一种汽车防撞雷达天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种汽车防撞雷达天线，包括介质板和波导转微带馈电，介质板上表面设有辐射贴片线阵，介质板下表面设有地板，辐射贴片线阵和地板分别通过类鳍型微带线与波导转微带馈电连接，辐射贴片线阵由一根长微带馈线和一组依次排列连接在长微带馈线一侧的矩形贴片，矩形贴片大小服从25dB的泰勒加权分布且朝向一致地与长微带馈线呈45度夹角。本实用新型专利技术低剖面、低旁瓣、高增益、具有高交叉极化比的微带串馈驻波天线阵，其工作于W波段，45°线极化形式可避免对向来车的电磁干扰，并且可进一步组阵用于中远距离探测的汽车前置防撞雷达。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车防撞雷达天线
本技术涉及天线
，具体说是一种汽车防撞雷达天线。
技术介绍
进入21世纪以后，国内汽车的销售呈现较大规模上涨的趋势，急剧增加的车辆数量带来了道路的拥挤，更重要的是交通不安全因素的增加。为了促进交通环境的安全与便捷性，ADAS(AdvancedDriverAssistanceSystem),即高级驾驶辅助系统应用而生。其中，毫米波汽车防撞雷达的研制具有巨大的社会效益和经济效益。目前，汽车防撞雷达已经在欧美等发达国家汽车行业普及，国内各大高校、研究所，还有大量公司也着眼于77GHz频段的FMCW汽车主动防撞雷达的研究和生产。未来，成千上万的主动防撞雷达将被应用到汽车上，然而，大量汽车雷达设备采用垂直极化形式，这使得对向而行的汽车间产生巨大的电磁干扰，虚假目标的产生对设备的安全使用将带来巨大的威胁和挑战。Bosch公司在2009年推出了长距探测雷达传感器,其使用了介质透镜天线来提供较大的天线增益满足长距探测的要求,通过透镜正下方的四个矩形贴片，实现远距离的波束扫描，透镜天线体积较大，且单雷达很难实现波束的远近距离探测。2009年,ContinentalADC公司推出了型号为ARS300的防撞雷达产品，该产品能够实现电场机械扫描,其采用类似轮轴状(Spindle)的天线形式,通过在Spindle上使用不同形状的天线,可实现长距、中距探测模式的切换，但机械扫描容易产生大的角度误差。近年，博世量产的长距离汽车防撞雷达采用微带贴片阵列的形式，结构简单，低剖面的特性易与在车辆上安装，但是，该产品采用垂直极化形式，不利于设备间的电磁抗干扰。现有45°线极化的天线线阵是由等长等宽的贴片单元构成的行波阵，等宽阵元不能压低天线的旁瓣且天线增益较低。毫米波天线尺寸较小，大规模的阵列馈电网络带来损耗的同时易出现强耦合的现象，不易扩展为大型阵列，因此，设计一种抗干扰性能强、高增益、低损耗、小型化、加工工艺要求低、易与平面电路集成且易组阵的45°线极化天线阵将是未来的研究热点。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种汽车防撞雷达天线本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种汽车防撞雷达天线，包括介质板和波导转微带馈电，所述介质板上表设有辐射贴片线阵，介质板下表面设有地板，所述辐射贴片线阵和地板分别通过类鳍型微带线与所述波导转微带馈电连接，所述辐射贴片线阵由一根长微带馈线和一组矩形贴片构成，所述矩形贴片依次排列连接在所述长微带馈线的一侧，所述矩形贴片大小服从25dB的泰勒加权分布且朝向一致地与所述长微带馈线呈45度夹角。本技术进一步的设计方案中，上述介质板的材质为Rogers3003C或Rogers5880的PBC板，Rogers3003C板材厚度为0.127mm，Rogers5880板材厚度为0.254mm。本技术进一步的设计方案中，上述波导转微带馈电包括设于所述介质板上的上下对称的两个矩形微带贴片构成，每个矩形微带贴片上依次等间距设置八个金属短路孔。本技术进一步的设计方案中，一组所述矩形贴片数量为10个，辐射贴片线阵两端各2个矩形贴片为无槽贴片，中间的6个矩形贴片为开槽贴片，开槽贴片沿矩形贴片的窄边开有细长的矩形槽，较无槽贴片结构极大地提高了单元的交叉极化水平，相邻两矩形贴片的间距为二分之一波长。本技术进一步的设计方案中，所述长微带馈线的未设矩形贴片的一侧的侧边上设有一组小矩形槽，所述小矩形槽数量与所述矩形贴片数量相同并一一对应地位于矩形贴片的右下角，小矩形槽与矩形贴片的朝向相反，所述小矩形槽的大小相互不同，且与相对应的矩形贴片之间的距离不同。取代了传统的1/4波长匹配段，结构紧凑，匹配效果良好，保证每节天线有最大的正向传输功率。本技术具有以下突出的有益效果：本技术结构紧凑、低旁瓣、高增益、具有高交叉极化比的串馈微带天线面阵，工作于W波段，可用于汽车前置防撞雷达，具有45°线极化形式。