天线、天线组件、雷达射频前端及电子设备的制作方法

1.本技术实施例涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线、天线组件、雷达射频前端及电子设备。


背景技术：

2.随着科学技术的日益发展，智能驾驶技术开始在日常生活中普及。传感器在智能驾驶中发挥着关键的作用，传感器是汽车的智能系统获取外界的信息的渠道。而不同的应用场景对传感器的需求也不尽相同，汽车角雷达由于安装位置和探测功能的需求，往往需要天线实现波束可重构和宽覆盖。
3.传统的波束重构方案是使用多串天线赋形，这种方式不仅会增加系统的设计复杂度和成本，还需要引入功分器以实现天线的串接，造成额外的损耗。


技术实现要素：

4.本技术提供一种天线、天线组件、雷达射频前端及电子设备，能够使波束可重构，同时提高天线的覆盖范围。
5.根据本技术的一方面提供了一种微带天线，该微带天线包括：介质层、接地层和馈电层；其中，介质层的一侧设置有接地层，介质层的另一侧设置有馈电层；馈电层包括辐射体、第一馈电部和第二馈电部；第一馈电部位于辐射体沿第一方向的边的对称中心的一侧，第二馈电部位于辐射体沿第一方向的边的对称中心的另一侧，以使得在第一馈电部或第二馈电部的激励下辐射体能产生高阶次模态辐射；第一馈电部和/或第二馈电部，用于将射频发射信号传输至辐射体；或者第一馈电部和/或第二馈电部，用于将辐射体所接收的射频接收信号予以输出。
6.根据本技术的另一方面，提供了一种阵列天线，该阵列天线包括：多个本技术任一实施例所述的微带天线，各微带天线之间依据各自的馈电部级联。
7.根据本技术的另一方面，提供了一种天线组件，该天线组件包括：如本技术任一实施例所述的天线和天线馈电网络；其中，天线馈电网络用于将所接收的第一射频信号转变为传输幅度和/或相位不完全一致的第二射频信号，并分别输入天线的不同馈电部。
8.根据本技术的另一方面，提供了一种雷达射频前端，该雷达射频前端包括：包括如上述示例中所述的天线组件和雷达射频收发机，所述天线组件的天线馈电网络连接于所述天线组件的天线和所述雷达射频收发机之间；所述天线馈电网络用于将所述雷达射频收发机发射的信号传输至所述天线的第一馈电部和第二馈电部，或者将所述天线的第一馈电部和第二馈电部接收到的信号传输至所述雷达射频收发机。
9.根据本技术的另一方面，提供一种雷达射频前端，其包括天线阵列和雷达射频收发机；其中，所述天线阵列包括多个微带天线；所述微带天线包括：辐射部、第一馈电部和第二馈电部；所述第一馈电部和第二馈电部馈电于所述辐射部，以使得所述辐射部在第一馈电部或第二馈电部的激励下形成高阶模的辐射；所述雷达射频收发机，耦接于所述天线阵
列，用于将射频发射信号传输至相应天线的第一馈电部和/或第二馈电部；以及接收所述天线的第一馈电部和/或第二馈电部所传输的射频接收信号；所述雷达射频收发机调整所发射的射频发射信号的幅值和/或相位，所述微带天线工作于不同模式。
10.根据本技术的另一方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：如本技术任一实施例所述的雷达射频前端，雷达射频前端中的天线通过装配孔发出探测信号波和接收回波信号波；信号处理装置，与所述雷达射频前端连接，用于对所述基带数字信号进行信号处理，以供确定与物体之间的测量信息。
11.本技术实施例的技术方案，通过介质层、接地层和馈电层；其中，介质层的一侧设置有接地层，介质层的另一侧设置有馈电层；馈电层包括辐射体、第一馈电部和第二馈电部；第一馈电部位于辐射体沿第一方向的边的对称中心的一侧，第二馈电部位于辐射体沿第一方向的边的对称中心的另一侧，以使得在第一馈电部或第二馈电部的激励下辐射体能产生高阶次模态辐射；第一馈电部和/或第二馈电部，用于将射频发射信号传输至辐射体；或者第一馈电部和/或第二馈电部，用于将辐射体所接收的射频接收信号予以输出。本技术的技术方案，通过第一馈电部和第二馈电部将不完全相同的将信号传输至辐射体，能够实现波束的重构，同时提高天线的覆盖范围。有效避免了使用多串天线赋形而带来的问题，例如，增加系统的设计复杂度和成本、需要引入功分器以实现天线的串接而造成额外的损耗等等。
12.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
13.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为一种角传感器的辐射角度-增益分布示意图；
15.图2为一种天线结构的示意图；
16.图3和图4分别为又一种天线结构的示意图，及其所对应的电流分布示意图；
17.图5和图6分别显示为又一天线的结构示意图，以及所对应的电流分布示意图；
18.图7和图8分别其显示为又一种天线的结构示意图及其电流分布示意图；
19.图9和图10分别显示为天线的又一结构示意图，及其电流分布示意图；
20.图11是本技术实施例提供的一种微带天线的结构示意图；
21.图12是本技术实施例提供的一种阵列天线的结构示意图；
22.图13是本技术实施例提供的另一种阵列天线的结构示意图；
