毫米波天线单元和数据发送单元制造技术

本实用新型专利技术公开了一种毫米波天线单元及数据发送单元，毫米波天线单元包括一个波导，设置在所述波导上的一个馈电端口，在所述波导上设置有至少一个第一阵列元件和至少一个第二阵列元件；所述第一阵列元件由第一槽和导电柱构成，所述导电柱为位于所述波导内的导体，用于抑制来自所述第一槽的反射；所述第二阵列元件由第二槽和第三槽构成，所述第二槽与第三槽平行排列或垂直排列。本实用新型专利技术天线单元在波导上设置第一阵列元件和第二阵列元件，第一阵列元件由导电柱和第一槽构成，导电柱可以抑制来自第一槽的反射，从而提高天线的辐射特性。第二阵列元件由第二槽和第三槽构成，第二槽和第三槽中彼此的槽的反射被抑制，同样提高天线的辐射特性。天线的辐射特性。天线的辐射特性。

【技术实现步骤摘要】
毫米波天线单元和数据发送单元


[0001]本技术涉及电子
，具体一种天线单元和数据发送单元。

技术介绍

[0002]76～77GHz频段的毫米波雷达天线技术通常采用微带阵列和波导缝隙天线等形式，在汽车雷达、安检和安防等领域应用越来越普遍。然而缝隙波导天线的辐射单元匹配是一个难题。现有技术中的匹配单元一般都在馈线端，导致天线整体体积变大，辐射效率难以提升。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而提供一种改善辐射性能的毫米波天线单元及数据发送单元。
[0004]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：
[0005]一种毫米波天线单元，包括一个波导，设置在所述波导上的一个馈电端口，其特征在于： 所述波导上设置有至少一个第一阵列元件，所述第一阵列元件由第一槽和导电柱构成；所述导电柱为位于所述波导内的导体，用于抑制来自第一槽的反射。
[0006]所述第一阵列元件由一个第一槽和两个导电柱构成；两个导电柱对称地设置在第一槽的两端。
[0007]所述第一槽和导电柱之间的间距e是大约1/4波长的间距。
[0008]在所述波导上还设置有至少一个第二阵列元件，所述第二阵列元件由第二槽和第三槽构成，所述第二槽与第三槽平行排列或垂直排列。
[0009]由第一阵列元件和第二阵列元件构成的阵列元件中第N个阵列元件的耦合量为1/N；在均匀激励分布中，离馈电端口最近的阵列元件的耦合量最小，而位于离馈电端口最远一端的阵列元件的耦合量为100%。
[0010]所述第二阵列元件设置在耦合量小于第一阈值的位置，所述第一阵列元件设置在耦合量大于等于第一阈值的位置。
[0011]所述第一阈值为耦合量等于5%。
[0012]所述第二阵列元件设置在阵元耦合量小于第二阈值的位置，所述阵列元件阵元设置在阵元耦合量大于等于第三阈值的位置；在第二阈值与第三阈值之间的位置设置所述第一阵列元件和或第二阵列元件。
[0013]所述第二阈值为耦合量等于5%；所述第三阈值为耦合量等于20%。
[0014]本技术还提供一种数据发送单元，包括：
[0015]天线阵列，包括上述任一所述的毫米波天线单元；
[0016]射频模块单元，接收从所述天线阵列接收的信号，通过频率转换获得转换信号；
[0017]模数转换单元，接收来自射频模块单元的转换信号，并对转换信号进行模拟
‑
数字转换以产生数字信号；
[0018]和数字波束形成单元，接收来自模数转换单元的数字信号，并使用该数字信号来估计目标物体的位置。
[0019]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0020]本技术天线单元在波导上设置第一阵列元件和第二阵列元件，第一阵列元件由导电柱和第一槽构成，导电柱可以抑制来自第一槽的反射，从而提高天线的辐射特性。第二阵列元件由第二槽和第三槽构成，第二槽和第三槽中彼此的槽的反射被抑制，同样提高天线的辐射特性。
[0021]第二阵元形成于阵元的耦合量小于第一阈值的位置，而第一阵元形成于阵元的耦合量大于第一阈值的位置，这样，无论阵元的耦合量如何，都可以适当地抑制来自阵元的反射，并且可以改善天线特性。
附图说明
[0022]图1为本技术一个实施例天线组件的结构示意图；
[0023]图2为图1的俯视图；
[0024]图3为描述天线组件的工作原理概念图；
[0025]图4为阵列元件与耦合量对应示意图；
[0026]图5为本技术一个实施例天线组件的结构示意图；
[0027]图6为图5所示实施例的天线辐射特性图；
[0028]图7为本技术一个实施例天线组件的结构示意图；
