一种多通道77GHz低剖面微带天线阵列结构制造技术

本发明专利技术公开了一种多通道77GHz低剖面微带天线阵列结构，涉及毫米波雷达天线领域，包括至少一个远程天线和至少一个近程天线；每一个远程天线包括m(m为正整数)个发射阵子；多个远程天线共用n(n为正整数)个接收阵子；每一个近程天线包括a(a为正整数)个发射阵子；多个远程天线共用b(b为正整数)个接收阵子；所述远程天线的等效接收阵列孔径为远程天线各接收阵子阵列孔径之和；所述近程天线的等效接收阵列孔径为近程天线各接收阵子阵列孔径之和；本发明专利技术的天线阵列结构通过孔径级联扩大、数字波束形成等方式，实现方位波束角度的压缩，提升系统方位高分辨能力和俯仰比相测角，继而实现目标三维空间的感知。三维空间的感知。三维空间的感知。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道77GHz低剖面微带天线阵列结构


[0001]本专利技术涉及毫米波雷达天线领域，具体涉及一种多通道77GHz低剖面微带天线阵列。

技术介绍

[0002]传统的毫米波雷达系统一般以模块来划分雷达子系统，为实现集成小型化的雷达设计，采用集成芯片化的射频通道设计。
[0003]77G雷达相对24G具有频率更高，集成难度更大的特点。雷达系统具有重量轻、体积小，系统组装密度大，组装层次多的特点，对组装工艺提出了极高的要求。高密度高可靠性组装工艺是系统成功的保障。组装技术包含了环境控制、制具设计和制备、基板完好性控制及检测、组件在线检测、粘片健合工艺等多方面多层次的技术。
[0004]国内的77GHz前端芯片基于标准0.13
‑
μm SiGe的BiCMOS工艺，以实现基于SiGe工艺的77GHz雷达集成前端，包括77GHz发射机芯片，77GHz接收机芯片，20GHz频率源芯片。SiGe技术相对于CMOS和
Ⅲ‑Ⅴ
化合物，如lnP,GaAs等，具有独特的优势，尤其在77GHz的高频段领域。
[0005]SiGe技术可以以较低的成本实现较好的高频性能，尤其在大批量生产过程中，相比于GaAs化合物技术具有很大的价格优势，适合进行批量生产使用。
[0006]现有的平面天线布局仅能实现方位或距离的精确测量，无法实现俯仰角度的精确测量，继而也无法实现目标的三维空间测量，这对目标的属性理解会产生障碍，不利于目标具体特特征的理解。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术问题，本专利技术提供一种多通道77GHz低剖面微带天线阵列结构，通过合理的空间二维平面阵列布局，实现三维空间电磁扫描与信号的获取。解决系统方位高分辨、俯仰测角的三维信息获取。包括至少一个远程天线和至少一个近程天线；
[0008]每一个远程天线包括m(m为正整数)个发射阵子；
[0009]多个远程天线共用n(n为正整数)个接收阵子；
[0010]每一个近程天线包括a(a为正整数)个发射阵子；
[0011]多个远程天线共用b(b为正整数)个接收阵子；
[0012]所述远程天线的发射阵子的位置矢量分别为r
Tx
(x＝1,2...m)，所述远程天线的发射阵子的位置矢量分别为r
Ty
(y＝1,2,..n)；
[0013]所述近程天线的发射阵子的位置矢量分别为r
Ri
(i＝1,2....a)，所述近程天线的所述发射阵子的位置矢量分别为r
Rj
(j＝1,2,..b)；
[0014]根据协同阵列等效，所述远程天线的等效接收阵列的位置向量为：
[0015]r1＝{r
ij
|
rij
＝r
Tx
+r
Ty
；x＝1,2，y＝1,2,..n}；
[0016]所述远程天线的等效接收阵列的位置向量为：
[0017]r2＝{r
ij
|r
ij
＝r
Ri
+r
Rj
；i＝1,2,..m，j＝1,2,..n}；
[0018]所述远程天线的等效接收阵列孔径为远程天线各接收阵子阵列孔径之和；
[0019]所述近程天线的等效接收阵列孔径为近程天线各接收阵子阵列孔径之和；
[0020]所述远程天线的m个发射阵子分时工作，形成m
×
n个接收阵子的孔径：
[0021]所述近程天线的a个发射阵子分时工作，形成a
×
b个接收阵子的孔径。
[0022]进一步的方案是，所述远程天线的m个发射阵子和n个接收阵子均包括三列微带天线，m个发射阵子排列成m列，n个接收阵子排列成n列，每一列微每一列微带天线外表面两侧等距错开设置有十六个片状阵子，所述片状阵子的间距为0.125λ，其中λ为发射电磁波波长为4mm。
[0023]进一步的方案是，所述近程天线的a个发射阵子和b个接收阵子均包括两列微带天线，a个发射阵子排列成a列，b个接收阵子排列成b列，每一列微带天线外表面两侧等距错开设置有八个片状阵子，所述片状阵子的间距为0.125λ，其中λ为发射电磁波波长为4mm。
