響到雷達系統的作用距離。W波段天線頻段高、技術難度大、可借鑒的實際工程經驗缺乏，同時，頻段更高、波長更短，對天線的加工精度要求也較以往低頻段天線高。

基片集成波導（Substrate?Integrated?Waveguide，SIW）技術是近幾年提出的一種可以集成于介質基片中的具有低插損低輻射等特性的新的導波結構，它是通過在上下底面為金屬層的低損耗介質基片上，利用金屬化通孔陣列而實現的，其目的是在介質基片上實現傳統的金屬波導的功能。它可有效地實現無源和有源集成，使毫米波系統小型化，甚至可把整個毫米波系統制作在一個封裝內，極大地降低了成本；而且它的傳播特性與矩形金屬波導類似，所以由其構成的毫米波和亞毫米波部件及子系統具有高?Q?值、高功率容量、易集成等優點，同時由于整個結構完全為介質基片上的金屬化通孔陣列所構成，所以這種結構可以利用?PCB?或?LTCC?工藝精確的實現，并可與微帶電路實現無隙集成。與傳統波導形式的微波毫米波器件的加工成本相比，基片集成波導微波毫米波器件的加工成本十分低廉，不需任何事后調試工作，非常適合微波毫米波集成電路的設計和大批量生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種各項性能都能夠滿足汽車防撞雷達應用要求的W波段單路發射雙路接收窄波束低損耗天線及其制作方法。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種W波段單路發射雙路接收窄波束低損耗天線，其包含：

一路發射子天線，形成在一個雙面覆銅介質板上；

兩路接收子天線，與所述發射子天線隔開，也形成在該雙面覆銅介質板上；

其中，所述雙面覆銅介質板進一步通過形成以下部件來構建各路所述的子天線：

中間介質層，在該中間介質層的頂面形成有上層金屬銅膜，在該中間介質層的底面形成有下層金屬銅膜；

若干金屬化過孔，穿透所述雙面覆銅介質板的頂面到底面設置，并構成用以傳輸電磁能量的波導路線；

若干輻射縫隙，在所述雙面覆銅介質板上構成若干條微帶縫隙陣列，用以將電磁能量形成波束向外輻射。

優選的實施例中，所述發射子天線中設有4條微帶縫隙陣列；

兩路所述接收子天線中分別設有2條微帶縫隙陣列。

各路子天線中，每兩列平行布置的金屬化過孔，與所述雙面覆銅介質板構成一個等效為矩形的波導，則在這兩列金屬化過孔之間布置有一條微帶縫隙陣列中兩列縱向并聯的輻射縫隙。

各路所述子天線與外部射頻收發組件之間分別設有饋電波導，作為電磁能量傳輸的接口。

所述雙面覆銅介質板上，還設有穿透其頂面到底面的若干安裝螺孔和定位銷釘孔，用以固定安裝所述天線。

本發明的另一個技術方案是提供一種制作上述W波段單路發射雙路接收窄波束低損耗天線的方法，其包含分別在同一個雙面覆銅介質板上形成一路發射子天線和兩路接收子天線的以下過程：

步驟1、在所述雙面覆銅介質板上分別與發射子天線或接收子天線對應的位置，加工出若干個依次穿透所述雙面覆銅介質板中上層金屬銅膜、中間介質層及下層金屬銅膜的過孔；

所述過孔的布置與天線中傳輸電磁能量的波導路線相匹配；

步驟2、在所述雙面覆銅介質板上通過化學腐蝕或光刻方法，將各路子天線中對應設置為輻射縫隙處的上層金屬銅膜祛除，還將對應設置為饋電波導處的下層金屬銅膜祛除；

所述輻射縫隙在所述雙面覆銅介質板上布置成若干條微帶縫隙陣列，用以將電磁能量形成波束向外輻射；

所述饋電波導作為各路子天線與外部射頻收發組件之間電磁能量傳輸的接口；

步驟3、通過化學方法將過孔柱面金屬化，使上層金屬銅膜與下層金屬銅膜導通；金屬化過孔與雙面覆銅介質板一起構成了天線中的介質波導；

步驟4、通過機加工的方法，調整雙面覆銅介質板的邊緣外形。

步驟1中，還在所述雙面覆銅介質板上，形成穿透雙面覆銅介質板的若干安裝螺孔和定位銷釘孔，用以固定安裝天線。

步驟2中，各路子天線中，在每兩列平行布置的過孔之間，形成有一條微帶縫隙陣列中兩列縱向并聯的輻射縫隙。