雷达天线的制作方法

1.本实用新型涉及电磁波技术领域，具体地，涉及一种雷达天线。


背景技术：

2.在车载防撞雷达系统中，用于收发信号的雷达天线是关键的组成部分。目前，传统车载防撞雷达系统中的雷达天线通常采用pcb(印制线路板)作为基板，并将雷达天线固定在前述基板上。
3.但是目前雷达天线通常采用介质板制成，所以介质板材料的均一性和加工精度都会对天线的收发信号的性能产生影响。而且，传输信号的频率越高，雷达天线的加工精度的要求就高，尤其在雷达天线的收发信号属于毫米波频段时，其加工精度需要达到0.1mm。反之，若介质板材料的均一性和加工精度较低，则会导致传输的介质波的相位偏移和介质波的能量内分散，这都会造成雷达天线的增益降低的问题，进而导致车载防撞雷达系统的检测精确度降低。
4.而且，由于目前车载防撞雷达天线大多数都采用的一体成型的串馈天线阵，其在加工完成后，各辐射单元的馈电相位都是固定的，
5.不能进行调整，因此当介质板均一性和加工精度达不到要求时，只能重新制作，这会升高制造成本。


技术实现要素：

6.本实用新型实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种雷达天线，其能够调节发射的电磁波的相位，以提高雷达天线的增益；并且能够避免对加工精度较低的雷达天线进行重新制作，进而降低制造成本。
7.为实现本实用新型的目的而提供一种雷达天线，其包括：
8.多个辐射单元，所述辐射单元用于发射电磁波；
9.微带单元，所述微带单元分别与多个所述辐射单元和信号源连接，用于将由所述信号源提供的所述电磁波传输至各个所述辐射单元中；以及
10.相位调节单元，所述相位调节单元与所述微带单元连接，用于调节所述微带单元传输的所述电磁波的相位。
11.可选的，所述微带单元包括多条微带线，多条所述微带线的输出端一一对应地与多个所述辐射单元的信号接入端电连接，多条所述微带线的输入端均用于与所述信号源的输出端电连接。
12.可选的，所述相位调节单元包括第一衬底基板、第二衬底基板、液晶层、接地电极板和多个相控电极板；其中，
13.所述第一衬底基板和所述第二衬底基板相对设置，且所述液晶层设置在所述第一衬底基板和所述第二衬底基板之间；
14.多条所述微带线均设置在所述第一衬底基板的靠近所述液晶层的一侧；
15.多个所述相控电极板设置在所述第二衬底基板的靠近所述液晶层的一侧，且多个所述相控电极板与多条所述微带线一一对应地设置；所述接地电极板设置在所述第一衬底基板的远离所述液晶层的一侧；所述相控电极板和所述接地电极板用于在二者之间形成用于控制所述液晶层中液晶分子的排列方向的移相电场。
16.可选的，所述相控电极板包括多个相控电极条，且任意相邻的两个所述相控电极条相互平行。
17.可选的，所述移相电场的对所述电磁波的相位的调节范围为0～π/2。
18.可选的，所述辐射单元包括辐射贴片，多个所述辐射单元中的所述辐射贴片串联，各相邻的两个辐射单元均通过一条所述微带线连接。
19.可选的，各相邻的两个所述辐射贴片的间距均等于所述电磁波的介质波长。
20.可选的，所述辐射贴片呈条状，其宽度方向与所述辐射单元的轴向平行；
21.多个所述辐射单元中的所述辐射贴片的宽度均等于所述电磁波的介质波长的0.5倍。
22.可选的，所述雷达天线还包括信号线，所述信号线用于与所述信号源的输出端电连接；
23.多条所述微带线的输入端均与所述信号线电连接。
24.可选的，所述辐射单元包括辐射贴片，多个所述辐射单元的所述辐射贴片沿所述信号线方向间隔排布，相邻的两个所述辐射贴片的间距均等于所述电磁波的自由空间波长的0.5～0.8倍。
25.本实用新型实施例具有以下有益效果：
26.本实用新型实施例提供的雷达天线，通过设置与微带单元连接的相位调节单元，以能够对微带单元中传输的电磁波的相位进行调节，从而调节发射出的电磁波的相位；而且由于由雷达天线发射出的电磁波在指定的相位时(例如:π/4)，会发生谐振，在此状态下发射出的电磁波的辐射强度能够达到最大值，因此本实用新型提供的雷达天线还能够将发射出的电磁波的相位调节至指定值，以使雷达天线的增益达到最大，从而提高应用其的雷达设备的检测精度；同时还能够改善因雷达天线工艺精度较低而偏移的电磁波相位，从而在辐射单元和微带单元的制造均一性和加工精度达不到要求时，无需重新制作，进而节约了制造成本。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例提供的雷达天线的俯视结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例提供的雷达天线沿图1中直线aa’方向的剖视图；
