毫米波雷达阵列天线系统、装置、电路板及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种毫米波雷达阵列天线系统、装置、电路板及电子设备，用于接收和发射毫米波射频信号，包括：第一天线子阵、第二天线子阵、第三天线子阵以及第四天线子阵且沿第一方向环状排列；第一天线子阵、第二天线子阵、第三天线子阵以及第四天线子阵均包括若干天线单元且依次沿第一方向环状排列；其中，第一天线子阵中的若干天线单元的排列方向，与第三天线子阵中的若干天线单元的排列方向平行；第二天线子阵中的若干天线单元的排列方向，与第四天线子阵中的若干天线单元的排列方向平行；以解决毫米波雷达天线单元在有限物理空间内提高毫米波雷达角度分辨率和抑制天线单元之间互相耦合影响的问题。相耦合影响的问题。相耦合影响的问题。

【技术实现步骤摘要】
毫米波雷达阵列天线系统、装置、电路板及电子设备


[0001]本专利技术涉及雷达领域，尤其涉及一种毫米波雷达阵列天线系统、装置、电路板及电子设备。

技术介绍

[0002]毫米波雷达拥有比较理想的距离与速度测量性能，而角度测量性能却比较受到限制。毫米波雷达的角度分辨率往往决定了其能否在实际场景中发挥应有的作用。提高角度分辨率的有效手段是通过增加天线个数的方式从而直接拉大阵列孔径，但是在一般情况下，提供给天线进行布设的物理位置十分有限，因而，需要在有限天线单元数目的情况下，通过天线单元布设优化以提高雷达的角度分辨率和目标识别能力。
[0003]但是在应用高载频雷达的背景下，天线单元间距过小会出现天线单元之间的相互耦合现象，这对DOA(波达方向)估计的结果非常不利，因此，如何在有限空间内实现毫米波雷达角度高分辨率和抑制天线单元之间互相耦合影响是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种毫米波雷达阵列天线系统、装置、电路板及电子设备，以解决提高毫米波雷达角度分辨率和抑制天线单元之间互相耦合影响的问题。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种毫米波雷达阵列天线系统，用于接收和发射毫米波射频信号，包括：第一天线子阵、第二天线子阵、第三天线子阵以及第四天线子阵；
[0006]所述第一天线子阵、所述第二天线子阵、所述第三天线子阵以及所述第四天线子阵沿第一方向环状排列；
[0007]所述第一天线子阵、所述第二天线子阵、所述第三天线子阵以及所述第四天线子阵均包括若干天线单元；所述第一天线子阵、所述第二天线子阵、所述第三天线子阵以及所述第四天线子阵中的所述若干天线单元依次沿所述第一方向环状排列；其中，所述第一天线子阵中的所述若干天线单元的排列方向，与所述第三天线子阵中的所述若干天线单元的排列方向平行；所述第二天线子阵中的所述若干天线单元的排列方向，与所述第四天线子阵中的所述若干天线单元的排列方向平行；
[0008]其中，所述第一天线子阵与所述第三天线子阵为接收天线子阵，所述第二天线子阵与所述第四天线子阵为发射天线子阵；或者所述第一天线子阵与所述第三天线子阵为发射天线子阵，所述第二天线子阵与所述第四天线子阵为接收天线子阵。
[0009]可选的，所述第一天线子阵与所述第三天线子阵呈现最小冗余阵；所述最小冗余阵表征了在有限个天线单元的的条件下，使得所述毫米波雷达阵列天线系统在第二方向上的子阵孔径最大时，所述第一天线子阵与所述第三天线子阵的阵列呈现形式；所述第二方向表征了所述第一天线子阵或所述第三天线子阵中的天线单元的排列方向。
[0010]可选的，所述第二天线单元和/或所述第四天线单元呈现均匀线性阵。
[0011]可选的，所述接收天线子阵包括若干接收天线单元，所述发射天线子阵中包括若
