【技术实现步骤摘要】
本技术涉及毫米波雷达天线领域，特别是涉及一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置。
技术介绍
1、天线作为用来发射和接收电磁波，是雷达系统中最关键的部件之一，其性能的好坏直接影响雷达系统的性能。
2、目前常见的雷达天线有微带天线，透镜天线。由于透镜天线效率低，结构复杂以及价格昂贵，因此后续逐渐不用透镜天线作为雷达天线设计。微带天线是在印制电路板(pcb)上蚀刻出一定形状金属贴片的技术。另外微带天线一般用共面波导(cpw)或者微带线直接馈电，且由于其具有低剖面，加工工艺简单，成本低而被广泛应用雷达天线，尤其是24ghz。但由于cpw,微带线和微带天线受pcb材质影响较大，在低于30ghz时，pcb的材质可以选择价格较低的性能稍差的pcb，因为此时天线性能受pcb材质影响较小，处于可接受范围。但在雷达工作频率大于30ghz以后，较低廉的pcb材质会带来：cpw和微带线的衰减变大，微带天线的增益减小。目前高频pcb原材料成本较普通pcb材质高出许多。
3、现在雷达朝着大带宽演进，而微带天线的劣势就是受其结构影响其工作带宽较窄，后续不能满足宽带雷达天线的需求。
4、随着科技的进步，毫米波雷达逐步向4d成像毫米波雷达演进。4d成像毫米波雷达的明显特点是天线的通道数增加，4d成像毫米波雷达有通过多片级联或单芯片方案集成更多的tx和rx实现更大的水平和垂直fov，且在水平和垂直方向有更高的角度分辨率。更多的天线通道带来的主要问题是：电子器件的可用空间有限，由于当电子器件过于拥挤时每单位面积的高功率所导致的热限制等
5、由于雷达天线工作频率较高，更多的天线通道数会增加微带线馈电网络设计的复杂度且微带馈电网络的损耗也会大幅增加，目前常规的微带阵列天线设计已经不能满足实际量产需求，大批量规模量产难道增大。
6、目前市面上有出现波导作为馈电网络集成天线设计的方案，波导在高频的损耗是非常小的，这非常适合当前的4d成像车载雷达多天线通道设计。现在第五代雷达就是采用波导作为馈电网络集成喇叭天线的形式，但其天线系统的尺寸较大，尤其是在z向，天线系统装置的厚度超过13mm，这对有限的车身来说限制了汽车其他产品的堆叠空间；注塑结构镀膜对注塑精度和组装工艺要求较高，其性能受尺寸和工艺精度影响较大，也大大增加了制造成本。
7、因此，需要一种新型矩形波导缝隙天线结构装置，该新型波导缝隙天线结构装置可以相对较低成本有效地生产，并且可以减轻以上讨论的问题中的至少一些问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本技术提供一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，提供新型的矩形波导缝隙天线结构装置，具有成本优势，可以用于电磁波的发射或接收、或用于两者，具有非常好的天线性能，可以在不同频率下工作，比如30ghz—300ghz范围内，但也可以在这个范围之外，同时可以用作独立天线也可以与其他部件集成还可以采用多组波导缝隙天线组装成更大的阵列。
2、为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，包括两组较薄且平行的第一金属板、第二金属板和两个具有矩形波导传输线的第一金属导电层、第二金属导电层，所述第一金属板、第二金属板和第一金属导电层、第二金属导电层依次交叉层叠；所述第一金属板底部的第一下表面与具有矩形波导传输线的第一金属导电层上方的第三上表面处于接触中，所述第一金属导电层底部的第三下表面与第二金属板上方的第二上表面处于导电接触，所述第二金属板下方的第二下表面与第二金属导电层上方的第四上表面处于导电接触或不接触；所述第一金属板上方的第一上表面为天线辐射朝向空间，所述第二金属导电层底部的第四下表面与pcb为导电接触，所述第四下表面上设置有与pcb处于导电接触或者不接触的金属柱。
3、作为本技术的一种优选技术方案，所述第一金属板上蚀刻有不同形状的第一矩形缝隙和第二矩形缝隙，所述第二矩形缝隙可以是椭圆形或矩形斜缝，较短的所述第二矩形缝隙作为天线的辐射体，其长度范围在1.5-5mm，较长的所述第一矩形缝隙位于所述第二矩形缝隙的两侧且用于调节天线的辐射性能。
4、作为本技术的一种优选技术方案，所述第二上表面上设有作为射频能量耦合缝隙的较窄的第四矩形缝隙和较宽的第三矩形缝隙，所述第四矩形缝隙可以与波导的传播方向平行，也可与波导的传播方向垂直，亦可与波导传播方向投影上相交。
5、作为本技术的一种优选技术方案，所述第一金属板和第二金属板的厚度为0.2-1mm。
