一种天线以及雷达系统技术方案

本申请实施例公开了一种天线以及雷达系统，天线中寄生单元与辐射单元的耦合，寄生单元通过耦合接收辐射单元发出的辐射能量，并向外发出寄生辐射，该寄生辐射对辐射单元发出的波束正增益。该辐射单元在水平极化方向上的辐射强度大于辐射单元在垂直极化方向上的辐射强度，从而提升天线增益。从而提升天线增益。从而提升天线增益。

【技术实现步骤摘要】
一种天线以及雷达系统


[0001]本申请涉及雷达领域，尤其涉及一种天线以及雷达系统。

技术介绍

[0002]毫米波雷达是工作在毫米波波段(millimeter wave)探测的雷达。毫米波雷达(后文简称雷达系统)具有分辨率高、频带宽、抗干扰能力强等特点。雷达系统通过天线发射电磁波，该天线遇到障碍物后产生反射，雷达系统通过捕获反射信号可以确定物体的距离、速度和角度等信息。因此，毫米波雷达目前广泛应用于汽车中。
[0003]在汽车中，根据安装位置以及探测场景的不同，雷达系统可以分为长距离雷达(long range radar，LRR)、中距离雷达(middle range radar，MRR)和短距离雷达(short range radar，SRR)。以短距离雷达为例，通常在车辆的四角上分别安装4个短距离雷达以实现对车身周围的全景覆盖。因此，短距离雷达需要具有较宽的半功率波束宽度(half power beam width，HPBW)。现有技术中，短距离雷达为了实现较宽的半功率波束宽度，通常采用的方案是多天线与开关相互配合使用，通过开关切换不同的天线开启或关闭，以实现较宽的半功率波束宽度。
[0004]开关切换不同天线的过程中，需要长时间高频率地对不同天线开启或关闭，造成雷达系统工作稳定性较低的性能缺陷。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种天线以及雷达系统，天线中寄生单元与辐射单元的耦合，寄生单元通过耦合接收辐射单元发出的辐射能量，并向外发出寄生辐射，该寄生辐射对辐射单元发出的波束正增益。该辐射单元在水平极化方向上的辐射强度大于辐射单元在垂直极化方向上的辐射强度，从而提升天线增益。
[0006]第一方面，本申请实施例提出了一种天线，该天线包括：第一主馈线、辐射单元和寄生单元；第一主馈线与至少一个辐射单元电连接，第一主馈线通过至少一个辐射单元发出波束，辐射单元在水平极化方向上的辐射强度大于辐射单元在垂直极化方向上的辐射强度；至少一个寄生单元与辐射单元耦合，寄生单元通过接收辐射单元发出的辐射能量，向外发出寄生辐射，寄生辐射对辐射单元发出的波束正增益。
[0007]本申请实施例中，天线中寄生单元与辐射单元的耦合，寄生单元通过耦合接收辐射单元发出的辐射能量，并向外发出寄生辐射，该寄生辐射对辐射单元发出的波束正增益。因此，使用该天线的雷达系统，在天线部分可取消用于多天线切换的开关。在保证工作稳定性的前提下，依靠寄生单元与辐射单元的配合实现较宽的半功率波束宽度。同时，取消用于多天线切换的开关，可有效缩小天线和使用该天线的雷达系统的体积。该天线与使用该天线的雷达系统具有低剖面和低重量等特点。
[0008]结合第一方面，在一些实现方式中，该第一主馈线与N个该辐射单元电连接，该N为大于1的正整数，具体的，该N个该辐射单元交错布置于该第一主馈线两侧，该N个该辐射单
元串馈式布置。或，多个第一主馈线与N个辐射单元电连接。该天线中的辐射单元可以是串馈式布置，也可以是并馈式布置，提升了本方案的实现灵活性。
[0009]结合第一方面，在一些实现方式中，该辐射单元为V型结构、C型结构或三角形结构的金属贴片，该辐射单元在水平极化方向上的辐射强度大于该辐射单元在垂直极化方向上的辐射强度。辐射单元可以是多种结构，提升了本方案的实现灵活性。辐射单元在水平极化方向上的辐射强度大于辐射单元在垂直方向上的辐射强度。从而提升天线增益。使得应用该天线的雷达系统应用于车辆时，可有效减轻地面所产生的干扰，进一步提升无线信号质量。
[0010]结合第一方面，在一些实现方式中，该寄生单元与该辐射单元的结构相同；一个该寄生单元与一个该辐射单元耦合，或，一个该寄生单元与两个该辐射单元耦合，提升了本方案的实现灵活性。
[0011]结合第一方面，在一些实现方式中，天线还包括第二主馈线；该第二主馈线为J个，每个第二主馈线与M个该寄生单元电连接，该J为正整数，该M为大于1的正整数；该第二主馈线与该M个该寄生单元组成哑元结构，其中，该M个该寄生单元与该N个该辐射单元耦合；当该J大于1时，该J个该第二主馈线与该J*M个该寄生单元组成的该J个哑元结构，分别布置于该第一主馈线的两侧。第二主馈线为短路、断路或与匹配负载电连接。第一主馈线与微带支节电连接，该微带支节用于进行1/4阻抗匹配。天线中寄生单元与第二主馈线电连接组成哑元结构，用户可以通过调节该哑元结构与第一主馈线(以及辐射单元)耦合的能量大小，调整该天线在不同角度上的增益幅度。使得应用该天线的雷达系统，依靠寄生单元与辐射单元的配合实现较宽的半功率波束宽度。
