天线阵列及包含此天线阵列的汽车防撞雷达制造技术

一种天线阵列，其可包含连接部及多个天线单元。该些天线单元可分别设置于连接部的二侧。其中，各个天线单元的固定端可与连接部连接，而该些天线单元中的一个或一个以上的自由端可接地，各个天线单元的长度可小于或等于天线阵列的操作频率的1/4波长，且任二个相邻的该些天线单元的间距可小于或等于天线阵列的操作频率的1/2波长。

【技术实现步骤摘要】
天线阵列及包含此天线阵列的汽车防撞雷达
本专利技术是有关于一种天线阵列，特别是一种能有效提升视野角度范围的天线阵列。本专利技术还涉及包含此天线阵列的汽车防撞雷达。
技术介绍
毫米波雷达具有体积小、质量轻与解析度高等优点，且不易受到环境因素影响。另外，相较于光达，毫米波雷达具有价格优势，故应用上更为广泛。毫米波雷达能藉由辨识车辆周围物体的位置，以提供距离、角度与速度等不同的信息，并提供这些信息给驾驶者以辅助驾驶者做及时的路况判断。毫米波雷达可应用于汽车防撞雷达及各种辅助系统，如前方碰撞预警(ForwardCollisionWarning，FCW)系统、盲点检测(BlindSpotDetection，BSD)系统、变道辅助(LaneChangeAssistance，LCA)系统、开门警示(DoorOpeningWarning，DOW)系统以及后方车侧警示(RearCrossTrafficAlert，RCTA)系统等等。汽车防撞雷达通常安装于车辆的保险杆内侧以检测车辆侧方及后方的物体；然而，由于现有的毫米波雷达的视野角度范围(FieldofView，FoV)仅约为-70°～+70°之间，并无法有效检测对于不在上述视野角度范围内的物体；因此，现有的汽车防撞雷达具有较大的检测盲区，故现有的汽车防撞雷达在性能上仍有待改善。部份现有的汽车防撞雷达可具有多个雷达感测器以补足其性能上的不足。然而，这些雷达感测器也会大幅增加这些汽车防撞雷达的成本，无法符合实际应用的需求。部份现有的汽车防撞雷达能利用软件演算法降低其信号噪声比(SNR)的临界值以进行补偿。然而，软件演算法仅能微幅改进这些汽车防撞雷达的性能；上述问题的原因在于这些汽车防撞雷达的天线增益过低，故这些汽车防撞雷达仍无法超越原本的物理极限。
技术实现思路
有鉴于上述习知技艺的问题，本专利技术的目的就是在提供一种天线阵列及包含此天线阵列的汽车防撞雷达，以解决现有的汽车防撞雷达的各种限制。根据本专利技术的目的，提出一种天线阵列，其可包含连接部及多个天线单元。该些天线单元可分别设置于连接部的二侧。其中，各个天线单元的固定端可与连接部连接，而该些天线单元中的一个或一个以上的自由端可接地，各个天线单元的长度可小于或等于天线阵列的操作频率的1/4波长，且相邻的该些天线单元的间距可小于或等于天线阵列的操作频率的1/2波长。根据本专利技术的目的，再提出一种汽车防撞雷达，其可包含多个天线阵列，任二个相邻的该些天线阵列的间距可小于或等于该些天线阵列的操作频率的3/4波长。各个天线阵列可包含连接部及多个天线单元。该些天线单元可分别设置于连接部的二侧。其中，各个天线单元的固定端可与连接部连接，而该些天线单元中的一个或一个以上的自由端接地，各个天线单元的长度可小于或等于天线阵列的操作频率的1/4波长，且相邻的该些天线单元的间距可小于或等于天线阵列的操作频率的1/2波长。承上所述，依本专利技术的天线阵列及包含此天线阵列的汽车防撞雷达，其可具有下述优点：(1)本专利技术的一实施例中，汽车防撞雷达包含多个天线阵列，各个天线阵列的天线单元部份或全部接地，且天线单元的长度及相邻的该些天线单元的间距分别小于或等于此天线阵列的操作频率的1/4波长及1/2波长，使汽车防撞雷达在大视角范围(大于+70°及小于-70°)的天线增益能有效提升，故能大幅提升汽车防撞雷达的视野角度范围以减少检测盲区，有效地提升汽车防撞雷达的侧方检测能力及后方检测能力。(2)本专利技术的一实施例中，汽车防撞雷达包含多个天线阵列，且任二个相邻的该些天线阵列的间距可小于或等于该些天线阵列之操作频率的3/4波长，使汽车防撞雷达在大视角范围(大于+70°及小于-70°)的天线增益能进一步提升，故能进一步提升汽车防撞雷达的视野角度范围以减少检测盲区，有效地提升汽车防撞雷达的侧方检测能力及后方检测能力。(3)本专利技术的一实施例中，汽车防撞雷达的视野角度范围能够得到有效地提升，更可通过波束合成技术控制汽车防撞雷达的该些天线阵列的辐射能量的大小与相位，使该些天线阵列的辐射能量的辐射能量集中于特定方向以增加汽车防撞雷达的检测距离，故能进一步提升汽车防撞雷达的侧方检测能力及后方检测能力。(4)本专利技术的一实施例中，汽车防撞雷达的该些天线阵列能达到极佳的效能，故单一天线阵列的雷达感测器即可以达到所欲达到的功效，使汽车防撞雷达的成本能明显降低，因此能有效地提升汽车防撞雷达的市场竞争力。(5)本专利技术的一实施例中，汽车防撞雷达包含多个天线阵列，且任二个相邻的该些天线阵列的间距可小于或等于该些天线阵列的操作频率的3/4波长，故可使汽车防撞雷达的尺寸能够缩小，使用上更具弹性。(6)本专利技术的一实施例中，汽车防撞雷达包含多个天线阵列，且各个天线阵列的该些天线单元具有不同的线宽，以降低天线阵列的旁波瓣的强度，故可明显增加汽车防撞雷达的信号噪声比，使汽车防撞雷达的性能能够进一步提升。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术的第一实施例的汽车防撞雷达的结构图。图2为本专利技术的第一实施例的汽车防撞雷达的第一示意图。图3为本专利技术的第一实施例的汽车防撞雷达的相位差-入射角曲线图。图4系为本专利技术的第一实施例的汽车防撞雷达的第二示意图。图5系为本专利技术的第一实施例的汽车防撞雷达的另一结构图。图6A～图6C为本专利技术的第二实施例的汽车防撞雷达的结构图。图7A～图7C为本专利技术的第三实施例的汽车防撞雷达的结构图。图8A～图8C为本专利技术的第四实施例的汽车防撞雷达的结构图。图9为本专利技术的第五实施例的汽车防撞雷达的结构图。图10为本专利技术的第六实施例的汽车防撞雷达的结构图。图11为本专利技术的第七实施例的汽车防撞雷达的结构图。图12为本专利技术的实施例的汽车防撞雷达的天线增益的模拟结果图。图13为本专利技术的实施例的汽车防撞雷达与现有的贴片天线阵列模块的比较的模拟结果图。其中，附图标记：1、2、3、4、5、6、7、RA1～RA6汽车防撞雷达11、21、31、41、51、61、71天线阵列111、211、311、411、511、611、711连接部112、212a/a’/b/b’/c、312a/a’/b/b’/c/c’、412a/a’/b/b’/c/c’、512a/a’/b、612a/a’/b/b’、712a/a’/b/b’天线单元G接地键H相邻天线单元的间距D相邻天线阵列的间距L长度S、RS信号O物体θ入射角度V车辆PA现有的贴片天线阵列模块W1～W3宽度C1～C9曲线具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述：以下将参照相关附图，说明依本专利技术的天线阵列及包含此天线阵列的汽车防撞雷达的实施例，为了清楚与方便附图说明之故，附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线阵列，其特征在于，包含：/n一连接部；以及/n多个天线单元，分别设置于该连接部的二侧；/n其中，各个该天线单元的固定端与该连接部连接，该些天线单元中的一个或一个以上的自由端接地，各个该天线单元的长度小于或等于该天线阵列的操作频率的1/4波长，且任二个相邻的该些天线单元的间距小于或等于该天线阵列的操作频率的1/2波长。/n