6、作为本技术的一种优选技术方案，所述第三上表面上设有金属波导腔体，所述金属波导腔体设有28个，所述金属波导腔体包括第一矩形波导腔体，所述第一矩形波导腔体内部设有第一凸起元件和第一耦合缝隙，所述第一矩形波导腔体的两侧均设有矩形凹槽，所述第一耦合缝隙为矩形，且与第一矩形波导腔体的传播方向垂直，其形式也可以与第一矩形波导腔体的传播方向呈锐角。
7、作为本技术的一种优选技术方案，所述第三下表面上设有十六组第一元件以及十二组第二元件，所述第一元件包括第二矩形波导腔体，所述第二矩形波导腔体内部设有第二凸起元件，所述第二矩形波导腔体的下表面开设有第二耦合缝隙。
8、作为本技术的一种优选技术方案，所述第二元件包括第三矩形波导腔体，所述第三矩形波导腔体内部设有第三凸起元件，所述第三矩形波导腔体的下表面开设有第三耦合缝隙，所述第三耦合缝隙位于第三矩形波导腔体的末端2-4mm范围内，且与矩形波导中电磁波的传播方向垂直。
9、作为本技术的一种优选技术方案，所述第四上表面上设有十六组第三元件和十二组第四元件，所述第三元件包括第四矩形波导腔体，所述第四矩形波导腔体内部设有第四凸起元件和波导耦合口，所述波导耦合口内部设有第五凸起元件，所述第五凸起元件与第四凸起元件处于导电接触，所述第五凸起元件与第四矩形波导腔体处于导电接触。
10、作为本技术的一种优选技术方案，所述第二金属导电层底部的第四下表面上设有二十八组矩形波导馈电口，所述矩形波导馈电口周围分布有金属柱，所述金属柱规则或不规则地分布于各组矩形波导馈电口周围。
11、作为本技术的一种优选技术方案，所述金属柱为矩形或圆柱形，所述金属柱地半径范围为0.2-0.5mm，两组相邻地金属柱之间的间距为0.5-2mm。
12、与现有技术相比，本技术能达到的有益效果是：
13、本技术提供新型的矩形波导缝隙天线结构装置，具有成本优势，可以用于电磁波的发射或接收、或用于两者，具有非常好的天线性能，可以在不同频率下工作，比如30ghz—300ghz范围内，但也可以在这个范围之外，同时可以用作独立天线也可以与其他部件集成还可以采用多组波导缝隙天线组装成更大的阵列。
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1.一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：包括两组较薄且平行的第一金属板(1)、第二金属板(2)和两个具有矩形波导传输线的第一金属导电层(3)、第二金属导电层(4)，所述第一金属板(1)、第二金属板(2)和第一金属导电层(3)、第二金属导电层(4)依次交叉层叠；
2.根据权利要求1所述的一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：所述第一金属板(1)上蚀刻有不同形状的第一矩形缝隙(131)和第二矩形缝隙(132)，所述第二矩形缝隙(132)可以是椭圆形或矩形斜缝，较短的所述第二矩形缝隙(132)作为天线的辐射体，其长度范围在1.5-5mm，较长的所述第一矩形缝隙(131)位于所述第二矩形缝隙(132)的两侧且用于调节天线的辐射性能。
3.根据权利要求1所述的一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：所述第二上表面(21)上设有作为射频能量耦合缝隙的较窄的第四矩形缝隙(212)和较宽的第三矩形缝隙(211)，所述第四矩形缝隙(212)可以与波导的传播方向平行，也可与波导的传播方向垂直，亦可与波导传播方向投影上相交。
4.根据权
5.根据权利要求1所述的一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：所述第三上表面(31)上设有金属波导腔体(33)，所述金属波导腔体(33)设有28个，所述金属波导腔体(33)包括第一矩形波导腔体(332)，所述第一矩形波导腔体(332)内部设有第一凸起元件(333)和第一耦合缝隙(334)，所述第一矩形波导腔体(332)的两侧均设有矩形凹槽(331)，所述第一耦合缝隙(334)为矩形，且与第一矩形波导腔体(332)的传播方向垂直，其形式与第一矩形波导腔体(332)的传播方向呈锐角。
6.根据权利要求1所述的一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：所述第三下表面(32)上设有十六组第一元件(34)以及十二组第二元件(35)，所述第一元件(34)包括第二矩形波导腔体(341)，所述第二矩形波导腔体(341)内部设有第二凸起元件(342)，所述第二矩形波导腔体(341)的下表面开设有第二耦合缝隙(343)。
