扇形宽波束收发天线制造技术

本实用新型专利技术公开一种扇形宽波束收发天线，包括发射天线和接收天线。所述发射天线包括相对间隔设置的发射反射层和发射辐射层；发射反射层由发射反射介质基板、发射引向金属贴片阵列和发射反射金属带条所构成；发射辐射层由发射金属地板、发射辐射介质基板和发射辐射单元所构成。所述接收天线包括相对间隔设置的接收反射层和接收辐射层；接收反射层由接收反射介质基板和接收反射金属带条所构成；接收辐射层由接收金属地板、接收辐射介质基板和接收辐射单元所构成。本实用新型专利技术发射天线和接收天线结构简单，易于加工，实现了发射天线和接收天线在水平面扇形宽波束，俯仰面实现窄波束，增益及波束宽度均满足车载角雷达的需求，适用于车载角雷达。

【技术实现步骤摘要】
扇形宽波束收发天线
本技术涉及天线
，具体涉及一种扇形宽波束收发天线。
技术介绍
自动驾驶技术是新兴的技术，也是今后汽车安全技术发展的趋势。车载毫米波雷达是自动驾驶汽车的关键部件。已经投入市场的车载毫米波雷达大多是前向雷达，用来检测前向中距和远距目标，而视频以及红外雷达只能检测短距或超短距目标，探测距离短，且易受雨雪等恶劣天气影响，不能全天候工作。针对盲区检测和变道辅助，需要使用毫米波雷达实现高精度，同时要求天线足够宽，实现对宽范围盲区的波束覆盖。对现有技术检索发现，用于车载雷达的宽波束天线还存在一些不足，如公开号为CN206758645U的实用型专利公开了一种“宽波束天线结构”，该天线使用了多个寄生组件实现拓宽波束，虽然天线增益足够大，但是波束宽度还不能满足车载角雷达的需求，不能够偏移天线最大增益指向，且结构复杂。
技术实现思路
本技术针对现有天线波束宽度不够宽，不能满足车载角雷达宽波束和增益要求的问题，提供一种扇形宽波束收发天线。为解决上述问题，本技术是通过以下技术方案实现的：扇形宽波束收发天线，包括发射天线和接收天线。所述发射天线包括相对间隔设置的发射反射层和发射辐射层；发射反射层由发射反射介质基板、发射引向金属贴片阵列和发射反射金属带条所构成；发射引向金属贴片阵列和发射反射金属带条同时设置在发射反射介质基板朝向发射辐射层的一侧表面上，且发射引向金属贴片阵列和发射反射金属带条分别位于发射反射介质基板的纵向中线的两侧；发射引向金属贴片阵列包括多个矩形的发射引向金属贴片，这些发射引向金属贴片沿发射反射介质基板的纵向方向等间距分布，且所有发射引向金属贴片的纵向中线重合；发射反射金属带条为矩形条状，并沿发射反射介质基板纵向方向的两端一直延伸至反射介质基板的边缘；发射辐射层由发射金属地板、发射辐射介质基板和发射辐射单元所构成；发射金属地板的尺寸与发射辐射介质基板远离发射反射层的一侧表面上；发射辐射单元设置在发射辐射介质基板朝向发射反射层的一侧表面上，并位于发射辐射介质基板的纵向中线的其中一侧；发射辐射单元包括发射微带馈线、发射辐射金属贴片阵列和发射微带匹配段；发射辐射金属贴片阵列包括多个矩形的发射辐射金属贴片，这些发射辐射金属贴片沿发射辐射介质基板的纵向方向等间距分布，且所有发射辐射金属贴片的纵向中线重合；发射微带匹配段的纵向中线与发射辐射金属贴片阵列的纵向中线重合，且发射微带匹配段纵向方向的其中一端延伸至发射辐射介质基板的边缘；长条状的发射微带馈线将所有发射辐射金属贴片和发射微带匹配段串联在一起；所述接收天线包括相对间隔设置的接收反射层和接收辐射层；接收反射层由接收反射介质基板和接收反射金属带条所构成；接收反射金属带条设置在接收反射介质基板朝向接收辐射层的一侧表面上，且接收反射金属带条的纵向中线与接收反射介质基板的纵向中线重合；接收反射金属带条为矩形条状，并沿接收反射介质基板的纵向方向一直延伸至接收反射介质基板的边缘；接收辐射层由接收金属地板、接收辐射介质基板和接收辐射单元所构成；接收金属地板的尺