23.图14是本技术实施例提供的一种天线组件的结构示意图；
24.图15是本技术实施例提供的一种天线在不同模式下的电流分布示意图；
25.图16a是本技术实施例提供的一种天线在模式一和模式二两种模式下的辐射方向的示意图；
26.图16b是本技术实施例提供的一种天线在模式三和模式四两种模式下的辐射方向
的示意图；
27.图16c是本技术实施例提供的一种天线在模式五和模式六两种模式下的辐射方向的示意图；
28.图17是本技术实施例提供的一种雷达射频前端的结构示意图。
具体实施方式
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
30.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
31.天线是通过电磁转换，一方面，将信号发射机所提供的如射频信号等变化的电信号转换为电磁波辐射到自由空间，另一方面将自由空间中特定频段的电磁波转换成变化的电信号，输出至信号接收器。为了实现电磁转换，天线包括辐射部分和馈电部分。
32.其中，利用集成电路的分层布置的结构形态，天线的尺寸大大缩小，以实现小型化。其中，辐射部分通常以图案化形式实现于集成电路中的金属层。所述辐射部分举例包括至少一个辐射结构。例如，所述辐射结构包括：利用该图案化的金属层所形成的开路结构，以产生电磁波。考虑电场和磁场的转换效率，该辐射结构举例包括：以矩形包络轮廓形成金属层，该金属层的两辐射边之间的长度与导波在介质中的波长λg相关。例如，根据辐射结构的结构设计，该宽度可基于该波长λg的n/2来确定，其中，n为正整数。其中，与天线所在的无线电设备对所辐射和/或所接收的电磁波的频段相关地，该波长λg举例为变频波的中心频率波长，或者定频波的波长。
33.所述馈电部分耦接于信号收发机(如信号发射机和/或信号接收器)和辐射部分之间，用来传输变化的电信号。例如，馈电部分将信号发生器所输出的变化电信号传输至辐射部分，使得辐射部分用于利用变化的电信号来产生电磁波。又如，辐射部分将来自自由空间的电磁波转换为变化的电信号，并通过馈电部分传输至信号接收器。为了实现小型化的天线，馈电部分可利用集成电路结构所能构建的多种结构方式与辐射部分耦接。例如，所述馈电部分包含馈电结构，与辐射部分中的辐射结构电连接。该馈电结构可采用同轴传输结构、或微带传输结构。例如，所述馈电结构包含微带线。又如，所述馈电结构包括：用于实现跨层的过孔，以及位于过孔中的信号线，其中，所述过孔的高度不高于信号线的长度，以使得所述信号线与辐射结构连接；该过孔的孔壁可涂有金属层，以与金属地层连接，所述信号线与过孔无接触。所述馈电部分还可以采用感应耦合的方式实现向辐射部分馈电的目的。例如，
利用谐振腔、或电场感应的方式激励辐射部分表面产生变化的电信号，进而使得辐射部分产生电磁波。
34.利用如上述所描述的各方式，天线可通过设置在芯片的封装体，或者与芯片集成在同一pcb板上，而实现天线与芯片的集成。其中，所述芯片为包含信号发射机和/或信号接收器的半导体元件。
35.为了便于描述，本技术任一示例中所提到的天线为天线阵列中的单路天线，如发射天线tx或接收天线rx。其中，天线阵列可包含至少一路天线。所述天线阵列还可以包含多路天线。例如，所述天线阵列包含多路接收天线rx，或多路发射天线tx。又如，所述天线阵列包含一路接收天线rx，和一路发射天线tx。再如，所述天线阵列包含多路接收天线rx，和一路发射天线tx。有关于天线阵列的技术方案，在后续示例中详述。
36.在一些实施方式中，天线的结构包括一种基于贴片结构而集成在集成电路中的结构。以辐射部分包括在金属层设置的矩形包络形状的辐射结构为例，该辐射结构包括矩形包络形状中的两条辐射边和相对的两条非辐射边。其中一辐射边与馈电部分连接，以在两条辐射边之间分布电流。与馈电部分连接的辐射边又称馈线边。两个辐射边之间的宽度举例约为导波在介质内的波长的1/2。所述馈电部分举例采用上述任一种结构，将辐射部分和信号发射机(或信号接收器)电连接。
37.在另一些实施方式中，天线的结构包括一种基于缝隙辐射而集成在集成电路中的结构。其中，所述辐射部分包含带有缝隙的金属层，利用缝隙所形成的电流开路，而在金属层馈入高频电流时产生电磁波。其中，所述缝隙的位置、形状、方向等影响所产生的电磁波的辐射方式。其中，所述辐射方式举例包括辐射方向、和/或辐射功率等。所述缝隙的形状举例为长条形。所述缝隙的长边长度举例约为导波在介质内的波长的一半。所述馈电部分可通过微带线、波导、或谐振腔中的至少一种，实现对辐射部分的馈电。
38.随着汽车自动辅助驾驶的技术应用，车辆的控制系统需获取车辆的转角附近环境中的障碍物的物理量，以根据相应的周围环境来提供辅助驾驶功能、或警示提示等。为此，对应的测量传感器需要提供符合控制系统相应功能的角度范围、和测量距离范围内所探测到的测量信息(即物理量)。
39.为此，所述测量传感器对天线的辐射角度范围，以及该辐射角度范围内的辐射方向提出了要求。例如，为适用于汽车自动驾驶中所需的测量方向的需要，测量传感器的辐射角度范围举例不少于以辐射方向90
°
