天线装置和雷达装置制造方法及图纸

天线装置(150)包括具有发送信道(11)的发送天线(10a)、具有发送信道(21)的发送天线(10b)、具有发送信道(41)的发送天线(10c)、具有发送信道(42)的发送天线(10d)以及具有接收信道(31～34)的接收天线(30)。发送天线(10a)与发送天线(10b)之间的间隔比接收天线(30)的整体的宽度要宽。发送天线(10c)与发送天线(10d)之间的间隔比接收信道(31～34)中的相邻信道之间的间隔要窄。信道之间的间隔要窄。信道之间的间隔要窄。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】天线装置和雷达装置


[0001]本专利技术提供一种探测目标物体(以下称为“物标”)的雷达装置和用于该雷达装置中的天线装置。

技术介绍

[0002]近年来，搭载在汽车上并探测物标的雷达装置的开发正在进行。物标的一个示例是在搭载有雷达装置的汽车行驶的情况下的在该汽车的前方行驶的汽车。物标的其他示例是在搭载有雷达装置的汽车行驶的情况下的位于该汽车的前方的障碍物。
[0003]在汽车雷达装置中，通常，发送天线和接收天线单独地设置，并且设置有两个以上的接收天线。信道的定义将在后文阐述。发送天线辐射电波。接收天线接收该发送天线所辐射的电波的来自物标的反射波。汽车用雷达装置的信号处理器基于随着从发送天线辐射电波起到接收天线接收到反射波为止的时间或与物标的距离而变化的频率，来计算从汽车到物标为止的距离。此外，信号处理器基于物标的距离的时间变化分量来计算物标的速度，并且基于由多个接收信道接收到的信号的相位差来计算从汽车观察到的物标的方位、即物标的角度。汽车用雷达装置基于计算出的物标的距离、速度和角度，防止与障碍物的碰撞并进行本车辆的行驶控制。
[0004]在上述那样的
技术介绍
下，下述非专利文献1中还公开了通过设置两个以上的发送天线来虚拟地扩大天线开口的方法。由于在收发中都具有多个信道，因而该方法被称为多输入和多输出(Multiple
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Input and Multiple
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Output：以下称为“MIMO”)。以下，将使用MIMO方式的雷达装置称为“MIMO雷达”，将MIMO雷达中使用的天线装置称为“MIMO天线”。现有技术文献非专利文献
[0005]Jian Liand Petre Stoica，“MIMO Radar with Colocated Antennas(具有同位天线的MIMO雷达)”，IEEE Signal Processing Magazine(IEEE信号处理期刊)，Vol.24，Issue 5，pp.106
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114，2007年9月。

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0006]通常，天线开口的大小与天线图案的波束宽度成反比。因此，通过增大天线开口，能缩窄天线图案的波束宽度。此外，在MIMO天线中，由于能虚拟地扩大天线开口的大小，因而，能够缩窄天线图案的波束宽度。此外，即使在增宽接收天线的信道间隔而不改变信道数的情况下，由于能够扩大天线开口的大小，因此能够缩窄天线图案的波束宽度。
[0007]另一方面，在增宽了接收天线的信道间隔的情况下，由于在波束扫描时使许多被称为光栅瓣的不希望的辐射产生，因此产生难以确定物标的角度这样的问题。
[0008]此外，在由接收天线测定物标的水平方向上的角度和垂直方向上的角度的情况下，需要平面配置接收信道，从而存在大幅地增加成本并且使装置复杂化这样的问题。
[0009]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于得到一种天线装置，能抑制成本的增加，并使观测物标时的角度分辨率提高。用于解决技术问题的技术手段
[0010]为了解决上述问题从而达成目的，本专利技术所涉及的天线装置包括具有多个发送信道的发送天线和具有多个接收信道的接收天线。发送天线具有第一发送天线、第二发送天线、第三发送天线、及第四发送天线。第一发送天线与第二发送天线之间的间隔比接收天线的整体的宽度要宽。第三发送天线与第四发送天线之间的间隔比多个接收信道中的相邻信道之间的间隔要窄。专利技术效果
[0011]根据本专利技术所涉及的天线装置，实现如下的效果：能够抑制成本的增加，并且使观测物标时的角度分辨率提高。