寸与接收辐射介质基板相同，并覆于接收辐射介质基板远离接收反射层的一侧表面上；接收辐射单元设置在朝向接收反射层的一侧表面上，且接收辐射单元的纵向中线与接收辐射介质基板的纵向中线重合；接收辐射单元包括接收微带馈线、接收辐射金属贴片阵列和接收微带匹配段；接收辐射金属贴片阵列包括多个接收辐射金属贴片，这些接收辐射金属贴片沿接收辐射介质基板的纵向方向等间距分布，且所有接收辐射金属贴片的纵向中线重合；接收微带匹配段的纵向中线与接收辐射金属贴片阵列的纵向中线重合，且接收微带匹配段纵向方向的其中一端延伸至接收辐射介质基板的边缘；长条状的接收微带馈线将所有接收辐射金属贴片和接收微带匹配段串联在一起。上述方案中，所有发射引向金属贴片的纵向长度相同；在发射引向金属贴片的纵向排布方向上，位于最中间的发射引向金属贴片的横向宽度最大，而往两边发射引向金属贴片的横向宽度逐渐减小。上述方案中，所有发射辐射金属贴片的纵向长度相同；在发射辐射金属贴片的纵向排布方向上，位于最中间的发射辐射金属贴片的横向宽度最大，而往两边发射辐射金属贴片横向宽度逐渐减小。上述方案中，发射引向金属贴片阵列所包含的发射引向金属贴片的数量与发射辐射金属贴片阵列所包含的发射辐射金属贴片的数量相同，且所处位置在垂直投影方向上一一对应；其中发射引向金属贴片的尺寸小于其垂直投影方向所对应的发射辐射金属贴片的尺寸。上述方案中，发射反射金属带条的横向宽度介于最大发射辐射金属贴片的横向宽度和第二大发射辐射金属贴片的横向宽度之间。上述方案中，所有接收辐射金属贴片的纵向长度相同；在接收辐射金属贴片的纵向排布方向上，位于最中间的接收辐射金属贴片的横向宽度最大，而往两边接收辐射金属贴片横向宽度逐渐减小。上述方案中，发射微带匹配段和接收微带匹配段的纵向长度均为λε/4，其中λε为介质波长。上述方案中，发射反射金属带条偏离发射反射介质基板的纵向中线的方向与发射辐射单元偏离发射辐射介质基板的纵向中线的方向为同一侧。上述方案中，发射反射介质基板的尺寸与发射辐射介质基板的尺寸相同，接收反射介质基板的尺寸和接收辐射介质基板的尺寸相同。上述方案中，发射反射介质基板和发射辐射介质基板的纵向长度等于接收反射介质基板和接收辐射介质基板的纵向长度，发射反射介质基板和发射辐射介质基板的横向宽度大于接收反射介质基板和接收辐射介质基板的横向宽度。与现有技术相比，本技术实现了发射天线和接收天线在水平面扇形宽波束，俯仰面实现窄波束，并在发射天线反射层加载引向金属贴片面，使发射天线波束偏移。发射天线俯仰面3dB波束宽度为9.7°，水平面增益为10dB以上的波束宽度达到156°，最大增益偏向60°，为13.5dB；接收天线俯仰面3dB波束宽度9.9°，水平面最大增益13.9dB，3dB波束宽度为152.1°。发射天线和接收天线结构简单，易于加工，增益及波束宽度均满足车载角雷达的需求，适用于车载角雷达。附图说明图1为扇形宽波束发射天线的结构展开示意图。图2为发射天线反射层的结构示意图。图3为发射天线辐射层结构示意图。图4为扇形宽波束接收天线的结构展开示意图。图5为接收天线反射层结构示意图。图6为接收天线辐射层结构示意图。图7为发射天线S11曲线图。图8为发射天线在中心频率处水平面(H面)辐射方向图。图9为发射天线在中心频率处俯仰面(E面)辐射方向图。图10为接收天线S11曲线图。图11为接收天线在中心频率处水平面(H面)辐射方向图。图12为接收天线在中心频率处俯仰面(E面)辐射方向图。图中标号：1、发射反射层；1-1、发射反射介质基板；1-2发射引向金属贴片；1-3、发射反射金属带条；2、发射辐射层；2-1、发射金属地板；2-2、发射辐射介质基板；2-3、发射微带馈线；2-4、发射辐射贴片；2-5、发射微带匹配段；3、接收反射层；3-1、接收反射介质基板；3-2、接收反射金属带条；4、接收辐射层；4-1、接收金属地板；4-2、接收辐射介质基板；4-3、接收微带馈线；4-4、接收辐射贴片；4-5、接收微带匹配段。