29.图3为本实用新型实施例提供的另一种雷达天线的结构示意图。
具体实施方式
30.下面详细描述本实用新型，本实用新型的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本实用新型的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的
限制。
31.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，本实施例中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
32.为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图来对本实用新型提供的雷达天线进行详细描述。
33.请参考图1，本实施例提供一种雷达天线，其包括微带单元2、相位调节单元3和多个辐射单元1。其中，多个辐射单元1均用于发射电磁波；微带单元2分别与信号源(图中未示出)的输出端和多个辐射单元1连接，用于将信号源提供的电磁波传输至辐射单元1中；相位调节单元3与微带单元2连接，相位调节单元3用于调节微带单元2中电磁波的相位，从而调节发射出的电磁波的相位；而且由于由多个辐射单元1发射出的电磁波的相位被调节至指定值时(例如:π/4)，多个辐射单元1发射出的电磁波会发生谐振，在谐振的状态下，雷达天线的增益能够达到最大值，因此，本实用新型提供的相位调节单元3，能够通过将雷达天线发射出的电磁波的相位调节至指定值，使雷达天线的增益达到最大，进而能够提高应用该雷达天线的雷达系统的检测精度。
34.现有雷达天线中的辐射单元1和微带单元2，通常采用介质板制成，并且一体成型，其中各辐射单元1的馈电相位都是固定的，因此在其加工完成后，无法对电磁波的相位进行调整。因此，当介质板均一性和加工精度达不到要求时，相应的，雷达天线也达不到预设的增益，从而需要重新制作辐射单元1和微带单元2，进而导致制作成本升高。而本实施例提供的雷达天线，能够对发射出的电磁波的相位进行调整，即使在辐射单元1和微带单元2的制造均一性和/或加工精度达不到要求的条件下，也能够发射出达到预设辐射强度的电磁波，从而使存在上述问题的雷达天线不需要被重新制作，进而降低制造成本。换言之，本实施例提供的雷达天线中的辐射单元1和微带单元2，对加工精度和介质板均一性的要求都较低。
35.以一种辐射单元1和微带单元2的介质板材料的均一性和加工精度较低的雷达天线为例，其辐射单元1发射的电磁波的相位与预设相位相比，存在一定的偏移量，例如π/3；在此基础上，可以通过调节相位调节单元3来调整传输的电磁波的相位，例如将电磁波的相位沿相反方向调节π/3，从而将电磁波的偏移相位抵消掉。以上仅为本实施例提供的雷达天线的一种应用方法，其中辐射单元1发射的电磁波的相位的偏移量以及相位调节单元3对电磁波的相位的调节量应视实际应用情况而定，并不仅限于此。
36.请参考图2，其为雷达天线沿图1中直线aa’方向的剖面图，在一些实施例中，微带单元2包括多条微带线21，多条微带线21的输出端一一对应地与多个辐射单元1的信号接入端电连接，多条微带线21的输入端均用于与信号源(图中未示出)的输出端电连接。
37.在一些实施例中，如图2所示，相位调节单元3包括第一衬底基板31、第二衬底基板32、液晶层35、接地电极板33和多个相控电极板34。其中，第一衬底基板31和第二衬底基板32相对设置，且液晶层35设置在第一衬底基板31和第二衬底基板32之间；多条微带线21均设置在第一衬底基板31的靠近液晶层35的一侧；多个相控电极板34设置在第二衬底基板32的靠近液晶层35的一侧，且多个相控电极板34与多条微带线21一一对应地设置；接地电极
板33设置在第一衬底基板31的远离液晶层35的一侧；相控电极板34和接地电极板33用于在二者之间形成用于控制液晶层35中液晶分子的排列方向的移相电场。在一些实施例中，上述第一衬底基板31和第二衬底基板32均采用绝缘玻璃板制成。
38.液晶材料中液晶分子的排列方向会随着施加在其上的电场的强度的变化而变化，并由此改变液晶材料自身的介电系数；而且当电磁波在介质中传播时，介电常数的改变会使得电磁波的相位发生移动；由此可见，因为本实施例中的液晶层35设置在相控电极板34和接地电极板33之间，使移相电场施加在液晶层35上，所以可以通过调节移相电场的电场强度来控制液晶层35中液晶分子的排列方向，以改变液晶层35的介电常数，从而调节其中传输的电磁波的相位，进而调节设置在液晶层35靠近接地电极板33一侧的微带单元2传输的电磁波的相位。本实施例提供了一种相位调节单元3为液晶移相器的雷达天线，但在实际生产中，相位调节单元3的种类并不限于此，前述液晶层35还可以替换为例如铁电材料等介电常数随电压而改变的材料，或者，前述相位调节单元3可以采用其他结构的移相器。
