一种适合于在自动车辆雷达系统上使用的具有减少的波束偏斜的曲折型频率扫描式天线(10)包括多个平行子阵列(12)，各个子阵列配备有多个辐射器(30)。天线(10)由连续带(16)材料的蛇形布置(14)形成。蛇形布置(14)配置为使得由在第一方向(22)上传播的信号(18)表征的第一子阵列(20)邻近于由在与第一方向(22)相对的第二方向(26)上传播的信号(18)表征的第二子阵列(24)。第一子阵列(20)和第二子阵列(24)各自进一步配置为限定多个辐射器(30)，这些辐射器配置为使得响应于信号(18)的由天线(10)发射的雷达波束(32)由当信号(18)频率变化时基本上不变化的方向角(36)来表征。
【技术实现步骤摘要】
用于自动车辆雷达系统的具有减少的波束偏斜的曲折型频率扫描式天线
本公开通常涉及雷达天线，更具体地涉及由子阵列的阵列形成的天线，其中各个子阵列具有多个辐射器，这些辐射器配置为使得响应于信号的由天线发射的雷达波束由信号频率变化时基本上不变化的方向角来表征。
技术介绍
为自动车辆配备有通过改变或扫掠由系统发射的并且被附近物体反射的雷达信号的频率来在方位面上扫描雷达波束(即，改变雷达波束的波束方向)的雷达系统是公知的。优选地，该系统的天线配置为或设计为使得雷达信号的名义方向确实随频率而变化。例如，天线在垂直面上呈现零波束偏斜是优选的。
技术实现思路
从互连的辐射器的单一线性垂直布置(arrangement)发射的雷达波束的仰角可能随雷达波束的载波频率而变化是公知的。也就是说，仰角可能随频率变化而增加/减少。由于超出本公开范围的原因，如果雷达信号的载波频率变化(例如，啁啾)，那么存在由雷达系统实现的某些优点。这种仰角的变化有时被称为波束偏斜(squint)。为了克服波束偏斜的问题，本文所描述的天线配置为使得前面提到的互连辐射器(例如，辐射器的子阵列)的垂直布置的交替实例协作，从而使得子阵列的向上偏斜通常被邻近子阵列的向下偏斜消除或抵消。根据一个实施例，提供了一种适合于在自动车辆雷达系统上使用的具有减少的波束偏斜的曲折型频率扫描式天线。该天线包括多个平行子阵列，且各个子阵列配备有多个辐射器。该天线由连续带材料的蛇形布置形成。该蛇形布置配置为使得由在第一方向上传播的信号表征的第一子阵列邻近于由在与第一方向相对的第二方向上传播的信号表征的第二子阵列。第一子阵列和第二子阵列各自进一步配置为限定多个辐射器，这些辐射器配置为使得响应于信号的由天线发射的雷达波束由信号频率变化时基本上不变化的方向角来表征。在阅读优选实施例的下列详细描述并参考各个附图，进一步的特征和优点将更加显而易见，优选实施例只是作为非限制性示例给出的。附图说明现在将参考各个附图作为示例来描述本专利技术，其中：图1是根据一个实施例的曲折型频率扫描式天线的正视图；图2A是根据一个实施例的图1的天线的放大图；图2B是根据一个实施例的图1的天线的侧视图；图3A和图3B是根据一个实施例的图1的天线的放大图；以及，图4是根据一个实施例的图1的天线的替换配置的正视图。具体实施方式图1示出了曲折型频率扫描式天线10(下文称为天线10)的非限制性示例。尽管没有具体示出，但本领域技术人员将立刻认识到，当天线10用于雷达应用时，天线10可以位于基板上或附接到衬底且电耦合至雷达收发器。正如之后将更具体地解释，天线10是相对于现有示例的改进，因为当天线10被如本文所描述的那样定向时，天线10提供在垂直面中的减少的波束偏斜或零波束偏斜。作为示例但并非限制，天线10可以使用公知的印刷电路板(PCB)光蚀刻技术被形成或制造，该技术从覆盖由适合于天线10的预期操作频率的材料所形成的衬底(未示出)的一片铜箔中移除不需要的区域，如本领域技术人员将充分认识的。作为进一步的示例，衬底的厚度可以是0.13mm，由用于Rogers公司的RO3003层压件(laminate)的材料形成。预期的是，本文所描述的天线10特别适合于在自动车辆雷达系统上使用。如在本文中使用的，术语“自动化车辆”不是意味着建议要求自动化车辆(未示出)的完全自动化或自主的操作，尽管那是一个选择。预期到，本文介绍的教导适用于除了使用天线10的雷达系统进行的自动目标检测以外的由操作人员(未示出)完全手动操作的自动化车辆12的实例，其中该系统可仅仅激活可听和/或可见的警告以向操作人员警告靠近自动化车辆的物体或目标的存在。也就是说，自动化车辆可在自动模式下操作(该模式可以是操作人员除了指定目的地外几乎什么也不做的完全自主操作类型)，和/或自动化车辆可在操作人员总体控制自动化车辆的转向、加速器和制动器的手动模式下操作。还预期到，本文介绍的教导适用于雷达被例如安全系统使用以检测人类或车辆的存在的非自动的应用。图2A和图2B示出了关于天线10的进一步的非限制性细节。天线10配置为包括或限定由例如诸如铜箔之类的连续带16导电材料的蛇形布置14所形成的多个平行子阵列12。可替换地，连续带16可以是非导电的，诸如配置有本领域人员公知的特征的介电材料或光纤，所以连续带16能用作为雷达天线。