一种微带串馈阵天线及车载毫米波雷达的制作方法

1.本技术涉及毫米波雷达技术领域，尤其涉及一种微带串馈阵天线及车载毫米波雷达。


背景技术：

2.微带串馈阵天线是车载毫米波雷达最常用的天线形式，传统常规的微带串馈阵天线的极化方式一般都是采用单一的线性极化，只能产生一种极化波束。因此，传统常规的微带串馈阵天线只能产生一种极化波束且只能对单一极化的方向图进行控制。但在车载毫米波雷达的一些应用场景中，需要能够同时产生两种极化方式的辐射且同时能够对两种极化方向图进行控制的微带串馈阵天线。传统常规的微带串馈阵天线无法满足上述车载毫米波雷达的需求。
3.所以，迫切需要提出一种新的微带串馈阵天线，以使微带串馈阵天线能够同时产生两种极化方式的辐射且同时能够对两种极化方向图进行控制，满足车载毫米波雷达的需求。


技术实现要素：

4.本技术实施例旨在提供一种微带串馈阵天线及车载毫米波雷达，旨在解决目前的微带串馈天线无法满足同时产生两种极化方式的辐射且同时能够对两种极化方向图进行控制的需求。
5.为解决上述技术问题，本技术实施例提供以下技术方案：一种微带串馈阵天线，所述微带串馈阵天线包括：天线、介质基板和金属地；其中：
6.所述介质基板覆盖设置在所述金属地的上方；
7.所述天线设置在所述介质基板的上方，用于形成垂直极化的辐射方向图和水平极化的辐射方向图，且所述水平极化的辐射方向图与垂直极化的辐射方向图相互正交。
8.可选地，所述天线包括至少一个微带串馈阵模块，所述微带串馈阵模块设置在所述介质基板的上方，用于形成垂直极化的辐射方向图和水平极化的辐射方向图，且所述水平极化的辐射方向图与垂直极化的辐射方向图相互正交。
9.可选地，所述微带串馈阵模块包括：天线端口、微带主馈线、若干个穿心单元和若干个梳状单元；
10.所述天线端口设置在所述微带主馈线的一端；
11.若干个穿心单元构成穿心阵设置在所述微带主馈线上，用于形成垂直极化的辐射方向图；
12.若干个梳状单元构成梳状阵设置在所述微带主馈线上，并与若干个穿心单元构成的穿心阵连接，用于形成水平极化的辐射方向图，且所述水平极化的辐射方向图与垂直极化的辐射方向图相互正交。
13.可选地，若干个穿心单元构成穿心阵设置在所述微带主馈线上，所述穿心单元的
长度为0.5个介质波长，相邻的穿心单元之间的间距为1个介质波长。
14.可选地，若干个梳状单元构成梳状阵设置在所述微带主馈线上，所述梳状单元的长度为0.5个介质波长，相邻的梳状单元之间的间距为1个介质波长。
15.可选地，所述穿心单元的个数大于或等于梳状单元的个数时，若干个梳状单元与若干个穿心单元在所述微带主馈线的位置相互重叠，梳状单元设置在两个相邻的穿心单元的中心位置，且相邻的梳状单元指向所述微带主馈线的两侧。
16.可选地，所述穿心单元的个数大于或等于梳状单元的个数时，若干个梳状单元与若干个穿心单元在所述微带主馈线的位置相互重叠，梳状单元设置在两个相邻的穿心单元的中心位置，且相邻的梳状单元指向所述微带主馈线的同一侧。
17.可选地，所述穿心单元的个数小于梳状单元的个数时，若干个梳状单元与若干个穿心单元在所述微带主馈线的位置相互重叠，处于穿心单元之间的梳状单元设置在两个相邻的穿心单元的中心位置，且相邻的梳状单元指向所述微带主馈线的两侧；不处于穿心单元之间的梳状单元交替地设置在所述微带主馈线的两侧，并指向所述微带主馈线的两侧。
18.可选地，所述穿心单元的个数小于梳状单元的个数时，若干个梳状单元与若干个穿心单元在所述微带主馈线的位置相互重叠，处于穿心单元之间的梳状单元设置在两个相邻的穿心单元的中心位置，且相邻的梳状单元指向所述微带主馈线的两侧；不处于穿心单元之间的梳状单元指向所述微带主馈线的同一侧。
19.可选地，所述穿心单元的个数小于梳状单元的个数时，若干个梳状单元与若干个穿心单元在所述微带主馈线的位置相互重叠，处于穿心单元之间的梳状单元设置在两个相邻的穿心单元的中心位置，且相邻的梳状单元指向所述微带主馈线的同一侧；不处于穿心单元之间的梳状单元交替地设置在所述微带主馈线的两侧，并指向所述微带主馈线的两侧。
20.可选地，若干个梳状单元与若干个穿心单元在所述微带主馈线的位置相互不重叠，若干个梳状单元构成的梳状阵与若干个穿心单元构成的穿心阵连接。
21.可选地，所述天线包括两个以上的微带串馈阵模块时，将所有的所述微带串馈阵模块的天线端口串接在一起形成微带串馈阵天线面阵；其中，