39.在一些实施例中，如图2所示，多个相控电极板34与第二衬底基板32之间设置有走线层36。走线层36中包含多条控制电路，多条控制电路分别与多个相控电极板34电连接，以向相控电极板34输入相应的控制电信号。具体的，走线层36可以采用ito(氧化铟锡)材料制成，其兼具透过率高和导电能力强等优点，既能够快速传输控制相控电极板34的电信号，又不会阻碍电磁波的发射。
40.在一些实施例中，如图2所示，相控电极板34包括多个相控电极条341，且任意相邻的两个相控电极条341相互平行，即，将相控电极板34由成多个间隔排布的相控电极条341组成，以提高移相电场对液晶层35的介电常数的调节精度。在一些实施例中，如图2所示，相控电极板34埋设于液晶层35中，因此任意相邻的两个相控电极条341之间的缝隙中均填充有液晶材料。
41.在一些实施例中，前述移相电场的对电磁波的相位的调节范围为0～π/2。
42.在一些实施例中，可以将相位调节单元3的初始值设置为移相π/4，以保证辐射单元1的馈电的电长度等于：3π/4 2kπ(其中k为整数)，其中，电长度为微带线的物理长度与其所传输电磁波的波长之比。
43.在一些实施例中，如图1所示，辐射单元1包括辐射贴片11，多个辐射单元1中的辐射贴片11串联，各相邻的两个辐射单元1均通过一条微带线21连接。在一些实施例中，如图1所示，从雷达天线的两个端部区域到中心区域，辐射贴片11的长度依次增大，即形成了“中间大两端小”的辐射贴片11的排布方式，这样设置为了使雷达天线发射出的电磁波的较为集中，提高发射出的电磁波的指向性，并提高雷达天线的增益。
44.在一些实施例中，各相邻的两个辐射贴片11的间距均等于电磁波的介质波长。其中，介质波长是指电磁波在介质中传输时的波长，在本实施例中，介质波长即为电磁波在辐射单元1和微带单元2中传输时的波长。
45.在一些实施例中，辐射贴片11呈条状，其宽度方向与辐射单元1的轴向平行，换言之，条状的辐射贴片11的较长的侧边垂直于微带线21。多个辐射贴片11的宽度均等于电磁波的介质波长的0.5倍。具体的，介质波长为电磁波在介质中传播时的波长，在本实施例中，介质波长即为电磁波在辐射贴片11中传播时的波长，其具体的长度应视辐射贴片11的材料类型而定。
46.在一些实施例中，如图3所示，雷达天线还包括信号线4，信号线4用于与信号源(图中未示出)的输出端电连接；多条微带线21的输入端均与信号线4电连接，即，多个辐射单元1并联。在多个辐射单元1并联条件下，移相电场的对电磁波的相位的最小调节范围为0～π/2，最大调节范围为2π。
47.在一些实施例中，如图3所示，辐射单元1包括辐射贴片11，多个辐射单元1的辐射贴片11沿信号线4方向间隔排布，相邻的两个辐射贴片11的间距均等于电磁波的自由空间波长的0.5～0.8倍，在多个辐射单元11串联的条件下，这样设置雷达天线的增益较大。具体的，自由空间波长为电磁波在真空中传播时的波长。在一些实施例中，如图3所示，从雷达天线的两个端部区域到中心区域，辐射贴片11的长度依次增大，即形成了“中间大两端小”的辐射贴片11的排布方式，这样设置为了使雷达天线发射出的电磁波的较为集中，提高发射出的电磁波的指向性，并提高雷达天线的增益。
48.在一些实施例中，并联的辐射单元1并不限于为辐射贴片11，辐射单元1还可以包括串联的多个辐射贴片，即多组串联的辐射贴片能够并联在信号线4上，从而形成一个辐射贴片的平面阵列，以提高电磁波的辐射强度。
49.本实施例提供的雷达天线，通过设置与微带单元连接的相位调节单元，以能够对微带单元中传输的电磁波的相位进行调节，从而调节发射出的电磁波的相位；而且由于由雷达天线发射出的电磁波在指定的相位时(例如:π/4)，会发生谐振，在此状态下发射出的电磁波的辐射强度能够达到最大值，因此本实用新型提供的雷达天线还能够将发射出的电磁波的相位调节至指定值，以使雷达天线的增益达到最大，从而提高应用其的雷达设备的检测精度；同时还能够改善因雷达天线加工精度较低而偏移的电磁波相位，从而在辐射单元和微带单元的制造均一性和加工精度达不到要求时，无需重新制作，进而节约了制造成本。
50.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。