的范围。为此，一些测量传感器所配置的天线在如(n
±
45)
°
方向所辐射的能量满足信号接收器对回波信号的检测需要。例如，形成如图1所示的辐射角度-增益(angle-gain)分布图，其中，实线所表示的方位角(azmuth)在能量不低于3db的范围内，其对应的辐射角度范围约为(0
±
40)
°
。
40.需要说明的是，上述汽车示例仅为举例。针对一些自主移动机器人，根据其应用环境、和/或装配位置，该辐射角度范围可能更大或更小。
41.为此，请参阅图2，其显示为一种天线结构，其中，单路天线an_i中的每个辐射结构rad_k的窄边与相应的馈电结构feed_k连接，辐射结构rad_k周期分布，以使相应辐射结构中分布同向电流，利用各辐射结构中同向电流的变化而产生探测信号波。该种天线结构需要多路天线通过功率分配器来调整功率和相位的分配，进而提供符合如上所述的辐射角度范围的电磁波。
42.然而，受个体传感器制造的差异化因素影响，上述天线的数量过少不利于得到符合预设辐射角度范围的电磁波，而天线数量过多则不利于实现天线的小型化。仍以图1为例，若实现宽波束或波束偏转的波形，该种天线需要功率分配器进行功率和相位配合。然而功率分配器的精度往往受到加工制造的精度影响，从而降低了天线的整体精度。同时，多数量的天线也不利于小型化的预期。
43.为了进一步减小天线的尺寸并提高单路天线的辐射效率，本技术提供一种基于贴片结构而集成在集成电路中的天线。其通过改变辐射结构中电流分布，利用单个辐射结构所产生的不同电流方向而产生较宽波束的电磁波。其中，馈电结构所述辐射结构的馈电位置耦接。所述辐射结构为图案金属层。为便于描述，根据所述馈电位置的馈电而使得所述辐射结构中的电流分布不同，所述辐射结构划分为第一辐射区域和第二辐射区域。其中，所述电流分布是在高频的馈电过程中在辐射结构表面所产生的电荷流动，其包括：电流方向、电流密度、电流分布面积中的至少一种等。由此，所述第一辐射区域和第二辐射区域可以是基于图案化的金属层上设置的硬件结构而使得辐射结构整体的电流分布不同，所确定的。所述第一辐射区域和第二辐射区域还可以是依据辐射结构的尺寸与波长之间关系而使得电流分布不同，所确定的。
44.其中，所述天线是利用至少包括介质层、接地层和馈电层而制造而得的；还可包含连接馈电层和接地层的金属过孔，或者还可以包含在多个介质层之间的其他金属层。其中，所述馈电层以图案化的金属层形成包含辐射结构(又称辐射体)、和至少部分馈电结构等电路结构。
45.以所述天线的辐射结构包含矩形包络轮廓的金属层为例，所述辐射结构的矩形包络轮廓包含第一边(长度为w)和与其相邻的第二边(长度为l)。其中，所述第一边不短于第二边。所述辐射结构的第一边设有馈电位置，并与馈电结构连接。与图2所示的馈电方式不同的是，以辐射结构的长边进行馈电，辐射结构中的电流方向不再是同向的，而是产生了不同的电流分布。即形成第一辐射区域pa_11的电流分布不同于第二辐射区域pa_21的电流分布。受馈电位置与第二边的相对位置关系的影响，所对应的第一辐射区域pa_11和第二辐射区域pa_21的电流分布不仅改变电流方向，还可以改变两个区域的电流分布面积等。与第一辐射区域pa_11或第二辐射区域pa_21内所设置的其他结构有关，两个区域的电流分布还可能具有电流方向和电流密度不同等。
46.例如，请参阅图3和图4，其分别显示为一种天线的结构，以及所对应的电流分布示意图。其中，图3所示的天线又称为tm20模式天线。所述第一边的长度l约为第二边的长度w的2倍。所述第一边和第二边是根据波长λg而确定的。在馈电位置位于辐射结构的矩形包络轮廓的第一边对称轴附近时，如图4所示的辐射结构中，第一辐射区域和第二辐射区域各自的电流方向是反向的。其中，受馈电位置位于对称轴附近影响，在该辐射角度范围内，形成基本对称的两个辐射主方向。
47.又如，请参阅图5和图6，其分别显示为又一天线的结构示意图，以及所对应的电流分布示意图。其中，图5所示的天线又称为tm11模式天线。与图3所示的示例不同的是，所述辐射结构的馈电位置位于辐射结构的矩形包络轮廓的第一边的对称轴与第二边之间，以使所述馈电结构采用偏馈方式进行馈电。辐射结构中第一辐射区域pa_12和第二辐射区域pa_22各自的电流方向具有电流方向不同且电流分布的面积不同等特点，如图6所示。受馈电位
置偏向第二边的影响，在该辐射角度范围内，形成辐射增益不对称的两个辐射主方向。
48.以上如图3或5示例的天线的辐射角度范围可适用于如车辆的测量传感器中。具体地，以车辆的测量角的传感器为例，其装配在车身的转角(又称为体角)位置，辐射角度范围的中心轴与车辆侧身方向大致呈45
°
，如此，配置有该种天线的测量传感器可探测车辆体侧和车辆前部(或尾部)两个方向的测量信息。特别地，图5所示的天线，能测得车辆前部(或尾部)更远的距离，以有效为汽车在行驶期间提供防止追尾、视觉盲区等的测量信息。