蛇形布置14配置为使得由在第一方向22上传播的信号18表征的第一子阵列20邻近于由在与第一方向22相对的第二方向26上传播的信号18表征的第二子阵列24。也就是说，因为蛇形布置14包括与多个平行子阵列12的各个实例互连的环回(loop-around)端28，所以在此图示中，在天线10的一端射入的信号18经过组成多个平行子阵列12的子阵列的连续实例前后行进或上下行进。信号18传播的信号路径由天线10限定，所以在子阵列的任何一个实例中的信号方向正在以与邻近(例如，下一个或前一个)子阵列的实例的方向相对的方向传送。如第一子阵列20和第二子阵列24的放大图所示，子阵列的各个实例由与环回端28的各个连续实例相互连接的天线10的直线部分组成。第一子阵列20和第二子阵列24还各自配置为限定多个辐射器30，以下被称为辐射器30。如本领域技术人员将认识到，天线10可以更普遍地被称为曲折线，其可以是诸如但不限于波导、微带、衬底集成波导(SIW)、共面波导、同轴电缆、或带状线之类的任何类型的传输线。还将认识到，辐射器30可以是诸如但不限于槽、贴片、偶极子、或单极型辐射器之类的任何类型的辐射元件。当设计天线时，首先考虑的是性能和成本要求。基于这些要求，选择传输线路的类型，并且在这种情况下，选择波导与微带。接着，选择辐射器的类型，其中，例如，槽式辐射器更容易与波导集成，且微带贴片更容易与微带线集成。形成天线10的多个辐射器30或多个平行子阵列12配置为使得图示为响应于信号18在侧视图34(图2B)中的天线10正在水平发射的雷达波束32由当信号18的频率(未示出，但是任何无线频率信号的公知特征)变化时基本没有变化的方位角36(可以替换地被称为仰角)来表征。图3A和3B进一步示出了天线10的细节。图3A显示了左边子阵列40的部分的放大图，且图3B显示了右边子阵列42的部分的放大图。如本文所用的，修饰语“左边”和“右边”仅是根据本文所描述的附图的相关术语，不意味着建议需要左/右关系。事实上，图1所示的图示可颠倒或旋转180°且天线10将仍然如本文所描述的运行。在这个非限制性示例中，辐射器30被表征为槽式辐射器44，其中槽式辐射器44由相对于蛇形布置14的轴48所测量的槽角46来表征。在这个非限制性示例中，第一子阵列中的槽式辐射器44的各个实例与第二子阵列中的槽式辐射器44的实例相对应，且槽式辐射器44的相对应实例的槽角46经选择成提供跨多个平行子阵列12变化的单调数列(monotonicprogression)。优选地，由单调数列限定的角度增量经选择成减少在天线10的方位图案(azimuth-pattern)(未示出)上的旁瓣。式1用于确定多个平行子阵列12中的各个第i个实例的槽角46(角度的度数)，其中n＝1对应于左边子阵列40，且n＝25对应于右边子阵列42。Ai＝sum(n＝1toi)[本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适合于在自动车辆雷达系统上使用的具有减少的波束偏斜的曲折型频率扫描式天线(10)，所述天线(10)包括：由连续带(16)材料的蛇形布置(14)形成的多个平行子阵列(10)，所述蛇形布置(14)配置为使得由在第一方向(22)上传播的信号(18)表征的第一子阵列(20)邻近于由在与所述第一方向(22)相对的第二方向(26)上传播的所述信号(18)表征的第二子阵列(24)，其中，所述第一子阵列(20)和所述第二子阵列(24)各自进一步配置为限定多个辐射器(30)，所述多个辐射器配置为使得响应于所述信号(18)的由所述天线(10)发射的雷达波束(32)由当所述信号(18)的频率变化时基本上不变化的方向角(36)来表征。
【技术特征摘要】
2016.10.13 US 15/292,7541.一种适合于在自动车辆雷达系统上使用的具有减少的波束偏斜的曲折型频率扫描式天线(10)，所述天线(10)包括：由连续带(16)材料的蛇形布置(14)形成的多个平行子阵列(10)，所述蛇形布置(14)配置为使得由在第一方向(22)上传播的信号(18)表征的第一子阵列(20)邻近于由在与所述第一方向(22)相对的第二方向(26)上传播的所述信号(18)表征的第二子阵列(24)，其中，所述第一子阵列(20)和所述第二子阵列(24)各自进一步配置为限定多个辐射器(30)，所述多个辐射器配置为使得响应于所述信号(18)的由所述天线(10)发射的雷达波束(32)由当所述信号(18)的频率变化时基本上不变化的方向角(36)来表征。2.根据权利要求1所述的天线(10)，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：CP·E·林，S·施，
申请(专利权)人：德尔福技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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