[發明專利]一種高增益小尺寸毫米波陣列天線及雷達

在審

• 申請號: 202210472167.2
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114976612A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 汪中岳;張冠;宋輝隆
• 申請（專利權）人: 長沙莫之比智能科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q21/00;H01Q21/06;H01Q1/22;G01S7/02
• 代理公司: 長沙大珂知識產權代理事務所(普通合伙) 43236
• 代理人: 姚弘奕

本發明屬于雷達天線技術領域，公開了一種高增益小尺寸毫米波陣列天線及雷達，陣列天線包括介質板、接地板、高增益陣列天線陣元、陣列饋線，高增益陣列天線陣元由多個陣元組成，每個陣元之間的間距相同，每個陣元由兩個近似V形組成，每個近似V形包括第一端、第二端和第三端，其中，第二端與陣列饋線垂直，第一端和第三端分別與第二端以傾斜角度連接，兩個近似V形通過連接端連接，連接端與陣列饋線垂直，且連接端的中點經過陣列饋線。本發明在保持高增益同時，天線尺寸大幅縮小，對電路布局設計、雷達產品小型化和成本均有正向作用。

技術領域

本發明屬于雷達天線技術領域，尤其涉及一種高增益小尺寸毫米波陣列天線及雷達。

背景技術

民用毫米波雷達作為目前蓬勃發展的高新產業，對比激光雷達和視頻取像技術，在成本和實用性上具備較大的優勢。其中車載毫米波雷達就是應用比較廣泛之一。目前多數中遠距毫米波雷達均使用板載微帶天線，構結構圖1示，其中1和2為兩個發射天線，3的中間4個是接收天線，其中最左和最右的天線接地，4為介質板，5為處理芯片。這種雷達的天線部分尺寸為31.8mm，最大增益值為15dBi,可實現最遠探測距離200m。該種天線形式為保證探測距離，則需要用較大尺寸來達到相對應的增益值，同時，較大的天線面積雖然能保證雷達較強增益，但由于天線周邊存在的金屬器件或結構件會對天線性能造成影響，因此雷達板上預留給外圍電路接口或者擺放其他通訊模塊的空間有限，這可能延長雷達的開發周期和了限制雷達其他的通訊功能，比如藍牙、4G通訊等。加大板材以增加布局空間雖然能解決以上問題，但不利于雷達小型化設計，成本也隨之上升。

發明內容

有鑒于此，本發明基于羅杰斯4830型號高頻板材(介電常數為3.2，損耗正切值為0.0033，厚度為0.127mm)，提出了一款高增益小尺寸毫米波陣列天線。針對特定增益要求的毫米波雷達天線，通過使用新型陣元布陣，并優化了陣元參數如間距、線寬和陣元夾角等，在保持高增益的前提下，天線尺寸大幅縮小，為雷達前期電路設計提供了較大的空間。

本發明第一方面公開的一種高增益小尺寸毫米波陣列天線，包括介質板(4)和接地板(7)，還包括高增益陣列天線陣元(6)、陣列饋線(8)，所述高增益陣列天線陣元(6)由多個陣元組成，每個陣元之間的間距相同，每個陣元由兩個近似V形組成，每個近似V形包括第一端(10)、第二端(11)和第三端(12)，其中，所述第二端(11)與所述陣列饋線(8)垂直，所述第一端(10)和第三端(12)分別與所述第二端(11)以傾斜角度連接，兩個近似V形通過連接端(13)連接，所述連接端(13)與所述陣列饋線(8)垂直，且連接端(13)的中點經過所述陣列饋線(8)。

這種結構的好處在于可以調整尺寸，使得電流零點設置在結構頂點處，相鄰兩個折線的電流反向，可以增加輻射。

進一步的，所述高增益陣列天線陣元(6)的陣元線寬w＝0.3mm，饋線線寬f＝0.18mm，陣元間距為d＝2.4mm。

進一步的，所述高頻介質材料為羅杰斯4830型號高頻板材。

進一步的，其中介質板(4)的介電常數和損耗角分別為3.2和0.0033，厚度為0.127mm。

進一步的，所述接地板(7)的長寬高分別為50mm，50mm和0.025mm。

本發明第二方面公開的一種高增益小尺寸毫米波雷達，包括如上所述的高增益小尺寸毫米波陣列天線。

本發明的有益效果如下：

本發明在保持高增益同時，天線尺寸大幅縮小，對電路布局設計、雷達產品小型化和成本均有正向作用。

附圖說明

圖1現有技術中天線陣列的詳細結構圖；

圖2本發明天線陣列的詳細結構正視圖；

圖3本發明天線陣列的詳細結構側視圖；