一种毫米波雷达相控阵天线制造技术

本发明专利技术公开了一种毫米波雷达相控阵天线，属于毫米波雷达天线技术领域，包括发射天线阵列、接收天线阵列；所述发射天线阵列、接收天线阵列通过上下表面均覆铜的上层微带板、上下表面均覆铜的下层微带板以及多个金属化过孔形成。本发明专利技术采用基片集成波导馈电，具有损耗小，加工简单，易于和有源芯片集成的优点；发射天线辐射腔上表面含有十字形贴片，提高了天线阵列波束扫描的范围，在合适的单元间距布阵下，具备大角度相扫能力；采用接地共面波导背面馈电，与有源芯片集成时，减小了有源芯片对天线阵列方向图的影响，具备较高的工程应用价值。具备较高的工程应用价值。具备较高的工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波雷达相控阵天线


[0001]本专利技术涉及毫米波雷达天线
，具体涉及一种毫米波雷达相控阵天线。

技术介绍

[0002]随着车载射频芯片的迅猛发展，车载毫米波雷达开始向4D成像雷达升级迭代。4D成像雷达不仅可以输出目标距离、目标速度、目标水平角度而且还可以输出目标的高度信息。目标的高度信息能够帮助雷达区分天桥、井盖、行人、卡车等目标。4D成像雷达抗干扰能力强，角度、速度、距离分辨率高，目标分类与追踪能力高，在减少交通事故，提高车辆驾驶安全方面具有较为强大的功能。
[0003]车载毫米波雷达天线阵列的研究已有很多，如何设计一种结构简单，加工工艺要求低，易于集成的毫米波雷达天线非常具有挑战。为此，提出一种毫米波雷达相控阵天线。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于：如何设计一种结构简单，加工工艺要求低，易于集成的毫米波雷达天线，提供了一种毫米波雷达相控阵天线。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括发射天线阵列、接收天线阵列；所述发射天线阵列、接收天线阵列通过上下表面均覆铜的上层微带板、上下表面均覆铜的下层微带板以及多个金属化过孔形成；
[0006]所述发射天线阵列包括多个平行设置的发射天线单元，所述发射天线单元包括第一矩形辐射腔与第一基片集成波导馈电结构，所述第一矩形辐射腔设置在所述上层微带板中，所述第一基片集成波导馈电结构设置在所述下层微带板中，对所述第一矩形辐射腔进行激励馈电；所述接收天线阵列包括多个接收天线单元，所述接收天线单元包括第二矩形辐射腔与第二基片集成波导馈电结构，所述第二矩形辐射腔设置在所述上层微带板中，所述第二基片集成波导馈电结构设置在所述下层微带板中，对所述第二矩形辐射腔进行激励馈电；
[0007]多个所述第一矩形辐射腔与多个第二矩形辐射腔在所述上层微带板的上表面形成口字形布阵形式。
[0008]更进一步地，所述第一矩形辐射腔、所述第二矩形辐射腔均包括多个辐射腔金属化过孔，所述辐射腔金属化过孔有两类，其中，两个矩形辐射腔长边的辐射腔金属化过孔贯穿上层微带板设置，其上下端与上层微带板上下表面覆铜连接，两个矩形辐射腔短边的辐射腔金属化过孔的贯穿上下两层微带板设置，其上端与上层微带板的上表面覆铜连接，下端与下层微带板的下表面覆铜连接；第一、第二辐射腔的矩形开口位于辐射腔金属化过孔内侧，上层微带板的上下表面对应位置均不覆铜。
[0009]更进一步地，所述接收天线单元的第二矩形辐射腔上表面中心设置有十字形的金属贴片。
[0010]更进一步地，所述第一基片集成波导馈电结构包括第一基片集成波导、横向偏置
辐射缝、第一带地共面波导馈电线，所述第一基片集成波导设置在所述下层微带板中，所述横向偏置辐射缝设置在所述第一基片集成波导的一端，位于所述下层微带板的上表面，所述第一带地共面波导馈电线设置在所述第一基片集成波导的另一端，位于所述下层微带板的下表面。
[0011]更进一步地，所述横向偏置辐射缝沿平行于第一基片集成波导传输方向设置，所述横向偏置辐射缝位于所述第一矩形辐射腔的下表面中心处。
[0012]更进一步地，所述横向偏置辐射缝中心距离第一基片集成波导短路端3/4倍λg，λg为天线工作中心频率电磁波在第一基片集成波导中的传输波长。
[0013]更进一步地，所述第一带地共面波导馈电线与芯片管脚连接。
[0014]更进一步地，所述第二基片集成波导馈电结构包括第二基片集成波导、纵向辐射缝、第二带地共面波导馈电线，所述第二基片集成波导设置在所述下层微带板中，所述纵向辐射缝设置在所述第二基片集成波导的一端，位于所述下层微带板的上表面，所述第二带地共面波导馈电线设置在所述第二基片集成波导的另一端，位于所述下层微带板的下表面。
[0015]更进一步地，所述纵向辐射缝沿垂直于第二基片集成波导传输方向设置，所述纵向辐射缝位于所述第二矩形辐射腔的下表面中心处。
[0016]更进一步地，所述纵向辐射缝中心距离第二基片集成波导短路端1/4倍λg，λg为天线工作中心频率电磁波在第二基片集成波导中的传输波长。
[0017]更进一步地，所述第一基片集成波导馈电结构为水平排布，所述第二基片集成波导馈电结构为垂直排布。
