一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线制造技术

本发明专利技术公开了一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线，其所述天线由四根微带天线组成，四根微带天线的长度相同。四根天线的长度一致，则信号到达天线端口的相位一致，这样的设置不会有效提高防撞雷达的探测精度。所述接收天线通过不平衡‑平衡转换巴伦与芯片所述防撞雷达的芯片连接。其中四根微带天线相互平行，由预设数量组馈线和辐射贴片依次连接而成；同一根天线上的辐射贴片的高度不同。本发明专利技术提供的天线使用差分激励抑制共模信号，并且各条天线的长度一致，使得信号到达天线端口的相位一致。实现了在增大整个天线阵列的有效孔径的同时，避免由于欠缺采样而导致的空间频谱模糊；提高雷达的测量精度。

A 77 GHz sparse array receiving antenna for automotive anti-collision radar

【技术实现步骤摘要】
一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线
本专利技术涉及汽车辅助驾驶装置领域，尤其涉及一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线。
技术介绍
随着我国汽车保有量的增加，交通事故的发生频率也随之增加；因此为了减少交通事故的发生，汽车上的主动安全配置也是日趋丰富。其中雷达在汽车的安全配置中起到了至关重要的作用，雷达的发射机向汽车四周发射一定频率的电磁信号，电磁信号在传播过程中遇到其他物体时会反射。雷达接收机接收反射回来的电磁信号，雷达对接收到的电磁信号进行分析，即可获得其他物体的距离、速度及角度等信息。目前的雷达芯片为采用单端口输出，直接和天线匹配，噪声大，且交叉干扰多，对雷达整机的性能产生不利的影响；角度的测量通常使用的是比辐法、比相法或空间谱法的方法；其中，比辐法通过比较两个天线通道的幅度确定来波方向，需要较窄的天线波束，在天线孔径受限的情况下较难实现窄波束。比相法使用平面波模型，通过两个天线通道的相位差来确定来波方向，起精度受限于接收信号阵列的孔径，无法同时利用所有通道的信息，且存在角度模糊的问题。目前采用较多得则是空间谱法，空间谱法是通过接收数据的统计特性进行定位，其角度分辨能力甚至突破了瑞利限；如图1所示，在经典空间谱算法MUSIC中，当信噪比固定时，角度分辨能力通过下式得到：其中λ为波长，Δ是两个目标返回的波所形成的角度，L是阵列孔径；在均匀线阵下L＝M*d；M是阵元个数，d是阵元间距。由上式可知空间谱法角度测量的精度依赖阵列天线的孔径，普通车载雷达的接收阵列天线个数较少，孔径较小，导致空间谱模糊；角度测量的精度低，不能满足车载雷达的应用需求。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线，在无需增加天线个数的情况下，增大整个天线阵列的有效孔径，避免由于欠缺采样而导致的空间频谱模糊；提高雷达的测量精度。在毫米波汽车雷达中，受限于大小、成本、性能、重量、安装难易程度、剖面形态等条件，会使用微带天线作为雷达的天线。与其他天线相比，微带天线具有体积小、剖面低、重量轻、易与有缘器件集成和适合大规模生产等特点。因此为了达到上述技术效果，本专利技术中的一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线，其所述天线由四根微带天线组成，四根微带天线的长度相同。四根天线的长度一致，则信号到达天线端口的相位一致，这样的设置不会有效提高防撞雷达的探测精度。作为本专利技术上述一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线的改进，所述接收天线通过不平衡-平衡转换巴伦与芯片所述防撞雷达的芯片连接。本专利技术提供的天线适用于采用差分激励方式的芯片的毫米波雷达；差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线和一个地线的方法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的谐振相等，相位相反，这样二次谐波减少，抑制共模信号，提高信噪比。不平衡-平衡巴伦的设置则实现了差分传输。作为本专利技术上述一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线的进一步改进，其中四根微带天线相互平行。作为本专利技术上述一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线的更进一步改进，相邻微带天线之间的距离分别为0.5λ、1.5λ和1λ。作为本专利技术上述一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线的进一步改进，所述天线由预设数量组馈线和辐射贴片依次连接而成。作为本专利技术上述一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线的进一步改进，所述馈线的长度为0.5λ；所述辐射贴片的长度为0.5λ。