一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法技术

本发明专利技术提供一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法，通过在辐射单元的一侧面设置寄生贴片，通过寄生贴片改善阻抗匹配，并保持方向图稳定。同时，通过调整所述微带馈线与所述辐射单元之间的间距，和调整所述辐射单元的宽度值，获得不等幅度分布，从而抑制副瓣提高天线增益。高天线增益。高天线增益。

【技术实现步骤摘要】
一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法


[0001]本专利技术涉及车载天线
，尤其是涉及一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法。

技术介绍

[0002] 当前随着无人驾驶技术的快速发展，对车辆环境感知能力的要求越来越高。其中车载雷达由于具有发现障碍物、预测碰撞、自适应巡航控制等功能，可以起到辅助驾驶员的作用，从而降低交通事故发生率。目前车载雷达主要有测速雷达、自适应巡航控制雷达、防撞雷达、其他车辆监督和控制雷达，主要基于激光、超声波、毫米波等技术。其中毫米波车载雷达又分为工作频段为24 GHz和77 GHz的车载雷达。工作频段为24 GHz的车载雷达主要应用于短距雷达，而工作频段为77 GHz的车载雷达不仅可以用来做短距雷达，也可以用于长距雷达，且具有体积更小、相应速度更快、识别精度更高、穿透力更强等特点，逐渐成为了研究热点。
[0003]天线作为雷达系统前端的收发部件，是雷达系统的重要组成部分。一般要求具有高增益、窄波束（水平或垂直面）、宽频带、小尺寸、低剖面等性能。现阶段工作频段77 GHz的毫米波雷达多采用串馈微带贴片天线，微带贴片天线是将天线印刷在单层介质板上，具有剖面低、重量轻、成本低廉、生产方便且易与微波电路集成的优点。然而对于目前的微带车载毫米波雷达天线，其覆盖带宽大多数为76~78 GHz，但车载毫米波雷达天线的频段还有79 GHz，因此，设计一种能够完整覆盖76~81 GHz频段的毫米波车载雷达天线是非常有意义的。

