一种毫米波天线的制作方法
未命名
09-03
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1.本实用新型涉及毫米波雷达领域,特别涉及一种毫米波天线。
背景技术:
2.毫米波雷达因其探测距离远、探测精度高、角分辨力强等特点成为adas系统的主要传感器。其中,天线作为毫米波雷达的重要组成部分,一直是毫米波雷达的设计重点。目前,微带天线因其成本低、便于集成等优点被广泛运用于毫米波雷达;而天线性能的稳定性与一致性直接影响到毫米波雷达成本和生产效率,因此设计便于生产、性能稳定的天线成为毫米波雷达天线的设计重点。
3.现有技术中,传统的梳状天线带宽相对较窄,对天线尺寸公差和内外角ea值控制较严苛,不利于天线量产和对天线性能的一致性进行管控。
4.为此,需要一种新的毫米波天线。
技术实现要素:
5.为此,本实用新型提供一种毫米波天线,以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。
6.根据本实用新型的一方面,提供了一种毫米波天线,包括:馈线和与馈线连接的多个天线阵元,其中,多个天线阵元包括连接到馈线的馈电端和末端的馈电端天线阵元和末端天线阵元,以及一个或多个梯形天线阵元。
7.可选地,在根据本实用新型的毫米波天线,其中,馈电端天线阵元和末端天线阵元为矩形贴片。
8.可选地,在根据本实用新型的毫米波天线,其中,梯形天线阵元包括等腰梯形贴片、上矩形贴片和下矩形贴片,上矩形贴片和下矩形贴片的长度相同,上矩形贴片的宽度与等腰梯形贴片的上底宽度相同,并连接到等腰梯形贴片的上底;下矩形贴片的宽度与等腰梯形的下底宽度相同,并连接到等腰梯形贴片的下底。
9.可选地,在根据本实用新型的毫米波天线,其中,上矩形贴片和下矩形贴片的长度范围为0.16mm-0.24mm。
10.可选地,在根据本实用新型的毫米波天线,其中,一个或多个梯形天线阵元中,每个梯形天线阵元中等腰梯形贴片的下底与两腰的第一夹角相同。
11.可选地,在根据本实用新型的毫米波天线,其中,每个天线阵元与馈线的第二夹角相同,第二夹角的范围为45
°‑
90
°
。
12.可选地,在根据本实用新型的毫米波天线,其中,多个天线阵元中还包括中位天线阵元,中位天线阵元为矩形贴片。
13.可选地,在根据本实用新型的毫米波天线,其中,若馈线连接奇数m个天线阵元,则中位天线阵元为第(m+1)/2个天线阵元;若馈线连接偶数m个天线阵元,则中位天线阵元为第m/2和第m/2+1个天线阵元。
14.可选地,在根据本实用新型的毫米波天线,其中,分馈电网络通过多个输出端口连接多个天线线阵,每个输出端口连接一个天线线阵,分馈电网络连接的多个天线线阵构成天线面阵,分馈电网络适于改变每个输出端口输出的电流幅度和相位,使得每个输出端口连接的天线线阵的电流幅度满足相应的分布。
15.可选地,在根据本实用新型的毫米波天线,其中,馈线还适于通过调整各天线阵元间的距离,控制馈入各天线阵元电流的相位,使得天线阵列向特定方向辐射。
16.本实用新型中的一种毫米波天线,包括馈线和与馈线连接的多个天线阵元,其中,多个天线阵元包括连接到馈线的馈电端和末端的馈电端天线阵元和末端天线阵元,以及一个或多个梯形天线阵元。本实用新型的毫米波天线,天线带宽较宽;天线线阵之间可以距离很近,有利于天线线阵布局设计时选择较小的阵元间距,同时在组成面阵时通过减小相邻天线线阵的间距从而可以减小天线面阵的横向尺寸。
附图说明
17.为了实现上述以及相关目的,本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面,这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式,并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述,本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开,相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。