22.在形成微带串馈阵面阵的多个微带串馈阵模块中，多个微带串馈阵模块全部来自于本技术任一实施例中同项实施例中的所述微带串馈阵模块的组合，或者，多个微带串馈阵模块分别来自于本技术任一实施例中不同实施例中的所述微带串馈阵模块的组合。
23.为解决上述技术问题，本技术实施例还提供以下技术方案：一种车载毫米波雷达，所述车载毫米波雷达包括本技术任一实施例所述的微带串馈阵天线。
24.与现有技术相比较，本技术实施例提供的一种微带串馈阵天线及车载毫米波雷达，通过微带串馈阵天线包括天线、介质基板和金属地；所述介质基板覆盖设置在所述金属地的上方；所述天线设置在所述介质基板的上方，用于形成垂直极化的辐射方向图和水平极化的辐射方向图，且所述水平极化的辐射方向图与垂直极化的辐射方向图相互正交。从而微带串馈阵天线能同时产生水平极化方式和垂直极化方式的两种极化方式的辐射，两种极化方式相互正交，相互独立存在，不会产生干涉现象，且能同时对两种极化的方向图进行控制，满足车载毫米波雷达的需求，从而解决目前的微带串馈天线无法满足同时产生两种极化波束且同时能够对两种极化方向图进行控制的需求。
附图说明
25.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
26.图1是本技术提供的一种微带串馈阵天线的结构示意图；
27.图2是本技术提供的一种微带串馈阵天线中天线的结构示意图；
28.图3是本技术提供的一种微带串馈阵天线中天线的微带串馈阵模块的第一结构示意图；
29.图4是本技术提供的一种微带串馈阵天线中天线的微带串馈阵模块的第二结构示意图；
30.图5是本技术提供的一种微带串馈阵天线中天线的微带串馈阵模块的第三结构示意图；
31.图6是本技术提供的一种微带串馈阵天线中天线的微带串馈阵模块的第四结构示意图；
32.图7是本技术提供的一种微带串馈阵天线中天线的微带串馈阵模块的第五结构示意图；
33.图8是本技术提供的一种微带串馈阵天线中天线的微带串馈阵模块的第六结构示意图；
34.图9是本技术提供的一种微带串馈阵天线的效果示意图；
35.图10是本技术提供的一种车载毫米波雷达的结构示意图。
36.附图标记：
37.微带串馈阵天线
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10
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金属地
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天线
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11
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天线端口
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111
40.微带主馈线
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112
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穿心单元
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113
41.梳状单元
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114
具体实施方式
42.为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一
个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
44.此外，下面所描述的本技术不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
45.微带串馈阵天线是车载毫米波雷达最常用的天线形式，传统常规的微带串馈阵天线的极化方式一般都是采用单一的线性极化，只能产生一种极化波束。因此，传统常规的微带串馈阵天线只能产生一种极化波束且只能对单一极化的方向图进行控制。但在车载毫米波雷达的一些应用场景中，需要能够同时产生两种极化方式的辐射且同时能够对两种极化方向图进行控制的微带串馈阵天线。传统常规的微带串馈阵天线无法满足上述车载毫米波雷达的需求。