[0024]进一步的方案是，同一所述远程天线中的m个发射阵子在俯仰维存在俯仰维间距，且不同的所述远程天线的俯仰维间距均不相同。
[0025]进一步的方案是，同一所述近程天线中的a个发射阵子在俯仰维存在俯仰维间距，且不同的所述近程天线的俯仰维间距均不相同。
[0026]进一步的方案是，同一所述近程天线中的发射阵子和接收阵子与同一近程射频前端芯片相连；所属不同近程天线的发射阵子分别与不同的所述近程射频前端芯片相连；两个所述近程射频前端芯片相互级联。
[0027]进一步的方案是，同一所述远程天线中的发射阵子和接收阵子与同一远程射频前端芯片相连；
[0028]所属不同远程天线的发射阵子分别与不同的所述远程射频前端芯片相连；
[0029]两个所述远程射频前端芯片相互级联。
[0030]进一步的方案是，所述远程射频前端芯片、近程射频前端芯片均包括发射机芯片和接收机芯片，所述发射机芯片、所述接收机芯片分别与所述近程天线或远程天线通过微带线相连；
[0031]进一步的方案是，所述发射机芯片包括发射机电路模块，所述发射机电路模块包括倍频器、双相调制器、驱动放大器、功率放大器以及功率放大器模块，所述倍频器、双相调制器、驱动放大器依次相连，所述功率放大模块包括多个均与驱动放大器相连的功率放大器，每一个所述功率放大器的输出端与近程天线或远程天线的发射阵子相连。
[0032]进一步的方案是，所述天线阵列结构采用数字波束形成DBF的扫描方式，可同时覆盖近/远程空间波束。
[0033]本专利技术的有益效果：
[0034]本专利技术天线阵列结构采用的是串行馈电的微带梳状阵作为收发天线阵列的线阵形式，微带串馈阵列由于馈电网络简单、紧凑，所以损耗较小；同时通过天线阵子的合理纵向排布，实现俯仰的比相测角，实现目标三维空间的感知；
[0035]本专利技术可实现雷达天线阵列分置工作，且多阵列分时工作时，多个发射阵列同时发射接收，方位俯仰覆盖近区，距离覆盖0～100m；多个阵列合成工作时，方位俯仰覆盖远区，距离覆盖100～1000m。天线阵列采用数字波束形成DBF的扫描方式，具有近/远程空间波
束同时覆盖的优势；
[0036]本专利技术实现系统方位高分辨及俯仰比相测角。通过孔径级联扩大、数字波束形成等方式，实现方位波束角度的压缩，提升系统方位高分辨能力；辅之以高带宽的距离高分辨技术，形成对目标的方位距离高分辨。且对后续的目标精准识别匹配处理，具有很大的优势。
[0037]本专利技术实现雷达多波束DBF测角体制。且可实时更新应用场景，自适应能力提高，提高目标跟踪可靠性。还可利用目标回波的多普勒信息测速，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道77GHz低剖面微带天线阵列结构，其特征在于：包括至少一个远程天线和至少一个近程天线；每一个远程天线包括m(m为正整数)个发射阵子；多个远程天线共用n(n为正整数)个接收阵子；每一个近程天线包括a(a为正整数)个发射阵子；多个远程天线共用b(b为正整数)个接收阵子；所述远程天线的发射阵子的位置矢量分别为r
Tx
(x＝1,2,..m)，所述远程天线的发射阵子的位置矢量分别为r
Ty
(y＝1,2,..n)；所述近程天线的发射阵子的位置矢量分别为r
Ri
(i＝1,2,..a)，所述近程天线的所述发射阵子的位置矢量分别为r
Rj
(j＝1,2,..b)；根据协同阵列等效，所述远程天线的等效接收阵列的位置向量为：r1＝{r
ij||
r
ij
＝r
Tx
+r
Ty
；x＝1,2,..m，y＝1,2,..n}；所述远程天线的等效接收阵列的位置向量为：r2＝{r
ij||
r
ij
＝r
Ri
+r
Rj
；i＝1,2,..a，j＝1,2,..b}；所述远程天线的等效接收阵列孔径为远程天线各接收阵子阵列孔径之和；所述近程天线的等效接收阵列孔径为近程天线各接收阵子阵列孔径之和；所述远程天线的m个发射阵子分时工作，形成m
×
n个接收阵子的孔径：所述近程天线的a个发射阵子分时工作，形成a
×
b个接收阵子的孔径。2.根据权利要求1所述的多通道77GHz低剖面微带天线阵列结构，其特征在于：所述远程天线的m个发射阵子和n个接收阵子均包括三列微带天线，m个发射阵子排列成m列；n个接收阵子排列成n列；每一列微带天线外表面两侧等距错开设置有十六个片状阵子，所述片状阵子的间距为0.125λ，其中λ为发射电磁波波长为4mm。3.根据权利要求1所述的多通道77GHz低剖面微带天线阵列结构，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓峰，郑玲，王敬宣，李勇，首云昌，
申请(专利权)人：华睿交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：