18.图1示出了根据本实用新型的第一个实施例的天线线阵的示意图;
19.图2示出了根据本实用新型一个示范性实施例的梯形天线阵元的示意图;
20.图3示出了根据本实用新型一个示范性实施例的天线面阵的示意图;
21.图4示出了根据本实用新型的第二个实施例的天线线阵的示意图;
22.图5示出了根据本实用新型的第二个实施例的天线线阵的示意图;
23.图6示出根据本实用新型一个示范性实施例的天线方向的示意图;
24.图7示出根据本实用新型一个示范性实施例的散射参数的示意图;
25.图8示出根据本实用新型一个示范性实施例的微小阵元的示意图。
具体实施方式
26.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。
27.毫米波雷达因其探测距离远、探测精度高、角分辨力强等特点成为adas系统的主要传感器。其中,天线作为毫米波雷达的重要组成部分,一直是毫米波雷达的设计重点。目前,微带天线因其成本低、便于集成等优点被广泛运用于毫米波雷达;而天线性能的稳定性与一致性直接影响到毫米波雷达成本和生产效率,因此设计便于生产、性能稳定的天线成为毫米波雷达天线的设计重点。
28.现有技术中,传统的梳状天线带宽相对较窄,对天线尺寸公差和内外角ea值控制较严苛,不利于天线量产和对天线性能的一致性进行管控。
29.为此,本实用新型提供了一种宽带宽,天线性能稳定性和一致性较好的毫米波天线,同时本实用新型还克服了加工时内外角ea值要求严苛的问题。
30.根据本实用新型的一个实施例,本实用新型的毫米波天线包括一根馈线和与馈线连接的多个天线阵元,这些天线阵元共同组成一个天线线阵。多个天线阵元按照预设间距分布在馈线两侧,每两个天线阵元间的预设间距可相同或不同。
31.根据本实用新型的一个实施例,馈线(k)和与馈线连接的多个天线阵元可布置在介质基板(s)上。每个天线阵元均可实现为一种贴片,其中馈电端天线阵元和末路天线阵元可实现为矩形贴片,梯形天线阵元可实现为梯形贴片。
32.图1示出了根据本实用新型的第一个实施例的天线线阵的示意图,如图1所示,毫米波天线包括馈线101,在馈线101的馈电端和末端各有一个天线阵元102和天线阵元111,即馈电端天线阵元102和末路天线阵元111。馈电端天线阵元102和末路天线阵元111为矩形贴片,可分别记作rs和rm。
33.根据本实用新型的一个实施例,在实际设置天线线阵时,馈线可连接的天线阵元的数量(m)不小于3个,即m≥3,在馈电端天线阵元(rs)和末路天线阵元(rm)之间,有m-2个梯形天线阵元。
34.如图1所示,在馈电端天线阵元102和末路天线阵元111之间,沿着馈线101有多个梯形天线阵元103-110。多个梯形天线阵元103-110形状相似、宽度不同,每个梯形天线阵元由一个等腰梯形和两个与梯形底边等宽的矩形组成的。
35.图2示出了根据本实用新型一个示范性实施例的梯形天线阵元的示意图。如图2所示,梯形天线阵元包括等腰梯形贴片(d)和两个分别与等腰梯形贴片的上底和下底宽度相同的上矩形贴片(dk)和下矩形贴片(dm)。上矩形贴片和下矩形贴片的长度(l)相同。根据本实用新型的一个实施例,上矩形贴片和下矩形贴片的长度范围可具体为0.16mm-0.24mm。等腰梯形贴片的上底为较短的底边,与上矩形贴片相连,下底为较长的底边,与下矩形贴片相连。上矩形贴片和下矩形贴片的宽与等腰梯形贴片的底边平行。
36.回到图1,梯形天线阵元103-110中,每个梯形天线阵元中等腰梯形贴片的下底与两腰的第一夹角(theta)相同,根据本实用新型的一个实施例,夹角的角度范围可具体为70
°‑
80
°
。每两个梯形天线阵元中的等腰梯形贴片均为相似梯形。梯形天线阵元通过上矩形贴片与馈线相连。每个天线阵元与馈线的第二夹角相同,即每个等腰梯形贴片中垂直于两个底边的中轴线与馈线的第二夹角(phi)相等,与馈电端天线阵元和末路天线阵元的长边和馈线的第二夹角相同。馈电端天线阵元和末路天线阵元的长边是指与馈线相接并构成夹角的边。根据本实用新型的一个实施例,第二夹角的范围可具体为45
