本发明专利技术涉及一种低旁瓣的雷达天线阵列结构，包括天线罩和天线，所述天线罩罩在天线的上方，所述天线罩的内表面设有超材料吸波材料，所述超材料吸波材料包括层叠设置的超材料层、中间介质层、以及参考地层，所述参考地层与天线罩的内壁贴合，所述超材料层朝向所述天线，所述超材料层包括若干超材料单元，所述超材料单元呈周期性排布。本发明专利技术能够在不影响雷达天线工作频率、工作带宽及增益的同时，改善雷达天线的旁瓣性能。
【技术实现步骤摘要】
一种低旁瓣的雷达天线阵列结构
本专利技术涉及天线
，具体而言，涉及一种低旁瓣的雷达天线阵列结构。
技术介绍
毫米波雷达作为汽车主动安全领域最重要的传感器之一，具有穿透雾、烟、灰尘能力强，可全天时、全天候工作等特点。随着当前汽车自动化、智能化水平日趋提升，以及消费者对更高汽车安全性的追求，毫米波雷达开始越来越广泛地被用于汽车上，特别是自动驾驶汽车。目前，整个行业在在77GHz的雷达都投入大量的人力和物力资源，但由于信号处理对雷达天线布局，雷达发射和接收天线之间的相位具有特殊需求，所以为了满足这些需求，一般会在在雷达走线上做特定的处理，比如等相位或相位相差整周期倍的处理，一定程度上影响了雷达走线的平滑过渡，同时对雷达天线性能也造成了严重的影响，特别是对雷达天线的旁瓣瓣具有很大的影响。因此，如何在毫米波雷达天线设计，在保持雷达信息处理需求的同时，如何提高雷达天线的性能，是目前毫米波雷达天线设计的重要技术难点。雷达在对近距离的目标进行检测时，除了要求雷达天线一定的工作带宽，同时也要求雷达天线的旁瓣性能，以减小地面的反射波，同时提高雷达内部信号信噪比，为雷达在近距离目标检测时提供优质的信号质量。现有的雷达无法满足低旁瓣的需求，目前降低雷达天线旁瓣方法，主要是降低单线阵的旁瓣，而缺乏降低雷达天线带馈线之后的旁瓣的方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低旁瓣的雷达天线阵列结构，能够在不影响雷达天线工作频率、工作带宽及增益的同时，改善雷达天线的旁瓣性能。一种低旁瓣的雷达天线阵列结构，包括天线罩和天线，所述天线罩罩在天线的上方，所述天线罩的内表面设有超材料吸波材料，所述超材料吸波材料包括层叠设置的超材料层、中间介质层、以及参考地层，所述参考地层与天线罩的内壁贴合，所述超材料层朝向所述天线，所述超材料层包括若干超材料单元，所述超材料单元呈周期性排布。进一步的，所述超材料单元包括若干分支结构，所述分支结构自超材料单元的中心向外延伸，所述分支结构以超材料单元的中心为轴呈等角度排列。进一步的，所述分支结构的数量为八个，相邻两个分支结构与超材料单元中心的连线的夹角为45°。进一步的，所述超材料单元为AMC或EBG结构。进一步的，所述天线罩的内侧贴设有吸波材料，所述吸波材料设于所述超材料吸波材料的外周并覆盖所述天线罩的内表面。进一步的，所述吸波材料的介电常数大于8。进一步的，所述吸波材料的损耗角正切大于0.1。进一步的，所述天线包括发射天线和接收天线。进一步的，所述发射天线和接收天线均包括依次连接的差分馈电结构、匹配结构、以及馈线，所述馈线上设有若干辐射体，所述超材料吸波材料设于差分馈电结构和匹配结构的上方。进一步的，所述辐射体的宽度从馈线的中间向两边逐渐变小。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：利用超材料吸波材料置于天线罩内对应天线走线的上方，配合吸波材料，以减少雷达馈线的辐射，使雷达辐射能量集中在雷达天线单元上，进而减小雷达旁瓣，改善天线的旁瓣性能。附图说明图1为本专利技术低旁瓣的雷达天线阵列结构的结构示意图。图2为本专利技术低旁瓣的雷达天线阵列结构的天线的结构示意图。图3为本专利技术低旁瓣的雷达天线阵列结构的超材料吸波材料的结构示意图。图4为本专利技术低旁瓣的雷达天线阵列结构的超材料单元的结构示意图。图5为本专利技术低旁瓣的雷达天线阵列结构的超材料吸波材料与天线的结构示意图。图6为本专利技术低旁瓣的雷达天线阵列结构的超材料吸波材料的同相反射频率范围图。图7为图2中天线TX3设置超材料吸波材料与不设置超材料吸波材料的E面方向图对比图。图8为图2中天线TX2设置超材料吸波材料与不设置超材料吸波材料的E面方向图对比图。图9为图2中天线RX1设置超材料吸波材料与不设置超材料吸波材料的E面方向图对比图。图10为图2中天线RX2设置超材料吸波材料与不设置超材料吸波材料的E面方向图对比图。