【技术特征摘要】
20191111 TW 1081408111.一种天线阵列，其特征在于，包含：
一连接部；以及
多个天线单元，分别设置于该连接部的二侧；
其中，各个该天线单元的固定端与该连接部连接，该些天线单元中的一个或一个以上的自由端接地，各个该天线单元的长度小于或等于该天线阵列的操作频率的1/4波长，且任二个相邻的该些天线单元的间距小于或等于该天线阵列的操作频率的1/2波长。


2.如权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，各个该天线单元的长度为该天线阵列的操作频率的1/8波长～3/8波长。


3.如权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，任二个相邻的该些天线单元的间距为该天线阵列的操作频率的1/4波长～3/4波长。


4.如权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，所有该些天线单元的自由端均接地。


5.如权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，该些天线单元的线宽不完全相等。


6.如权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，该些天线单元交替设置于该连接部的二侧以形成一梳形结构。


7.如权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，该些天线单元的数量为奇数，且该些天线单元的线宽由该天线阵列的中心向二端递减。


8.如权利要求7所述的天线阵列，其特征在于，该些天线单元中之一设置于该天线阵列的中心，而其它的该些天线单元以该天线阵列的中心为基准点呈对称设置，任二个相互对称的该些天线单元设置于该连接部的同一侧且具有相同的线宽。


9.如权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，该些天线单元的数量为偶数，且该些天线单元的线宽由该天线阵列的中心向二端递减。


10.如权利要求8所述的天线阵列，其特征在于，该些天线单元以该天线阵列的中心为基准点呈对称设置，任二个相互对称的该些天线单元设置于该连接部的不同侧且具有相同的线宽。


11.如权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，该些天线单元的数量为偶数，且该些天线单元的线宽由该天线阵列的中心向二端递减。


12.如权利要求11所述的天线阵列，其特征在于，该些天线单元中的二个位于该天线阵列的中央且设置于该连接部的同一侧，而其它的该些天线单元以该天线阵列的中心为基准点呈对称设置，且任二个相互对称的该些天线单元设置于该连接部的不同侧且具有相同的线宽。


13.一种汽车防撞雷达，其特征在于，包含：
多个天线阵列，任二个相邻的该些天线阵列的间距小于或等于该些天线阵列的操作频率的3/4波长，各个该天线阵列包含：
一连接部；以及
多个天线单元，分别设置于该连接部的二侧；
其中，各个该天线单元的固定端与该连接部连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林俊奇，陈昌昇，黄国书，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71