基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统，属于天线技术领域。系统包括介质基板以及设置于介质基板上的发射天线和接收天线，所述的发射天线包括第一类直线型发射天线和平面阵列型发射天线，所述的接收天线包括直线型接收天线，所述的发射天线和接收天线均与77GHz毫米波雷达连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有可以实现用于中距离和远距离探测、低成本、小体积以及高性能等优点。

Microstrip Array Antenna System Based on 77 GHz Millimeter Wave Radar

The utility model relates to a microstrip array antenna system based on 77GHz millimeter wave radar, belonging to the antenna technology field. The system comprises a dielectric substrate and a transmitting antenna and a receiving antenna arranged on the dielectric substrate. The transmitting antenna comprises a first type of linear transmitting antenna and a plane array transmitting antenna. The receiving antenna comprises a linear receiving antenna, and both the transmitting antenna and the receiving antenna are connected with a 77GHz millimeter wave radar. Compared with the prior art, the utility model has the advantages of realizing the advantages of middle and long distance detection, low cost, small volume and high performance.

【技术实现步骤摘要】
基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统
本技术涉及天线
，具体是指一种基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统。
技术介绍
毫米波雷达目前被广泛的应用于交通探测领域，而其中77GHz毫米波雷达无论是在体积还是在探测精度还是探测距离上都有着非常大的优势，这是由于77GHz的雷达微带天线更容易在较小的天线体积下实现窄波束和高增益。因为这些特性，基于77GHz的毫米波雷达将成为主动安全的标准配置。77GHz的雷达对应的波长更短，其电磁波产生的电磁辐射电磁线路加工工艺及精度都有很高的一个水平。以天线为例，采用微带阵列天线需要直接印制在微波印制板的表面，由于极高的频率和极小的波长，使得天线的电尺寸也更小，加工的误差要求也更加严格。目前对于77GHz毫米波雷达的天线设计还较少。专利CN201520832615.0提出了一种大间距布阵的77GHz车载雷达微带天线，虽然克服了传统微带天线布设困难的缺陷，但是没有考虑体积因素，在设计天线时采用了大间距144个天线单元组成的12*12的方形阵列，会对整体PCB板的体积有较大的影响。专利CN201110175648.9提供了一种采用天线与透镜结合的方式，由透镜载板、多个介质透镜、1个发射天线、多个接收天线和无线收发控制模块构成，无线收发控制模块集成了发射控制模块和接收控制模块，其中介质透镜的数量等于发射天线和接收天线的数量之和。整体设计结构复杂，而且体积较大，不易商业化。专利CN200920039530.1提供了一种用于微波毫米波频段的车用天线，采用双面单层PCB工艺，利用上下金属表面和一侧金属化通孔阵列来实现对电磁波的封闭，而在开口面实现有效漏波辐射。这种设计一方面难以实现大发射功率，另一方面金属化阵孔阵列不容易实现。专利CN200820163086.X提出了抗振、防尘，适用于毫米波飞机、汽车船只雷达及通信设备收发传感的天线结构，由微带集成天线、介质透镜、物镜、阵列基座、反射镜、防护罩、波束转换开关构成，介质透镜的圆柱体部分长度可改变，天线阵列射程线阵或面阵。此方案虽然给出了介质透镜天线及阵列实现的具体实现环节，但是并没有具体揭示其在某一个工作频段，如77GHz条件下的具体实现方式。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述问题提供一种具有高稳定性、小型化、低成本的基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统，所述系统包括介质基板以及设置于介质基板上的发射天线和接收天线，所述的发射天线包括第一类直线型发射天线和平面阵列型发射天线，所述的接收天线包括直线型接收天线，所述的发射天线和接收天线均与77GHz毫米波雷达连接。优选地，所述第一类直线型发射天线包括多个发射天线阵元，所述的发射天线阵元呈直线排列，通过馈线相互连接。优选地，所述第一类直线型发射天线上发射天线阵元的宽度以渐变方式排布，具体为：所述第一类直线型发射天线上中间端的发射天线阵元的宽度最大，左右两端的发射天线阵元宽度相对于中间端的发射天线阵元的宽度依次递减。优选地，所述发射天线阵元的长度范围为0.98～1.2mm。优选地，所述平面阵列型发射天线包括多个平行设置的第二类直线型发射天线，所述第二类直线型发射天线通过阻抗变换器结构与功分器的第二端连接，所述功分器的第一端与77GHz毫米波雷达连接。优选地，所述直线型接收天线的结构与第一类直线型发射天线的结构相同，所述第二类直线型发射天线的结构与第一类直线型发射天线的结构相同。