46.鉴于此，本技术提供一种微带串馈阵天线，通过微带串馈阵天线包括天线、介质基板和金属地；所述介质基板覆盖设置在所述金属地的上方；所述天线设置在所述介质基板的上方，形成垂直极化的辐射方向图和水平极化的辐射方向图，且所述水平极化的辐射方向图与垂直极化的辐射方向图相互正交。从而微带串馈阵天线能同时产生水平极化方式和垂直极化方式的两种极化方式的辐射，两种极化方式相互正交，相互独立存在，不会产生干涉现象，且能同时对两种极化的方向图进行控制，满足车载毫米波雷达的需求，从而解决目前的微带串馈天线无法满足同时产生两种极化波束且同时能够对两种极化方向图进行控制的需求。
47.为了便于理解本技术的以上发明构思，下面结合附图和具体实施例，对本技术的以上发明构思进行更详细的说明。
48.在一个实施例中，如图1所示，本技术提供一种微带串馈阵天线，该微带串馈阵天线10包括：天线1、介质基板2和金属地3；其中：
49.所述介质基板2覆盖设置在所述金属地3的上方；
50.所述天线1设置在所述介质基板2的上方，用于形成垂直极化的辐射方向图和水平极化的辐射方向图，且所述水平极化的辐射方向图与垂直极化的辐射方向图相互正交。
51.在本实施例中，通过微带串馈阵天线包括天线、介质基板和金属地；所述介质基板覆盖设置在所述金属地的上方；所述天线设置在所述介质基板的上方，用于形成垂直极化的辐射方向图和水平极化的辐射方向图，且所述水平极化的辐射方向图与垂直极化的辐射方向图相互正交。从而微带串馈阵天线能同时产生水平极化方式和垂直极化方式的两种极化方式的辐射，两种极化方式相互正交，相互独立存在，不会产生干涉现象，且能同时对两种极化的方向图进行控制，满足车载毫米波雷达的需求，从而解决目前的微带串馈天线无法满足同时产生两种极化波束且同时能够对两种极化方向图进行控制的需求。
52.在一个实施例中，如图2所示，所述天线1包括至少一个微带串馈阵模块11。所述微带串馈阵模块11设置在所述介质基板2的上方，用于形成垂直极化的辐射方向图和水平极化的辐射方向图，且所述水平极化的辐射方向图与垂直极化的辐射方向图相互正交。
53.在一个实施例中，如图3所示，所述微带串馈阵模块11包括：天线端口111、微带主馈线112、若干个穿心单元113和若干个梳状单元114；其中：
54.所述天线端口111设置在所述微带主馈线112的一端；
55.若干个穿心单元113构成穿心阵设置在所述微带主馈线112上，用于形成垂直极化的辐射方向图；
56.若干个梳状单元114构成梳状阵设置在所述微带主馈线112上，并与若干个穿心单元113构成的穿心阵连接，用于形成水平极化的辐射方向图，且所述水平极化的辐射方向图与垂直极化的辐射方向图相互正交。
57.在本实施例中，所述微带串馈阵天线包括至少一个微带串馈阵模块，所述微带串馈阵模块包括微带主馈线、若干个穿心单元和若干个梳状单元，若干个穿心单元构成穿心阵设置在所述微带主馈线上，形成垂直极化的辐射方向图；若干个梳状单元构成梳状阵设置在所述微带主馈线上，并与若干个穿心单元构成的穿心阵连接，形成与垂直极化的辐射方向图相互正交的水平极化的辐射方向图。从而通过结合梳状阵和穿心阵形成一种新型微带串馈阵，能同时产生水平极化方式和垂直极化方式的两种极化方式的辐射，两种极化方式相互正交，相互独立存在，不会产生干涉现象，且能同时对两种极化的方向图进行控制，满足车载毫米波雷达的需求，从而解决目前的微带串馈天线无法满足同时产生两种极化波束且同时能够对两种极化方向图进行控制的需求。
58.在一个实施例中，如图3到图8所示，若干个所述穿心单元113构成穿心阵设置在所述微带主馈线112上，用于形成垂直极化的辐射方向图。
59.若干个所述梳状单元114构成梳状阵设置在所述微带主馈线112上，并与若干个穿心单元113构成的穿心阵连接，用于形成水平极化的辐射方向图，且所述水平极化的辐射方向图与垂直极化的辐射方向图相互正交。
60.具体地，所述穿心单元113为m个(m为整数)。m个穿心单元113构成穿心阵设置在所述微带主馈线112上。其中，所述穿心单元113的长度为0.5个介质波长，相邻的穿心单元之间的间距为1个介质波长。
