天线装置、射频收发装置、车辆的制作方法

本技术涉及天线装置、射频收发装置、车辆。

背景技术：

1、常见的波导方式，例如微带线波导（microstrip line）、共面波导（coplanarwaveguide，cpw），可以基于在印刷电路板(pcb)上实现，如此构成的天线结构紧凑，但如此的结构由于较高的损耗难以应用到毫米波以及亚太赫兹的频段中。因此现有的方案中，有采用空心波导进行毫米波和亚太赫兹通信的传输，但空心波导难以集成。

2、为了克服以上问题，现有的一种改进的思路是采用基板集成波导（或称为基片集成波导，substrate integrated waveguide，siw），但这种方案由于仍然需要介质基板，因此仍会存在较大的介电损耗。

3、对于以上问题，本领域的一种解决方案是采用间隙波导（gap waveguide, gw）的方案，基于非接触电磁带隙原理的新型电磁传输及屏蔽技术，通过周期性电磁结构在一定条件下形成无需物理接触的电磁带隙(electromagnetic band gap, ebg)，利用ebg的电磁禁带特性构建导波或屏蔽结构。

4、间隙的基本原理模型是平行板理想电导体-理想磁导体( perfect electricconductor- perfect magnetic conductor , pec-pmc)模型，无限大pec与pmc平面平行放置且不接触，根据maxwell方程组及边界条件，当pec和pmc平面间距d和工作波长λ满足λ>4d时，两平面间波动方程的解不存在传播模式，因而形成频率禁带，构成一种ebg结构。自然界中不存在pmc结构，通常采用特定的周期性结构形成等效的人工磁导体(artificialmagnetic conductor, amc)面代替pmc，最为典型的即为周期性金属凸体阵列构成的金属钉床和采用蘑菇贴片阵列构建的基片式间隙波导结构。

5、典型的间隙波导结构包括，槽间隙波导 (groove gap waveguide, ggw)、脊间隙波导(ridge gap waveguide, rgw)、微带脊间隙波导 (micro-strip ridge gapwaveguide, mrgw)、倒置微带间隙波导 (inverted micro-strip gap waveguide, imgw)。

6、在这四种典型结构中，槽间隙波导与其余三者的工作模式不同。槽间隙波导中，槽间隙的作用相当于矩形波导，即槽间隙波导的内部场分布与矩形波导类似，传输主模为准te10模。而rgw以金属脊和上方非接触的pec平面构成双导体传输结构，以pec-amc作为电磁屏蔽结构，传输特性类似于微带线，传输主模为准tem模。而mrgw、imgw与rgw的模式本质上类似，当采用基片型amc配合微带脊结构时，rgw可演变成为mrgw，也称为基片rgw。imgw结构与rgw相似，通过在amc平面上放置背面无金属覆层的微带线构成，上方的pec面与微带线不接触，可看成是一种amc封装形式的倒置微带或悬置微带线。

7、在一种方案中，如公开号为cn117712674a，申请人为“上海海拉电子有限公司”，公开日为2024年03月15日，名称为“天线装置、射频收发装置、车辆以及装配方法”的中国专利申请文件中，介绍了一种天线装置，该方案能够通过单层的结构构成了背景技术中介绍的辐射层、背腔层的功能，结构紧凑易于集成。但发明人发现，以上方案存在进一步小型化的改善空间。例如图6所示的，采用以上方案的天线装置10a，发明人发现，由于天线与馈线在同一层，另外也由于采用端馈结构，均导致雷达板面积以及成本存在进一步降低的改善空间。

8、因此，本领域需要一种天线装置、射频收发装置、车辆，在满足毫米波的传输要求的基础上，使得天线装置对应的射频收发装置（例如毫米波雷达）进一步小型化，和/或降低成本。

技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题是在满足毫米波的传输要求的基础上，使得天线装置对应的射频收发装置（例如毫米波雷达）进一步小型化，和/或降低成本。