7.根据权利要求6所述的一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：所述第二元件(35)包括第三矩形波导腔体(351)，所述第三矩形波导腔体(351)内部设有第三凸起元件(352)，所述第三矩形波导腔体(351)的下表面开设有第三耦合缝隙(353)，所述第三耦合缝隙(353)位于第三矩形波导腔体(351)的末端2-4mm范围内，且与矩形波导中电磁波的传播方向垂直。
8.根据权利要求1所述的一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：所述第四上表面(41)上设有十六组第三元件(42)和十二组第四元件(425)，所述第三元件(42)包括第四矩形波导腔体(421)，所述第四矩形波导腔体(421)内部设有第四凸起元件(422)和波导耦合口(423)，所述波导耦合口(423)内部设有第五凸起元件(424)，所述第五凸起元件(424)与第四凸起元件(422)处于导电接触，所述第五凸起元件(424)与第四矩形波导腔体(421)处于导电接触。
9.根据权利要求1所述的一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：所述第二金属导电层(4)底部的第四下表面(43)上设有二十八组矩形波导馈电口(442)，所述矩形波导馈电口(442)周围分布有金属柱(441)，所述金属柱(441)规则地分布于各组矩形波导馈电口(442)周围。
10.根据权利要求9所述的一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：所述金属柱(441)为矩形或圆柱形，所述金属柱(441)地半径范围为0.2-0.5mm，两组相邻地金属柱(441)之间的间距为0.5-2mm。
...【技术特征摘要】
1.一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：包括两组较薄且平行的第一金属板(1)、第二金属板(2)和两个具有矩形波导传输线的第一金属导电层(3)、第二金属导电层(4)，所述第一金属板(1)、第二金属板(2)和第一金属导电层(3)、第二金属导电层(4)依次交叉层叠；
2.根据权利要求1所述的一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：所述第一金属板(1)上蚀刻有不同形状的第一矩形缝隙(131)和第二矩形缝隙(132)，所述第二矩形缝隙(132)可以是椭圆形或矩形斜缝，较短的所述第二矩形缝隙(132)作为天线的辐射体，其长度范围在1.5-5mm，较长的所述第一矩形缝隙(131)位于所述第二矩形缝隙(132)的两侧且用于调节天线的辐射性能。
3.根据权利要求1所述的一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：所述第二上表面(21)上设有作为射频能量耦合缝隙的较窄的第四矩形缝隙(212)和较宽的第三矩形缝隙(211)，所述第四矩形缝隙(212)可以与波导的传播方向平行，也可与波导的传播方向垂直，亦可与波导传播方向投影上相交。
4.根据权利要求1所述的一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：所述第一金属板(1)和第二金属板(2)的厚度为0.2-1mm。
5.根据权利要求1所述的一种毫米波矩形波导缝隙天线结构装置，其特征在于：所述第三上表面(31)上设有金属波导腔体(33)，所述金属波导腔体(33)设有28个，所述金属波导腔体(33)包括第一矩形波导腔体(332)，所述第一矩形波导腔体(332)内部设有第一凸起元件(333)和第一耦合缝隙(334)，所述第一矩形波导腔体(332)的两侧均设有矩形凹槽(331)，所述第一耦合缝隙(334)为矩形，且与第一矩形波导腔体(332)的传播方向垂直，其形式与第一矩形波导腔体(332)的传播方向呈锐角。
6.根据权利要求1所述的一种毫米波矩形波导缝隙...
【专利技术属性】
技术研发人员：张龙兵，徐志伟，陈康，
申请(专利权)人：领瞳科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：
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