61.所述梳状单元114为n个(n为整数)。n个梳状单元114设置在所述微带主馈线112上，并与m个穿心单元113构成的穿心阵连接。其中，所述梳状单元114的长度为0.5个介质波长，相邻的梳状单元之间的间距为1个介质波长。
62.实施例1：
63.在本实施例1中，如图3所示，为本技术提供的一种微带串馈阵天线中天线的微带串馈阵模块的第一结构示意图。
64.在图3中，所述微带串馈阵模块中穿心单元113的个数m大于或等于梳状单元114的个数n(m≥n)。n个梳状单元114与m个穿心单元113在所述微带主馈线112的位置相互重叠，所有的梳状单元114都处于穿心单元113之间，梳状单元114设置在两个相邻的穿心单元113的中心位置，且相邻的梳状单元114指向所述微带主馈线112的两侧。
65.在本实施例中，可以改变所述梳状单元114和穿心单元113的宽度来降低方向图副瓣。
66.实施例2：
67.在本实施例2中，如图4所示，为本技术提供的一种微带串馈阵天线中天线的微带串馈阵模块的第二结构示意图。
68.在图4中，所述微带串馈阵模块中穿心单元113的个数m大于或等于梳状单元114的个数n(m≥n)。n个梳状单元114与m个穿心单元113在所述微带主馈线112的位置相互重叠，所有的梳状单元114都处于穿心单元113之间，梳状单元114设置在两个相邻的穿心单元113的中心位置，且相邻的梳状单元114指向所述微带主馈线112的同一侧。
69.在本实施例中，可以改变所述梳状单元114和穿心单元113的宽度来降低方向图副瓣。
70.实施例3：
71.在本实施例3中，如图5所示，为本技术提供的一种微带串馈阵天线中天线的微带串馈阵模块的第三结构示意图。
72.在图5中，所述微带串馈阵模块中穿心单元113的个数m小于梳状单元114的个数n(m《n)。n个梳状单元114与m个穿心单元113在所述微带主馈线112的位置相互重叠，处于穿心单元113之间的梳状单元114设置在两个相邻的穿心单元113的中心位置，且相邻的梳状单元114指向所述微带主馈线112的两侧；不处于穿心单元113之间的梳状单元114交替地设置在所述微带主馈线112的两侧，并指向所述微带主馈线112的两侧。
73.在本实施例中，可以改变所述梳状单元114和穿心单元113的宽度来降低方向图副瓣。
74.实施例4：
75.在本实施例4中，如图6所示，为本技术提供的一种微带串馈阵天线中天线的微带串馈阵模块的第四结构示意图。
76.在图6中，所述微带串馈阵模块中穿心单元113的个数m小于梳状单元114的个数n(m《n)。n个梳状单元114与m个穿心单元113在所述微带主馈线112的位置相互重叠，处于穿心单元113之间的梳状单元114设置在两个相邻的穿心单元113的中心位置，且相邻的梳状单元114指向所述微带主馈线112的两侧；不处于穿心单元113之间的梳状单元114指向所述微带主馈线112的同一侧。
77.在本实施例中，可以改变所述梳状单元114和穿心单元113的宽度来降低方向图副瓣。
78.实施例5：
79.在本实施例5中，如图7所示，为本技术提供的一种微带串馈阵天线中天线的微带串馈阵模块的第五结构示意图。
80.在图7中，所述微带串馈阵模块中穿心单元113的个数m小于梳状单元114的个数n(m《n)。n个梳状单元114与m个穿心单元113在所述微带主馈线112的位置相互重叠，处于穿心单元113之间的梳状单元114设置在两个相邻的穿心单元113的中心位置，且相邻的梳状单元114指向所述微带主馈线112的同一侧；不处于穿心单元113之间的梳状单元114交替地设置在所述微带主馈线112的两侧，并指向所述微带主馈线112的两侧。
81.在本实施例中，可以改变所述梳状单元114和穿心单元113的宽度来降低方向图副瓣。
82.实施例6：
83.在本实施例6中，如图8所示，为本技术提供的一种微带串馈阵天线中天线的微带串馈阵模块的第六结构示意图。
84.在图8中，所述微带串馈阵模块中穿心单元113与梳状单元114在所述微带主馈线112的位置相互不重叠。m个穿心单元113构成穿心阵设置在所述微带主馈线112上，用于形成垂直极化的辐射方向图；n个梳状单元114设置在所述微带主馈线112上，与m个穿心单元113在所述微带主馈线112的位置相互不重叠，并与m个穿心单元113构成的穿心阵连接，用
于形成水平极化的辐射方向图，且所述水平极化的辐射方向图与垂直极化的辐射方向图相互正交。
85.在本实施例中，可以改变所述梳状单元114和穿心单元113的宽度来降低方向图副瓣。
