一种基于基板集成波导的毫米波雷达天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于基板集成波导的毫米波雷达天线，它包括波导组件以及与波导组件的轴向两端连接的基板组件，所述波导组件的长度方向的一端为非开口端，所述波导组件的长度方向的另一端为开口端；所述波导组件包括第一导体阵列、第二导体阵列和第三导体阵列，所述第一导体阵列沿着波导组件的宽度方向设置并位于波导组件的非开口端，所述第二导体阵列和第三导体阵列分别沿着波导组件的长度方向延伸并在开口端向外侧呈喇叭状排布；所述基板组件包括上介质基板和下介质基板。本实用新型专利技术提供一种基于基板集成波导的毫米波雷达天线，在较小的尺寸条件下，尽可能的将能量集中并定向发射出去，以达到更远的探测距离。以达到更远的探测距离。以达到更远的探测距离。

A millimeter wave radar antenna based on substrate integrated waveguide

【技术实现步骤摘要】
一种基于基板集成波导的毫米波雷达天线


[0001]本技术涉及一种基于基板集成波导的毫米波雷达天线，属于天线


技术介绍

[0002]目前，随着对于通信技术的不断研究，现在通讯系统向着智能化、小型化、集成化的方向发展。特别是现代汽车随着智能化的浪潮，越来越多的先进传感器被部署到车体上，同时对于传感器的尺寸和性能都有着较高的要求。各种物体检测和传感技术可提供例如自适应巡航、自动紧急制动等功能。
[0003]对于汽车雷达系统的各种天线，例如包括基板集成波导(SIW)，其具有较高的发射效率、较小的尺寸和相对较低的成本优势。但是，对于前向毫米波雷达而言，现有的技术中设计难点在于：如何在较小的尺寸条件下，尽可能的将能量集中并定向发射出去，以达到更远的探测距离。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种基于基板集成波导的毫米波雷达天线，在较小的尺寸条件下，尽可能的将能量集中并定向发射出去，以达到更远的探测距离。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是：
[0006]一种基于基板集成波导的毫米波雷达天线，它包括波导组件以及与波导组件的轴向两端连接的基板组件，所述波导组件的长度方向的一端为非开口端，所述波导组件的长度方向的另一端为开口端；
[0007]所述波导组件包括第一导体阵列、第二导体阵列和第三导体阵列，所述第一导体阵列沿着波导组件的宽度方向设置并位于波导组件的非开口端，所述第二导体阵列和第三导体阵列分别沿着波导组件的长度方向延伸并在开口端向外侧呈喇叭状排布；
[0008]所述基板组件包括上介质基板和下介质基板，所述下介质基板连接有同轴电缆，所述同轴电缆的设置在第二导体阵列和第三导体阵列之间，所述同轴电缆与波导组件的非开口端之间的距离为
[0009]进一步，所述第一导体阵列、第二导体阵列和第三导体阵列均由若干圆柱导体构成。
[0010]进一步，所述圆柱导体的轴向顶端与上介质基板相连，所述圆柱导体的轴向底端与下介质基板相连。
[0011]进一步，所述第二导体阵列和第三导体阵列之间形成波导通道。
[0012]进一步，所述圆柱导体的直径D为0.15λ，相邻两个所述圆柱导体之间的间隔P为0.3λ，其中，λ为毫米波雷达信号的波长。
[0013]进一步，所述波导通道的长度L1为2.4λ，其中，λ为毫米波雷达信号的波长。
[0014]进一步，所述波导组件的喇叭状区域的长度L2为2.38λ，所述波导组件的喇叭状区
域的张口宽度L3为2.27λ，其中，λ为毫米波雷达信号的波长。
[0015]进一步，所述波导组件的非开口端长度a为0.9λ，其中，λ为毫米波雷达信号的波长。
[0016]采用了上述技术方案，本技术通过金属圆柱导体构建一个喇叭形的波导组件，波导组件内形成一个适合电磁波传播的波导通道，可以将电磁波能量发射角收拢，使电磁波能量更加集中地朝一个方向发射出去，方向性更好，可以将全部的电磁波能量被集中并经由天线发射出去。本技术体积较小，构造简单，成本低，易于加工。
附图说明
[0017]图1为本技术的基于基板集成波导的毫米波雷达天线的主视图；
[0018]图2为本技术的波导组件的结构示意图；
[0019]图3为本技术的波导组件的简化示意图；
[0020]图4为本技术的同轴电缆的安装示意图。
具体实施方式