°‑
90
°
。如图1所示,馈电端天线阵元和末路天线阵元与馈线的第二夹角,与梯形天线阵元和馈线的第二夹角相同。图1中所示的第二夹角为90
°
。
37.根据本实用新型的一个实施例,馈电端天线阵元和末路天线阵元的长边的长度小于梯形天线阵元的总长度,梯形天线阵元的总长度为等腰梯形贴片的高(h)与等腰梯形贴片两底边相接的两个矩形贴片(上矩形贴片和下矩形贴片)的长度(l)的和,等腰梯形贴片的高为等腰梯形贴片的上底和下底之间的距离。梯形天线阵元的总长度=等腰梯形贴片的高(h)+上矩形贴片的长度(l)+下矩形贴片的长度(l),即梯形天线阵元的总长度=h+2l。
38.根据本实用新型的一个实施例,馈线所连接的天线阵元沿着馈线交替分布在馈线
两侧,本实用新型通过控制等腰梯形贴片的上底的宽度(w)以及矩形天线阵元(馈电端天线阵元和末路天线阵元)的宽度,来调整馈入这些天线的电流幅度,使其电流幅度服从特定的分布,从而实现旁瓣的有效抑制。
39.具体的,等腰梯形贴片的上底的宽度(w)也即上矩形贴片的宽度,宽度(w)和矩形贴片的宽度越宽,馈入天线阵元的电流就越大,通过调整这些天线阵元的宽度,就可以控制馈入每个天线阵元的电流的大小,让天线阵元的电流从中间向两侧服从特定的分布;比如需要天线的主副瓣电平比为sll,那么先利用切比雪夫多项式计算出满足该主副瓣电平比sll要求的从中间到两侧各阵元(以中位天线阵元为中间位置,天线阵元左右对称)的电流幅度比,馈入各天线阵元的电流大小与对应天线阵元的阻抗满足i1*r1=i2*r2=...=ii*ri,ii表示馈入第i个天线阵元的电流幅度,ri表示第i个天线阵元的阻抗,可以计算出对应阵元的阻抗比;再确认好便于加工制作的最窄阵元宽度,利用微带线的特性阻抗计算公式,首先计算出最窄阵元的阻抗后,结合计算出的各阵元的阻抗比就可以计算出每个阵元的阻抗,然后再利用微带线的特性阻抗计算公式就可以计算出每个阵元的宽度,从而实现控制每个阵元的宽度调整馈入这些天线的电流幅度。
40.本实用新型还通过改变天线阵元的长度来调整天线阵元的谐振频率,并展宽天线的带宽;本实用新型还通过调整这些天线阵元之间的距离来调整馈入天线阵元的相位,从而实现对天线波束指向的控制。
41.根据本实用新型的一个实施例,本实用新型的毫米波天线可保持每个梯形天线阵元中的两个矩形贴片的长度(l)和等腰梯形贴片中下底与两腰的第一夹角(theta)不变,通过调整等腰梯形贴片(d)的高(h)和馈线两端矩形贴片(rs和rm)的长度调整天线阵的谐振频率。由于天线要辐射特定频率的电磁波,必须要求其阵元的长度与该频率下波长成一定的比例,因此设置高(h)和(rs和rm)的长度越长,谐振频率越低,长度越短,谐振频率越高。
42.根据本实用新型的一个实施例,本实用新型的毫米波天线可通过调整每个梯形天线阵元中上矩形贴片(dk)的宽度(w)以及馈线两端的两个矩形贴片(rs和rm)的宽度,控制馈入每个天线阵元的电流幅度,使其服从特定的分布(例如切比雪夫分布、泰勒分布、三角分布等),从而可以实现对俯仰方向旁瓣电平的有效控制。
43.根据本实用新型的一个实施例,本实用新型通过调整各天线阵元间的距离,控制馈入各天线阵元电流的相位,使得天线阵列向所期待的方向辐射,即使得天线在俯仰方向上的波束指向呈现俯仰上特定的角度,从而进一步实现本实用新型的m元天线线阵。
44.由于电磁波在馈线(也即微带线)中传播时也是周期性传播的,当馈线长度等于该频率的电磁波在该微带线所对应的介质波长时,那么得出电磁波在馈线起点和末端位置的相位是一样的(即刚好一个周期,相位相差360
°
),因此利用馈线的长度来实现对馈线末端电流的相位控制,即通过控制相邻阵元之间的馈线长度(即阵元间距)来控制馈入每个天线阵元电流的相位。
45.进一步的,在馈线和每个阵元的连接处因为电磁波的反射,也会对馈入每个天线阵元的电流相位产生影响,因此需要综合考虑阵元间距和馈线与阵元连接处的反射来调整馈入各阵元的电流相位,实现对各阵元的相位加权,达到控制天线在俯仰上波束指向的目的。