49.需要说明的是，所述第一辐射区域和第二辐射区域的划分不仅可以根据馈电结构与辐射结构的电连接方式而产生的不同电流分布确定的；还可以根据辐射结构上受馈电的高频电流所产生的感应电流的不同分布而确定。例如，与图3所示的天线的结构不同的是，馈电结构位于第二边一侧，且与第二边之间间隔有缝隙，如此，馈电结构采用感应耦合的方式向辐射结构馈电。辐射结构的第一边约为2λg，利用该种馈电方式，所述辐射结构的电流分布可参考图6。对应地，所述第一辐射区域和第二辐射区域依据感应电流的不同方向和/或不同电流密度而确定。
50.为了进一步降低辐射结构的尺寸，以整体减小天线的辐射部分所占据的延展面积，所述天线还包括：电壁结构，设置在所述第一辐射区域的边缘，以使第一辐射区域辐射边缘产生驻波。如此增加了单位面积上所分布的电流密度。所述电壁结构举例为沿第一辐射区域的辐射边设置的金属过孔排。其中，金属过孔排中的每一金属过孔跨层连接至天线的金属地。所述金属过孔排中金属过孔之间的间距小于λg/4。
51.例如，请参阅图7和图8所示，其显示为又一种天线的结构示意图及其电流分布示意图。与图3所示的辐射结构不同的是，如图7所示，由于设置有电壁结构，使得第一辐射区域的电流路径的长度短于图3中所示的第一辐射区域的电流路径。由此所述辐射结构在该辐射角度范围内，仍可形成辐射增益不对称的两个辐射主方向。
52.使得第一辐射区域的电流分布不同于第二辐射区域的方式还包括：在辐射结构中设置金属扰动部件。该金属扰动部件可设置在第一辐射区域或第二辐射区域。其中，所述金属扰动部件举例为金属过孔。其中，金属过孔跨层连接至天线的金属地(又称接地层)。所述金属过孔可设置在第一辐射区域或第二辐射区域的非辐射边，以改变相应区域内的电流分布。
53.为了提高预设辐射角度范围内对称中心辐射方向的天线增益，以使得在该辐射角度范围内接收天线更灵敏地接收到回波信号波，在一些示例中，所述天线还包括：延伸辐射结构，耦合于所述第一辐射区域或第二辐射区域所分布的电流，用于提高所产生的探测信号波在预设辐射角度范围内的增益。其中，所属延伸辐射结构通常设置在所述辐射结构中所辐射的电磁波的能量较大的区域侧。
54.所述延伸辐射结构可位于辐射结构所在的金属层。例如，请参阅图9和图10，其分别显示为天线的又一结构示意图，及其电流分布示意图，所述辐射结构、馈电结构及其馈电连接的位置与图3所示相似，第一辐射区域pa_13与延伸辐射结构ex_pa具有缝隙gap，如此，通过感应耦合方式馈电连接。在延伸辐射结构和辐射结构的感应电场激励下，如图10所示，延伸辐射结构ex_pa的感应区域与第一辐射区域pa_13具有同向电流.由于等效辐射源的口径的增大，同时等效辐射源的数量增多，不仅增强了在辐射主方向的增益，还起到了增大波束指向角度的作用。上述各电流分布所引起的电磁波的辐射变化，也可以通过各区域所产
生的电磁波辐射功率来表征，技术人员可利用电磁波与变化电流的转换关系予以计算，在此不再详述。
55.上述实施例中天线是单边馈电，在此基础上，天线也可以是实现双边馈电，以下实施例以双边馈电为例进行说明。
56.图11是本技术实施例提供的一种微带天线的结构示意图，从图中可以看出，该微带天线包括：介质层102、接地层和馈电层103；其中，介质层102的一侧设置有接地层，介质层102的另一侧设置有馈电层103；馈电层103包括辐射体1031、第一馈电部1032和第二馈电部1033；第一馈电部1032位于辐射体1031沿第一方向的边的对称中心的一侧，第二馈电部1033位于辐射体1031沿第一方向的边的对称中心的另一侧，以使得在第一馈电部或第二馈电部的激励下所述辐射体能产生高阶次模态辐射；第一馈电部1032和/或第二馈电部1033用于将信号传输至辐射体1031，第一馈电部1032和/或第二馈电部1033还用于传输辐射体1031接收的空间辐射信号。
57.其中，接地层位于介质层102的另一面，图11中并未示出。馈电层103可以用于产生电磁波和接收空间辐射信号，第一馈电部1032和第二馈电部1033是一个信号传输器件，能够将信号传输至辐射体1031，辐射体1031可以利用该信号来产生电磁波，辐射体1031的第一方向为辐射体1031的长边方向，辐射体可以是矩形辐射体，或包络轮廓为矩形的形状。例如，在辐射体上设置有缝隙以实现阻抗匹配等。
58.具体的，辐射体1031包括两条长边和两条短边，第一馈电部1032和第二馈电部1033分别位于辐射体1031的长边的对称中心的两侧。
59.进一步的，第一馈电部1032和/或第二馈电部1033，用于将射频发射信号传输至辐射体1031；或者第一馈电部1032和/或第二馈电部1033，用于将辐射体1031所接收的射频接收信号予以输出。
60.可选的，辐射体1031包括：沿辐射体1031的第一方向的第一边、和与第一边相交的沿辐射体1031的第二方向的第二边；其中，第一边的长度约为第二边的长度的两倍。
61.其中，第一边可以理解为辐射体1031的长边，第二边可以理解为辐射体1031的短边，第二方向为辐射体1031的短边方向。
62.具体的，辐射体1031的第一边和第二边之间的长度关系与导波在介质中的波长λg相关。具体的，第一边和第二边之间的长度关系与天线所在的无线电设备对所辐射和/或所接收的电磁波的频段相关地。示例性的，第一边的长度可以为第二边的长度的两倍，两者之间所连接的微带短枝节用来实现50欧姆的阻抗匹配。