86.实施例7：
87.在本实施例7中，如图2所示，所述天线1包括两个以上的微带串馈阵模块11时，将所有的所述微带串馈阵模块11的天线端口111串接在一起形成微带串馈阵面阵。
88.在形成微带串馈阵面阵的多个微带串馈阵模块11中，多个微带串馈阵模块11可以全部来自于实施例1至实施例6中同一项实施例中的所述微带串馈阵模块11的组合，也可以来自于实施例1至实施例6中不同实施例中的所述微带串馈阵模块11的组合。
89.在本实施例中，可以改变所述梳状单元114和穿心单元113的宽度来降低方向图副瓣。
90.具体地，以16(m＝16)个梳状单元114与15(n＝15)个穿心单元113的实施例1为例，对本技术提供的一种微带串馈阵天线的技术方案作进一步的详细说明。
91.在本实施例中，该微带串馈阵天线10包括：天线1、介质基板2和金属地3；其中：
92.所述介质基板2覆盖设置在所述金属地3的上方；
93.所述天线1设置在所述介质基板2的上方，所述天线1包括一个微带串馈阵模块11；所述微带串馈阵模块11包括：天线端口111、微带主馈线112、16个穿心单元113和15个梳状单元114；其中：
94.所述天线端口111设置在所述微带主馈线112的一端；
95.16个穿心单元113构成穿心阵设置在所述微带主馈线112上，用于形成垂直极化的辐射方向图；
96.15个梳状单元114构成梳状阵设置在所述微带主馈线112上，与16个穿心单元113在所述微带主馈线112的位置相互重叠，所有的梳状单元114都处于穿心单元113之间，梳状单元114设置在两个相邻的穿心单元113的中心位置，且相邻的梳状单元114指向所述微带主馈线112的两侧，用于形成水平极化的辐射方向图，且所述水平极化的辐射方向图与垂直极化的辐射方向图相互正交。
97.如图9所示，是本技术提供的一种微带串馈阵天线的效果示意图。
98.在图9中，本技术提供的一种微带串馈阵天线，可以产生水平极化方向图(如图9中的虚线所示)和垂直极化方向图(如图9中的实线所示)，两种极化方式相互正交，相互独立存在，不会产生干涉现象。并且可以根据需要对产生的水平极化方向图和垂直极化方向图的两种极化的方向图进行分别设计和控制，如图9所示，垂直极化方向图为高增益单波束，水平极化方向图为低增益双波束且双波束指向正负大角度。
99.基于同一构思，在一个实施例中，如图10所示，本技术提供一种车载毫米波雷达，所述车载毫米波雷达包括上述任一实施例所述的微带串馈阵天线10。
100.在本实施例中，所述微带串馈阵天线10与上述任一实施例所述的微带串馈阵天线10是一致，具体的结构与功能可以参考上述任一实施例所述的微带串馈阵天线10，在此不再赘述。
101.在本实施例中，所述车载毫米波雷达包括微带串馈阵天线，通过所述微带串馈阵
天线包括至少一个微带串馈阵模块，所述微带串馈阵模块包括微带主馈线、若干个穿心单元和若干个梳状单元，若干个穿心单元构成穿心阵设置在所述微带主馈线上，形成垂直极化的辐射方向图；若干个梳状单元构成梳状阵设置在所述微带主馈线上，并与若干个穿心单元构成的穿心阵连接，形成与垂直极化的辐射方向图相互正交的水平极化的辐射方向图。从而通过结合梳状阵和穿心阵形成一种新型微带串馈阵，能同时产生水平极化方式和垂直极化方式的两种极化方式的辐射，两种极化方式相互正交，相互独立存在，不会产生干涉现象，且能同时对两种极化的方向图进行控制，满足车载毫米波雷达的需求，从而解决目前的微带串馈天线无法满足同时产生两种极化波束且同时能够对两种极化方向图进行控制的需求。
102.需要说明的是，上述车载毫米波雷达实施例与微带串馈阵天线实施例属于同一构思，其具体实现过程详见微带串馈阵天线实施例，且微带串馈阵天线实施例中的技术特征在所述车载毫米波雷达实施例中均对应适用，这里不再赘述。
103.需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
104.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；在本技术的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本技术的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。