一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线制造技术

技术编号:28042056 阅读:15 留言:0更新日期:2021-04-09 23:25
本实用新型专利技术公开了一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线,包括毫米波收发芯片焊盘、第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵、第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵,本实用新型专利技术核心架构采用三发四收的天线阵列模式,并且采用十个同相非等幅角馈阵元作为基本单元结构,控制天线寄生单元的尺寸和位置,合理抑制天线副瓣电平并优化天线的辐射特性,结合对称结构的切角圆极化方法以及表面开槽的组合方法,改善阻抗匹配特性。本实用新型专利技术的方案能够达到高精度、高响应速度和高分辨率,可以实现用于中距离和远距离探测的毫米波雷达系统方案。

【技术实现步骤摘要】
一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线
本技术涉及车载毫米波雷达天线
,尤其涉及一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线。
技术介绍
近年来,作为一项突破性未来无人驾驶技术所必需的高级驾驶辅助系统技术,车载毫米波雷达技术正在快速发展。车载毫米波雷达相比较光学摄像头及激光雷达,具有不惧雨雾尘霾的全天候的探测能力且探测距离远,同时具有分辨率高及体积小巧等优势。车载雷达按照距离划分主要为三种:长距、中距和近距。长距雷达通常采用高增益天线来实现较远的探测需求,但其视场范围(FOV)也在快速地减小,因此通常只能覆盖当前车道和相邻车道的探测。中距雷达通常采用低增益天线以换取较大的FOV。因此,较远的探测距离和较大的视场通常需要做相应的权衡。目前,市场上现有的汽车毫米波雷达结构主要采用传统微带线串馈结构或者串馈阵列结构,天线的辐射特性比较难以控制,加工一致性较差;副瓣电平的抑制情况有待改善,角分辨能力较差;单TX-RX反射路径存在目标回波幅度起伏的干扰因素,无法满足中距离和远距离探测的毫米波雷达系统方案的指标需求。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足之处,本技术的目的是提供一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线的结构,通过采用三发四收的天线阵列模式,并且采用同相非等幅角馈十个阵元作为基本单元结构改善天线辐射和阻抗匹配特性。本技术的技术方案是:一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线,包括毫米波收发芯片焊盘、第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵、第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵。本技术的有益效果是:本技术的技术方案具有高稳定性、小型化和低成本的优点,同时能够满足高精度、高响应速度和高分辨率的毫米波雷达天线的需求,可以实现用于中距离和远距离探测的低成本、小体积、高性能的毫米波雷达系统方案。其进一步技术方案为:毫米波收发芯片焊盘的第一至第四输入端通过四条长度相等的50欧姆微带线分别连接第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵的输入端;毫米波收发芯片焊盘的第一至第三输出端通过三条长度相等的50欧姆微带线分别连接第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵的输入端。采用上述进一步方案的有益效果是,采用三发四收的天线模式可以提高天线增益;采用四条等相位的接收天线可以提高毫米波雷达的接收灵敏度,采用长度差为工作频点电磁波长的整数倍的馈线长度可以提高毫米波雷达的发射效率。其进一步技术方案为:第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵均由一个角馈十元非等幅线型天线子单元构成;第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵均由两个角馈十元非等幅线型天线子单元通过两段微带线合成结构构成,两个子单元的间距为0.5λ毫米,λ为一个工作频点电磁波长,其合成结构的中间馈电点分别为第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵的输入端。采用上述进一步方案的有益效果是:采用两个角馈十元非等幅线型天线子单元合成的方式可以提高发射天线的增益,从而提高车载雷达的灵敏度。其进一步技术方案为:角馈十元非等幅线型天线子单元的输入端在垂直方向从下到上顺次连接微带线馈线TL1、TL2、TL3、TL4、TL5、TL6、TL7、TL8、TL9、TL10,其尺寸均为W0毫米宽和L0毫米长;馈线TL1至TL10远离输入端的一端,还分别连接1号至10号矩形贴片,1、3、5、7、9号矩形贴片在馈线的右侧排布,2、4、6、8、10号矩形贴片在馈线的左侧排布,矩形贴片尺寸均为L毫米长,其宽度分别为Wn毫米;矩形贴片馈电位置均在45°角方向馈入;3号至8号矩形贴片的中部保留一个贴边矩形槽,贴边矩形槽尺寸均为dWn毫米宽和dLn毫米长,同时在每个矩形贴片45°角馈电端的微带线的另一侧均保留dJn毫米宽和dHn毫米长的反射抵消槽,反射抵消槽距离矩形贴片45°角馈电端的长度均为dGn毫米,其中,n=1,2,3…10。采用上述进一步方案的有益效果是,采用十个非等幅的矩形贴片可以组成线性天线阵,提高天线增益和辐射方向性,提高雷达的探测范围和灵敏度;同时在传输线上引入了反射抵消槽,槽的大小控制反射回波的幅值,通过调整槽孔与角馈贴片的距离使得两反射波的相位差180度,从而抵消贴片反射回来的电磁波,改善驻波,在矩形贴片的中部开一贴边矩形槽,通过破坏天线TM01模式下电流的连续性,获得单模传输,使得电流沿着主极化方向传播,削降低了天线的旁瓣,提高了天线的交叉极化。贴片式天线成产成本低、天线一致性较好,便于安装与电路功能集成。其进一步技术方案为:用于毫米波雷达传感器的阵列天线中的各个天线在版图排布时存在两种模式,在排布模式一中,所述第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵排布在所述毫米波收发芯片焊盘的下方,并且呈现从左到右顺次排列分布,天线输入馈点的水平间距均为0.5λ毫米,所述第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵在所述毫米波收发芯片焊盘的上方,并且呈现从左到右顺次排列分布,天线输入馈点的水平间距均为λ毫米;在排布模式二中,所述第一发射线型天线阵、第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵排布在所述毫米波收发芯片焊盘的右侧,并且呈现从上到下顺次排列分布,天线输入馈点的水平间距分别为1.25λ、0.5λ、0.5λ、0.5λ、1.25λ、2λ,第二发射线阵天线的输入馈电位置在水平方向比其余天线延长0.5λ毫米。采用上述进一步方案的有益效果是相邻天线间距保持在0.5λ毫米可以实现精确的相位控制,改善四根接收天线组合成天线阵时候的天线方向图,提高天线增益;同时两种排布模式下的发射天线阵满足稀疏矩阵的分布条件,可以改善天线孔径,使得天线主波束变窄,角分辨能力提升,同时存在多个TX-RX反射路径,一定程度上改善了目标回波幅度起伏的干扰因素。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术具体实施例提供的一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线原理框图。图2是本技术具体实施例提供的一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线中角馈十元非等幅线型天线子单元的电路原理图。图3是本技术具体实施例提供的一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线中角馈十元非等幅线型天线子单元的电路布局版图。图4是本技术具体实施例提供的一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线整体电路排布模式一的布局版图。图5是本技术具体实施例提供的一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线整体电路排布模式二的布局版图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线,其特征在于,包括毫米波收发芯片焊盘、第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵、第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线,其特征在于,包括毫米波收发芯片焊盘、第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵、第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵。


