天线制造技术

天线包括第一接地板，形成在第一接地板上的第一绝缘基片，形成在第一绝缘基片上由导电材料制成的传输线路；和与所述传输线路电磁耦合的多个天线元件。所述传输线路由至少一个第一线路和多个第二线路组成，第一线路和第二线路以预定间隔交替布置，其中所述第一线路充当共振器，其具有的共振长度等于传输线路的波导波长的(2n-1)/2倍(n是正整数)，其中每个第二线路具有的电气长度大于所述波导波长的一半。每个天线元件与对应的一个第二线路电磁耦合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种天线，它的波束方向能够通过改变天线的工作频率进行变动。
技术介绍
日本专利申请平开No2001-44752(专利文献I)公开了一种阵列天线，它在毫米波范围内也有效，并且它的波束方向能够变动。该阵列天线包括在一面形成有接地板、在另一面形成有带状线的绝缘基片，和在所述带状线的两侧沿着带状线长度方向布置的多个天线元件。该阵列天线的波束方向能够通过改变工作频率进行变动。按照这样传统的串馈阵列天线，通过改变工作频率IGHz，有可能使天线波束在I. 5度的角度范围内变动。然而，对于具有更宽范围的波束扫描范围的天线，有着强烈的需求。P. P. Wang, M. A. Antoniades, G. V. Eleftheriades, IEEE Trans Antennas andPropagation 2008年10月第56卷上描述了一种具有如下结构的富兰克林天线,其中移相 器插在每相邻的半波偶极天线之间。在这样的富兰克林天线中，波束角通过改变工作频率依据每个移相器的相移量进行调节。日本专利申请平开No.2007-81825(专利文献2)公开了一种具有如下结构的漏波天线，其中它的传输线路具有以一定间隔布置的所谓“超材料(meta material) ”结构，每个超材料结构具有充当电容器的间隙和用作感应器的接线柱，于是所述传输线路作为在特定频率范围内工作的左手线。按照这样的漏波天线，通过改变工作频率，有可能使天线波束在非常宽的范围内变动。然而，在专利文献I中描述的阵列天线的扫描角范围，即在76-77GHZ的频率范围内，频率变动1GHz，扫描角范围大约为I. 5度，这个范围在车载毫米波雷达中是不够用的。专利文献2描述的漏波天线包括这样的结构，即超材料结构沿直线间隔布置，并且天线元件布置在所述超材料结构上。因此，由于天线元件和相应的超材料结构之间的距离很小，并且二者之间的电磁耦合很强，当改变每个天线元件的形状或者尺寸来调节发射强度时，超材料结构的特性也发生改变，引起天线波束角改变。也就是，上述漏波天线存在问题，即不能独立地控制天线的发射强度和天线波束角。按照非专利文献I描述的富兰克林天线，尽管通过调节相移量有可能调节天线波束角，但是发射效率很低，旁瓣不小，因为不可能控制每个天线元件的发射强度。
技术实现思路
本专利技术的一个实施方案提供一种天线包括第一接地板；形成在第一接地板上的第一绝缘基片；形成在所述第一绝缘基片上由导电材料制成的传输线路；和与所述传输线路电磁耦合的多个天线元件；其中所述传输线路由至少一个第一线路和多个第二线路组成，第一线路和第二线路以预定间隔交替布置，其中所述第一线路充当共振器，其具有的共振长度等于传输线路的波导波长的(2n-l)/2倍(n是正整数)，其中每个第二线路具有的电气长度大于所述波导波长的一半，和每个天线元件与第二线路中的一个对应线路电磁耦合。按照本专利技术，提供一种天线，能够宽范围地变动它的波束角，而且它的波束角和来自它的天线元件的发射强度能够独立地进行控制。根据下面包括附图和权利要求的详细说明，本专利技术的其它优点和特征将变得明显。附图说明在下列附图中 图I是按照本专利技术第一实施例的天线的横截面图；图2是从上方看时第一实施例中天线的平面图；图3是表示第一实施例中天线的带状线13和天线元件14的平面图案的图；图4是所述带状线13和天线元件14的平面图案的局部放大视图；图5是第一实施例中天线的第一线路130之一附近的放大视图；图6是表示第一实施例中天线的指向性的模拟结果图；图7是按照本专利技术第二实施例的天线的横截面图；图8是第二实施例中天线的第一接地板20的平面视图；图9是按照本专利技术第三实施例的天线的第一线路330的平面图；图10是按照本专利技术第一实施例的天线的改进方案，在第一线路和第二线路之间的结合部分的平面图；图11是按照本专利技术第四实施例的天线的第一线路和第二线路的结合部分的放大视图；图12是按照本专利技术第三实施例的天线的改进方案，在第一线路和第二线路之间的结合部分的平面图；图13是按照本专利技术第五实施例的天线的第二线路和天线元件之间的结合位置的视图；和图14是第一实施例的改进方案的天线元件的平面图。