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.扇形宽波束收发天线，包括发射天线和接收天线，其特征是，所述发射天线包括相对间隔设置的发射反射层(1)和发射辐射层(2)；发射反射层(1)由发射反射介质基板(1‑1)、发射引向金属贴片阵列和发射反射金属带条(1‑3)所构成；发射引向金属贴片阵列和发射反射金属带条(1‑3)同时设置在发射反射介质基板(1‑1)朝向发射辐射层(2)的一侧表面上，且发射引向金属贴片阵列和发射反射金属带条(1‑3)分别位于发射反射介质基板(1‑1)的纵向中线的两侧；发射引向金属贴片阵列包括多个矩形的发射引向金属贴片(1‑2)，这些发射引向金属贴片(1‑2)沿发射反射介质基板(1‑1)的纵向方向等间距分布，且所有发射引向金属贴片(1‑2)的纵向中线重合；发射反射金属带条(1‑3)为矩形条状，并沿发射反射介质基板(1‑1)纵向方向的两端一直延伸至反射介质基板(1‑1)的边缘；发射辐射层(2)由发射金属地板(2‑1)、发射辐射介质基板(2‑2)和发射辐射单元所构成；发射金属地板(2‑1)的尺寸与发射辐射介质基板(2‑2)相同，并覆于发射辐射介质基板(2‑2)远离发射反射层(1)的一侧表面上；发射辐射单元设置在发射辐射介质基板(2‑2)朝向发射反射层(1)的一侧表面上，并位于发射辐射介质基板(2‑2)的纵向中线的其中一侧；发射辐射单元包括发射微带馈线(2‑3)、发射辐射金属贴片阵列和发射微带匹配段(2‑5)；发射辐射金属贴片阵列包括多个矩形的发射辐射金属贴片(2‑4)，这些发射辐射金属贴片(2‑4)沿发射辐射介质基板(2‑2)的纵向方向等间距分布，且所有发射辐射金属贴片(2‑4)的纵向中线重合；发射微带匹配段(2‑5)的纵向中线与发射辐射金属贴片阵列的纵向中线重合，且发射微带匹配段(2‑5)纵向方向的其中一端延伸至发射辐射介质基板(2‑2)的边缘；长条状的发射微带馈线(2‑3)将所有发射辐射金属贴片(2‑4)和发射微带匹配段(2‑5)串联在一起；所述接收天线包括相对间隔设置的接收反射层(3)和接收辐射层(4)；接收反射层(3)由接收反射介质基板(3‑1)和接收反射金属带条(3‑2)所构成；接收反射金属带条(3‑2)设置在接收反射介质基板(3‑1)朝向接收辐射层(4)的一侧表面上，且接收反射金属带条(3‑2)的纵向中线与接收反射介质基板(3‑1)的纵向中线重合；接收反射金属带条(3‑2)为矩形条状，并沿接收反射介质基板(3‑1)的纵向方向一直延伸至接收反射介质基板(3‑1)的边缘；接收辐射层(4)由接收金属地板(4‑1)、接收辐射介质基板(4‑2)和接收辐射单元所构成；接收金属地板(4‑1)的尺寸与接收辐射介质基板(4‑2)相同，并覆于接收辐射介质基板(4‑2)远离接收反射层(3)的一侧表面上；接收辐射单元设置在朝向接收反射层(3)的一侧表面上，且接收辐射单元的纵向中线与接收辐射介质基板(4‑2)的纵向中线重合；接收辐射单元包括接收微带馈线(4‑3)、接收辐射金属贴片阵列和接收微带匹配段(4‑5)；接收辐射金属贴片阵列包括多个接收辐射金属贴片(4‑4)，这些接收辐射金属贴片(4‑4)沿接收辐射介质基板(4‑2)的纵向方向等间距分布，且所有接收辐射金属贴片(4‑4)的纵向中线重合；接收微带匹配段(4‑5)的纵向中线与接收辐射金属贴片阵列的纵向中线重合，且接收微带匹配段(4‑5)纵向方向的其中一端延伸至接收辐射介质基板(4‑2)的边缘；长条状的接收微带馈线(4‑3)将所有接收辐射金属贴片(4‑4)和接收微带匹配段(4‑5)串联在一起。...