具体有益效果有：第一：本技术采用串联馈电的方式，即细长的馈线将十个矩形贴片串起来，从一端进行馈电，该结构紧凑，避免并联馈电结构带来的更大的损耗，同时，十个矩形贴片单元采用25dB的泰勒加权的形式，使得天线在垂直方位可以实现更低的旁瓣抑制效果。十个矩形贴片近乎等间距，实现了每个矩形贴片单元的同相馈电，矩形贴片单元间的小矩形槽在不改变单元间距的情况下，实现每节矩形贴片单元的良好匹配的效果，避免由于矩形贴片电流的反射而造成的阻抗失配和损耗。第二：十个矩形贴片单元依次设置在长微带馈线的一端，构成了45°线极化形式，该结构可避免对向来车的雷达设备间的干扰，提高雷达的可靠性、稳定性。线阵中间六个较大矩形贴片开有贴边的矩形槽，通过破坏交叉极化方向的表面电流，提高了整个线阵的交叉极化比。第三：线阵的鳍线过度馈电形式是渐变结构，较谐振馈电结构具有宽频带和良好的驻波特性。鳍线过度两边16个金属过孔可有效的加强鳍线结构与波导腔体的接触。较机械扫描的类似轮轴状(Spindle)的天线结构和凸透镜天线结构，本专利技术的单元形式可塑性更高，可通过一阶多路功分器实现前置汽车防撞雷达的短距离、中距离、远距离探测。附图说明图1是实施例中汽车防撞雷达天线上视图；图2是实施例中汽车防撞雷达天线侧视图；图3是实施例中汽车防撞雷达天线后视图；图4为实施例中汽车防撞雷达天线的矩形贴片结构示意图；图5为实施例中泰勒加权垂直方位辐射方向图图6为实施例中天线S参数；图7为实施例中主极化与交叉极化归一化辐射方向图；图8为实施例中实测辐射方向图；图中，1-辐射贴片线阵，2-介质板，3-地板，4-波导转微带馈电，5-长微带馈线，6-小矩形槽，7-无槽贴片，8-开槽贴片，9-类鳍型微带线，10-金属短路孔，11-矩形微带贴片。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术作进一步说明。参见图1-4，本技术中的一种汽车防撞雷达天线，包括介质板2和波导转微带馈电4，介质板2的材质为Rogers3003C，其介电常数为3.0，厚度为0.127mm。介质板2上表面设有辐射贴片线阵1，介质板2下表面设有地板3，辐射贴片线阵1和地板3分别通过类鳍型微带线9与波导转微带馈电4连接，辐射贴片线阵1由一根长微带馈线5和一组矩形贴片构成，矩形贴片依次排列连接在长微带馈线5的一侧，长微带馈线5宽0.3mm，矩形贴片大小服从25dB的泰勒加权分布且朝向一致地与长微带馈线5呈45度夹角，其中，泰勒加权是基于多个单元辐射不同的功率能量来降低旁瓣的原理，一般有两种形式，一种通过馈电网络，另一种通过单元幅度减削，这里采用幅度减削的方式。记10个矩形贴片单元编号由左到右为n1到n10,这里矩形贴片单元的大小与泰勒加权的电流值有表1的对应关系，在垂直方位上，天线的旁瓣抑制度高达25dB，见图5。一组矩形贴片数量为10个，辐射贴片线阵1两端各2个矩形贴片为无槽贴片7，中间的6个矩形贴片为开槽贴片8，见图6，传统角馈方型贴片易产生极化正交、幅值相等的两个简并模，当单元的长宽比趋向于1的情况下，贴片的极化方向与馈线垂直，所需的45°主极化被恶化，为此，开槽贴片8沿窄边开有细长的矩形槽，提高单元的交叉极化水平，相邻两矩形贴片的间距为二分之一波长。长微带本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车防撞雷达天线，包括介质板（2）和波导转微带馈电（4），其特征在于，所述介质板（2）上表面设有辐射贴片线阵（1），介质板（2）下表面设有地板（3），所述辐射贴片线阵（1）和地板（3）分别通过类鳍型微带线（9）与所述波导转微带馈电（4）连接，所述辐射贴片线阵（1）由一根长微带馈线（5）和一组矩形贴片构成，所述矩形贴片依次排列连接在所述长微带馈线（5）的一侧，所述矩形贴片大小服从25dB的泰勒加权分布且朝向一致地与所述长微带馈线（5）呈45度夹角。

【技术特征摘要】
1.一种汽车防撞雷达天线，包括介质板（2）和波导转微带馈电（4），其特征在于，所述介质板（2）上表面设有辐射贴片线阵（1），介质板（2）下表面设有地板（3），所述辐射贴片线阵（1）和地板（3）分别通过类鳍型微带线（9）与所述波导转微带馈电（4）连接，所述辐射贴片线阵（1）由一根长微带馈线（5）和一组矩形贴片构成，所述矩形贴片依次排列连接在所述长微带馈线（5）的一侧，所述矩形贴片大小服从25dB的泰勒加权分布且朝向一致地与所述长微带馈线（5）呈45度夹角。2.根据权利要求1所述的汽车防撞雷达天线，其特征在于，所述介质板（2）的材质为Rogers3003C或Rogers5880的PBC板。3.根据权利要求1所述的汽车防撞雷达天线，其特征在于，所述波导转微带馈电（4）包括设于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛俊祥，金良，汪洁，王奇，沈肖雅，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32