2、根据本技术第一方面的天线装置，包括：第一层，包括第一面以及位于所述第一面背面侧的第二面，所述第一层还包括贯穿所述第一面、第二面的缝隙天线，提供所述天线装置的天线部；第二层，包括第三面以及位于所述第三面背面侧的第四面，所述第二层还包括贯穿所述第三面、第四面的第一波导口，所述第一波导口设置有波导耦合元件；提供所述天线装置的馈线部； 其中，所述第一层与所述第二层堆叠设置，定义所述第一层与所述第二层堆叠的方向为竖直方向，所述第二面在竖直方向面对所述第三面，所述第二面与第三面之间的第一空间提供间隙波导结构，以及所述第四面与位于所述第四面外部的第五面之间的第二空间提供间隙波导结构；所述第一空间、第二空间设置有多个突出元件，所述突出元件的背面能够构成磁导体，位于所述第一空间的突出元件、位于所述第二空间的突出元件背面能够构成磁导体，能够与相对应的电导体平面配合，形成沿突出元件包围的区域传播的间隙波导；所述天线装置提供的波导路径包括，波导能量从外部的第二波导口接入，依次经过第二空间的间隙波导，所述第一波导口，第一空间的间隙波导，最终传输至所述缝隙天线。

3、采用以上介绍的天线装置，其有益效果包括但不限于，通过将天线装置的起到天线功能的部位设置于第一层，起到馈线功能的部位设置于第二层，即馈线与天线不在同一层，使得在竖直方向馈线可以在天线的正下方区域走线布置，有利于天线装置对应的射频收发装置（例如毫米波雷达）具有多芯片时多芯片级联方案的走线，在此基础上，发明人发现，由于馈线与天线分别在不同层的结构，采用目前的第一波导口的结构天线增益较低，无法满足实际要求，因此通过在第二层的第一波导口上设置波导耦合元件，使波导芯片的波导能量能够充分的耦合到天线，保证了天线增益满足要求。另外，由于间隙波导上下两层金属之间无需良好的电接触，加工精度放宽，成本降低，因此，以上介绍的天线装置的方案，在满足毫米波的传输要求的基础上，使得天线装置对应的射频收发装置（例如毫米波雷达）进一步小型化，和/或降低成本。

4、在所述天线装置的一个或多个实施例中，在第一方向分布有多个缝隙天线，所述第一波导口在所述第一方向的位置位于所述多个缝隙天线所在的第一方向的范围的中部。

5、在所述天线装置的一个或多个实施例中，所述波导耦合元件包括在所述第一波导口两侧对称设置的金属块。

6、在所述天线装置的一个或多个实施例中，所述第一波导口的截面为矩形，所述第一波导口的截面的长2mm至2.5mm，宽为1mm至1.5mm；所述金属块的高度与所述第一波导口的高度一致，所述金属块的截面为矩形，所述金属块的截面的长为0.3mm至0.4mm，宽为0.1mm至0.2mm。

7、在所述天线装置的一个或多个实施例中，在第一方向分布有多个所述缝隙天线，定义位于第一方向外围的所述缝隙天线为外围缝隙天线，所述外围缝隙天线的尺寸相同，并且在第二方向的位置相同，所述第二方向与所述第二方向垂直；定义位于第一方向中部的缝隙天线为中部缝隙天线，所述中部缝隙天线的尺寸相同，并且在第二方向的位置相同。

8、在所述天线装置的一个或多个实施例中，所述外围缝隙天线的尺寸大于所述中部缝隙天线；所述缝隙天线的尺寸为第一方向尺寸为2mm至2.2mm，第二方向的尺寸为0.5mm至0.6mm，相邻的中部缝隙天线在第一方向的中心距为3mm至3.3mm，相邻的中部缝隙天线与外围缝隙天线在第一方向的中心距为2.7mm至3mm，中部缝隙天线与外围缝隙天线在第二方向的中心距为0.8mm至0.9mm。

9、在所述天线装置的一个或多个实施例中，所述第一层、第二层为平板状结构，所述突出元件包括金属钉床、和/或金属墙、和/或蘑菇贴片。

10、根据本技术第二方面的一种射频收发装置，包括如第一方面所述的天线装置。

11、在所述射频收发装置的一个或多个实施例中，所述射频收发装置包括雷达，所述射频收发装置包括印刷电路板，所述印刷电路板提供所述第五面。

12、根据本技术的第三方面的一种车辆，包括如第一方面所述的天线装置。