一种适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩及天线装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩及天线装置，其中，宽角度天线罩包括罩住天线单元的外壳体以及设置在所述外壳体内的吸波材料层，其中，所述外壳体具有面向所述天线单元的内壁面，且该内壁面上设有与所述天线单元的位置一一对应的凸起，所述吸波材料层开设有用于一一对应地容纳所述凸起的镂空区域。天线装置包括PCB板、设置在该PCB板表面上的天线单元以及上述的适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩。本发明专利技术可以展宽车载毫米波雷达天线极化垂直方向的波束宽度，提升车载毫米波雷达后向功能的性能，并便于安装在车辆保险杠与防撞梁之间的空隙等狭小空间内。

A wide angle radome and antenna device for vehicle mounted millimeter wave radar

The invention relates to a wide-angle radome and an antenna device suitable for a vehicle-borne millimeter wave radar, wherein the wide-angle radome comprises a shell covering the antenna unit and an absorbing material layer arranged in the shell body, wherein the shell body has an inner wall facing the antenna unit and the inner wall surface is provided. A protrusion corresponding to the position of the antenna unit is provided, and the absorbing material layer is provided with a hollow area for one-to-one corresponding accommodation of the protrusion. The antenna device comprises a PCB board, an antenna unit disposed on the surface of the PCB board, and a wide angle radome suitable for a vehicle-borne millimeter wave radar. The invention can widen the beam width in the polarization vertical direction of the vehicle-borne millimeter-wave radar antenna, improve the performance of the vehicle-borne millimeter-wave radar backward function, and is convenient for installing in the narrow space such as the gap between the vehicle bumper and the anti-collision beam.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩及天线装置
本专利技术涉及一种适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩及天线装置。
技术介绍
在自动驾驶业内，毫米波雷达传感器因为其成本适中、环境适应性强以及远距离探测能力较好而成为主流探测传感器之一。车载毫米波雷达产品的工作频段目前包括24GHz和77GHz。用于后向功能的车载毫米波雷达主要功能包括盲点检测(BSD)、并线辅助(LCA)、后方横向交通警告(RCTA)等。这几项功能要求覆盖的天线波束宽度有所区别，因此为了能够在一部雷达内覆盖这几项功能，天线单元的方位向波束需要相当的宽度。天线罩作为雷达的主要附件，其作用之一是保护天线，在保证天线罩透波效果的前提下，防止环境对雷达天线工作状态的影响和干扰。传统天线罩一般取壁厚为0.5倍波长或其整数倍附近，且内、外壁均为平面。例如，专利《车用雷达装置及其天线罩》(CN102956969A)中公开天线罩即采用了上述设计，因为其分析的理论前提是电磁波垂直入射时采用0.5倍波长可以使得电磁波能量反射最小，透波效果最好。然而，应用于后向功能的车载毫米波雷达天线的波束普遍较宽，因此斜入射能量较大，从而导致反射较强，因此传统的半波长厚度天线罩会导致天线波束被收窄，如图6(图6中横坐标为天线方向图角度，纵坐标为天线方向图增益)中虚线所示，传统天线罩会导致天线装置在±60°的增益下降十分明显，增益下降一般在11dB左右，因此对毫米波雷达的后向应用性能产生较大影响。为此，现有技术中对这种传统的天线罩进行了结构上的改进，以克服上述问题。例如，专利《天线罩、天线装置及雷达装置》(CN102237571B)中公开了一种拱形的天线罩，以展宽波束，具体可以将波束展宽到24°～26°。然而，这种天线罩的剖面较高，而由于后向功能的汽车毫米波雷达的安装位置在后保险杠与防撞梁之间，空间狭小，因此对于此种设计的天线罩，安装困难。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术旨在提供一种适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩及天线装置，以展宽车载毫米波雷达天线极化垂直方向的波束宽度，提升车载毫米波雷达后向功能的性能，并便于安装在车辆保险杠与防撞梁之间的空隙等狭小空间内。本专利技术之一所述的一种适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩，其包括罩住天线单元的外壳体，所述天线罩还包括：设置在所述外壳体内的吸波材料层，其中，所述外壳体具有面向所述天线单元的内壁面，且该内壁面上设有与所述天线单元的位置一一对应的凸起，所述吸波材料层开设有用于一一对应地容纳所述凸起的镂空区域。在上述的适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩中，所述外壳体包括：壁以及围绕所述壁的边缘朝所述天线单元突起的支撑结构，其中，所述壁具有平坦的外壁面以及与该外壁面相对设置的所述内壁面。在上述的适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩中，所述吸波材料层设置在由所述支撑结构围成的空间内。