【技术特征摘要】
1.扇形宽波束收发天线，包括发射天线和接收天线，其特征是，所述发射天线包括相对间隔设置的发射反射层(1)和发射辐射层(2)；发射反射层(1)由发射反射介质基板(1-1)、发射引向金属贴片阵列和发射反射金属带条(1-3)所构成；发射引向金属贴片阵列和发射反射金属带条(1-3)同时设置在发射反射介质基板(1-1)朝向发射辐射层(2)的一侧表面上，且发射引向金属贴片阵列和发射反射金属带条(1-3)分别位于发射反射介质基板(1-1)的纵向中线的两侧；发射引向金属贴片阵列包括多个矩形的发射引向金属贴片(1-2)，这些发射引向金属贴片(1-2)沿发射反射介质基板(1-1)的纵向方向等间距分布，且所有发射引向金属贴片(1-2)的纵向中线重合；发射反射金属带条(1-3)为矩形条状，并沿发射反射介质基板(1-1)纵向方向的两端一直延伸至反射介质基板(1-1)的边缘；发射辐射层(2)由发射金属地板(2-1)、发射辐射介质基板(2-2)和发射辐射单元所构成；发射金属地板(2-1)的尺寸与发射辐射介质基板(2-2)相同，并覆于发射辐射介质基板(2-2)远离发射反射层(1)的一侧表面上；发射辐射单元设置在发射辐射介质基板(2-2)朝向发射反射层(1)的一侧表面上，并位于发射辐射介质基板(2-2)的纵向中线的其中一侧；发射辐射单元包括发射微带馈线(2-3)、发射辐射金属贴片阵列和发射微带匹配段(2-5)；发射辐射金属贴片阵列包括多个矩形的发射辐射金属贴片(2-4)，这些发射辐射金属贴片(2-4)沿发射辐射介质基板(2-2)的纵向方向等间距分布，且所有发射辐射金属贴片(2-4)的纵向中线重合；发射微带匹配段(2-5)的纵向中线与发射辐射金属贴片阵列的纵向中线重合，且发射微带匹配段(2-5)纵向方向的其中一端延伸至发射辐射介质基板(2-2)的边缘；长条状的发射微带馈线(2-3)将所有发射辐射金属贴片(2-4)和发射微带匹配段(2-5)串联在一起；所述接收天线包括相对间隔设置的接收反射层(3)和接收辐射层(4)；接收反射层(3)由接收反射介质基板(3-1)和接收反射金属带条(3-2)所构成；接收反射金属带条(3-2)设置在接收反射介质基板(3-1)朝向接收辐射层(4)的一侧表面上，且接收反射金属带条(3-2)的纵向中线与接收反射介质基板(3-1)的纵向中线重合；接收反射金属带条(3-2)为矩形条状，并沿接收反射介质基板(3-1)的纵向方向一直延伸至接收反射介质基板(3-1)的边缘；接收辐射层(4)由接收金属地板(4-1)、接收辐射介质基板(4-2)和接收辐射单元所构成；接收金属地板(4-1)的尺寸与接收辐射介质基板(4-2)相同，并覆于接收辐射介质基板(4-2)远离接收反射层(3)的一侧表面上；接收辐射单元设置在朝向接收反射层(3)的一侧表面上，且接收辐射单元的纵向中线与接收辐射介质基板(4-2)的纵向中线重合；接收辐射单元包括接收微带馈线(4-3)、接收辐射金属贴片阵列和接收微带匹配段(4-5)；接收辐射金属贴片...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜兴，杨明，廖欣，彭麟，汪坤，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：广西,45