[0018]更进一步地，所述第二带地共面波导馈电线与芯片管脚连接。
[0019]更进一步地，在所述上层微带板的上表面覆铜上辐射腔之外的区域，均覆盖与天线工作频率相同的吸波材料层。
[0020]本专利技术相比现有技术具有以下优点：该毫米波雷达相控阵天线，采用基片集成波导馈电，具有损耗小，加工简单，易于和有源芯片集成的优点；发射天线辐射组件上表面含有十字形贴片，提高了天线阵列波束扫描的范围，在合适的单元间距布阵下，具备车载雷达频段范围内大角度相扫能力；采用接地共面波导背面馈电，与有源芯片集成时，减小了有源芯片对天线阵列方向图的影响，具备较高的工程应用价值。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例中毫米波雷达相控阵天线的结构示意图；
[0022]图2(a)是图1中接收天线单元的立体结构图；
[0023]图2(b)是图1中接收天线单元的正视结构图；
[0024]图2(c)是图1中接收天线单元的侧视结构图；
[0025]图3(a)是图1中发射天线单元的立体结构图；
[0026]图3(b)是图1中发射天线单元的正视结构图；
[0027]图3(c)是图1中发射天线单元的侧视结构图；
[0028]图4为本专利技术实施例二中接收天线单元在第一层微带板上表面的覆铜图；
[0029]图5为本专利技术实施例二中接收天线单元在第一层微带板下表面的覆铜图；
[0030]图6为本专利技术实施例二中接收天线单元在第二层微带板上表面的覆铜图；
[0031]图7为本专利技术实施例二中接收天线单元在第二层微带板下表面的覆铜图；
[0032]图8为本专利技术实施例二中发射天线单元在第一层微带板上表面的覆铜图；
[0033]图9为本专利技术实施例二中发射天线单元在第一层微带板下表面的覆铜图；
[0034]图10为本专利技术实施例二中发射天线单元在第二层微带板下表面的覆铜图；
[0035]图11为本专利技术实施例二中发射天线单元在第二层微带板下表面的覆铜图；
[0036]图12(a)为本专利技术实施例二中接收天线阵列扫描0
°
下的有源驻波比示意图；
[0037]图12(b)为本专利技术实施例二中接收天线阵列扫描15
°
下的有源驻波比示意图；
[0038]图12(c)为本专利技术实施例二中接收天线阵列扫描30
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下的有源驻波比示意图；
[0039]图12(d)为本专利技术实施例二中接收天线阵列扫描45
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下的有源驻波比示意图；
[0040]图12(e)为本专利技术实施例二中接收天线阵列扫描60
°
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波雷达相控阵天线，其特征在于，包括：发射天线阵列、接收天线阵列；所述发射天线阵列、接收天线阵列通过上下表面均覆铜的上层微带板、上下表面均覆铜的下层微带板以及多个金属化过孔形成；所述发射天线阵列包括多个平行设置的发射天线单元，所述发射天线单元包括第一矩形辐射腔与第一基片集成波导馈电结构，所述第一矩形辐射腔设置在所述上层微带板中，所述第一基片集成波导馈电结构设置在所述下层微带板中，对所述第一矩形辐射腔进行激励馈电；所述接收天线阵列包括多个接收天线单元，所述接收天线单元包括第二矩形辐射腔与第二基片集成波导馈电结构，所述第二矩形辐射腔设置在所述上层微带板中，所述第二基片集成波导馈电结构设置在所述下层微带板中，对所述第二矩形辐射腔进行激励馈电；所述多个发射天线第一矩形辐射腔与多个接收天线第二矩形辐射腔在所述上层微带板的上表面形成口字形布阵形式。2.根据权利要求1所述的一种毫米波雷达相控阵天线，其特征在于：所述第一矩形辐射腔、所述第二矩形辐射腔均包括多个辐射腔金属化过孔，所述辐射腔金属化过孔有两类，其中，两个矩形辐射腔长边的辐射腔金属化过孔贯穿上层微带板设置，其上下端与上层微带板上下表面覆铜连接，两个矩形辐射腔短边的辐射腔金属化过孔的贯穿上下两层微带板设置，其上端与上层微带板的上表面覆铜连接，下端与下层微带板的下表面覆铜连接；第一、第二辐射腔的矩形开口位于辐射腔金属化过孔内侧，上层微带板的上下表面对应位置均不覆铜。3.根据权利要求2所述的一种毫米波雷达相控阵天线，其特征在于：所述接收天线单元的第二矩形辐射腔上表面中心设置有十字形的金属贴片。4.根据权利要求3所述的一种毫米波雷达相控阵天线，其特征在于：所述第一基片集成波导馈电结构包括第一基片集成波导、横向偏置辐射缝、第一带...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈谦，闫松林，屈操，刘建华，黄志祥，杨利霞，
申请(专利权)人：无锡威孚高科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：