具体实施例方式第一实施例图I是按照本专利技术第一实施例的天线的横截面图。图2是从上方看时第一实施例中天线的平面图。第一实施例的天线包括第一接地板10，形成在第一接地板10上的第一绝缘基片11a、位于第一绝缘基片Ila上作为传输线路的带状线13、形成在所述带状线13以及第一绝缘基片Ila上的第二绝缘基片lib、形成在第二绝缘基片Ila上的第二接地板12、和连接到所述带状线13的天线元件14。第一和第二绝缘基片Ila和Ilb构成绝缘层11。第一和第二绝缘基片Ila和Ilb可以由相同的绝缘材料制成，或者由不同的绝缘材料制成。如图I所示，第一实施例的天线是三板式天线，其中由导电材料制成的带状线13形成在夹于第一接地板10和第二接地板12之间的绝缘层11内。在后面的描述中，A是76. 5GHz的波导波长。波导波长、由公式、=X/(L)2界定，其中X ^是76. 5GHz下大约3. 9mm的自由空间波长，e r是绝缘层11的相对绝缘系数。图3是带状线13和天线元件14的平面图。图4是所述平面图的局部放大图。带状线13由充当共振器的第一线路130和连接相应的天线元件14的第二线路131组成。第一线路130和第二线路131沿着一个方向(沿图3中X方向)以预定间隔交替布置。每个天线元件14连接到第二线路131中的相应一个的中心。带状线13在其末端连接有天线元件132，用以发射剩余能量。图5是第一线路130附近的放大视图。如图4和5所示，第一线路130是均在X方向于相邻的第二线路131之间延伸的直线。每个第一线路130沿线路方向的长度为X/2，并用作、/2共振器。每个第一线路130在其与相邻的第二线路131相对的末端130a处加宽，于是它具有缩小后的尺寸，作为X/2共振器。 每个第二线路131在四个位置成直角弯曲，从而具有C形凸起形状。每个第二线路131也在其与相邻的第一线路130相对的末端131a处加宽。第二线路131的四个弯曲部分131b的每个外部角相对于所述线路方向成45度倒角，目的是减少这些弯曲部分处的电磁波的反射。如果各天线元件14的激励相位在天线工作频率的中心彼此同相，第二线路131可以具有大于或等于、/2的任意长度。如果第二线路131的长度小于\ /2，因为第二线路131作为共振器工作，相应地连接到第二线路131的天线元件14的共振特性被大大地改变，天线元件14的反射频率特性和相位-频率特性被大大地改变，使得不能控制天线的激励相位。按照这个实施例，设定每个第二线路131的长度大于或等于X/2，于是它不会作为共振器工作。因此，按照该实施例，有可能控制受天线元件14的特性影响的天线的特性，以及控制受单独作为共振器的第一线路130影响的天线的特性。受天线元件14的特性影响的天线的特性包括天线的增益、极性方向和旁瓣水平。天线元件14是约为\ /2长度的矩形导体。天线元件14连接到相应第二线路131的部分131c (此后被称为“天线元件结合部分131c”)。所述天线元件结合部分131c沿X方向延伸，不与第一线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.09 JP 052021/20111.一种天线，包括 第一接地板； 形成在第一接地板上的第一绝缘基片； 形成在第一绝缘基片上由导电材料制成的传输线路；和 与所述传输线路电磁耦合的多个天线元件； 其中 所述传输线路由至少ー个第一线路和多个第二线路组成，第一线路和第二线路以预定间隔交替布置，其中第一线路充当共振器，其具有的共振长度等于传输线路的波导波长的(2n-l)/2倍(η是正整数)，其中每个第二线路具有的电气长度大于所述波导波长的一半，和 每个天线元件与第二线路中的ー个对应线路电磁耦合。2.如权利要求I所述的天线，其中在第一线路的沿着第一线路的长度方向的两端处，相邻两个第二线路的侧边缘部分与位于该相邻两个第二线路之间的该第一线路的侧边缘部分相对并在之间具有一定间隙。3.如权利要求I所述的天线，其中多个天线元件以小于或者等于天线工作频率下的自由空间波长的间隔布置。4.如权利要求3所述的天线，其中每个第二线路在四个位置弯曲，以形成C状的凸出形状。5.如权利要求I所述的天线，其中第一线路和第二线路中的每个具有在其两端处...

【专利技术属性】
技术研发人员：中林健人，松泽晋一郎，小川胜，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：