63.可选的，从图11中可以看出，馈电层103还包括：第一匹配结构1034，连接于第一馈电部1032和辐射体1031之间，用于在第一馈电部1032和辐射体1031之间进行阻抗匹配；第二匹配结构1035，连接于第二馈电部1033和辐射体1031之间，用于在第二馈电部1033和辐射体1031之间进行阻抗匹配。
64.其中，阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间达到一种适合的搭配，可反映在如天线的隔离指标、驻波指标、回波损耗性能中。阻抗匹配既与电磁波的传播介质有关，也与馈电部和辐射体的阻抗匹配相关。为此，天线的辐射体的阻抗可根据传播介质的阻抗而设置，以及在天线中还设置电阻以使馈电部的等效阻抗与辐射体的等效阻抗相适配。
65.具体的，进行阻抗匹配时的阻抗可以根据辐射体1031的等效阻抗确定。进一步的，
第一匹配结构1034用于在第一馈电部1032和辐射体1031之间进行阻抗匹配，第二匹配结构1035用于在第二馈电部1033和辐射体1031之间进行阻抗匹配。
66.可选的，第一馈电部1032与辐射体1031直接连接馈电、或耦合馈电；第二馈电部1033与辐射体1031直接连接馈电、或耦合馈电。
67.其中，直接连接馈电包括通过连接线、连接元件等器件将第一馈电部1032与辐射体1031或第二馈电部1033与辐射体1031直接连接进行馈电；耦合馈电包括采用感应耦合的方式实现向辐射部分馈电，或者，利用谐振腔、或电场感应的方式激励辐射体表面产生变化的电信号。
68.具体的，第一馈电部1032和/或第二馈电部1033为具有沿辐射体包络轮廓布置的微带结构，该微带结构(又称凹陷部)呈自辐射体的第一边的偏馈位置向第二边弯折的凹字形。换言之，辐射体1031的第二边设于第一馈电部和第二馈电部的凹陷部所提供的区域内，以使得第一馈电部1032和/或第二馈电部1033利用感应馈电实现偏馈。
69.可选的，本技术实施例提供的微带天线可通过设置在芯片的封装体，或者与芯片集成在同一pcb板上，而实现天线与芯片的集成。其中，所述芯片为包含信号发射机和/或信号接收器的半导体元件。
70.本实施例的技术方案，通过介质层102、接地层和馈电层103；其中，介质层102的一侧设置有接地层，介质层102的另一侧设置有馈电层103；馈电层103包括辐射体1031、第一馈电部1032和第二馈电部1033；第一馈电部1032位于辐射体1031沿第一方向的边的对称中心的一侧，第二馈电部1033位于辐射体1031沿第一方向的边的对称中心的另一侧；第一馈电部1032和第二馈电部1033用于将信号传输至辐射体1031，第一馈电部1032和第二馈电部1033还用于传输辐射体1031接收的空间辐射信号。本技术的技术方案，通过第一馈电部和第二馈电部将不完全相同的将信号传输至辐射体，能够实现波束的重构，同时提高天线的覆盖范围。有效避免了使用多串天线赋形而带来的问题，例如，增加系统的设计复杂度和成本、需要引入功分器以实现天线的串接而造成额外的损耗等等。
71.本技术实施例还提供一种阵列天线，该阵列天线包括：多个本技术任一实施例所述的微带天线，各微带天线之间依据各自的馈电部级联。其中，各微带天线通过串联、并联、或串并混合等方式级联。
72.在一些示例中，图12是本技术实施例提供的一种阵列天线的结构示意图，其中，1032为微带天线的第一馈电部，1033微带天线的第二馈电部，从图中可以看出，各所述微带天线的第一馈电部和第二馈电部均通过相邻位置的微带天线的辐射体连接。
73.在又一些示例中，未予图示，各微带天线之间可以依据各自的馈电部进行级联可以是各微带天线的第一馈电部之间直接连接，各微带天线的第二馈电部之间直接连接。例如，各微带天线的第一馈电部之间通过连接线、连接元件等器件电连接，以及各微带天线的第二馈电部之间通过连接线、连接元件等器件电连接。
74.在另一些示例中，各微带天线之间可以依据各自的馈电部进行级联的方式是各微带天线的第一馈电部之间通过第一传输线进行感应耦合，第二馈电部之间通过第二传输线进行感应耦合；其中，第一传输线设置于第一馈电部远离辐射体的第一边的对称中心的一侧，第二传输线设置于第二馈电部点远离辐射体的第一边的对称中心的一侧。
75.具体的，图13是本技术实施例提供的另一种阵列天线的结构示意图，其中，1032为
微带天线的第一馈电部，1033微带天线的第二馈电部，黑色粗线条为传输线。具体的，位于第一馈电部旁的传输线为第一传输线，位于第二馈电部旁的传输线为第二传输线。示例性的，馈电部可以采集传输线带来的电磁感应，从而激励辐射体表面产生变化的电信号。
76.需要说明的是，上述各示例中的各微带天线的第一馈电部和/或第二馈电部的连接方式还可以有其他方式，例如，通过金属过孔将各微带天线的各第一馈电部连接至其他金属层，并通过馈电网络进行连接等。第一馈电部和第二馈电部并非一定采用相同的连接方式，根据雷达传感器的各阵列天线之间的排布设计，第一馈电部和第二馈电部之间的连接方式可以不同。例如，阵列天线中各第一馈电部通过传输线连接，第二馈电部通过相邻的辐射体连接。