[0021]为了使本技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明。
[0022]如图1所示，本实施例提供一种基于基板集成波导的毫米波雷达天线，它包括波导组件以及与波导组件的轴向两端连接的基板组件，波导组件的长度方向的一端为非开口端，波导组件的长度方向的另一端为开口端。
[0023]具体地，如图2所示，本实施例的波导组件包括第一导体阵列31、第二导体阵列32和第三导体阵列33，第一导体阵列31、第二导体阵列32和第三导体阵列33均由若干圆柱导体6构成。圆柱导体6的轴向顶端与上介质基板41相连，圆柱导体6的轴向底端与下介质基板42相连。
[0024]第一导体阵列31沿着波导组件的宽度方向设置并位于波导组件的非开口端，第二导体阵列32和第三导体阵列33分别沿着波导组件的长度方向延伸并在开口端向外侧呈喇叭状排布。第二导体阵列32和第三导体阵列33之间形成波导通道。本实施例通过金属圆柱导体6构建一个适合电磁波传播的波导通道，防止电磁波能量外泄，电磁波能量都集中在波导通道内部并形成驻波，不断地向开口端方向传播。如果开口端没有呈喇叭状，那么电磁波能量就会呈180
°
扩散出去，本实施例将开口端设置为喇叭状，可以将电磁波能量发射角收拢，使电磁波能量更加集中，朝着指定的方向传播。
[0025]具体地，如图2、4所示，本实施例的基板组件包括上介质基板41和下介质基板42，下介质基板42连接有同轴电缆5，同轴电缆5的设置在第二导体阵列32和第三导体阵列33之间，同轴电缆5与波导组件的非开口端之间的距离为同轴电缆5与下介质基板42电性连接，进行电磁波输入。
[0026]如图1所示，圆柱导体6的直径D为0.15λ，相邻两个圆柱导体6之间的间隔P为0.3λ；
[0027]波导通道的长度L1为2.4λ；
[0028]波导组件的喇叭状区域的长度L2为2.38λ，波导组件的喇叭状区域的张口宽度L3
为2.27λ；
[0029]波导组件的非开口端长度a为0.9λ；
[0030]其中，λ为毫米波雷达信号的波长。
[0031]如图3所示，当波导组件的长度一定时，通过改变喇叭状区域的张口角度，可以使得天线性能达到最佳。
[0032]如图2所示，当LH＝2.7λ、L”＝0.25λ时，根据三角函数公式，可得：
[0033][0034]则，可得喇叭状区域的张口角度(2*A)为49.7
°
，则喇叭张口长度
[0035]作为本施例的一个优选方案，以77GHz的毫米波雷达信号为例，波长作为本施例的一个优选方案，以77GHz的毫米波雷达信号为例，波长其中，c＝3*108m/s。则可得，圆柱导体直径D为0.59mm，圆柱导体间的间隔P为1.17mm，波导通道长度为喇叭张口长度L1为9.36mm，喇叭张口L3为8.85mm，同轴电缆5的安装位置距离非开口段为0.98mm。
[0036]以上所述的具体实施例，对本技术解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施例而已，并不用于限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于基板集成波导的毫米波雷达天线，其特征在于：它包括波导组件以及与波导组件的轴向两端连接的基板组件，所述波导组件的长度方向的一端为非开口端，所述波导组件的长度方向的另一端为开口端；所述波导组件包括第一导体阵列(31)、第二导体阵列(32)和第三导体阵列(33)，所述第一导体阵列(31)沿着波导组件的宽度方向设置并位于波导组件的非开口端，所述第二导体阵列(32)和第三导体阵列(33)分别沿着波导组件的长度方向延伸并在开口端向外侧呈喇叭状排布；所述基板组件包括上介质基板(41)和下介质基板(42)，所述下介质基板(42)连接有同轴电缆(5)，所述同轴电缆(5)的设置在第二导体阵列(32)和第三导体阵列(33)之间，所述同轴电缆(5)与波导组件的非开口端之间的距离为2.根据权利要求1所述的基于基板集成波导的毫米波雷达天线，其特征在于：所述第一导体阵列(31)、第二导体阵列(32)和第三导体阵列(33)均由若干圆柱导体(6)构成。3.根据权利要求2所述的基于基板集成波导的毫米波雷达天线，其特征在于：所述圆柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐健，
申请(专利权)人：常州星宇车灯股份有限公司，
类型：新型
国别省市：