[發(fā)明專利]利用鐵電材料組合陣列天線實現(xiàn)的高分辨率汽車防撞雷達

有效

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• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105891830B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 趙世巍;張紅升;代孝森
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G01S13/93
• 分類號: G01S13/93;G01S7/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權代理有限公司11275
• 代理人: 廖曦

技術領域

本發(fā)明涉及微波天線設計領域，具體涉及一種鐵電材料組合陣列天線實現(xiàn)的高分辨率汽車防撞雷達。

背景技術

在汽車電子領域工程應用中，為了提高汽車對多目標的分辨能力，許多類型的天線被提出來，例如，帶裂縫三角形天線，能夠提高分辨率，并且擴展工作頻段，但是相位不能靈活調整，對于多目標的識別較有限。相控陣雷達對于對目標的識別分辨率較高，但是每個通道需要獨立的射頻電路，通過移相器來控制相位，結構非常復雜，不利于汽車雷達的使用。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種利用鐵電材料組合陣列天線實現(xiàn)的高分辨率汽車防撞雷達，該雷達通過采用帶有鐵電材料的天線和傳統(tǒng)微帶貼片天線結合的組合天線陣列，實現(xiàn)天線相位可控，補償微波電路產(chǎn)生的相位差，使得該組合陣列天線能夠獲得較好的多目標分辨率等好處。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的，一種利用鐵電材料組合陣列天線實現(xiàn)的高分辨率汽車防撞雷達，包括依次設置的多個分別與微波發(fā)射電路連接的天線單元，所述天線單元包括微帶天線單元1和菱形天線單元2，所述微帶天線單元通過饋線I11連接到微波發(fā)射電路；所述菱形天線單元2通過饋線II22連接到鐵電電容結構3，所述鐵電電容結構再與微波發(fā)射電路相連，所述鐵電電容連接有可調的直流電壓。

進一步，所述鐵電電容結構包括內環(huán)6和外環(huán)7，所述外環(huán)上設置有輸入端8、輸出端9和接地端10，所述外環(huán)上還設置有一開口12，所述內環(huán)具有電壓端，電源線通過開口與內環(huán)連接。

進一步，所述微帶天線單元具有一開口端，饋線伸入到開口內與微帶天線單元連接。

進一步，所述菱形天線單元的連接處也具有一開口，饋線伸入到開口內與菱形天線單元連接。

進一步，所述微帶天線單元1和菱形天線單元2均設置于介質基片上，所述介質基片采用Rogers 4350介質，介電常數(shù)3.48，厚度0.254mm。

進一步，所述鐵電電容結構3采用鐵電鈦酸鍶鋇薄膜鐵電材料，介電常數(shù)160，厚度0.01mm。

由于采用了上述技術方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點：

本發(fā)明通過采用鐵電可調相位的組合天線陣列，補償了微波發(fā)射電路的相位變化，靈活的調整天線的相位，提高多目標條件下雷達的分辨能力。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術，可以靈活調整相位，提高了多目標的分辨率，結構簡單易于集成等優(yōu)點；因此，本發(fā)明具有很強的實用性及應用前景。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中：

圖1為本發(fā)明一種鐵電材料組合陣列天線的整體結構示意圖；

圖2為本發(fā)明微帶天線單元和菱形天線單元的具體結構示意圖；

圖3為本發(fā)明鐵電電容的結構示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述；應當理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。

如圖1、2所示，一種利用鐵電材料組合陣列天線實現(xiàn)的高分辨率汽車防撞雷達，包括依次設置的多個分別與微波發(fā)射電路連接的天線單元，所述天線單元包括微帶天線單元1和菱形天線單元2，所述微帶天線單元通過饋線I11連接到微波發(fā)射電路13；所述菱形天線單元2通過饋線II22連接到鐵電電容結構3，所述鐵電電容結構再與微波發(fā)射電路相連，所述鐵電電容連接有可調的直流電壓。所述微帶天線單元1和菱形天線單元2均設置于介質基片上，所述介質基片采用Rogers 4350介質15，介電常數(shù)3.48，厚度0.254mm。所述鐵電電容結構3采用鐵電鈦酸鍶鋇薄膜鐵電材料14，介電常數(shù)160，厚度0.01mm。

如圖3所示，所述鐵電電容結構包括內環(huán)6和外環(huán)7，所述外環(huán)上設置有輸入端8、輸出端9和接地端10，所述外環(huán)上還設置有一開口12，所述內環(huán)具有電壓端，電源線通過開口與內環(huán)連接。

所述微帶天線單元具有一開口端，饋線伸入到開口內與微帶天線單元連接。微帶天線單元1的長度x1為4.62 mm，寬度y1為3.32 mm，饋電線深入微帶面的深度d1為1.26 mm；所述菱形天線單元的連接處也具有一開口，饋線伸入到開口內與菱形天線單元連接；菱形天線單元2的長度x2為5.31 mm，寬度y2為3.56 mm，饋電線深入微帶面的深度d2為1.28 mm。

在本實施例中，防撞雷達的中心頻率是24GHz，工作帶寬1GHz，直流供電電壓120~150伏調整，內環(huán)半徑R1為1.6 mm，外環(huán)半徑R2為4.1 mm，圓環(huán)寬度W為0.8 mm。