技术实现思路

[0004]针对上述串馈微带贴片天线的带宽窄,串馈微带贴片天线的波束会发生偏移，且副瓣电平高等技术问题，本专利技术提出一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法，通过设计馈线跟辐射贴片之间的间隙和辐射贴片的宽度，形成所需要的幅度分布，从而达到抑制副瓣的作用。
[0005]具体的，本专利技术所述的一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法，包括单层介质基板，及分别设置在所述介质基板上下面的印制辐射贴片和金属地，其中，所述辐射贴片包括微带馈线及分布在所述微带馈线两侧的辐射单元，每一所述辐射单元的一侧面设置寄生贴片，与辐射贴片的距离为0.1mm，所述微带馈线一端连接50欧姆微带馈线，在所述50欧姆微带馈线末端设置转接结构。
[0006]进一步的，所述50欧姆微带馈线与微带馈线间设置阻抗变换器。
[0007]进一步的，所述微带馈线宽为0.16mm，在微带馈线的两侧分别设置N个交替排布呈梳状的辐射单元，所述辐射单元与所述微带馈线间距为中间小，两边依次增大分布。
[0008]其实，所述辐射单元长度均为半个介质波长，宽度从中间向两边依次由大变小分布。
[0009]同侧所述辐射单元之间间距为一个介质波长；不同侧相邻的辐射单元之间的距离
为半个介质波长。
[0010]其中，所述阻抗变换器长为0.27mm，宽为0.12mm。
[0011]进一步的，所述寄生贴片分布在所述辐射单元远离所述阻抗变换器的一侧面，长度为0.8mm，宽度为0.14mm。
[0012]在所述转接结构一侧面开凹口，所述50欧姆微带馈线延伸至所述凹口内，与所述转接结构间距为0.095mm。
[0013]本专利技术所述宽带电容耦合梳状阵列天线通过调整所述微带馈线与所述辐射单元之间的间距，和调整所述辐射单元的宽度值，获得不等幅度分布。
[0014]其中，所述单层介质基板采用高频微波电路板，介电常数为3.1，厚度为0.127mm，所述辐射贴片和金属地3均为金属导体薄片，厚度为18um。
[0015]综上所述，本专利技术提供一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法，通过在辐射单元的一侧面设置寄生贴片，通过寄生贴片改善阻抗匹配，并保持方向图稳定。同时，通过调整所述微带馈线与所述辐射单元之间的间距，和调整所述辐射单元的宽度值，获得不等幅度分布，从而抑制副瓣提高天线增益。
附图说明
[0016]图1为本专利技术所述一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法示意图。
[0017]图2为图1所述的单层介质基板的上表面印制辐射贴片示意图。
[0018]图3为图1所述天线的S参数效果图。
[0019]图4为图1所述天线的增益效果图。
[0020]图5为图1所述天线的FOV（
±5°
）增益效果图。
[0021]图6为图1所述天线的波束偏移角度效果图。
[0022]图7为图1所述天线的垂直波束宽度（3 dB）效果图。
[0023]图8为图1所述天线的水平波束宽度（6 dB）效果图。
[0024]图9为图1所述天线的76 GHz方向图。
[0025]图10为图1所述天线的78 GHz方向图。
[0026]图11为图1所述天线的80 GHz方向图。
[0027]图12为图1所述天线的81 GHz方向图。
[0028]图13为图1所述天线A/B S参数对比图。
[0029]图14为图1所述天线A/B 81 GHz方向图对比。
[0030]其中，1
‑
介质基板；11
‑
微带馈线；12
‑
辐射单元；13
‑
寄生贴片；14
‑
阻抗变换器；15
‑
50欧姆微带馈线；16
‑
转接结构；2
‑
辐射贴片；3
‑
金属地。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]如图1所示，为本专利技术提出一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法，整体
效果图如所示，包括单层介质基板1，及分别设置在所述介质基板1上下面的印制辐射贴片2和金属地3。其中，介质基板采用Rogers R3003，介电常数为3.1，厚度为0.127mm，辐射贴片跟金属地均为金属导体薄片，厚度为18um。
[0033]具体的，如图2所示，所述辐射贴片2包括微带馈线11及分布在所述微带馈线11两侧的辐射单元12，每一所述辐射单元12的一侧面设置寄生贴片13，与辐射贴片12的距离为0.1mm，所述微带馈线11一端连接50欧姆微带馈线15，在所述50欧姆微带馈线15末端设置转接结构16。
[0034]进一步的，所述50欧姆微带馈线15与微带馈线11间设置阻抗变换器14。
[0035]进一步的，所述微带馈线11宽为0.16mm，在微带馈线11的两侧分别设置N个交替排布呈梳状的辐射单元12，所述辐射单元12与所述微带馈线11间距为中间小，两边依次增大分布。例如，在微带馈线11上下两边分别设置8个辐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法，包括单层介质基板（1），及分别设置在所述介质基板（1）上下面的印制辐射贴片（2）和金属地（3），其特征在于，所述辐射贴片（2）包括微带馈线（11）及分布在所述微带馈线（11）两侧的辐射单元（12），每一所述辐射单元（12）的一侧面设置寄生贴片（13），与辐射贴片（12）的距离为0.1mm，所述微带馈线（11）一端连接50欧姆微带馈线（15），在所述50欧姆微带馈线（15）末端设置转接结构（16）。2.根据权利要求1所述的一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法，其特征在于，所述50欧姆微带馈线（15）与微带馈线（11）间设置阻抗变换器（14）。3.根据权利要求2所述的一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法，其特征在于，所述微带馈线（11）宽为0.16mm，在微带馈线（11）的两侧分别设置N个交替排布呈梳状的辐射单元（12），所述辐射单元（12）与所述微带馈线（11）间距为中间小，两边依次增大分布。4.根据权利要求3所述的一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法，其特征在于，所述辐射单元（12）长度均为半个介质波长，宽度从中间向两边依次由大变小分布。5.根据权利要求4所述的一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法，其特征在于，同侧所述辐射...

【专利技术属性】
技术研发人员：张园园，张威，李融林，崔悦慧，孙靖虎，
申请(专利权)人：惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：