一种车载雷达天线平面耦合转换器制造技术

本发明专利技术属于微波技术技术领域，且公开了一种车载雷达天线平面耦合转换器,包括微带线、金属化孔和贴片元件，所述微带线安装在介电基板的上表面，所述介电基板的上表面安装有上表面金属层，所述微带线与上表面金属层之间由间隙分隔，所述上表面金属层和金属化孔组成转换波导。本发明专利技术通过转换波导和微带线设计在介电基板的两侧，介电基板作为平面短路波导实现了平面耦合转换纵向连接的结构，从而大幅减小矩形波导对微带电路末端天线辐射的影响；转换器设计简洁，转换效率高，在车载雷达频段传输插损小，可以实现良好的宽带阻抗匹配，同时该转换器具有宽频带、反射小、传输损耗低等优点。传输损耗低等优点。传输损耗低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种车载雷达天线平面耦合转换器


[0001]本专利技术属于微波技术
，具体为一种车载雷达天线平面耦合转换器。

技术介绍

[0002]由于目前的趋势，为了实现小型化和集成化，制造了许多微波电路使用平面传输线，如微带或带状线，车载雷达天线设计又大都采用微带阵列及平面传输馈线。因为微带串馈阵列天线馈线短、阵元排列紧凑、空间利用性好、易于集成、不用单独设计馈电网络，把微带单元串联馈电的直线阵组成线阵，可以得到高增益的平面微带阵列。微带阵列与微带集成电路MMIC集成在一片PCB板，结构紧凑且设计方法及加工工艺已十分成熟，因此微带天线被车载雷达广泛使用。
[0003]测试车载雷达天线时，由于车载雷达频段的精密测试设备输出口为矩形波导，需要将天线的微带传输形式转换至波导传输形式，因此必需制作一种车载雷达天线测试转换器，并实现匹配纵向连接。结构简单便于连接且不影响车载雷达天线性能测试是基本要求之一，传输损耗低且反射损耗小是所有微波传输转换器的基本要求。
[0004]作为微带线与波导的纵向转换器早已经有了研究，提出从波导到微带线的各种类型的毫米波转换器。常见的有同轴过渡式，鳍线过渡式，脊波导接触式，插入探针式等。同轴过渡式与鳍线过渡式，需要介入第三种传输线过渡中转，增加了额外传输损耗；脊波导接触式过渡不易实现脊波导与微带的有效连接，且占空间较大。插入探针式即将微带探针从矩形波导的宽边垂直插入，探针式馈电具有宽带特性，它的模式转换原理与波导和同轴电缆的普通过渡类似，它需要在介电基板上具有四分之一波长的短路波导或金属短路块。短路波导或金属短路块与介电基板待测微带天线同侧，它对天线的辐射方向图会产生一定的影响，严重的会导致天线方向图产生畸变，影响天线测试的准确性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种车载雷达天线平面耦合转换器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种车载雷达天线平面耦合转换器，包括微带线、金属化孔和贴片元件，所述微带线安装在介电基板的上表面，所述介电基板的上表面安装有上表面金属层，所述微带线与上表面金属层之间由间隙分隔，所述上表面金属层和金属化孔组成转换波导，所述介电基板的下表面安装有贴片元件，所述介电基板的下表面安装有下表面金属层，所述贴片元件与下表面金属层之间由环形缝隙分隔，所述金属化孔等距开设在介电基板的上表面，所述金属化孔贯穿上表面金属层、下表面金属层和介电基板，所述下表面金属层的底部安装有将转换波导包裹的波导金属壁。
[0007]优选地，所述微带线采用宽度为0.3mm且阻抗为50欧姆的传输线。
[0008]优选地，所述微带线与贴片元件通过间隙组成耦合结构。
[0009]优选地，所述间隙由上表面金属层上的缝隙和下表面金属层上的缝隙重合区域组
合形成。
[0010]优选地，所述转换波导的中部开设有波导口，所述贴片元件安装在波导口内部且位于正中心位置，所述环形缝隙的外尺寸大小与波导口的尺寸大小相等。
[0011]本专利技术的有益效果如下：
[0012]本专利技术通过转换波导和微带线设计在介电基板的两侧，介电基板作为平面短路波导实现了平面耦合转换纵向连接的结构，从而大幅减小矩形波导对微带电路末端天线辐射的影响；转换器设计简洁，转换效率高，在车载雷达频段传输插损小，可以实现良好的宽带阻抗匹配，同时该转换器具有宽频带、反射小、传输损耗低等优点。
附图说明
[0013]图1为本专利技术平面耦合转换器整体结构示意图；
[0014]图2为本专利技术平面耦合转换器俯视结构示意图；