干发射天线单元；当所述第一天线子阵与所述第三天线子阵为接收天线子阵，所述第二天线子阵与所述第四天线子阵为发射天线子阵时，所述最小冗余阵具体包括：
[0012]所述接收天线子阵中的所述若干接收天线单元的排列长度为L
RX
，且所述接收天线单元呈现等高排列；其中，所述L
RX
表征了根据接收天线单元的数量与第一参考表得到的所述接收天线子阵中所述接收天线单元的排列长度；所述第一参考表表征了包含所述接收天线子阵中的所述接收天线单元的数量与排列长度之间的对应关系的表格；
[0013]其中，所述发射天线子阵之间的距离为：2L
RX
+d；d为所述毫米波射频的中心频率信号在空间传输的半波长。
[0014]可选的，所述发射天线子阵中的所述若干发射天线单元的排列长度为L
TX
；其中，所述L
TX
表征了在同一发射天线子阵中，相邻的所述发射天线单元之间沿所述第三方向的距离相等且均为nd时，所述发射天线子阵的排列长度；其中，n为正实数且n≥1.0；
[0015]其中，所述接收天线子阵之间的距离为：L
TX
+nd。
[0016]可选的，所述接收天线子阵包括若干接收天线单元，所述发射天线子阵中包括若干发射天线单元；当所述第一天线子阵与所述第三天线子阵为发射天线子阵，所述第二天线子阵与所述第四天线子阵为接收天线子阵时，所述最小冗余阵具体包括：
[0017]所述发射天线子阵中的所述若干发射天线单元的排列长度为L
TX
，且所述发射天线单元呈现等高排列；其中，所述L
TX
表征了根据发射天线单元的数量与第二参考表得到的所述发射天线子阵中所述发射天线单元的排列长度；所述第二参考表表征了包含所述发射天线子阵中的所述发射天线单元的数量与排列长度之间的对应关系的表格；
[0018]其中，所述接收天线子阵之间的距离为：2L
TX
+d。
[0019]可选的，所述接收天线子阵中的所述若干接收天线单元的排列长度为L
RX
；其中，所述L
RX
表征了在同一接收天线子阵中，相邻的所述接收天线单元之间沿所述第三方向的距离相等且均为nd时，所述接收天线子阵的排列长度；其中，n为正实数且n≥1.0；
[0020]其中，所述发射天线子阵之间的距离为：L
RX
+nd；d为所述毫米波射频的中心频率信号在空间传输的半波长。
[0021]可选的，所述第二天线子阵与所述第四天线子阵中的若干所述天线单元的排列方向与所述第三方向之间呈第一夹角；所述第三方向垂直于所述第二方向。
[0022]可选的，
[0023]所述第一天线子阵与所述第三天线子阵之间沿所述第三方向相互偏移的距离为：L
offset
；
[0024]所述L
offset
表征了使得所述第二天线子阵或所述第四天线子阵中，所述天线单元的排列方向，同所述第一天线子阵与所述第三天线子阵的首端之间的连线平行或/和末端之间的连线平行时，所述第一天线子阵与所述第三天线子阵之间沿所述第二方向的相互偏移的距离。
[0025]可选的，
[0026]在所述第二天线子阵或所述第四天线子阵中，相邻的所述天线单元之间沿所述第二方向上的距离为：d；L
offset
＝md；其中m为所述第二天线子阵或所述第四天线子阵中，所述天线单元的数量。
[0027]可选的，所述接收天线单元和/或所述发射天线单元包括贴片天线、缝隙天线、单
极/双极天线、圆环天线、蝴蝶结天线、传输线天线、行波天线、芯片天线或梳状线天线。
[0028]可选的，当所述接收天线单元和/或所述发射天线单元为梳状线天线时，所述梳状线天线包括：单元馈线与若干辐射单元；所述若干辐射单元设置于所述单元馈线上；
[0029]其中，所述若干辐射单元与所述单元馈线之间的夹角为45
°
。