天线中的馈线以及辐射贴片单元的长度都是0.5λ，讲馈线和辐射贴片单元视为一个辐射单元，各个辐射单元在中心频率谐振处的相位是相等的。作为本专利技术上述一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线的进一步改进，同一根天线上的辐射贴片的高度不同。作为本专利技术上述一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线的进一步改进，所述辐射贴片的高度从天线的中间向所述天线的两端依次降低。通过这样的设定，本专利技术所提供的一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线，使用差分激励抑制共模信号，并且各条天线的长度一致，使得信号到达天线端口的相位一致。实现了在增大整个天线阵列的有效孔径的同时，避免由于欠缺采样而导致的空间频谱模糊；提高雷达的测量精度。结合附图阅读本专利技术实施方式的详细描述后，本专利技术的特点和优点将变得更加清楚。附图说明图1是天线测角度分辨能力的模型图；图2是本专利技术实施例提供的接收天线的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的不平衡-平衡转换巴伦的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的辐射单元的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的辐射单元的等效电路图；图6是天线端口驻波的波形图；图7是天线端口驻波为图6所示驻波时天线的辐射方向图；图8是传统的均匀阵天线布局示意图；图9是专利技术实施例的稀疏阵天线布局示意图；图10是均匀阵天线和稀疏阵天线的数字波束合成图；图11是常规不等长的天线的相位差示意图；图12为本专利技术实施例的等长天线相位差示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1、2或3所示，一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线，包括天线本体1，天线本体1由天线1a、天线1b、天线1c和天线1d组成。具体的，天线1a～天线1d均为串联微带天线；微带天线包括并联馈电和串联馈电这两种方式，并联馈电可以提供n路功率分配支路，给n个独立阵元独立馈电，此种馈电方式工作频带宽，当阵元的数目增加时，馈线的总长会加长，空间利用率低，且给馈线带来极大的损耗，降低馈电效率。与并联馈电相比，串联馈电结构简单，馈线总长度短，有效减少由于馈线的损耗，因而本专利技术实施例的接收天线使用的是串联馈电方式的微带天线。具体的，天线1a～天线1d的长度相同。四根天线的长度一致，则信号到达天线端口的相位一致，这样的设置不会有效提高防撞雷达的探测精度。如图11为常规不等长的天线的相位差；如图12为本专利技术实施例的天线相位差。具体的，天线1a～天线1d通过不平衡-平衡转换巴伦2与芯片防撞雷达的芯片3连接。天线1a～天线1d适用于采用差分激励方式的芯片3的毫米波雷达；差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线和一个地线的方法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的谐振相等，相位相反，这样二次谐波减少，抑制共模信号，提高信噪比。不平衡-平衡巴伦2的设置则实现了差分传输。在本实施例中，天线1a～天线1d相互平行。天线1a与天线1b之间的距离为0.5λ；天线1b与天线1c之间的距离为1.5λ；天线1c与天线1d之间的距离为1λ。在本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线，包括天线本体(1)，其特征在于：所述天线本体(1)由天线(1a)、天线(1b)、天线(1c)和天线(1d)组成，所述天线(1a)～天线(1d)的长度相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线，包括天线本体(1)，其特征在于：所述天线本体(1)由天线(1a)、天线(1b)、天线(1c)和天线(1d)组成，所述天线(1a)～天线(1d)的长度相同。


2.根据权利要求1所述的一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线，其特征在于：所述天线(1a)～天线(1d)通过不平衡-平衡转换巴伦(2)与芯片所述防撞雷达的芯片(3)连接。


3.根据权利要求2所述的一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线，其特征在于：所述天线(1a)～天线(1d)相互平行。


4.根据权利要求3所述的一种77GHz稀疏阵汽车防撞雷达接收天线，其特征在于：所述天线(1a)与天线(1b)之间的距离为0.5λ；所述天线(1b)与天线(1c)之间的距离为1.5λ；...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚纯雷，朱海洋，周立夫，高杨，
申请(专利权)人：惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44