46.根据本实用新型的一个实施例,本实用新型还根据多个天线线阵构建分馈电网
络;其中,分馈电网络通过多个输出端口连接多个天线线阵,每个输出端口连接一个天线线阵,即该分馈电网络为一分多(n)分馈电网络,连接有n个天线线阵。本实用新型可通过控制分馈电网络的每个输出端口输出的电流幅度和相位,每个输出端口连接的天线线阵的电流幅度满足指定的分布(例如切比雪夫分布、泰勒分布、三角分布等),从而实现对水平方向上旁瓣电平的有效控制,使得电流相位满足特定的要求,并进一步实现对水平方向上波束指向的有效控制,构建m*n元的天线面阵,该天线面阵中包括n个天线线阵,每个天线线阵包括m个天线阵元。
47.图3示出了根据本实用新型一个示范性实施例的天线面阵的示意图。如图3所示,图3所示出的天线面阵为10*2元的天线面阵,该天线面阵中包括2个天线线阵,每个天线线阵包括10个天线阵元。
48.图6示出根据本实用新型一个示范性实施例的天线方向的示意图。如图6所示,对图3所示的天线面阵进行测试,得到如图6所示的天线方向的示意图。
49.图7示出根据本实用新型一个示范性实施例的散射参数的示意图。如图7所示,对图7所示的天线面阵进行测试,得到如图7所示的散射参数(s)的示意图。
50.根据本实用新型的一个实施例,本实用新型的毫米波天线包括一根馈线和与馈线连接的多个天线阵元,在实际设置天线线阵时,馈线可连接的天线阵元的数量(m)不小于5个,即m≥5。当馈线连接的天线阵元的数量为奇数,即馈线连接奇数个天线阵元时,多个天线阵元按照预设间距分布在馈线两侧,每两个天线阵元间的预设间距可相同或不同。在馈线的馈电端和末端各有一个天线阵元,即馈电端天线阵元和末路天线阵元。馈电端天线阵元和末路天线阵元为矩形贴片,可分别记作rs和rm。馈线所连接的中位天线阵元,即次序为馈线所连接的中位数个天线阵元,也为矩形贴片,可记作rz0,若馈线连接的天线阵元的数量为奇数m,则中位天线阵元即为所连接的第(m+1)/2个天线阵元。
51.在馈电端天线阵元(rs)和末路天线阵元(rm)之间,有m-3个梯形天线阵元。每个梯形天线阵元包括等腰梯形贴片(d)和两个分别与等腰梯形贴片的上底和下底宽度相同的上矩形贴片(dk)和下矩形贴片(dm)。上矩形贴片和下矩形贴片的长度(l)相同。根据本实用新型的一个实施例,上矩形贴片和下矩形贴片的长度范围可具体为0.16mm-0.24mm。等腰梯形贴片的上底为较短的底边,与上矩形贴片相连,下底为较长的底边,与下矩形贴片相连。上矩形贴片和下矩形贴片的宽与等腰梯形贴片的底边平行。
52.多个梯形天线阵元中每个梯形天线阵元中等腰梯形贴片的下底与两腰的第一夹角(theta)相同,根据本实用新型的一个实施例,夹角的角度范围可具体为70
°‑
80
°
。每两个梯形天线阵元中的等腰梯形贴片均为相似梯形。梯形天线阵元通过上矩形贴片与馈线相连。每个天线阵元与馈线的第二夹角相同,即每个等腰梯形贴片中垂直于两个底边的中轴线与馈线的第二夹角(phi)相等,与馈电端天线阵元和末路天线阵元的长边和馈线的第二夹角相同。馈电端天线阵元和末路天线阵元的长边是指与馈线相接并构成夹角的边。根据本实用新型的一个实施例,第二夹角的范围可具体为45
°‑
90
°
。
53.根据本实用新型的一个实施例,馈电端天线阵元和末路天线阵元的长边的长度小于梯形天线阵元的总长度,梯形天线阵元的总长度为等腰梯形贴片的高(h)与等腰梯形贴片两底边相接的两个矩形贴片(上矩形贴片和下矩形贴片)的长度(l)的和,等腰梯形贴片的高为等腰梯形贴片的上底和下底之间的距离。梯形天线阵元的总长度=等腰梯形贴片的
高(h)+上矩形贴片的长度(l)+下矩形贴片的长度(l),即梯形天线阵元的总长度=h+2l。