[0012]结合第一方面，在一些实现方式中，天线还包括第二主馈线；该第二主馈线为J个，每个第二主馈线与M个该寄生单元电连接，该J为正整数，该M为大于1的正整数；该第二主馈线与该第一主馈线电连接；当该J大于1时，该J个该第二主馈线分别布置于该第一主馈线的两侧。该天线还包括第一功率分配器；该第二主馈线通过该第一功率分配器与该第一主馈线电连接，其中，该第一功率分配器用于调节该M个该寄生单元发出的波束。该第一功率分配器为微带型功率分配器、基片集成波导型功率分配器或共面波导型功率分配器。本申请实施例中，用户可以通过第一功率分配器调节不同主馈线(第一主馈线或第二主馈线)的亏电幅度和相位，调整该天线在不同角度上的增益幅度。使得应用该天线的雷达系统，依靠寄生单元与辐射单元的配合实现较宽的半功率波束宽度。
[0013]第二方面，本申请实施例还提出了一种雷达系统，该雷达系统包括如前述第一方面以及第一方面中任意一种实现方式的天线，该雷达系统还包括信号源和处理器；该信号源连接该天线的馈电口，该信号源用于通过该天线收发无线信号；该处理器用于对该无线信号进行处理。使得应用该天线的雷达系统，依靠寄生单元与辐射单元的配合实现较宽的半功率波束宽度。
[0014]第三方面，本申请实施例还提出了一种车辆，该车辆包括前述第二方面中的雷达系统。当前述第一方面的天线应用于车辆中的雷达系统时，可以在车辆的正前方向与侧方向提供较高增益，可有效满足车辆对雷达系统的性能需求。
附图说明
[0015]图1为本申请实施例提供的一种应用场景示意图；
[0016]图2为本申请实施例提出的天线200的结构示意图；
[0017]图3为本申请实施例提出的一种天线200结构示意图；
[0018]图4为本申请实施例提出的一种辐射单元202的结构示意图；
[0019]图5为本申请实施例提出的一种辐射单元202的结构示意图；
[0020]图6为本申请实施例提出的一种天线200结构示意图；
[0021]图7为本申请实施例提出的哑元结构的结构示意图；
[0022]图8为本申请实施例中一种天线200方向示意图；
[0023]图9为本申请实施例提出的一种天线200结构示意图；
[0024]图10为本申请实施例中一种天线200方向示意图。
具体实施方式
[0025]本申请实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线，其特征在于，包括：第一主馈线、辐射单元和寄生单元；所述第一主馈线与至少一个所述辐射单元电连接，所述第一主馈线通过至少一个所述辐射单元发出波束；至少一个所述寄生单元与所述辐射单元耦合，所述寄生单元通过接收所述辐射单元发出的辐射能量，向外发出寄生辐射，所述寄生辐射对所述辐射单元发出的所述波束正增益。2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一主馈线与N个所述辐射单元电连接，所述N为大于1的正整数；所述N个所述辐射单元交错布置于所述第一主馈线两侧，所述N个所述辐射单元串馈式布置。3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述辐射单元为V型结构、C型结构或三角形结构的金属贴片，所述辐射单元在水平极化方向上的辐射强度大于所述辐射单元在垂直极化方向上的辐射强度。4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述寄生单元与所述辐射单元的结构相同；一个所述寄生单元与一个所述辐射单元耦合，或，一个所述寄生单元与两个所述辐射单元耦合。5.根据权利要求2-4中任一项所述的天线，其特征在于，所述天线还包括第二主馈线；所述第二主馈线为J个，所述J为正整数；每个所述第二主馈线与M个所述寄生单元电连接，所述M为大于1的正整数；所述第二主馈线与所述M个所述寄生单元组成哑元结构，其中，所述M个所述寄生单元与所述N个所述辐射单元耦合；当所述J大于1时，所述J个所述第二主馈线与所述J*M个所述寄生单元组成的所述J个哑元结构，分别布置于所述第一主馈线的两侧。6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述第二主馈线为短路、断路或与匹配负载电连接。7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，所述第一主馈线与微带支节电连接，所述微带支节用于进行1/4阻抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：何银，高翔，李浩伟，刘一廷，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：