一种梳状微带阵列天线的制作方法

1.本发明涉及毫米波雷达技术领域，特别涉及一种高增益77ghz毫米波的梳状微带阵列天线。


背景技术：

2.为了实现减小汽车毫米波雷达的体积和重量，微带阵列天线扮演了非常重要的角色。各种形式的微带阵列天线已经被应用于汽车毫米波雷达的天线设计中，其中主流的应用是矩形微带贴片天线。
3.目前使用的矩形微带贴片天线虽然具有更高的副瓣抑制性，但是在天线增益相同的情况下，矩形微带贴片天线需占用较大的pcb板的面积，不利于减小毫米波雷达的体积，而且普通的矩形微带贴片天线的辐射模式一般只有一种固定模式，很难通过调整参数调节辐射模式。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种梳状微带阵列天线，可以实现有效减小pcb面积并且易于调节辐射模式的目的。
5.为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
6.一种梳状微带阵列天线，包括：高频介质基板100，其包括一顶表面，与所述顶表面相对设置的底表面；若干个微带梳状阵元，若干个所述微带梳状阵元排列分布在所述高频介质基板100的顶表面上；金属接地板，其设置在所述高频介质基板100的底表面上。
7.可选地，若干个所述微带梳状阵元中每25个所述微带梳状阵元上下相互交错间隔排列成一行，构成一1
×
25微带梳状天线阵200。
8.可选地，每一所述1
×
25微带梳状天线阵的包括一输入端馈线201，传输线202，25个微带梳状阵元203，其中位于所述传输线202上方的有13个微带梳状阵元203，位于所述传输线202下方的有12个微带梳状阵元203；所述传输线202的一端与所述输入端馈线201连接。
9.可选地，所述输入端馈线201为50欧馈线，其宽度为0.3mm，所述传输线202的直径为0.1mm。
10.可选地，所述高频介质基板100采用ro3003材料进行制备；所述高频介质基板100的厚度为0.127mm。
11.可选地，25个微带梳状阵元203中每个所述微带梳状阵元203的宽度根据泰勒电流分布进行确定。
12.可选地，根据副瓣电平抑制度进行计算，得到每一所述微带梳状阵元203的电流分配值，根据每一所述微带梳状阵元203的电流分配值进行计算得到每个所述微带梳状阵元203的宽度。
13.可选地，每一所述1
×
25微带梳状天线阵的长度根据工作波长的半波长进行确定。
14.可选地，当所述1
×
25微带梳状天线阵的工作频率为77ghz时，所述1
×
25微带梳状天线阵的长度为1.24mm。
15.可选地，所述1
×
25微带梳状天线阵的数量为10个，其在所述高频介质基板100上等间距平行设置，形成10
×
25梳状阵列天线，占用面积为36
×
23mm2，天线增益为24db。
16.本发明至少具有以下优点之一：
17.本发明通过使用梳状微带天线阵的形式，在同样的天线增益的情况下，梳状天线阵的形式比传统的矩形贴片微带天线阵的尺寸可以缩小接近百分之二十，有利于77ghz汽车雷达的小型化及轻量化设计。即在天线增益相同的情况下，梳状微带阵列天线可以有效减小pcb(高频介质基板)面积。
18.易于调节辐射模式,可以通过调节梳状单元的宽度,灵活调节天线的辐射状态。
附图说明
19.图1为本发明一实施例提供的一种梳状微带阵列天线中1
×
25梳状微带阵列天线仿真结构图；
20.图2为本发明一实施例提供的1
×
25梳状微带阵列天线h面仿真结果图,h面指图1中的水平方向.；
21.图3为本发明一实施例提供的1
×
25梳状微带阵列天线的反射参数s11仿真结果；
22.图4为本发明另一实施例提供的一种梳状微带阵列天线中10
×
25梳状微带阵列天线仿真结构图；
23.图5为本发明一实施例提供的10
×
25梳状微带阵列天线e面及h面仿真结果图,e面指的是图4中竖直方向,h面指图4中水平方向；
24.图6为本发明一实施例提供的10
×
25梳状微带阵列天线的反射参数s11仿真结果。
具体实施方式
25.以下结合附图1-6和具体实施方式对本发明提出的一种梳状微带阵列天线作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