[0029]图8为本技术数据发送单元的框图。
具体实施方式
[0030]本申请的天线单元100包括一个波导101，一个导电柱102和一个馈电端口103，工作于毫米波频段。
[0031]波导101是一个由导体形成的具有矩形或圆形截面的管子。波导101通常为中空的金属管道，其横向截面为矩形，该矩形的长度和宽度决定了电磁波在其中工作的模式、截止频率等。
[0032]通过在波导101的表面打孔，在波导101中形成第一槽104、第二槽105和第三槽106。第一槽104、第二槽105和第三槽106中使用的槽可以是纵向分流槽，其中槽平行于波导管的纵向轴，也就是波导的中心线。槽也可以是横向分流槽，即槽垂直于波导的波导管的纵向轴。 槽也可以相对于波导管的纵向轴倾斜。
[0033]导电柱102是用于抑制来自第一槽104的反射的元件，由波导101内部的导体形成。导电柱102的形状可以穿透波导101，或者它的高度可以为波导101高度的一半，而不穿透波导。这对调谐来说是有利的，本领域技术人员可以根据导电柱的数量配置每个导电柱的高度。
[0034]优选地，本申请的导电柱102设置为一对，对称地设置在第一槽104的两端。
[0035]馈电端口103是一个连接到波导101的开口，以便为波导101供电。 波导101作为缝隙阵列天线运行，通过从馈电端口103馈电，从多个槽中辐射出电磁波。
[0036]第一槽104和导电柱102作为一个辐射单元，定义为第一阵列元件107。而第二槽
105和第三槽106称为第二阵列元件108。
[0037]图3为描述天线单元100的工作原理概念图。本申请中的天线单元100有两种工作类型：一种是驻波激励型，其中每个阵列元件的反射在馈电点被调整并被激励，另一种是行波激励型，其中每个阵列元件的反射被抑制的同时被激励。
[0038]在具有N个阵列元件的一维槽形阵列中（其中N是5或更多的正整数），在离功率馈电点最近的第N个阵列元件201处，产生输送到第N个阵列元件的功率的1/N（下文中，分数表示为1/N）。剩余的(N
‑
1)/N功率被发送到下一个(N
‑
1)/N阵列元件202。 在下一个(N
‑
1)个阵列元件202，输送到(N
‑
1)个阵列元件202的功率的1/(N
‑
1)从阵列元件202辐射出去，剩余的(N
‑
2)/(N
‑
1)功率被送到下一个(N
‑
2)个阵列元件203。
[0039]功率的传递不断重复，最后，在波导后部的第二阵列元件204处，输送到第二阵列元件204的一半功率从阵列元件204中辐射出来，一半的功率被送到第一阵列元件205。在第一个阵列元件205中，所有收到的功率都从阵列元件205中辐射出来。
[0040]通过以这种方式控制阵列元件的辐射功率，可以确保所有阵列元件激发的功率处于同一水平。
[0041]从每个阵列单元辐射的电磁波的相位可以通过阵列间距来调整，阵列间距是阵列单元之间的距离。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波天线单元，包括一个波导，设置在所述波导上的一个馈电端口，其特征在于：在所述波导上设置有至少一个第一阵列元件和至少一个第二阵列元件；所述第一阵列元件由第一槽和导电柱构成，所述导电柱为位于所述波导内的导体，用于抑制来自所述第一槽的反射；所述第二阵列元件由第二槽和第三槽构成，所述第二槽与第三槽平行排列或垂直排列。2.根据权利要求1所述的毫米波天线单元，其特征在于：所述第一阵列元件由一个第一槽和两个导电柱构成。3.根据权利要求2所述的毫米波天线单元，其特征在于：两个所述导电柱对称地设置在所述第一槽的两端并与所述第一槽等间距布置；所述第一槽和导电柱之间的间距e是大约1/4波长的间距。4.根据权利要求2所述的毫米波天线单元，其特征在于：所述第一槽与波导的纵向轴方向形成一个角度；两个所述导电柱其中一个导电柱位于第一槽的侧面，另一个导电柱位于第一槽的一端。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的毫米波天线单元，其特征在于：由所述第一阵列元件和第二阵列元件构成的阵列元件中第N个阵列元件的耦合量为1/N；在均匀激励分布中，离馈电端口最近的阵列元件的耦合量最小，而位于离馈电端口最远一端的阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈垦，唐勇，周勇，
申请(专利权)人：四川数字交通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：