77.形成所述阵列天线各层可由pcb电路板构成。具体的，本技术实施例提供的阵列天线可设置在pcb板上，且与芯片通过所述pcb板上的传输线连接，以实现天线与芯片的集成。其中，所述芯片为包含信号发射机和/或信号接收器的半导体元件，如雷达芯片。
78.本实施例的技术方案，包括多个本技术任一实施例所述的微带天线，各微带天线之间依据各自的馈电部级联。能够提高天线的覆盖范围。有效避免了使用多串天线赋形而带来的问题，例如，增加系统的设计复杂度和成本、需要引入功分器以实现天线的串接而造成额外的损耗等等。
79.图14是本技术实施例提供的一种天线组件的结构示意图，从图中可以看出，该天线组件包括：如本技术任一实施例所述的天线501和天线馈电网络502；其中，天线馈电网络502用于将所接收的第一射频信号转变为传输幅度和/或相位不完全一致的第二射频信号，并分别输入天线的不同馈电部。
80.其中，天线馈电网络502是一个信号混合器件，用于将所接收的第一射频信号转变为传输幅度和/或相位不完全一致的第二射频信号，以输入所述天线的第一馈电部和第二馈电部。其中，所接收的第一射频信号来自于芯片中的信号发射机。天线馈电网络502举例为hybrid、或功分器。以功分器为例，天线馈电网络502接收一路信号发射机所发射的第一射频信号，并将第一射频信号的功率进行分配，以形成两路幅度不同、相位相同的第二射频信号分别传输至第一馈电部和第二馈电部，以使得微带线的辐射体在一种辐射模式下辐射。以hybrid为例，天线馈电网络502连接多路信号发射机，以接收至少一路第一射频信号，其中，各路第一射频信号的幅值和/或相位不同；天线馈电网络502的各输入端和各输出端之间配置有预设的相同或不同的相位差，以使得各信号发射机在不同的工作模式下发射至少一路射频信号时，天线馈电网络502的各输出端(又称传输端口)向第一馈电部和第二馈电部所输出的每一第二射频信号的相位不同。例如，在各信号发射机的任一工作模式下，各第二射频信号之间的相位不同。其中，信号发射机的工作模式与微带线辐射体的辐射模式相对应，以便提供不同辐射方向、和/或辐射范围等信号探测。
81.需要说明的是，上述天线馈电网络为示例。利用天线馈电网络所述天线的第一馈电部和第二馈电部所接收的各射频信号的相位之间具有预设的相位差；和/或所述天线的第一馈电部和第二馈电部所接收的各射频信号的幅值之间具有预设的幅值差；或者所述天线的第一馈电部和第二馈电部所接收的各射频信号的相位和/或幅值是依据预设的组合配置而设置的。其中，所述组合配置是依据天线馈电网络中设置的阻抗结构、和/或移相结构而确定。
82.本技术实施例中，天线馈电网络502可以将所接收的第一射频信号转变为传输幅度和/或相位不完全一致的两个射频信号，并将两个射频信号分别输入天线的两个馈电部。第二射频信号为多路射频信号，天线馈电网络包括：第一传输端口，连接天线的第一馈电部，用于将其中一路第二射频信号传输至第一馈电部；第二传输端口，连接天线的第二馈电部，用于将其中另一路第二射频信号传输至第二馈电部；第一馈电部和第二馈电部均采用偏馈方式激励天线的辐射体辐射出高阶模态的电磁波波束，这样设置的好处在于能够实现波束可重构以及提高天线的覆盖范围。
83.本技术实施例提供的一种雷达射频前端，该雷达射频前端包括：天线阵列和雷达射频收发机。
84.其中，天线阵列包括多个微带天线；微带天线包括：辐射部、第一馈电部和第二馈电部；第一馈电部和第二馈电部馈电于辐射部，以使得辐射部在第一馈电部或第二馈电部的激励下形成高阶模的辐射；雷达射频收发机，耦接于天线阵列，用于将射频发射信号传输至相应天线的第一馈电部和/或第二馈电部；以及接收天线的第一馈电部和/或第二馈电部所传输的射频接收信号；雷达射频收发机调整所发射的射频发射信号的幅值和/或相位，微带天线工作于不同模式。
85.具体的，天线的第一馈电部和第二馈电部所接收的各射频信号的相位之间具有预设的相位差；和/或天线的第一馈电部和第二馈电部所接收的各射频信号的幅值之间具有预设的幅值差；或者，天线的第一馈电部和第二馈电部所接收的各射频信号的相位和/或幅值是依据预设的组合配置而设置的。
86.在另一些示例中，微带天线的各馈电部通过传输线连接不同信号发射机的发射端。在本示例中，各信号发射机所发出的各第一射频信号又称射频发射线信号，在各信号发射机的不同工作模式下，各信号发射机所输出的各射频发射信号的幅值、和/或相位不同，由此使得对应微带天线的辐射部产生不同的辐射模式。例如，两个信号发射机分别发出幅值相同、且相位相差
±
90度的两路射频发射信号，对应地，微带天线的辐射部产生偏转
±
25
°
波束指向。
87.基于上述任一种馈电示例的电路结构，在一个具体的实施例中，feed_1为第一馈电部，feed_2为第二馈电部，测量传感器包括雷达射频前端。如表1所示，其中，幅度为1表示馈电，幅度为0表示不馈电。相位为射频信号输入相应馈电部的相位，以度为单位。
88.表1
[0089][0090]
当馈电结构feed_1或feed_2单独连接信号收发机时，该天线的工作方式与图12所示的天线相似，其可有利于测量传感器测量角度信息。当馈电结构feed_1和feed_2共同连接信号收发机，且具有均衡的功率分配时，该天线可产生单一辐射主方向的电磁波，其可有利于测量传感器测量距离信息等。