26.结合图1～图4所示，本实施例提供一种梳状微带阵列天线，其特征在于，包括：高频介质基板100，其包括一顶表面，与所述顶表面相对设置的底表面；若干个微带梳状阵元，若干个所述微带梳状阵元排列分布在所述高频介质基板100的顶表面上；金属接地板，其设置在所述高频介质基板100的底表面上。
27.请继续参考图1所示，若干个所述微带梳状阵元中每25个所述微带梳状阵元上下相互交错间隔排列成一行，构成一1
×
25微带梳状天线阵200。
28.每一所述1
×
25微带梳状天线阵的包括一输入端馈线201，传输线202，25个微带梳
状阵元203，其中位于所述传输线202上方的有13个微带梳状阵元203，位于所述传输线202下方的有12个微带梳状阵元203。所述传输线202的一端与所述输入端馈线201连接。
29.请继续参考图1所示，所述输入端馈线201为50欧馈线，其宽度为0.3mm，所述传输线202的直径为0.1mm。
30.请继续参考图1所示，所述高频介质基板100采用ro3003材料进行制备、损耗角正切为0.0013、高频介质基板100的厚度为0.127mm，但本发明不以此为限。
31.请继续参考图1所示，25个微带梳状阵元203中每个所述微带梳状阵元203的宽度根据泰勒电流分布进行确定。
32.具体的，根据副瓣电平抑制度进行计算，具体的，所述副瓣电平抑制度为20db时进行设计相关参数，得到每一所述微带梳状阵元203的电流分配值，根据每一所述微带梳状阵元203的电流分配值进行计算得到每个所述微带梳状阵元203的宽度。请继续参考图1所示，每一所述1
×
25微带梳状天线阵的长度根据工作波长的半波长进行确定。全波仿真后定义其具体长度。
33.例如，当所述1
×
25微带梳状天线阵的工作频率为77ghz时，所述1
×
25微带梳状天线阵的长度为1.24mm。
34.图2，图3分别对应辐射方向图与匹配性能，图2说明该天线增益可以大于16db，3db带宽大于6.4
°
；图3说明天线的匹配带宽在75.5ghz到77.8ghz,可以覆盖76-77ghz的范围，证明在工作频率上满足使用需求。
35.请继续参考图4所示，所述1
×
25微带梳状天线阵的数量为10个，其在所述高频介质基板100上等间距平行设置，形成10
×
25梳状阵列天线，占用面积为36
×
23mm2，天线增益为24db。
36.即图4为图1的扩展，使用同样的方式，在单列阵列天线设计满足要求的情况下，再依据泰勒电流分布进行相应设计，得到10
×
25个阵元的阵列天线。
37.图5，图6分别对应辐射方向图与匹配性能，图5说明该天线增益可以大于24db，h面3db带宽大于6.8
°
，e面3db带宽大于10
°
；图6说明天线的匹配带宽在75ghz到78ghz,可以覆盖76-77ghz的范围，由此证明在工作频率上满足使用需求。
38.综上所述，本实施例通过使用梳状微带天线阵的形式，在同样的天线增益的情况下，梳状天线阵的形式比传统的矩形贴片微带天线阵的尺寸可以缩小接近百分之二十，有利于77ghz汽车雷达的小型化及轻量化设计。即在天线增益相同的情况下，梳状微带阵列天线可以有效减小pcb(高频介质基板)面积。
39.本实施例可以通过调节梳状单元的宽度,灵活调节天线的辐射状态。
40.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
41.应当注意的是，在本文的实施方式中所揭露的装置和方法，也可以通过其他的方
式实现。以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本文的多个实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用于执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
42.另外，在本文各个实施方式中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
43.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。