54.根据本实用新型的一个实施例,本实用新型的毫米波天线包括一根馈线和与馈线连接的多个天线阵元,在实际设置天线线阵时,馈线可连接的天线阵元的数量(m)不小于5个,即m≥5。当馈线连接的天线阵元的数量为偶数,即馈线连接偶数个天线阵元时,多个天线阵元按照预设间距分布在馈线两侧,每两个天线阵元间的预设间距可相同或不同。在馈线的馈电端和末端各有一个天线阵元,即馈电端天线阵元和末路天线阵元。馈电端天线阵元和末路天线阵元为矩形贴片,可分别记作rs和rm。馈线所连接的中位天线阵元,即次序为馈线所连接的中位数个天线阵元,也为矩形贴片,可记作rz1和rz2,若馈线连接的天线阵元的数量为偶数m,则中位天线阵元即为所连接的第m/2和第m/2+1个天线阵元。
55.在馈电端天线阵元(rs)和末路天线阵元(rm)之间,有m-3个梯形天线阵元。每个梯形天线阵元包括等腰梯形贴片(d)和两个分别与等腰梯形贴片的上底和下底宽度相同的上矩形贴片(dk)和下矩形贴片(dm)。上矩形贴片和下矩形贴片的长度(l)相同。根据本实用新型的一个实施例,上矩形贴片和下矩形贴片的长度范围可具体为0.16mm-0.24mm。等腰梯形贴片的上底为较短的底边,与上矩形贴片相连,下底为较长的底边,与下矩形贴片相连。上矩形贴片和下矩形贴片的宽与等腰梯形贴片的底边平行。
56.多个梯形天线阵元中每个梯形天线阵元中等腰梯形贴片的下底与两腰的第一夹角(theta)相同,根据本实用新型的一个实施例,夹角的角度范围可具体为70
°‑
80
°
。每两个梯形天线阵元中的等腰梯形贴片均为相似梯形。梯形天线阵元通过上矩形贴片与馈线相连。每个天线阵元与馈线的第二夹角相同,即每个等腰梯形贴片中垂直于两个底边的中轴线与馈线的第二夹角(phi)相等,与馈电端天线阵元和末路天线阵元的长边和馈线的第二夹角相同。馈电端天线阵元和末路天线阵元的长边是指与馈线相接并构成夹角的边。根据本实用新型的一个实施例,第二夹角的范围可具体为45
°‑
90
°
。
57.根据本实用新型的一个实施例,馈电端天线阵元和末路天线阵元的长边的长度小于梯形天线阵元的总长度,梯形天线阵元的总长度为等腰梯形贴片的高(h)与等腰梯形贴片两底边相接的两个矩形贴片(上矩形贴片和下矩形贴片)的长度(l)的和,等腰梯形贴片的高为等腰梯形贴片的上底和下底之间的距离。梯形天线阵元的总长度=等腰梯形贴片的高(h)+上矩形贴片的长度(l)+下矩形贴片的长度(l),即梯形天线阵元的总长度=h+2l。
58.图4示出了根据本实用新型的第二个实施例的天线线阵的示意图。如图4所示,该天线线阵包括偶数个天线阵元,并且包括8个天线阵元,其中,4个天线阵元为馈电端天线阵元和末路天线阵元,馈线所连接的中位天线阵元,即次序为馈线所连接的中位数个天线阵元,也为矩形贴片,可记作rz1和rz2,即第4个和第5个天线阵元为中位天线阵元,也为矩形贴片。
59.根据本实用新型的一个实施例,馈线所连接的天线阵元沿着馈线交替分布在馈线两侧,本实用新型通过控制等腰梯形贴片的上底的宽度(w)以及矩形天线阵元(馈电端天线阵元和末路天线阵元)的宽度,来调整馈入这些天线的电流幅度,使其电流幅度服从特定的分布,从而实现旁瓣的有效抑制;并且通过改变天线阵元的长度来调整天线阵元的谐振频率,并展宽天线的带宽;本实用新型还通过调整这些天线阵元之间的距离来调整馈入天线阵元的相位,从而实现对天线波束指向的控制。
60.根据本实用新型的一个实施例,本实用新型的毫米波天线可保持每个梯形天线阵
元中的两个矩形贴片的长度(l)和等腰梯形贴片中下底与两腰的第一夹角(theta)不变,通过调整等腰梯形贴片(d)的高(h)和馈线两端矩形贴片(rs和rm)的长度调整天线阵的谐振频率。
61.根据本实用新型的一个实施例,本实用新型的毫米波天线可通过调整每个梯形天线阵元中上矩形贴片(dk)的宽度(w)以及馈线两端的两个矩形贴片(rs和rm)的宽度,控制馈入每个天线阵元的电流幅度,使其服从特定的分布(例如切比雪夫分布、泰勒分布、三角分布等),从而可以实现对俯仰方向旁瓣电平的有效控制。
62.根据本实用新型的一个实施例,本实用新型通过调整各天线阵元间的距离,控制馈入各天线阵元电流的相位,使得天线阵列向所期待的方向辐射,即使得天线在俯仰方向上的波束指向呈现俯仰上特定的角度,从而进一步实现本实用新型的m元天线线阵。