[0015]图3为本专利技术平面耦合转换器背视结构示意图；
[0016]图4为本专利技术平面耦合转换器S参数曲线图。
[0017]图中：1、上表面金属层；2、微带线；3、下表面金属层；4、介电基板；5、转换波导；6、波导金属壁；7、金属化孔；8、间隙；9、贴片元件；10、环形缝隙。
具体实施方式
[0018]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。
[0019]如图1至图4所示，本专利技术实施例提供了一种车载雷达天线平面耦合转换器，包括微带线2、金属化孔7和贴片元件9，所述微带线2安装在介电基板4的上表面，所述介电基板4的上表面安装有上表面金属层1，所述微带线2与上表面金属层1之间由间隙8分隔，所述上表面金属层1和金属化孔7组成转换波导5，所述介电基板4的下表面安装有贴片元件9，所述介电基板4的下表面安装有下表面金属层3，所述贴片元件9与下表面金属层3之间由环形缝隙10分隔，所述金属化孔7等距开设在介电基板4的上表面，所述金属化孔7贯穿上表面金属层1、下表面金属层3和介电基板4，所述下表面金属层3的底部安装有将转换波导5包裹的波导金属壁6；
[0020]上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过转换波导5和微带线2设计在介电基板4的两侧，介电基板4作为平面短路波导实现了平面耦合转换纵向连接的结构，从而大幅减小矩形波导对微带电路末端天线辐射的影响；车载雷达天线平面耦合转换器为基于毫米波车载雷达频段，为一种基于微带波导转换器原理，将介电基板4电磁波的准TEM模转换为金属矩形波导传输的TE10模，是一种平面结构耦合转换方式，具有宽频带特性，且设计简洁，转换效率高，在车载雷达频段传输插损小，可以实现良好的宽带阻抗匹配，同时该转换器具有宽频带、反射小、传输损耗低等优点。
[0021]在一个实施例中所述微带线2采用宽度为0.3mm且阻抗为50欧姆的传输线；
[0022]上述技术方案的工作原理和有益效果为：微带线2在应用中可以与车载雷达天线
相接，并与上表面金属层1共面，因此转换器结构对车载雷达天线辐射方向图没有遮挡影响，实现了平面耦合转换结构；上表面金属层1安装于平面耦合转换器最外层，是波导传输线的末端短路面，起到屏蔽波导中电磁场信号的作用。同时转换器采用基于77GHz介质基片材料，适用于60GHz～64GHz或76GHz～81GHz车载雷达频段，也适用于其他频段的电磁波，适用范围较广。
[0023]在一个实施例中所述微带线2与贴片元件9通过间隙8组成耦合结构；
[0024]上述技术方案的工作原理和有益效果为：该耦合结构为波导的激励元件，贴片元件9安装于转换波导5的中心位置，与微带线2通过环形缝隙10与上表面金属层1组成的槽缝充分耦合，激起准TEM模式电磁波进入转换波导5后成为TE10模式电磁波，在本实施例中，贴片元件9采用矩形贴片，长约2.486mm，宽约1.111mm，金属化孔7安装于环形缝隙10之外，防止微带线2与贴片元件9耦合电磁信号的泄露。
[0025]在一个实施例中所述间隙8由上表面金属层1上的缝隙和下表面金属层3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载雷达天线平面耦合转换器，包括微带线(2)、金属化孔(7)和贴片元件(9)，其特征在于：所述微带线(2)安装在介电基板(4)的上表面，所述介电基板(4)的上表面安装有上表面金属层(1)，所述微带线(2)与上表面金属层(1)之间由间隙(8)分隔，所述上表面金属层(1)和金属化孔(7)组成转换波导(5)，所述介电基板(4)的下表面安装有贴片元件(9)，所述介电基板(4)的下表面安装有下表面金属层(3)，所述贴片元件(9)与下表面金属层(3)之间由环形缝隙(10)分隔，所述金属化孔(7)等距开设在介电基板(4)的上表面，所述金属化孔(7)贯穿上表面金属层(1)、下表面金属层(3)和介电基板(4)，所述下表面金属层(3)的底部安装有将转换波导(5)包裹...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海洋，王月娟，张旭，张仲鑫，李松，陆孝松，王磊磊，冯泽峰，
申请(专利权)人：上海黎明瑞达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：