在上述的适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩中，所述凸起的厚度d1的取值范围为：0＜d1＜0.5λ，其中，λ为空气波长。在上述的适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩中，所述凸起的厚度d1为0.4λ。在上述的适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩中，所述吸波材料层的厚度的取值范围d2为：0＜d2≤0.5λ，其中，λ为空气波长。本专利技术之二所述的一种适用于车载毫米波雷达的天线装置，其包括：PCB板以及设置在该PCB板表面上的天线单元，所述天线装置还包括：如上所述的适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩，其中：所述外壳体罩设在所述PCB板上方，所述凸起一一对应地正对所述天线单元，且所述吸波材料层与所述PCB板贴合。在上述的适用于车载毫米波雷达的天线装置中，所述天线单元为覆铜结构形成的天线。由于采用了上述的技术解决方案，本专利技术的有益效果在于：1、通过宽角度天线罩的内壁面的赋形达到了展宽车载毫米波雷达天线单元极化垂直方向的波束宽度的效果；相比较于传统天线罩(串馈天线单元极化垂直方向±60°波束宽度的增益下降一般在11dB左右)，应用宽角度天线罩的天线装置的天线单元极化垂直方向±60°波束宽度的增益下降一般在5dB以内。2、由于宽角度天线罩的赋形结构在内壁面上，其外壁面为平板形状，天线罩外壳体的厚度为0.5～1.5倍波长(对应于77GHz频段天线罩及天线装置的整体厚度为3.9mm～5.8mm)，因此，在天线波束展宽的同时，保证了天线罩的低剖面特性和易共形性，从而便于安装在车辆保险杠与防撞梁之间的空隙等狭小空间。附图说明图1是本专利技术一种适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩中外壳体的结构立体图；图2是本专利技术一种适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩中吸波材料层的结构立体图；图3是本专利技术中一种适用于车载毫米波雷达的天线装置的结构剖视图；图4是本专利技术中一种适用于车载毫米波雷达的天线装置的结构透视图；图5是本专利技术一种适用于车载毫米波雷达的天线装置中PCB板和天线单元的结构示意图；图6示出了无天线罩、传统的半波长厚度天线罩与本专利技术一种适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩所对应的三种天线方向图的比较情况，其中，横坐标为天线方向图角度，纵坐标为天线方向图增益，点划线表示无天线罩的情况，虚线表示传统天线罩的情况，实线表示本专利技术天线罩的情况。具体实施方式下面结合附图，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述。请参阅图1-5，本专利技术之一，即一种适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩，包括：用于罩住天线单元3(在本实施例中，天线单元的数量为3个)的外壳体1以及设置在外壳体1内的吸波材料层2，其中：外壳体1包括：壁11以及围绕壁11的边缘朝天线单元3突起的支撑结构12，其中，壁11具有平坦的外壁面111以及与该外壁面111相对设置并面向天线单元的内壁面112，且该内壁面112上设有与天线单元3的位置一一对应的凸起113(本实施例中为矩形凸起，且其数量为3个)；吸波材料层2设置在由支撑结构12围成的空间内，并开设有用于一一对应地容纳凸起113的镂空区域21(在本实施例中，镂空区域21的数量为3个)。本专利技术之二，即一种适用于车载毫米波雷达的天线装置，包括：上述宽角度天线罩、PCB板4以及设置在PCB板4表面上的天线单元3(在本实施例中，天线单元3为覆铜结构形成的天线)，其中：宽角度天线罩的外壳体1罩设在PCB板4上方，其凸起113一一对应地正对着天线单元3，且吸波材料层2与PCB板4贴合。在本专利技术中，宽角度天线罩的外壳体1的外壁面111与外界环境接触，主要起到保护天线装置的作用，其内壁面112对应每个天线单元增设凸起113，从而通过结构的赋形对天线的辐射方向图进行调整，展宽天线的方向图；宽角度天线罩的吸波材料层2围绕凸起113设置并位于外壳体1与天线装置的PCB板4之间，可用于吸收凸起113和内壁面112所带来的反射能量，减少反射能量叠加导致的天线方向图起伏，使得天线远场方向图更为平滑。在本专利技术中，天线装置中的天线单元3配合宽角度天线罩的结构设计成辐射面朝向宽角度天线罩中凸起112的天线，从而使其辐射出的电磁波能量通过凸起113发散，从而使得天线方向图得到了明显展宽。在本实施例中，外壳体1上表面为平面结构，根据电磁波的在介质分界面的垂直入射时的反射原理，外壳体1的壁11的厚度为0.5倍介质波长或其整数倍；外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩，其包括罩住天线单元的外壳体，其特征在于，所述天线罩还包括：设置在所述外壳体内的吸波材料层，其中，所述外壳体具有面向所述天线单元的内壁面，且该内壁面上设有与所述天线单元的位置一一对应的凸起，所述吸波材料层开设有用于一一对应地容纳所述凸起的镂空区域。

【技术特征摘要】
1.一种适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩，其包括罩住天线单元的外壳体，其特征在于，所述天线罩还包括：设置在所述外壳体内的吸波材料层，其中，所述外壳体具有面向所述天线单元的内壁面，且该内壁面上设有与所述天线单元的位置一一对应的凸起，所述吸波材料层开设有用于一一对应地容纳所述凸起的镂空区域。2.根据权利要求1所述的适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩，其特征在于，所述外壳体包括：壁以及围绕所述壁的边缘朝所述天线单元突起的支撑结构，其中，所述壁具有平坦的外壁面以及与该外壁面相对设置的所述内壁面。3.根据权利要求2所述的适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩，其特征在于，所述吸波材料层设置在由所述支撑结构围成的空间内。4.根据权利要求1所述的适用于车载毫米波雷达的宽角度天线罩，其特征在于，所述凸起的厚度d1的取...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭剑鹰，赵宇楠，张枝高，石磊，李振华，张宁，
申请(专利权)人：华域汽车系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31