本申请公开了一种介质基片集成波导天线阵和车辆，介质基片集成波导天线阵包括介质基板，所述介质基板的顶面蚀刻有上层金属板，所述介质基板的底面设置有接地金属板，所述介质基板设置有金属化过孔，且所述金属化过孔由介质基板的顶面贯穿至底面，所述上层金属板通过所述金属化过孔与接地金属板电性连接；所述介质基板的上方设置有微带传输线，所述微带传输线连接所述上层金属板构成天线单元，所述天线单元包括第一天线单元和第二天线单元。本申请提供的介质基片集成波导天线阵和车辆，能够满足车载毫米波雷达能够辐射出高增益的窄波束的需求，且同时能实现多种模式发射波束的切换。换。换。
【技术实现步骤摘要】
一种介质基片集成波导天线阵和车辆
[0001]本申请涉及通讯天线
，具体为一种介质基片集成波导天线阵和车辆。
技术介绍
[0002]现如今，汽车已相当普及，并且有逐渐成为消费品的趋势，为了使驾驶员获得更优质的驾驶体验，能够在一定程度上解放手脚甚至大脑，实现自动驾驶的愿景，车载毫米波雷达的需求与日俱增。车载毫米波雷达通过电磁波的回波信号获取目标的有效信息，从而勾勒出车辆周边的环境，帮助驾驶员做出可靠的判断。在越来越多的情况下，都需要毫米波雷达具有适应不同道路场景的功能，包括了对近距离大角度范围的覆盖以及对较远距离的目标的探测能力，因此就需要雷达天线辐射出不同模式的波束，可以在自由空间中改变能量的分布情况，进行更为灵活的探测。
[0003]在现有的产品中，设计者通常会对多个天线单元进行组阵，通过复杂庞大的馈电网络将获取到的端口能量均匀送往各单元，由此获得具有高增益窄波束特点的阵列辐射方向图，但如果使用此种设计方法，天线只能产生一个具有固定方向的模拟波束，不能灵活适应多种场景，易造成盲区的产生。
[0004]常见的具有紧凑排列方式的介质基片集成波导，通常是作为只有一个输入端口的阵列天线的单元出现的，在这样的条件下，阵列单元的相位无法各自发生变化，因此阵列只能有一种工作模式，天线的辐射方向图也只有一种形式，如专利号：CN2872617Y的介质基片集成波导缝隙阵列天线，该阵列的设计也可以形成一个具有较高增益的窄波束，但由于能量依次经过了两条链路，不可避免地将发生损耗和溢散，造成部分能量的浪费，且由于较为复杂的馈电网络的加入，会导致阵列的体积增大，最为关键的是，此种设计只能产生一种具有固定模式的波形，无法配合实际的应用场景进行波束的切换，从而无法满足车载毫米波雷达的各类需求。
技术实现思路
[0005]本申请的目的在于提供一种介质基片集成波导天线阵和车辆，以满足车载毫米波雷达能够辐射出高增益的窄波束的需求，且同时能实现多种模式发射波束的切换，以缓解上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0007]一种双端口共用金属过孔壁的介质基片集成波导天线阵，包括介质基板，所述介质基板的顶面蚀刻有上层金属板，所述介质基板的底面设置有接地金属板，所述介质基板设置有金属化过孔，且所述金属化过孔由介质基板的顶面贯穿至底面，所述上层金属板通过所述金属化过孔与接地金属板电性连接；
[0008]所述介质基板的上方设置有微带传输线，所述微带传输线连接所述上层金属板构成天线单元，所述天线单元包括第一天线单元和第二天线单元；
[0009]所述第一天线单元的微带传输线的一端和第二天线单元的微带传输线的一端分
别能够接收射频电路的激励信号，所述第一天线单元的微带传输线的另一端连接所述上层金属板的第一部分构成所述第一天线单元，所述第二天线单元的微带传输线的另一端连接所述上层金属板的第二部分构成所述第二天线单元。
[0010]优选地，所述第一天线单元的微带传输线和第二天线单元的微带传输线均由一小段笔直的微带线与一段宽度渐变的微带线构成。
[0011]优选地，所述金属化过孔等距排列于介质基板内，且形成三排长度较长的金属过孔壁，以及两列与之垂直的长度较短的金属过孔壁，每个天线单元包括有两条长金属过孔壁与一条短金属过孔壁，且并列排列的相邻两条天线单元共用一条长金属过孔壁。
[0012]优选地，所述上层金属板的顶面蚀刻有矩形缝隙，所述矩形缝隙为被金属化过孔包围的方式设于上层金属板上。
[0013]优选地，所述矩形缝隙的宽度为0.003λ，其中λ为自由空间中对应天线单元的中心频点波长。
[0014]优选地，所述矩形缝隙长度的变化服从泰勒分布、切比雪夫分布或依据凸优化算法得到的分布规律。
[0015]优选地，每个天线单元中的所述矩形缝隙的分布相较于对应天线单元的中心线有一个上下交替出现的预设偏移量，所述预设偏移量的大小由中心缝隙至两侧依次递减。
[0016]优选地，所述上层金属板各部分厚度均相同，且均为35μm。
[0017]优选地，所述介质基板厚度设置为127μm。
[0018]优选地，所述接地金属板的厚度为18μm。