附图说明
[0012]图1是示出实施方式1所涉及的包含天线装置在内的雷达装置的结构例的图。图2是示出实现图1所示的信号处理器的功能的硬件结构的一个示例的图。图3是示出实施方式1所涉及的天线装置中的元件天线的配置例的图。图4是示出实施方式1所涉及的天线装置的高分辨率模式时的等效天线结构的图。图5是示出实施方式1所涉及的天线装置的高分辨率模式时的水平面内的接收天线图案的一个示例的图。图6是示出实施方式1所涉及的天线装置的广角模式时的等效天线结构的图。图7是示出实施方式1所涉及的天线装置的广角模式时的水平面内的接收天线方向图的一个示例的图。图8是示出实施方式2所涉及的天线装置中的元件天线的配置例的图。图9是示出实施方式2所涉及的天线装置的高分辨率模式时的水平面内的发送天线图案的一个示例的图。图10是示出实施方式2所涉及的天线装置的高分辨率模式时的等效天线结构的图。图11是示出实施方式3所涉及的天线装置中的元件天线的配置例的图。图12是示出实施方式3所涉及的天线装置的高分辨率模式时的等效天线结构的图。图13是示出实施方式3所涉及的天线装置的变形例的图。图14是示出实施方式3的变形例所涉及的天线装置的高分辨率模式时的等效天线结构的图。图15是示出图1所示的雷达装置中使用的高频电路的结构例的图。图16是示出图15所示的高频电路的其他的结构例的图。图17是示出实施方式5所涉及的天线装置中的元件天线的配置例的图。图18是示出实施方式5所涉及的搭载天线装置的基板的第一结构例的剖面图。图19是示出实施方式5所涉及的搭载天线装置的基板的第二结构例的剖面图。图20是图19所示的第二基板的第二结构例中的XX
‑
XX线的第一剖面图。
图21是图19所示的第二基板的第二结构例中的XX
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XX线的第二剖面图。
具体实施方式
[0013]下面，参照附图对本专利技术的实施方式所涉及的天线装置及雷达装置进行详细地说明。此外，本专利技术并不由以下实施方式所限定。
[0014]实施方式1.图1是示出实施方式1所涉及的包含天线装置在内的雷达装置的结构例的图。在图1中，雷达装置300包括发送天线10、发送部302、接收天线30、接收部320、和信号处理器330。
[0015]发送部302包括电压控制振荡器304、功率分配器306、高频发送电路600、数模(Digital Analog：以下记为“DA”)转换器327、和调制电路350。
[0016]接收部320包括多个混频器324、多个基带放大器323、以及多个模数(Analog Digital：以下记为“AD”)转换器326。
[0017]另外，图1是简化图，例如，在发送部302中省略了调制器、倍增器和放大器等结构要素，在接收部320中省略了滤波器和放大器等结构要素。在接收天线30与混频器324之间也可设置低噪声放大器。
[0018]另外，虽然省略图示，但是调制电路350构成为包括基准信号振荡器、DA转换器、AD转换器、放大器、混频器、滤波器、和频率分频器等。此外，高频发送电路600构成为包括高输出放大器(后文叙述的放大器132)、移相器(后文叙述的移相器131)等。
[0019]此外，在图1中，发送天线10包括由一个以上的元件天线82构成的多个发送信道。
[0020]电压控制振荡器304的本地振荡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种天线装置，该天线装置包括具有多个发送信道的发送天线和具有多个接收信道的接收天线，所述天线装置的特征在于，所述发送天线具有第一发送天线、第二发送天线、第三发送天线和第四发送天线，所述第一发送天线与所述第二发送天线之间的间隔比所述接收天线的整体的宽度要宽，所述第三发送天线与所述第四发送天线之间的间隔比多个所述接收信道中的相邻信道之间的间隔要窄。2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述发送天线在第一动作模式下以所述第一发送天线和所述第二发送天线的群组来进行动作，在第二动作模式下以所述第三发送天线和所述第四发送天线的群组来进行动作。3.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于，在所述第一动作模式和所述第二动作模式下，构成所述接收天线的多个接收信道的一部分或全部被共用。4.如权利要求1至3中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述第一发送天线和所述第二发送天线以时分方式交替地切换，并且所述第三发送天线和所述第四发送天线在与所述第一发送天线和所述第二发送天线不同的定时以时分方式交替地切换。