[0091]
图15是本技术实施例提供的一种天线在不同模式下的电流分布示意图，图16a是本技术实施例提供的一种天线在模式一和模式二两种模式下的辐射方向的示意图，图16b是本技术实施例提供的一种天线在模式三和模式四两种模式下的辐射方向的示意图，图16c是本技术实施例提供的一种天线在模式五和模式六两种模式下的辐射方向的示意图。为说明图11所示的天线在上述6种模式下所辐射的电磁波的特性，请参阅图15，以及图16a-图16c，其分别显示了图11所示的天线示例在不同模式下的电流分布，以及辐射方向的示意图。
[0092]
以天线的结构如下所示为例：两个馈电结构feed_1和feed_2连接于辐射结构的同一第一边的两个不同馈电位置；二者之间的间距一般取0.6～0.9倍的第一边的边长w。其中，模式1和模式2分别实现了偏转25
°
和-25
°
波束指向。如图16a所示，模式1是端口feed_1馈电，端口feed_2断开；模式2是端口feed_2馈电，端口feed_1断开；此时端口激励起矩形贴片的tm11模式，由于电流分布的不对称，方向图的左右也是不对称的；同时从电流分布可以看出，此时天线的极化方向是y轴方向。
[0093]
如图16b所示，模式3和模式4分别实现了偏转25
°
和-25
°
波束指向。同模式1和模式2不同的地方在于，模式3是端口feed_1和端口feed_2同时馈电，且端口feed_2的相位相对于端口feed_1的相位有90
°
的偏差；模式4是端口feed_1和端口feed_2同时馈电，且端口feed_2的相位相对于端口feed_1的相位有-90
°
的偏差；双端口同时馈电带来的好处是功率合成，对于雷达应用而言，相比于模式1和模式2，模式3和模式4的功率增加了3db，等效全向辐射功率(eirp)也会有升3db的提升。
[0094]
此外，从电流的分布图种也能看出，模式3和模式4激励起的也是tm11模式。由于电流分布的不对称，方向图的左右也是不对称的；同时从电流分布可以看出，此时天线的极化方向是y轴方向。
[0095]
如图16c所示，模式5的方向图呈现边射特性，最大辐射方向指向0
°
方向，模式5是端口feed_1和端口feed_2同时馈电，且端口feed_1和端口feed_2的相位是同相的；从电流
分布种可以看出，此时矩形贴片的表面电流呈现tm01模的特性，天线实现的是y轴方向的极化。模式6的方向图的主波束指向
±
30
°
，而在0
°
方向呈现零陷；模式6是端口feed_1和端口feed_2同时馈电，且端口feed_1和端口feed_2的相位是反相的；从电流分布种可以看出，两侧的电流是反相的。
[0096]
利用上述6种模式，测量传感器的信号发射机可提供数字调相机制，以兼顾角传感器、距离传感器、目标追踪传感器等多种传感器的信号覆盖优势。
[0097]
本实施例的技术方案，通过本技术任一实施例所述的天线和天线馈电网络；其中，天线馈电网络用于将所接收的第一射频信号转变为传输幅度和/或相位不完全一致的第二射频信号，并分别输入天线的不同馈电部。能够产生6种不同模式的辐射方向，从而兼顾角传感器、距离传感器、目标追踪传感器等多种传感器的信号覆盖优势。
[0098]
图17是本技术实施例提供的一种雷达射频前端的结构示意图，从图中可以看出，该雷达射频前端包括：
[0099]
如本技术任一实施例所述的天线组件500和雷达射频收发机503，天线组件500的天线馈电网络502连接于天线组件500的天线501和雷达射频收发机503之间，天线馈电网络500用于将雷达射频收发机503发射的信号传输至天线501的第一馈电部5011和第二馈电部5012，并将天线501的第一馈电部5011和第二馈电部5012接收到的信号传输至雷达射频收发机503。
[0100]
在一些示例中，天线馈电网络502可以将雷达射频收发机503发送的信号转变为传输幅度和/或相位不完全一致的两个射频信号，并将两个射频信号分别输入天线501的第一馈电部5011和第二馈电部5012。
[0101]
具体的，天线馈电网络500用于改变雷达射频收发机503发射的信号到第一馈电部5011和第二馈电部5012的幅度和相位，以使天线501工作于不同模式。
[0102]
其中，第一馈电部5011和第二馈电部5012的接收的信号的幅度和相位会影响天线501的工作模式。第一馈电部5011和第二馈电部5012均采用偏馈方式以激励天线501工作于不同的模式下。
[0103]
具体的，幅度包括第一幅度和第二幅度，相位包括第一相位、第二相位、第三相位和第四相位；当第一馈电部5011输入第二幅度、第一相位的射频信号，且第二馈电部5012输入第一幅度、第一相位的射频信号时，天线501工作于模式1；当第一馈电部5011输入第一幅度、第一相位的射频信号，且第二馈电部5012输入第二幅度、第一相位的射频信号时，天线501工作于模式2；当第一馈电部5011输入第二幅度、第一相位的射频信号，且第二馈电部5012输入第二幅度、第二相位的射频信号时，天线501工作于模式3；当第一馈电部5011输入第二幅度、第一相位的射频信号，且第二馈电部5012输入第二幅度、第四相位的射频信号时，天线501工作于模式4；当第一馈电部5011输入第二幅度、第一相位的射频信号，且第二馈电部5012输入第二幅度、第一相位的射频信号时，天线501工作于模式5；当第一馈电部5011输入第二幅度、第一相位的射频信号，且第二馈电部5012输入第二幅度、第三相位的射频信号时，天线501工作于模式6。