[0019]优选地，所述上层金属板与介质基板的上表面无间隙贴合，所述接地金属板与介质基板的下表面无间隙贴合。
[0020]优选地，所述第一天线单元的微带传输线的宽度根据所述第一天线单元的工作频点设定。
[0021]优选地，所述第二天线单元的微带传输线的宽度根据所述第二天线单元的工作频点设定。
[0022]优选地，所述第一天线单元和第二天线单元轮流在所述激励信号的激励下工作。
[0023]优选地，所述第一天线单元和第二天线单元在同相位的激励信号的激励下同时工作。
[0024]优选地，所述第一天线单元和第二天线单元在不同相位的激励信号的激励下同时工作。
[0025]本申请还提供一种车辆，具体地，所述车辆包括如上任一所述的介质基片集成波导天线阵。
[0026]与现有技术相比，本申请的有益效果是：
[0027]1、相较于不共用金属过孔壁的天线阵列而言，本申请可以减小天线所占用的体积，更重要的是，能够通过紧凑的间距克服了天线阵列的在不同模式下生成的合成波束产生较高的副瓣乃至栅瓣的问题。
[0028]2、相较于使用单一端口、具有馈电网络的天线阵列而言，本申请拥有多种工作模式，可以根据实际情况进行波束模式的改变，克服了馈电网络体积过大导致的能量衰减、以及工作模式单一的缺点。
[0029]3、本申请既可以获得具有高增益的定向窄波束，也可以获得具有大角度覆盖能力的宽波束，还可以在不同模式下对发射波束进行切换，能够很好地应对汽车行驶过程中的复杂路况，增加了安全系数，是一种能很好地面向实际应用的设计。
[0030]本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0031]图1为本申请的天线阵列的正视结构示意图；
[0032]图2为本申请的天线整体结构的侧视剖面结构示意图；
[0033]图3为本申请的实施例的TDM模式下a单元波束图；
[0034]图4为本申请的实施例的TDM模式下b单元波束图；
[0035]图5为本申请的实施例的BPM模式下同相合成波束图；
[0036]图6为本申请的实施例的BPM模式下不同相合成波束图。
[0037]图中：01a、第一天线单元的微带传输线；01b、第二天线单元的微带传输线；02、金属化过孔；03、矩形缝隙；04、上层金属板；06、接地金属板；07、介质基板。
具体实施方式
[0038]在不同附图中以相同标号来标示相同或类似组件；另外请了解文中诸如“第一”、“第二”、“第三本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种介质基片集成波导天线阵，其特征在于：包括介质基板(07)，所述介质基板(07)的顶面蚀刻有上层金属板(04)，所述介质基板(07)的底面设置有接地金属板(06)，所述介质基板(07)设置有金属化过孔(02)，且所述金属化过孔(02)由介质基板(07)的顶面贯穿至底面，所述上层金属板(04)通过所述金属化过孔(02)与接地金属板(06)电性连接；所述介质基板(07)的上方设置有微带传输线，所述微带传输线连接所述上层金属板(04)构成天线单元，所述天线单元包括第一天线单元和第二天线单元；所述第一天线单元的微带传输线(01a)的一端和第二天线单元的微带传输线(01b)的一端分别能够接收射频电路的激励信号，所述第一天线单元的微带传输线(01a)的另一端连接所述上层金属板(04)的第一部分构成所述第一天线单元，所述第二天线单元的微带传输线(01b)的另一端连接所述上层金属板(04)的第二部分构成所述第二天线单元。2.根据权利要求1所述的介质基片集成波导天线阵，其特征在于：所述第一天线单元的微带传输线(01a)和第二天线单元的微带传输线(01b)均由一小段笔直的微带线与一段宽度渐变的微带线构成。3.根据权利要求2所述的介质基片集成波导天线阵，其特征在于：所述金属化过孔(02)等距排列于介质基板(07)中，且形成三排长度较长的金属过孔壁，以及两列与之垂直的长度较短的金属过孔壁，每个天线单元包括有两条长金属过孔壁与一条短金属过孔壁，且并列排列的相邻两条天线单元共用一条长金属过孔壁。4.根据权利要求1所述的介质基片集成波导天线阵，其特征在于：所述上层金属板(04)的顶面蚀刻有矩形缝隙(03)，所述矩形缝隙(03)为被金属化过孔(02)包围的方式设于上层金属板(0...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡秦仪，
申请(专利权)人：上海蛮酷科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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