63.根据本实用新型的一个实施例,本实用新型还根据多个天线线阵构建分馈电网络;其中,分馈电网络通过多个输出端口连接多个天线线阵,每个输出端口连接一个天线线阵,即该分馈电网络为一分多(n)分馈电网络,连接有n个天线线阵。本实用新型可通过控制分馈电网络的每个输出端口输出的电流幅度和相位,每个输出端口连接的天线线阵的电流幅度满足指定的分布(例如切比雪夫分布、泰勒分布、三角分布等),从而实现对水平方向上旁瓣电平的有效控制,使得电流相位满足特定的要求,并进一步实现对水平方向上波束指向的有效控制,构建m*n元的天线面阵,该天线面阵中包括n个天线线阵,每个天线线阵包括m个天线阵元。
64.图5示出了根据本实用新型的第二个实施例的天线线阵的示意图。如图5所示,该天线线阵包括偶数个天线阵元,并且包括8个天线阵元,其中,4个天线阵元为馈电端天线阵元和末路天线阵元,馈线所连接的中位天线阵元,即次序为馈线所连接的中位数个天线阵元,也为矩形贴片,可记作rz1和rz2,即第4个和第5个天线阵元为中位天线阵元,也为矩形贴片。每个天线阵元与馈线的第二夹角(phi)设置为60
°
。
65.本实用新型的毫米波天线,兼顾了宽带宽,由于设计为矩形贴片,克服了两端阵元过窄不便于加工的问题,而且天线性能稳定性和一致性较好。本实用新型的毫米波天线,天线带宽较宽;天线线阵之间可以距离很近,有利于天线线阵布局设计时选择较小的阵元间距,同时在组成面阵时通过减小相邻天线线阵的间距从而可以减小天线面阵的横向尺寸。
66.梯形天线阵元可以看成是由梯形垂直于底边多个长度不等的微小阵元组成的。图8示出根据本实用新型一个示范性实施例的微小阵元的示意图。
67.如图8所示,每个不同长度的微阵元对应一个谐振频率,这样多个不同长度的微阵元就会有多个不同的谐振频率,这些不同的谐振频率组合在一起具有展宽带宽的作用。ea值的大小主要影响梯形天线阵元中微小阵元的长度,而这些微小阵元长度的改变会影响其对应的谐振频率,从而影响整个梯形天线阵元的谐振频率,进一步会影响到整个天线阵列的谐振频率,但是因为梯形天线阵元展宽了天线阵列的带宽,对于相同的工作频段(即产品要求天线工作的频率范围,天线的工作带宽小于天线的实际带宽),天线的实际带宽越宽,那么允许的天线谐振频率变化范围就越大,对应的ea值变化范围也越大。
68.因此,本实用新型的天线对内外角的方盘拐角值(ea值)容忍度较高,利于天线的加工生产,同时也易于测量天线的尺寸,从而可以有效地控制天线性能的稳定性和一致性。
69.在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本实用新型的
实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
70.类似地,应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个,在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中,本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。
71.本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组间可以布置在如该实施例中所描述的设备中,或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。
72.本领域那些技术人员可以理解,可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组间组合成一个模块或单元或组间,以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组间。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外,可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述,本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
