一种具有功分结构的波导天线及具有其的雷达和汽车的制作方法

本技术涉及波导天线，特别是涉及一种具有功分结构的波导天线及具有其的雷达和汽车。

背景技术：

1、波导天线作为一种利用金属波导传输与辐射电磁波的天线形式，因其低损耗、高功率承载能力和优异的电磁屏蔽特性，在雷达、卫星通信、毫米波通信以及新一代5g/6g高频通信系统中得到了广泛应用。尤其是在毫米波及更高频段，传统的同轴线、微带线等传输方式存在明显的介质损耗与辐射损耗，难以满足长距离与高功率传输需求，而波导结构凭借空气介质传播及金属壁约束，能够在保持高传输效率的同时降低插入损耗。

2、近年来，随着汽车毫米波雷达、安防成像雷达以及卫星宽带通信等应用的发展，波导天线逐渐呈现出以下发展趋势：一是向高频化和小型化方向发展，以适应77ghz车载雷达、94ghz成像雷达及60ghz高速通信等新兴应用；二是向多通道集成化发展，通过一分二、一分四甚至多路功分波导网络为相控阵和mimo系统提供幅相一致的馈电。

3、尽管波导天线在性能上具有显著优势，但现有技术仍存在以下不足：加工精度要求高：在毫米波及太赫兹频段，波导尺寸普遍较小，加工误差极易导致传输损耗增加和天线性能劣化，复杂的功分器及馈电结构进一步增加了制造难度与成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有功分结构的波导天线及具有其的雷达和汽车，以解决以上技术问题。

2、本实用新型提供一种具有功分结构的波导天线，包括壳体以及安装于壳体内的功分组件，所述壳体具有相平行的顶板和底板，所述顶板上间隔开设有四个平行的波导口，所述底板上开设有馈电口；所述功分组件包括功分壳体、第一功分单元以及两个第二功分单元，所述功分壳体的底部开设有与所述馈电口形状一致的第一连通口，所述功分壳体的顶部开设有第二连通口，所述第一功分单元和两个所述第二功分单元均连接于所述顶板的下表面上且均位于所述波导口之间，所述第一功分单元将所述功分壳体内部分隔为相对称的两个腔室，两个所述第二功分单元分布于所述第一功分单元相对的两侧，所述第二功分单元的高度小于所述第一功分单元的高度，所述第二功分单元在所述腔室内分隔出两个对称的空间。

3、可选地，四个所述波导口分为两组，每组所述波导口包括呈矩形的第一波导口和第二波导口，所述第一波导口的窄边与所述第二波导口的窄边的长度比值为3：2，两组所述波导口以所述第二波导口相邻，且各个所述波导口的中心线之间的间距为空气波长的1/2。

4、可选地，所述功分壳体包括横板以及垂直连接于所述横板上且呈矩形围合的四个竖板，所述横板的中部朝向靠近所述底板的方向上延伸有连通部，所述第一连通口开设于所述连通部，所述功分壳体通过所述连通部与所述底板连接且所述第一连通口与所述馈电口对齐，所述第一功分单元的外壁上延伸有对称分布的两个延伸部，两个所述延伸部分别位于两个所述腔室内，以在所述延伸部的下方和所述横板的上方形成第一匹配波导腔，所述第一匹配波导腔的长度与波导波长相同。

5、可选地，所述功分壳体的所述竖板对应于所述延伸部的高度上，朝向靠近所述延伸部的方向内凹，以形成一阶匹配台阶。

6、可选地，所述延伸部和所述竖板之间形成功分波导腔，所述功分波导腔的长度为1/2波导波长，高度为1/4波导波长。

7、可选地，所述第二功分单元在自所述顶板逐渐靠近所述底板的方向上，包括依次连接的安装部以及本体部，所述第二功分单元通过所述安装部连接于所述顶板的下表面，所述本体部的横截面面积小于所述安装部的横截面面积，所述本体部将所述竖板和所述第一功分单元之间的空间分隔为两个相同的第二匹配波导腔，所述第二匹配波导腔的长度为波导波长的1/4。

8、可选地，所述竖板对应于所述第二功分单元的所述安装部的高度处，朝向靠近所述安装部的方向上内凹，以形成二阶匹配台阶。

9、可选地，所述顶板上还设有寄生匹配缝隙，所述寄生匹配缝隙分布于所述功分组件的两侧，且所述寄生匹配缝隙的长度大于所述波导口的长度，深度小于或等于所述波导口的深度。

