[實用新型]一種毫米波汽車雷達系統微帶陣列天線

有效

• 申請號: 201621106623.8
• 申請日: 2016-10-09
• 公開（公告）號: CN206211022U
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張學勇;劉峰;沈國松;于沖;王靜
• 申請（專利權）人: 北京理工雷科電子信息技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q1/38;H01Q1/12;H01Q21/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 李愛英,仇蕾安

技術領域

本實用新型屬于微帶天線技術領域，具體涉及一種毫米波汽車雷達系統微帶陣列天線，可適用于多種類型的雷達天線，特別適用于汽車雷達系統低剖面低成本的應用場景。

背景技術

隨著人們生活水平的不斷提高，我國機動車輛的保有量日益增加。然而，關于交通事故的報道也屢見不鮮，尤其是在惡劣的天氣情況下。毫米波工作頻率高、波長短，并且對天氣情況不敏感，可以在極端惡劣的天氣情況下工作。

天線是通信、雷達等系統中的重要器件。毫米波微帶陣列天線因其具有低剖面、低成本、體積小和易加工等特點，在汽車雷達系統中得到了廣泛的應用。為了在遠距離的情況下找到目標，汽車雷達系統天線要求具有高效率、高增益的性能。但是，隨著頻率的增高，微帶線的損耗也隨之增大，因此天線的效率降低。為了提高天線的輻射效率，一方面可以降低天線介質基板的相對介電常數；另一方面可以簡化饋電網絡。

采用串聯饋電的方式可以減小饋電損耗，但是往往也會導致天線副瓣電平升高，一般行波陣列天線的副瓣電平為-10dB左右。為了降低天線波束的副瓣電平，可以采用幅度加權的方法，主要方法有：1、二項式加權法；2、切比雪夫加權法；3、泰勒分布加權法等等。

改變天線各單元輻射大小的主要方式有：1、改變天線各陣元激勵電流的大小；2、改變天線本身的尺寸大小。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供了一種毫米波汽車雷達系統微帶陣列天線，能夠解決毫米波微帶天線饋電損耗大、效率較低、副瓣較大以及和其他同頻段雷達的干擾問題。

實現本實用新型的技術方案如下：

一種毫米波汽車雷達系統微帶陣列天線，包括微帶饋線、波導微帶過渡、介質板、金屬地板、波導和1*n個輻射貼片陣元，其中，36≤n≤72，所述輻射貼片陣元、微帶饋線和波導微帶過渡貼附在介質板的上表面，金屬地板貼附在介質板的下表面，波導與微帶饋線通過波導微帶過渡連接；

所述微帶饋線分別與每一個輻射貼片陣元的一個角直接連接；每一個輻射貼片陣元長度方向的對稱線與微帶饋線所成夾角為45°；

輻射貼片陣元相錯分布在微帶饋線的左右兩側，相鄰相錯分布的兩個輻射貼片陣元的間距為半個波導波長，輻射貼片陣元的貼片長度均為半個工作波長，位于微帶饋線兩端的輻射貼片陣元的貼片寬度小，位于微帶饋線中間的輻射貼片陣元的貼片寬度大，從小到大的寬度尺寸分布符合泰勒分布加權。

進一步地，所述微帶陣列天線還包括背板，背板為金屬材質，背板的長度和寬度尺寸與介質板一致，背板固定在金屬地板下方。

進一步地，所述介質板為絕緣介質板。

有益效果：

(1)本實用新型采用串聯饋電的方式，使用一根微帶饋線分別與每一個輻射貼片陣元的一個角直接相連接的方式饋電，省去了功分器和阻抗變換器等復雜的饋電網絡，從而減小了饋線的損耗，提高了天線效率。

(2)本實用新型方案中輻射貼片陣元傾斜45°，相錯分布在微帶饋線的兩側，實現了45°極化，能夠減小外界同頻段天線的耦合干擾。

(3)本實用新型方案中輻射貼片陣元的貼片寬度符合泰勒分布加權，使得微帶陣列天線能夠獲得更低的副瓣電平。

(4)本實用新型方案中的背板能夠固定微帶陣列天線，使微帶陣列天線的結構更加堅固穩定。

附圖說明

圖1為本實用新型單陣列天線側面示意圖。

圖2為本實用新型單陣列天線正面示意圖。

圖3為本實用新型波導微帶過渡結構示意圖。

圖4為本實用新型兩陣列微帶陣列天線示意圖。

圖5為本實用新型微帶陣列天線駐波仿真結果。

圖6(a)為本實用新型微帶陣列天線77GHz水平面歸一化方向圖仿真結果。

圖6(b)為本實用新型微帶陣列天線77GHz俯仰面歸一化方向圖仿真結果。

其中，1-輻射貼片陣元，2-介質板，3-金屬地板，4-背板，5-波導微帶過渡，6-微帶饋線，7-匹配貼片，8-波導，9-金屬化過孔，10-功分器。

圖7為天線干擾示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本實用新型進行詳細描述。