优选地，所述第一类直线型发射天线的数量不少于2个，相互之间平行。优选地，所述发射天线和接收天线的走线长度之差为介质波长的整数倍。优选地，所述系统还包括伴随天线，所述的伴随天线与接收天线平行。优选地，所述介质基板上还设有接地板。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：(1)本技术提出的基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统，通过设置直线型发射天线、直线型接收天线和平面阵列型发射天线的结构设置，解决了现有技术中基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统体积大的缺陷，实现了系统的小型化，同时由于平面阵列型发射天线的结构设置，可以提高系统整体的探测距离，从而提高系统的稳定性，实现毫米波雷达的中距离和远距离探测。(2)直线型发射天线包括多个发射天线阵元，相互之间呈直线排列并通过馈线连接，直线型接收天线的结构也相同，这样的连接结构体积小且易于实现，从而提高了系统的小型化程度，也降低了系统成本。(3)直线型发射天线上发射天线阵元的宽度以渐变方式排布，这样的排布方式可以控制电流振幅比，从而保证实现主射方向在垂直于天线介质板方向和低副瓣的要求，提高系统性能。(4)发射天线阵元的长度范围为0.98～1.2mm，这样的长度设置可以使得每根天线的相邻天线阵元的中心间距得到控制，从而保证波束主射方向不偏转，提高系统低副瓣且高增益的特性。(5)平面阵列型发射天线由多个平行设置的直线型发射天线通过功分器和阻抗变换器结构连接构成，这样的结构方式易于实现，且无需额外生产，降低生产成本，提高生产效率。(6)发射天线和接收天线的走线长度之差为介质波长的整数倍，这样可以保证相位相等，保证系统性能。(7)系统还设有伴随天线，平行设置于接收天线两侧，可以使接收天线达到更好的一致性，提高系统性能。附图说明图1为基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统的结构示意图；图2为直线型发射天线的结构示意图；图3为平面阵列型发射天线的结构示意图；其中，1为介质基板，2为馈线，3为77GHz毫米波雷达，4为微带线，5为馈线，6为天线阵元，7为直线型天线，8为微带面阵中的直线阵列单元，9是功分器输入端，10为阻抗匹配枝节，11为功分器输出端。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的
技术实现思路
，特举以下实施例详细说明。请参阅图1所示，为本专利技术基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统的结构示意图。在一种实施方式中，该基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统，包括介质基板以及设置于介质基板上的发射天线和接收天线，发射天线包括第一类直线型发射天线和平面阵列型发射天线，接收天线包括直线型接收天线，发射天线和接收天线均与77GHz毫米波雷达连接。具体来说，系统中的第一类直线型发射天线包括多个发射天线阵元，发射天线阵元呈直线排列，通过馈线相互连接。第一类直线型发射天线上发射天线阵元的宽度以渐变方式排布，具体为：第一类直线型发射天线上中间端的发射天线阵元的宽度最大，左右两端的发射天线阵元宽度相对于中间端的发射天线阵元的宽度依次递减。而发射天线阵元的长度范围为0.98～1.2mm。平面阵列型发射天线包括多个平行设置的第二类直线型发射天线，第二类直线型发射天线通过阻抗变换器结构与功分器的第二端连接，功分器的第一端与77GHz毫米波雷达连接。第一类直线型发射天线的数量不少于2个，相互之间平行。直线型接收天线的结构与第一类直线型发射天线的结构相同，第二类直线型发射天线的结构也与第一类直线型发射天线的结构相同。发射天线和接收天线的走线长度之差为介质波长的整数倍。除此之外，系统还包括伴随天线，伴随天线与接收天线平行。而介质基板上还设有接地板。在实际应用中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统，其特征在于，所述系统包括介质基板以及设置于介质基板上的发射天线和接收天线，所述的发射天线包括第一类直线型发射天线和平面阵列型发射天线，所述的接收天线包括直线型接收天线，所述的发射天线和接收天线均与77GHz毫米波雷达连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统，其特征在于，所述系统包括介质基板以及设置于介质基板上的发射天线和接收天线，所述的发射天线包括第一类直线型发射天线和平面阵列型发射天线，所述的接收天线包括直线型接收天线，所述的发射天线和接收天线均与77GHz毫米波雷达连接。2.根据权利要求1所述基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统，其特征在于，所述第一类直线型发射天线包括多个发射天线阵元，所述的发射天线阵元呈直线排列，通过馈线相互连接。3.根据权利要求2所述基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统，其特征在于，所述第一类直线型发射天线上发射天线阵元的宽度以渐变方式排布，具体为：所述第一类直线型发射天线上中间端的发射天线阵元的宽度最大，左右两端的发射天线阵元宽度相对于中间端的发射天线阵元的宽度依次递减。4.根据权利要求2所述基于77GHz毫米波雷达的微带阵列天线系统，其特征在于，所述发射天线阵元的长度范围为0.98～1.2mm。5.根据权利要求1所述基于77GHz毫米波雷达的微带阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶峰，童豪良，
申请(专利权)人：上海莫吉娜智能信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31