天线阵列及传感器设备制造技术

本申请实施例涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线阵列及传感器设备。该天线阵列包括：具有第一表面和第二表面的基板；所述第一表面与所述第二表面位于所述基板相反的两侧；布置于所述基板的第一表面的辐射部件；所述辐射部件包括若干个天线单元；布置于所述基板的第二表面的接地层。其中，所述天线单元包括：用于馈送电磁信号的传输线；所述传输线的一端形成输入端口；布置在所述传输线两侧的耦合辐射部；所述耦合辐射部与所述传输线之间具有预设的间隙，以形成与传输线之间的电磁耦合。通过在传输线的两侧接入耦合辐射部，能够在大角度形成较大增益的同时有效抑制了小角度的辐射，提升了雷达侧边的检测距离并抑制了前方的干扰。升了雷达侧边的检测距离并抑制了前方的干扰。升了雷达侧边的检测距离并抑制了前方的干扰。

【技术实现步骤摘要】
天线阵列及传感器设备


[0001]本申请涉及天线结构
，尤其涉及一种天线阵列及传感器设备。

技术介绍

[0002]毫米波雷达是工作在毫米波波段的探测雷达。因其具有强穿透性，抗干扰能力强以及分辨率高等的特点而被广泛的应用于车辆碰撞预警、自动驾驶等的多个领域，用以实现对周边一定距离范围内的物体感知。
[0003]现有的毫米波雷达中所采用的天线波束形状基本为中间高两侧低矮的单个笔形波束。这样的波束形状虽然具有对前方较强的检测能力。但是，雷达对于两侧的检测能力较弱，在许多应用场景下无法很好的满足实际使用需要。
[0004]现有一些通过对多个笔形波束进行拼接，以更好的满足侧边检测能力要求的技术方案，但是这样多个笔形波束拼接的方式的实现成本过高。