图11为图2中天线RX3设置超材料吸波材料与不设置超材料吸波材料的E面方向图对比图。图12为图2中天线RX4设置超材料吸波材料与不设置超材料吸波材料的E面方向图对比图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。如图1至图5所示，一较佳实施例中，本专利技术的低旁瓣的雷达天线阵列结构主要包括天线罩1和天线2，天线罩1罩设在天线2的上方。其中，天线罩1的内表面设有超材料吸波材料3。应当理解的是，超材料吸波材料3是在PCB板上方蚀刻的特殊形状，进而形成的一种具有吸波功能的材料。超材料吸波材料3包括层叠设置的超材料层31、中间介质层32、以及参考地层33，参考地层33与天线罩1的内壁贴合，超材料层31朝向天线2。超材料层31包括若干超材料单元4，超材料单元4呈周期性排布。具体的，请参考图3，超材料单元4包括若干分支结构5，分支结构5自超材料单元4的中心向外延伸，分支结构5以超材料单元4的中心为轴呈等角度排列。本实施例中，分支结构5的数量为八个，相邻两个分支结构5与超材料单元4中心的连线的夹角为45°。应当理解的是，超材料单元4的形状会直接影响到其在大角度的吸波效果，本实施例通过将超材料单元4的分支结构5设为八个，且相邻两个分支结构5与超材料单元4中心的连线的夹角为45°，能够有效增加大角度的吸波效果。超材料单元4可采用AMC或EBG结构，应当理解的是，EBG结构在超材料单元4的中间有过孔接地，而AMC结构则不设过孔。AMC或EBG结构为本实施例的优选实施方式，但不限于此，其他实施例中，超材料单元4可采用其他形式的结构。超材料吸波材料3的具体原理为：超材料层31和参考地层33之间形成等效电容，相邻的超材料单元4之间形成等效电感。超材料单元4按一定规律周期性排布，可形成同相反射表面，当频率很低时，平面结构相当于理想金属板，反射相位为π，随着频率升高，反射相位逐渐变小，当达到一定频率，反射相位变为-π。反射相位在π/2~-π/2之间的范围称为同相反射，当电磁波入射到电磁波时，大部分能量将被吸收，可以达到降低天线旁瓣的效果。天线罩1的内侧贴设有吸波材料6，吸波材料6设于超材料吸波材料3的外周并覆盖天线罩1的内表面。具体的，吸波材料6为采用PA、PC或PBT中的一种或多种材料添加碳粉而形成的具有吸波功能的材料。本实施例中，吸波材料6的介电常数优选为大于8，损耗角正切优选为大于0.1。此处的介电常数大于8，一方面可提高阻抗匹配的效果，另一方面可增强物质对电磁波的束缚能力，而损耗正切大于0.1可使得电磁波在穿过吸波材料时，将电磁波完全吸收，从而提高吸波效果。应当理解的是，吸波材料6在电磁波正入射时其吸波效果较好，而当而当电磁波从大角度入射时吸波效果较差，且吸波材料6的体积较大。超材料吸波材料3在大本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低旁瓣的雷达天线阵列结构，其特征在于，包括天线罩和天线，所述天线罩罩在天线的上方，所述天线罩的内表面设有超材料吸波材料，所述超材料吸波材料包括层叠设置的超材料层、中间介质层、以及参考地层，所述参考地层与天线罩的内壁贴合，所述超材料层朝向所述天线，所述超材料层包括若干超材料单元，所述超材料单元呈周期性排布。/n
【技术特征摘要】
1.一种低旁瓣的雷达天线阵列结构，其特征在于，包括天线罩和天线，所述天线罩罩在天线的上方，所述天线罩的内表面设有超材料吸波材料，所述超材料吸波材料包括层叠设置的超材料层、中间介质层、以及参考地层，所述参考地层与天线罩的内壁贴合，所述超材料层朝向所述天线，所述超材料层包括若干超材料单元，所述超材料单元呈周期性排布。
2.根据权利要求1所述的低旁瓣的雷达天线阵列结构，其特征在于，所述超材料单元包括若干分支结构，所述分支结构自超材料单元的中心向外延伸，所述分支结构以超材料单元的中心为轴呈等角度排列。
3.根据权利要求2所述的低旁瓣的雷达天线阵列结构，其特征在于，所述分支结构的数量为八个，相邻两个分支结构与超材料单元中心的连线的夹角为45°。
4.根据权利要求2所述的低旁瓣的雷达天线阵列结构，其特征在于，所述超材料单元为AMC或EBG结构。
5.根据权利要求1所述的低...
【专利技术属性】
技术研发人员：李权，孙靖虎，曾迪，叶秀美，王昆鹏，
申请(专利权)人：惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。