[0030]根据本专利技术的第二方面，提供了一种毫米波雷达前端射频装置，包括本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波雷达阵列天线系统，用于接收和发射毫米波射频信号，其特征在于，包括：第一天线子阵、第二天线子阵、第三天线子阵以及第四天线子阵；所述第一天线子阵、所述第二天线子阵、所述第三天线子阵以及所述第四天线子阵沿第一方向环状排列；所述第一天线子阵、所述第二天线子阵、所述第三天线子阵以及所述第四天线子阵均包括若干天线单元；所述第一天线子阵、所述第二天线子阵、所述第三天线子阵以及所述第四天线子阵中的所述若干天线单元依次沿所述第一方向环状排列；其中，所述第一天线子阵中的所述若干天线单元的排列方向，与所述第三天线子阵中的所述若干天线单元的排列方向平行；所述第二天线子阵中的所述若干天线单元的排列方向，与所述第四天线子阵中的所述若干天线单元的排列方向平行；其中，所述第一天线子阵与所述第三天线子阵为接收天线子阵，所述第二天线子阵与所述第四天线子阵为发射天线子阵；或者所述第一天线子阵与所述第三天线子阵为发射天线子阵，所述第二天线子阵与所述第四天线子阵为接收天线子阵。2.根据权利要求1所述的毫米波雷达阵列天线系统，其特征在于，所述第一天线子阵与所述第三天线子阵呈现最小冗余阵；所述最小冗余阵表征了在有限个天线单元的的条件下，使得所述毫米波雷达阵列天线系统在第二方向上的子阵孔径最大时，所述第一天线子阵与所述第三天线子阵的阵列呈现形式；所述第二方向表征了所述第一天线子阵和/或所述第三天线子阵中的天线单元的排列方向。3.根据权利要求2所述的毫米波雷达阵列天线系统，其特征在于，所述第二天线单元和/或所述第四天线单元呈现均匀线性阵。4.根据权利要求3所述的毫米波雷达阵列天线系统，其特征在于，所述接收天线子阵包括若干接收天线单元，所述发射天线子阵中包括若干发射天线单元；当所述第一天线子阵与所述第三天线子阵为接收天线子阵，所述第二天线子阵与所述第四天线子阵为发射天线子阵时，所述最小冗余阵具体包括：所述接收天线子阵中的所述若干接收天线单元的排列长度为L
RX
，且所述接收天线单元呈现等高排列；其中，所述L
RX
表征了根据接收天线单元的数量与第一参考表得到的所述接收天线子阵中所述接收天线单元的排列长度；所述第一参考表表征了包含所述接收天线子阵中的所述接收天线单元的数量与排列长度之间的对应关系的表格；其中，所述发射天线子阵之间的距离为：2L
RX
+d；d为所述毫米波射频的中心频率信号在空间传输的半波长。5.根据权利要求4所述的毫米波雷达阵列天线系统，其特征在于，所述发射天线子阵中的所述若干发射天线单元的排列长度为L
TX
；其中，所述L
TX
表征了在同一发射天线子阵中，相邻的所述发射天线单元之间沿所述第三方向的距离相等且均为nd时，所述发射天线子阵的排列长度；其中，n为正实数且n≥1.0；其中，所述接收天线子阵之间的距离为：L
TX
+nd。6.根据权利要求3所述的毫米波雷达阵列天线系统，其特征在于，所述接收天线子阵包括若干接收天线单元，所述发射天线子阵中包括若干发射天线单元；当所述第一天线子阵与所述第三天线子阵为发射天线子阵，所述第二天线子阵与所述第四天线子阵为接收天线子阵时，所述最小冗余阵具体包括：
所述发射天线子阵中的所述若干发射天线单元的排列长度为L
TX
，且所述发射天线单元呈现等高排列；其中，所述L
TX
表征了根据发射天线单元的数量与第二参考表得到的所述发射天线子阵中所述发射天线单元的排列长度；所述第二参考表表征了包含所述发射天线子阵中的所述发射天线单元的数量与排列长度之间的对...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟子果，冯海生，
申请(专利权)人：上海昱感微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：