阵列天线与天线系统技术方案

一种阵列天线与天线系统。该阵列天线形成一主波束，该主波束朝向一波束方向，该阵列天线包括：多个辐射体，该多个辐射体具有多个中心线，该多个辐射体排列于一直线，该直线贯穿该多个中心线；以及多个蜿蜒件，该多个蜿蜒件连接该多个辐射体；其中，该阵列天线设置于一第一平面，该波束方向与一法线方向之间具有非零度的一偏移角度，该法线方向垂直于该第一平面。本发明专利技术的天线系统在水平平面及垂直平面可达到相同的检测范围。

【技术实现步骤摘要】
阵列天线与天线系统
本专利技术涉及一种阵列天线与天线系统，尤指一种在水平方向及垂直方向达到相同的检测范围的阵列天线与天线系统。
技术介绍
阵列天线是多个相同的天线按一定规律排列组成的天线系统，且通过调整阵列天线中天线组件的摆放方式，可使阵列天线达成特定的辐射场型，将主波束集中于特定的方向传递信号。举例来说，针对车用雷达系统，其阵列天线通常设定为对水平方向进行二维检测。然而，在实际应用中，仅水平方向的二维检测可能受到来自高于水平面物体(如告示牌、交通标志、桥梁、建筑物等)的反射，由于硬件的限制，常常造成错误警报(FalseAlarm)，而降低系统效能。在此情形下，若能针对车用雷达系统提供具三维扫描功能的射频系统，同时进行水平与垂直方向的检测，将有助于分辨来自水平或垂直方向的反射，增加系统可靠度，进一步降低错误发报率。传统上，要增加不同方向的检测功能最直觉的方式是另外增加一组阵列天线，并调整天线组件的摆放方式，以针对垂直方向进行检测。然而，车用雷达系统是将无线信号收发器设置于车辆保险杆或风扇栅罩内部，来进行测距、信息交换等应用。由于车辆保险杆内通常会设置吸震保丽龙或玻璃纤维等，可用空间极为受限，若要额外增加一组阵列天线，势必有许多难度。更有甚者，若车用雷达系统的销售目标为车后市场，亦即雷达供货商将无法参与决策保险杆的材质及厚度，在此情形下，为了尽可能适用大部分车辆，阵列天线的增益、面积、辐射场型等的设计要求将更为严格。公知技术已发展出包含有水平极化天线以及垂直极化天线的双极化天线系统，以提供水平及垂直方向的三维扫描功能。然而，公知双极化天线系统的水平极化天线及垂直极化天线无法达到相同的检测范围，使得系统效能降低。另外，双极化天线系统的水平极化天线及垂直极化天线需个别设计，且在制程上需通过特殊的堆栈结构才能实现，其具有较高的设计复杂度及生产成本。因此，如何在水平方向及垂直方向达到相同的检测范围，已成为业界所努力的目标之一。从而，需要提供一种阵列天线与天线系统来满足上述需求。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的即在于提供一种在水平方向及垂直方向达到相同的检测范围的阵列天线与天线系统，以改善公知技术的缺点。本专利技术公开一种阵列天线，该阵列天线形成一主波束，该主波束朝向一波束方向，该阵列天线包括：多个辐射体，该多个辐射体具有多个中心线，该多个辐射体排列于一直线，该直线贯穿该多个中心线；以及多个蜿蜒件(Meander)，该多个蜿蜒件连接该多个辐射体；其中，该阵列天线设置于一第一平面，该波束方向与一法线方向之间具有非零度的一偏移角度，该法线方向垂直于该第一平面。本专利技术还公开一种天线系统，设置于一第一平面，包含有至少一偏移阵列天线，形成至少一偏移主波束，该至少一偏移主波束朝向至少一偏移波束方向；以及至少一第一阵列天线，形成至少一第一主波束，该至少一第一主波束朝向至少一第一波束方向；其中，该至少一第一波束方向与该至少一偏移波束方向具有非零的角度差。