[0104]
其中，第一幅度可以是0，第二幅度可以是1，第一相位可以是0
°
，第二相位可以是90
°
，第三相位可以是180
°
，第四相位可以是-90
°
，本技术实施例对此不进行限定。
[0105]
具体的，幅度为1表示馈电，幅度为0表示不馈电。
[0106]
本实施例的技术方案，通过本技术任一实施例所述的天线组件500和雷达射频收发机503，天线组件500的天线馈电网络502连接于天线组件500的天线501和雷达射频收发机503之间，天线馈电网络500用于将雷达射频收发机503发射的信号传输至天线501的第一馈电部5011和第二馈电部5012，并将天线501的第一馈电部5011和第二馈电部5012接收到的信号传输至雷达射频收发机503。天线馈电网络502能够将雷达射频收发机503产生的信号转变为传输幅度和/或相位不完全一致的两个射频信号，并分别输入天线的第一馈电部5011和第二馈电部5012，以使第一馈电部5011和第二馈电部5012采用偏馈方式激励天线501的辐射体辐射出高阶模态的电磁波波束。
[0107]
在另一些示例中，上述天线阵列与信号发射机的发射端对应连接，如此，信号发射机通过在不同工作模式下产生幅值和/或相位不同的射频发射信号，以使得天线阵列中的各微带天线的辐射部以对应的辐射模式产生电磁波。
[0108]
本技术又一实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：如本技术任一实施例所述的雷达射频前端，其在不同工作模式下，所述雷达射频前端中的天线发出探测信号波和接收回波信号波，并根据所述探测信号波将回波信号波处理成基带数字信号并予以输出；信号处理装置，其与雷达射频前端连接，用于对所述基带数字信号进行信号处理，以供确定与物体之间的测量信息。
[0109]
具体的，电子设备包括车辆、移动箱等有测距需求的产品。以汽车为例，根据汽车控制系统对测量传感器所提供的测量信息的需要，测量传感器的天线阵列设置在在车辆壳体上的一个或多个装配孔位置。例如，各测量传感器设置在车辆壳体的四个体角位置、和/或后视镜位置等；还可以设置在车辆的正前方和正后方，和/或车门位置等。
[0110]
所述车辆的驱动系统用于驱动车辆整体移动，如前进、倒退、转弯等。所述驱动系统举例包括：发动机、传动机构、和车轮等。
[0111]
所述车辆控制系统与所述测量传感器连接，用于根据所述测量信息提供警示信息和/或控制车辆驱动系统执行安全紧急操作。
[0112]
在此，所述车辆控制系统包括车辆的雷达警示器；甚至还可以包括自动辅助驾驶系统。以所述测量传感器连接雷达警示器为例，所述测量传感器配置在车辆后方的体角位置，该测量传感器用于将车辆体侧至车辆后方大致90
°
范围内的障碍物信息。当倒车过程中，测量传感器中的信号发射机在不同工作模式下切换，以探测不同范围的物体，并将探测到测量信息反馈给雷达警示器。当雷达警示器根据该测量传感器所提供的测量信息，确定对应范围内有障碍物时，则提供相应警示信息，如蜂鸣声、图像等。以所述测量传感器连接自动辅助驾驶系统为例，所述测量传感器配置在车辆后方的体角位置，该测量传感器通过调整信号发射机的不同工作模式，来探测不同范围的物体；在倒车过程中，当自动辅助驾驶系统根据该测量传感器所提供的测量信息，确定对应范围内有障碍物时，则控制车辆减速、甚至停止等。
[0113]
本实施例的技术方案提供了包含所述的雷达射频前端的电子设备。雷达射频前端中的天线通过设备主体上的装配孔发出探测信号波和接收回波信号波；电子设备的控制系统与雷达射频前端连接，用于根据雷达射频前端提供的信息控制电子设备驱动系统执行安全紧急操作。本技术通过调整辐射体和馈电部及其连接关系，实现在单一辐射结构的金属贴片上利用电流分布不同的特点，与带有多个辐射主方向的电磁波进行电磁转换。由此改
变了现有天线中多路天线复合使用所产生的辐射目的，并有效减小天线及天线阵列的尺寸。
[0114]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本技术中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本技术的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0115]
上述具体实施方式，并不构成对本技术保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本技术的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术保护范围之内。