5.如权利要求2或3所述的天线装置，其特征在于，所述第一动作模式是能观察的角度范围相对较窄但能分辨的角度分辨率相对较高的高分辨率模式，所述第二动作模式是能分辨的角度分辨率相对较低但能观测的角度范围相对较宽的广角模式。6.如权利要求1至5中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述发送天线具有第一发送信道、第二发送信道、第三发送信道和第四发送信道，所述第一发送信道和所述第二发送信道作为所述第一发送天线进行动作，所述第三发送信道和所述第四发送信道作为所述第二发送天线进行动作，所述第一发送信道作为所述第三发送天线进行动作，所述第二发送信道作为所述第四发送天线进行动作。7.如权利要求1至5中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述发送天线具有第一发送信道、第二发送信道、第三发送信道和第四发送信道，所述第一发送信道和所述第二发送信道作为所述第一发送天线进行动作，所述第三发送信道和所述第四发送信道作为所述第二发送天线进行动作，所述第三发送信道作为所述第三发送天线进行动作，所述第四发送信道作为所述第四发送天线进行动作。8.如权利要求6或7所述的天线装置，其特征在于，包括：天线基板，该天线基板具有第一面，所述第一发送信道、所述第二发送信道、所述第三发送信道和所述第四发送信道的各个元件天线和所述接收信道的各个元件天线配置于所
述第一面上；第一基板，该第一基板与所述天线基板的所述第一面的背面即第二面相抵接；以及第二基板，该第二基板在与所述第一基板的所述天线基板相抵接的面的相反侧的面之间，经由多个导电连接构件电连接到所述第一基板，由所述第一基板的内侧面与所述天线基板的所述第二面形成多个开口部，多个所述开口部插入在连接到所述元件天线的线路与生成高频信号的集成电路之间，并且传输所述高频信号。9.如权利要求8所述的天线装置，其特征在于，多个所述接收信道沿着第一方向排列，所述第一发送信道和所述第三发送信道的群组以及所述第二发送信道和所述第四发送信道的群组沿着所述第一方向排列，所述第一发送信道和所述第三发送信道的群组以及所述第二发送信道和所述第四发送信道的群组沿着与所述第一方向正交的第二方向排列，向所述第一发送信道发送所述高频信号的第一开口部和向所述第二发送信道发送所述高频信号的第二开口部位于当从与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向观察所述第二面时将彼此各自的元件天线相连结的线的外侧，向所述第三发送信道发送所述高频信号的第三开口部和向所述第四发送信道发送所述高频信号的第四开口部位于当从与所述第三方向观察所述第二面时将彼此各自的元件天线相连结的线的外侧。10.如权利要求9所述的天线装置，其特征在于，所述第一开口部和所述第二开口部的群组以及所述第三开口部和所述第四开口部的群组沿着所述第一方向来形成，所述第一开口部和所述第三开口部的群组以及所述第二开口部和所述第四开口部的群组沿着所述第二方向来形成。11.如权利要求1至5中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述发送天线具有第一发送信道、第二发送信道、第三发送信道、第四发送信道、第五发送信道、第六发送信道、第七发送信道和第八发送信道，多个所述接收信道沿着第一方向排列，所述第一发送信道和所述第三发送信道的群组、所述第二发送信道和所述第四发送信道的群组、所述第五发送信道和所述第七发送信道的群组、以及所述第六发送信道和所述第八发送信道的群组沿着所述第一方向排列，所述第一发送信道和所述第三发送信道的群组沿着与所述第一方向正交的第二方向排列，所述第一发送信道和所述第三发送信道的位置在所述第一方向的轴上一致，所述第二发送信道和所述第四发送信道沿着所述第二方向排列，所述第二发送信道和所述第四发送信道的位置在所述第一方向的轴上一致，所述第五发送信道和所述第七发送信道沿着所述第二方向排列，所述第五发送信道和所述第七发送信道的位置在所述第一方向的轴上一致，所述第六发送信道和所述第八发送信道沿着所述第二方向排列，所述第六发送信道和所述第八发送信道的位置在所述第一方向的轴上一致，