本专利技术还公开一种天线系统，该天线系统设置于一第一平面，该天线系统包括：至少一阵列天线，该至少一阵列天线形成至少一主波束，该至少一主波束朝向至少一波束方向；以及至少一偏移阵列天线，该至少一偏移阵列天线形成至少一偏移主波束，该至少一偏移主波束朝向至少一偏移波束方向；其中，该至少一波束方向与该至少一偏移波束方向具有非零的角度差。本专利技术用蜿蜒件串连多个辐射体，使其主波束的波束方向偏移其设置平面的法线方向，并利用形成不同波束方向的阵列天线进行垂直方向的扫描及检测，使得本专利技术的天线系统在水平平面及垂直平面可达到相同的检测范围。附图说明图1A为本专利技术实施例一阵列天线的俯视图。图1B为本专利技术实施例一阵列天线的等角视图。图2为本专利技术实施例一天线系统的俯视图。图3为图2的天线系统的天线辐射场型图。图4为本专利技术实施例一天线系统的俯视图。图5为本专利技术实施例一天线系统的俯视图。图6为图1A的阵列天线的天线辐射场型图。图7为图2的天线系统的一差和比示意图。主要组件符号说明：10、200、202、204、402、504、阵列天线600～616、701～70820、40、50、60、70天线系统FD_a、FD_b、FD_1馈入点MLB_a、MLB_b、MLB_2、MLB_4主波束D_a、D_b、D_2、D_4波束方向N法线方向θa、θb角度θ角度差PA、PA0、PA2、PA4辐射体MD蜿蜒件LS中心线LN、LN0、LN2、LN4直线PC、PC0、PC2、PC4相位中心PCL相位中线DS直线距离X、Y、Z坐标轴S1第一侧S2第二侧DE、DA方向具体实施方式请参考图1A及图1B，图1A及图1B为本专利技术实施例一阵列天线10的俯视图及等角视图，为了方便说明，图1A及图1B标示有X、Y、Z轴的坐标系统。阵列天线10包含有多个辐射体PA及多个蜿蜒件(Meander)MD，多个蜿蜒件MD用来连接多个辐射体PA，多个辐射体PA排列于一直线LN，每一辐射体PA具有一中心线LS(即多个辐射体PA具有多个中心线LS)，直线LN贯穿(或串连)多个中心线LS，多个蜿蜒件MD连接多个辐射体PA，多个蜿蜒件MD的两端分别连接至辐射体PA的中心线LS。阵列天线10具有一相位中心PC，阵列天线10对称于相位中心PC。辐射体PA之间具有一直线距离DS，蜿蜒件MD具有一长度L_MD，长度L_MD大于直线距离DS且长度L_MD与直线距离DS之间具有一长度差δ，长度差δ大于零。在一实施例中，长度差δ可相关于阵列天线10所传输的电磁波的波长λ，例如，长度差δ可为0.11倍的波长。多个蜿蜒件MD可在多个辐射体PA之间形成一相位差相位差与蜿蜒件MD的长度L_MD成正比，即蜿蜒件MD的长度L_MD越长，相位差越大。具体来说，请参考图6，图6为阵列天线10的天线辐射场型图，其中，虚线及粗黑线代表当阵列天线10的蜿蜒件MD的长度L_MD大于辐射体PA之间的直线距离DS(即长度差δ大于零)时的辐射场型，而细黑线代表当长度差δ等于零时的辐射场型，由图6可知，蜿蜒件MD的长度L_MD与直线距离DS之间的长度差δ可造成相位差进而使阵列天线10所形成的主波束具有角度偏移。具体来说，阵列天线10可设置于由X轴与Y轴所构成的一第一平面，第一平面具有一法线方向N，法线方向N垂直于第一平面(即平行于Z轴)。一般来说，阵列天线10可形成一主波束(Mainlobe)MLB，而主波束MLB朝向一波束方向D，波束方向D与法线方向N之间具有非零度的一偏移角度θ。