技术实现思路

[0005]本申请实施例旨在提供一种天线阵列及传感器设备，以克服现有技术中的至少一部分缺陷。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种天线阵列。该天线阵列包括：具有第一表面和第二表面的基板；所述第一表面与所述第二表面位于所述基板相反的两侧；布置于所述基板的第一表面的辐射部件；所述辐射部件包括若干个天线单元；布置于所述基板的第二表面的接地层。其中，所述天线单元包括：用于馈送电磁信号的传输线；所述传输线的一端形成输入端口；布置在所述传输线两侧的耦合辐射部；所述耦合辐射部与所述传输线之间具有预设的间隙，以形成与传输线之间的电磁耦合。
[0007]可选地，所述传输线为直线线段，所述耦合辐射部包括：布置在所述传输线左侧的若干个第一辐射片以及布置在所述传输线右侧的若干个第二辐射片；所述第一辐射片和所述第二辐射片沿所述传输线对称设置。
[0008]可选地，所述第一辐射片和所述第二辐射片的长度在第一数值范围内；相邻的所述第一辐射片以及所述第二辐射片之间的间距在第二数值范围内；
[0009]其中，所述第一数值范围是以波导波长的二分之一为基准，上下浮动允许误差而形成的数值范围；所述第二数值范围是以波导波长为基准，上下浮动允许误差而形成的数值范围。
[0010]可选地，所述第一辐射片和所述第二辐射片相对于所述传输线倾斜布置，具有预设的倾斜角度。
[0011]可选地，所述天线阵列包括两个或以上的天线单元；两个或以上的所述天线单元在所述基板的第一表面，沿与所述传输线垂直的方式间隔排列。
[0012]可选地，相邻两个所述天线单元之间的间距在第三数值范围之内；所述第三数值范围是以预设的标准间距为基准，上下浮动允许误差而形成的数值范围。
[0013]可选地，所述标准间距与相邻两个所述天线单元的波束夹角满足如下算式：Theta＝2*arc sin(λ/(2*D))；其中，Theta为波束夹角，D为标准间距，λ为波长。
[0014]可选地，所述天线单元还包括：位于与所述输入端口相离的另一端的第一匹配辐射部；所述第一匹配辐射部从所述传输线向外延伸形成，开设有一个或多个匹配开槽；以及从所述传输线向外延伸形成的第二匹配辐射部，所述第二匹配辐射部位于与所述输入端口接近的一端。
[0015]可选地，所述第一匹配辐射部为具有预设面积的矩形贴片，所述匹配开槽开设在所述传输线的两侧；所述第二辐射部为具有预设长度的枝节，从所述传输线的左侧或者右侧向外延伸形成。
[0016]可选地，每一个所述天线单元的输入端口与一个移相器连接。
[0017]可选地，所述移相器包括：0
°
相移的第一移相器以及180
°
相移的第二移相器；所述第一移相器和所述第二移相器间隔排列。
[0018]第二方面，本申请实施例还提供一种传感器设备。该传感器设备包括：如上所述的天线阵列以及经由信号通道传递电信号的控制器；所述天线阵列的移相器连接至所述信号通道进行馈电。
[0019]可选地，所述传感器设备还包括：功率分配器；所述功率分配器连接在所述天线阵列的所述移相器和所述信号通道之间，以使所述移相器通过所述功率分配器进行馈电。
[0020]本申请实施例提供的天线阵列的其中一个有利方面是：通过在传输线的两侧接入能够形成电磁耦合的耦合辐射部这样的特定的结构天线结构设计，形成了特定的锥形波束，能够在大角度形成较大增益的同时有效抑制了小角度的辐射，从而有效的提升了雷达侧边的检测距离并抑制了前方的干扰。
[0021]本申请实施例提供的传感器设备的其中一个有利方面是：应用具备上述特性的天线阵列设计，可以形成高增益的多波束天线阵列，从而提供了适用于多波束应用场景的低成本实现方案。
【附图说明】
[0022]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0023]图1为本申请实施例提供的天线阵列的结构示意图，示出了了天线阵列的横截面；
[0024]图2为本申请实施例提供的天线单元的结构示意图；
[0025]图3为本申请实施例提供的天线阵列的结构示意图，示出了6个天线单元组成的天线阵列；
[0026]图4为本申请实施例提供的传感器设备的功能框图；
[0027]图5为本申请实施例提供的天线单元的水平辐射方向图；
[0028]图6为本申请实施例提供的天线单元的S参数的示意图；
[0029]图7为本申请实施例提供的天线阵列的方向图，示出了相邻两个天线单元之间的间距为波长的75％时的方向图仿真结果。
【具体实施方式】
[0030]为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0032]此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0033]图1为本申请实施例提供的天线阵列的横截面结构示意图。请参阅图1，该天线阵列可以是主要由基板100、位于基板下表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线阵列，其特征在于，包括：具有第一表面和第二表面的基板；所述第一表面与所述第二表面位于所述基板相反的两侧；布置于所述基板的第一表面的辐射部件；所述辐射部件包括若干个天线单元；布置于所述基板的第二表面的接地层；其中，所述天线单元包括：用于馈送电磁信号的传输线；所述传输线的一端形成输入端口；布置在所述传输线两侧的耦合辐射部；所述耦合辐射部与所述传输线之间具有预设的间隙，以形成与传输线之间的电磁耦合。2.根据权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，所述传输线为直线线段，所述耦合辐射部包括：布置在所述传输线左侧的若干个第一辐射片，以及布置在所述传输线右侧的若干个第二辐射片；所述第一辐射片和所述第二辐射片沿所述传输线对称设置。3.根据权利要求2所述的天线阵列，其特征在于，所述第一辐射片和所述第二辐射片的长度在第一数值范围内；相邻的所述第一辐射片以及所述第二辐射片之间的间距在第二数值范围内；其中，所述第一数值范围是以波导波长的二分之一为基准，上下浮动允许误差而形成的数值范围；所述第二数值范围是以波导波长为基准，上下浮动允许误差而形成的数值范围。4.根据权利要求2所述的天线阵列，其特征在于，所述第一辐射片和所述第二辐射片相对于所述传输线倾斜布置，具有预设的倾斜角度。5.根据权利要求2所述的天线阵列，其特征在于，所述天线阵列包括两个或以上的天线单元；两个或以上的所述天线单元在所述基板的第一表面，沿与所述传输线垂直的方式间隔排列。6.根据权利要求5所述的天线阵列，其特征在于，相邻两个所述天线单元之间的间距在第三数值范围之内；所述第三数值范围是以预设的标准间距为基准，上下浮动允许误差而形成的数值范围。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：汲壮，
申请(专利权)人：深圳市道通智能汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：