所述第一发送信道、所述第二发送信道、所述第三发送信道和所述第四发送信道作为所述第一发送天线进行动作，所述第五发送信道、所述第六发送信道、所述第七发送信道和所述第八发送信道作为所述第二发送天线进行动作，所述第一发送信道和所述第三发送信道作为所述第三发送天线进行动作，所述第二发送信道和所述第四发送信道作为所述第四发送天线进行动作。12.如权利要求1至5中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述发送天线具有第一发送信道、第二发送信道、第三发送信道、第四发送信道、第五发送信道、第六发送信道、第七发送信道和第八发送信道，多个所述接收信道沿着第一方向排列，所述第一发送信道和所述第三发送信道的群组、所述第二发送信道和所述第四发送信道的群组、所述第五发送信道和所述第七发送信道的群组、以及所述第六发送信道和所述第八发送信道的群组沿着所述第一方向排列，所述第一发送信道和所述第三发送信道沿着与所述第一方向正交的第二方向排列，所述第一发送信道和所述第三发送信道的位置在所述第一方向的轴上一致，所述第二发送信道和所述第四发送信道沿着所述第二方向排列，所述第二发送信道和所述第四发送信道的位置在所述第一方向的轴上一致，所述第五发送信道和所述第七发送信道沿着所述第二方向排列，所述第五发送信道和所述第七发送信道的位置在所述第一方向的轴上一致，所述第六发送信道和所述第八发送信道沿着所述第二方向排列，所述第六发送信道和所述第八发送信道的位置在所述第一方向的轴上一致，所述第一发送信道、所述第二发送信道、所述第三发送信道和所述第四发送信道作为所述第一发送天线进行动作，所述第五发送信道、所述第六发送信道、所述第七发送信道和所述第八发送信道作为所述第二发送天线进行动作，所述第五发送信道和所述第七发送信道作为所述第三发送天线进行动作，所述第六发送信道和所述第八发送信道作为所述第四发送天线进行动作。13.如权利要求11或12所述的天线装置，其特征在于，包括：天线基板，该天线基板具有第一面，所述第一发送信道、所述第二发送信道、所述第三发送信道、所述第四发送信道、所述第五发送信道、所述第六发送信道、所述第七发送信道和所述第八发送信道的各个元件天线和所述接收信道的各个元件天线配置于所述第一面上；第一基板，该第一基板与所述天线基板的所述第一面的背面即第二面相抵接；以及第二基板，该第二基板在与所述第一基板的所述天线基板相抵接的面的相反侧的面之间，经由多个导电连接构件电连接到所述第一基板，由所述第一基板的内侧面与所述天线基板的所述第二面形成多个开口部，多个所述开口部插入在连接到所述元件天线的线路与生成高频信号的集成电路之间，并且传输所述高频信号。14.如权利要求13所述的天线装置，其特征在于，
多个所述接收信道沿着第一方向排列，所述第一发送信道和所述第三发送信道的群组、所述第二发送信道和所述第四发送信道的群组、所述第五发送信道和所述第七发送信道的群组、以及所述第六发送信道和所述第八发送信道的群组沿着所述第一方向排列，所述第一发送信道和所述第三发送信道的群组、所述第二发送信道和所述第四发送信道的群组、所述第五发送信道和所述第七发送信道的群组、以及所述第六发送信道和所述第八发送信道的群组沿着与所述第一方向正交的第二方向排列，向所述第一发送信道发送所述高频信号的第一开口部和向所述第二发送信道发送所述高频信号的第二开口部位于当从与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向观察所述第二面时将各自的元件天线彼此相连结而得到的线的外侧，向所述第三发送信道发送所述高频信号的第三开口部和向所述第四发送信道发送所述高频信号的第四开口部位于当从所述第三方向观察所述第二面时将各自的元件天线彼此相连结的线的外侧，向所述第五发送信道发送所述高频信号的第五开口部和向所述第六发送信道发送所述高频信号的第六开口部位于当从所述第三方向观察所述第二面时将各自的元件天线彼此相连结的线的外侧，向所述第七发送信道发送所述高频信号的第七开口部和向所述第八发送信道发送所述高频信号的第八开口部位于当从所述第三方向观察所述第二面时将各自的元件天线彼此相连结而得到的线的外侧。15.如权利要求14所述的天线装置，其特征在于，所述第一开口部和所述第二开口部的群组、所述第三开口部和所述第四开口部的群组、所述第五开口部和所述第六开口部的群组、以及所述第七开口部和所述第八开口部的群组沿着所述第一方向形成，所述第一开口部和所述第三开口部的群组、所述第二开口部和所述第四开口部的群组、所述第五开口部和所述第七开口部的群组、以及所述第六开口部和所述第八开口部的群组沿着所述第二方向形成。16.如权利要求8、9、10、...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸山贵史，桐田满，宇田川重雄，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：