以图1B为例，当阵列天线10由一馈入点FD_b(即阵列天线10的一端)进行馈入时，阵列天线10可形成一主波束MLB_a，而主波束MLB_a朝向一波束方向D_a，波束方向D_a与法线方向N之间具有非零度的一偏移角度θa；当阵列天线10由一馈入点FD_a(即阵列天线10的另一端)进行馈入时，阵列天线10可形成一主波束MLB_b，而主波束MLB_b朝向一波束方向D_b，波束方向D_b与法线方向N之间具有非零度的一偏移角度θb。简言之，阵列天线10利用蜿蜒件MD，使辐射体PA之间形成相位差如此一来，阵列天线10所形成的主波束MLB的波束方向D可偏移第一平面的法线方向N。阵列天线10可应用于一天线系统中。请参考图2及图3，图2为本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列天线，该阵列天线形成一主波束，该主波束朝向一波束方向，该阵列天线包括：多个辐射体，该多个辐射体具有多个中心线，该多个辐射体排列于一直线，该直线贯穿该多个中心线；以及多个蜿蜒件，该多个蜿蜒件连接该多个辐射体；其中，该阵列天线设置于一第一平面，该波束方向与一法线方向之间具有非零度的一偏移角度，该法线方向垂直于该第一平面。

【技术特征摘要】
1.一种阵列天线，该阵列天线形成一主波束，该主波束朝向一波束方向，该阵列天线包括：多个辐射体，该多个辐射体具有多个中心线，该多个辐射体排列于一直线，该直线贯穿该多个中心线；以及多个蜿蜒件，该多个蜿蜒件连接该多个辐射体；其中，该阵列天线设置于一第一平面，该波束方向与一法线方向之间具有非零度的一偏移角度，该法线方向垂直于该第一平面。2.如权利要求1所述的阵列天线，其中该阵列天线具有一相位中心，该阵列天线对称于该相位中心。3.如权利要求1所述的阵列天线，其中该多个蜿蜒件的长度相关于该偏移角度的大小。4.如权利要求1所述的阵列天线，其中该阵列天线由该阵列天线的一端进行馈入。5.一种天线系统，该天线系统设置于一第一平面，该天线系统包括：至少一阵列天线，该至少一阵列天线形成至少一主波束，该至少一主波束朝向至少一波束方向；以及至少一偏移阵列天线，该至少一偏移阵列天线形成至少一偏移主波束，该至少一偏移主波束朝向至少一偏移波束方向；其中，该至少一波束方向与该至少一偏移波束方向具有非零的角度差。6.如权利要求5所述的天线系统，其中该至少一偏移阵列天线的每一偏移阵列天线包括：多个偏移辐射体，该多个偏移辐射体具有多个中心线，该多个偏移辐射体排列于一偏移直线，该偏移直线贯穿该多个中心线；以及多个蜿蜒件，该多个蜿蜒件连接该多个偏移辐射体；其中，该至少一偏移波束方向与一法线方向之间具有非零度的至少一偏移角度，该法线方向垂直于该第一平面。7.如权利要求6所述的天线系统，其中该多个蜿蜒件的长度相关于该至少一偏移角度的大小。8.如权利要求6所述的天线系统，其中该至少一阵列天线的每一阵列天线包括多个第一辐射体以及多个直线连接件，该多个第一辐射体排列于一第一直线，该多个直线连接件连接该多个第一辐射体，且该第一直线与该偏移直线相互平行。9.如权利要求5所述的天线系统，其中该至少一偏移阵列天线具有至少一偏移相位中心，该至少一阵列天线具有至少一第一相位中心，该至少一偏移相位中心与该至少一第一相位中心相互对齐。10.如权利要求5所述的天线系统，其中该至少一偏移阵列天线包括一第一偏移阵列天线及一第二偏移阵列天线，该第一偏移阵列天线的馈入位置为该天...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国书，萧兴隆，
申请(专利权)人：启碁科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71