10、本实用新型还提供了一种雷达，包括如上所述的具有功分结构的波导天线。

11、本实用新型还提供了一种汽车，包括如上所述的雷达。

12、本实用新型的有益效果在于：通过优化功分结构与波导腔体设计，降低对加工精度的敏感性，降低制造难度，从而提高批量生产中的良品率。

1.一种具有功分结构的波导天线，其特征在于：包括壳体（10）以及安装于壳体（10）内的功分组件，所述壳体（10）具有相平行的顶板（11）和底板（12），所述顶板（11）上间隔开设有四个平行的波导口，所述底板（12）上开设有馈电口（121）；所述功分组件包括功分壳体（21）、第一功分单元（22）以及两个第二功分单元（23），所述功分壳体（21）的底部开设有与所述馈电口（121）形状一致的第一连通口，所述功分壳体（21）的顶部开设有第二连通口，所述第一功分单元（22）和两个所述第二功分单元（23）均连接于所述顶板（11）的下表面上且均位于所述波导口之间，所述第一功分单元（22）将所述功分壳体（21）内部分隔为相对称的两个腔室，两个所述第二功分单元（23）分布于所述第一功分单元（22）相对的两侧，所述第二功分单元（23）的高度小于所述第一功分单元（22）的高度，所述第二功分单元（23）在所述腔室内分隔出两个对称的空间。

2.根据权利要求1所述的具有功分结构的波导天线，其特征在于：四个所述波导口分为两组，每组所述波导口包括呈矩形的第一波导口（111）和第二波导口（112），所述第一波导口（111）的窄边与所述第二波导口（112）的窄边的长度比值为3：2，两组所述波导口以所述第二波导口（112）相邻，且各个所述波导口的中心线之间的间距为空气波长的1/2。

3.根据权利要求1所述的具有功分结构的波导天线，其特征在于：所述功分壳体（21）包括横板以及垂直连接于所述横板上且呈矩形围合的四个竖板，所述横板的中部朝向靠近所述底板（12）的方向上延伸有连通部（211），所述第一连通口开设于所述连通部（211），所述功分壳体（21）通过所述连通部（211）与所述底板（12）连接且所述第一连通口与所述馈电口（121）对齐，所述第一功分单元（22）的外壁上延伸有对称分布的两个延伸部（221），两个所述延伸部（221）分别位于两个所述腔室内，以在所述延伸部（221）的下方和所述横板的上方形成第一匹配波导腔（212），所述第一匹配波导腔（212）的长度与波导波长相同。

4.根据权利要求3所述的具有功分结构的波导天线，其特征在于：所述功分壳体（21）的所述竖板对应于所述延伸部（221）的高度上，朝向靠近所述延伸部（221）的方向内凹，以形成一阶匹配台阶（215）。

5.根据权利要求4所述的具有功分结构的波导天线，其特征在于：所述延伸部（221）和所述竖板之间形成功分波导腔（213），所述功分波导腔（213）的长度为1/2波导波长，高度为1/4波导波长。

6.根据权利要求3所述的具有功分结构的波导天线，其特征在于：所述第二功分单元（23）在自所述顶板（11）逐渐靠近所述底板（12）的方向上，包括依次连接的安装部（231）以及本体部（232），所述第二功分单元（23）通过所述安装部（231）连接于所述顶板（11）的下表面，所述本体部（232）的横截面面积小于所述安装部（231）的横截面面积，所述本体部（232）将所述竖板和所述第一功分单元（22）之间的空间分隔为两个相同的第二匹配波导腔（214），所述第二匹配波导腔（214）的长度为波导波长的1/4。

7.根据权利要求6所述的具有功分结构的波导天线，其特征在于：所述竖板对应于所述第二功分单元（23）的所述安装部（231）的高度处，朝向靠近所述安装部（231）的方向上内凹，以形成二阶匹配台阶（216）。

8.根据权利要求1所述的具有功分结构的波导天线，其特征在于：所述顶板（11）上还设有寄生匹配缝隙（113），所述寄生匹配缝隙（113）分布于所述功分组件的两侧，且所述寄生匹配缝隙（113）的长度大于所述波导口的长度，深度小于或等于所述波导口的深度。

9.一种雷达，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述的具有功分结构的波导天线。

10.一种汽车，其特征在于：包括如权利要求9所述的雷达。