73.此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。
74.如在此所使用的那样,除非另行规定,使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例,并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
75.尽管根据有限数量的实施例描述了本实用新型,但是受益于上面的描述,本技术领域内的技术人员明白,在由此描述的本实用新型的范围内,可以设想其它实施例。此外,应当注意,本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的,而不是为了解释或者限定本实用新型的主题而选择的。因此,在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本实用新型的范围,对本实用新型所做的公开是说明性的,而非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求书限定。
技术特征:
1.一种毫米波天线,包括:馈线和与馈线连接的多个天线阵元,其中,所述多个天线阵元包括连接到馈线的馈电端和末端的馈电端天线阵元和末端天线阵元,以及一个或多个梯形天线阵元。2.如权利要求1所述的毫米波天线,其中,所述馈电端天线阵元和末端天线阵元为矩形贴片。3.如权利要求1或2所述的毫米波天线,其中,所述梯形天线阵元包括等腰梯形贴片、上矩形贴片和下矩形贴片,上矩形贴片和下矩形贴片的长度相同,上矩形贴片的宽度与等腰梯形贴片的上底宽度相同,并连接到等腰梯形贴片的上底;下矩形贴片的宽度与等腰梯形的下底宽度相同,并连接到等腰梯形贴片的下底。4.如权利要求3所述的毫米波天线,其中,上矩形贴片和下矩形贴片的长度范围为0.16mm-0.24mm。5.如权利要求3所述的毫米波天线,其中,所述一个或多个梯形天线阵元中,每个梯形天线阵元中等腰梯形贴片的下底与两腰的第一夹角相同。6.如权利要求1所述的毫米波天线,其中,每个天线阵元与馈线的第二夹角相同,所述第二夹角的范围为45
°‑
90
°
。7.如权利要求1所述的毫米波天线,其中,所述多个天线阵元中还包括中位天线阵元,所述中位天线阵元为矩形贴片。8.如权利要求7所述的毫米波天线,其中,若所述馈线连接奇数m个天线阵元,则所述中位天线阵元为第(m+1)/2个天线阵元;若所述馈线连接偶数m个天线阵元,则所述中位天线阵元为第m/2和第m/2+1个天线阵元。9.如权利要求1所述的毫米波天线,其中,分馈电网络通过多个输出端口连接多个天线线阵,每个输出端口连接一个天线线阵,分馈电网络连接的多个天线线阵构成天线面阵,所述分馈电网络适于改变每个输出端口输出的电流幅度和相位,使得每个输出端口连接的天线线阵的电流幅度满足相应的分布。10.如权利要求1所述的毫米波天线,其中,所述馈线还适于通过调整各天线阵元间的距离,控制馈入各天线阵元电流的相位,使得天线阵列向特定方向辐射。
技术总结
本实用新型涉及毫米波雷达领域,公开了一种毫米波天线,本实用新型中的一种毫米波天线,包括馈线和与馈线连接的多个天线阵元,其中,多个天线阵元包括连接到馈线的馈电端和末端的馈电端天线阵元和末端天线阵元,以及一个或多个梯形天线阵元。本实用新型的毫米波天线,天线带宽较宽;天线线阵之间可以距离很近,有利于天线线阵布局设计时选择较小的阵元间距,同时在组成面阵时通过减小相邻天线线阵的间距从而可以减小天线面阵的横向尺寸。间距从而可以减小天线面阵的横向尺寸。间距从而可以减小天线面阵的横向尺寸。
技术研发人员:王俊涛 黄志强 李旭阳 周恺
受保护的技术使用者:赛恩领动(上海)智能科技有限公司
技术研发日:2023.06.05
技术公布日:2023/9/1
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