2.根据权利要求1所述的一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线,其特征在于,所述毫米波收发芯片焊盘的第一至第四输入端通过四条长度相等的50欧姆微带线分别连接第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵的输入端;所述毫米波收发芯片焊盘的第一至第三输出端通过三条长度相等的50欧姆微带线分别连接第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵的输入端。


3.根据权利要求1所述的一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线,其特征在于,所述第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵均由一个角馈十元非等幅线型天线子单元构成;所述第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵均由两个角馈十元非等幅线型天线子单元通过两段微带线合成结构构成,两个子单元的间距为0.5λ毫米,λ为一个工作频点电磁波长,其合成结构的中间馈电点分别为所述第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵的输入端。


4.根据权利要求3所述的一种用于毫米波雷达传感器的阵列天线,其特征在于,所述角馈十元非等幅线型天线子单元的输入端在垂直方向从下到上顺次连接微带线馈线TL1、TL2、TL3、TL4、TL5、TL6、TL7、TL8、TL9、TL10,其尺寸均为W0毫米宽和L0毫米长;馈线...

【专利技术属性】
技术研发人员:邬海峰刘林盛江润坤陈金禄刘明辉张琳
申请(专利权)人:成都多普勒科技有限公司内江多普勒科技有限公司
类型:新型
国别省市:四川;51

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