用于毫米波雷达的天线单元的制作方法

1.本实用新型涉及一种天线单元，能用作接收天线也能用作发射天线，具有低副瓣、宽带、宽波束的特性。


背景技术：

2.高级驾驶辅助系统(advanced driver assistance system，简称adas)系统是利用安装于车上的各式各样的传感器，在第一时间收集车内外的环境数据，以进行静/动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理，从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险，以引起注意和提高安全性的主动安全技术。其中，毫米波雷达凭借其众多的优势，成为adas系统中不可或缺的核心传感器。然而，传统的毫米波雷达的探测性能已无法满足当前日益增长的探测需求，这很大程度上限制了adas系统的发展。因此，如何提高毫米波雷达的探测性能成为本领域亟待解决的问题。
3.在4d角雷达的应用中，对雷达fov探测范围、带宽和抗干扰能力提出了新的要求，因此对天线单元也提出了新的挑战。传统的微带串馈天线、梳状天线的波束宽度以及带宽无法满足要求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是：提供一款结构简单易于加工的低副瓣、宽带、宽波束天线。
5.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种用于毫米波雷达的天线单元，其特征在于，包括介质层，在介质层的上表面及下表面分布设有天线层和地层；
6.天线层包括天线主体、起带宽调节作用的带宽调节贴片和副瓣电平调节贴片，其中：带宽调节贴片包裹在天线主体的两侧，且在天线主体与带宽调节贴片之间形成有避让间隙；副瓣电平调节贴片位于天线主体的末端，且与天线主体之间有一定的间隙。
7.优选地，所述天线层和所述地层为金属覆铜层。
8.优选地，所述副瓣电平调节贴片倾斜设置。
9.优选地，所述副瓣电平调节贴片为矩形贴片。
10.优选地，在所述天线主体上分布有馈线、阻抗变换器、多个枝节以及多个辐射边缘，其中：馈线以及阻抗变换器位于天线主体的前端，且露于所述带宽调节贴片外；所有枝节以及辐射边缘被所述带宽调节贴片包裹，相邻的两个枝节在连接处产生辐射边缘，相邻的四个枝节及在连接处产生的两个辐射边缘共同组成一个w形结构。
11.优选地，分布于两端的所述枝节的长度短于分布于中部的所述枝节的长度。
12.优选地，分布于两端的相邻两个所述枝节之间的夹角大于分布于中部的相邻两个所述枝节之间的夹角。
13.本实用新型公开的一种天线单元可以用作收发天线，具有低副瓣、宽带、宽波束的特性，其本身具有极宽的波束宽度，再通过对枝节夹角及辐射边缘长度的联合控制，实现了各个辐射边缘上激励能量的调整，从而实现低副瓣设计。同时在天线末端添加副瓣电平调
节贴片，产生寄生辐射，进一步改善了副瓣电平。并且天线两端的阻抗调节贴片能够进一步改善阻抗带宽。其宽低副瓣、宽波束、宽带的特点满足了4d毫米波角雷达对fov探测范围、带宽、抗干扰能力的高要求。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例提供的天线剖面图；
15.图2是本实用新型实施例提供的天线正视图；
16.图3是本实用新型实施例提供的天线主体结构图；
17.图4是本实用新型实施例提供的2ghz带宽内的归一化方向图；
18.图5是本实用新型实施例提供的驻波比带宽示意图；
19.图6是本实用新型另一种实施例提供的天线正视图。
具体实施方式
20.下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
21.如图1所示，本实施例公开的一种用于毫米波雷达的天线单元由天线层1、介质层2以及地层3组成。天线层1位于介质层2的上表面，地层3位于介质层2的下表面。天线层1和地层3为金属覆铜层。
22.如图2所示，天线层1包括天线主体11、带宽调节贴片12和副瓣电平调节贴片13。
23.如图3所示，天线主体11由馈线111、阻抗变换器112、多个枝节113和多个辐射边缘114组成。馈线111用于连接外部发射或者接收通道，阻抗变换器112用于调节阻抗匹配。相邻的枝节113在连接处产生辐射边缘114，任意四个相邻枝节113和其中的辐射边缘114组成类似w形结构。通过联合调整各相邻枝节113的夹角和辐射边缘114的尺寸，可以控制辐射边缘114的激励能量满足锥削分布，从而实现低副瓣。每个枝节113的尺寸、辐射边缘114的尺寸和相邻枝节113的夹角都可以独立调整，使天线的性能指标调节更加灵活。分布于天线主体11中部的枝节113的长度要略长于分布于两端枝节113的长度。分布于天线主体11中部的相邻枝节113的夹角要小于分布于两端相邻枝节113的夹角。枝节113的个数随增益指标变化，增益越高，枝节113的个数越多。
24.带宽调节贴片12包裹在天线主体11两侧，可以看作是一个大的矩形贴片与天线主体11形成避让间隙后形成，通过控制避让间隙的大小，可以调节阻抗带宽。带宽调节贴片12的形式不唯一，可以是一对如图6所示的平行微带线或者只要位于天线主体11两侧并起到带宽调节作用的，都可定义为阻抗调节贴片。添加带宽调节贴片12后，天线整体的宽度依旧小于二分之一波长，不会限制阵列布局的自由度。
25.副瓣电平调节贴片13是一个倾斜的矩形贴片，位于天线主体11末端，距离天线主体11有一定的间隙，产生寄生辐射，通过调整间隙大小、倾斜角度、贴片尺寸可以进一步改善天线副瓣电平。


技术特征：
1.一种用于毫米波雷达的天线单元，其特征在于，包括介质层，在介质层的上表面及下表面分布设有天线层和地层；天线层包括天线主体、起带宽调节作用的带宽调节贴片和副瓣电平调节贴片，其中：带宽调节贴片包裹在天线主体的两侧，且在天线主体与带宽调节贴片之间形成有避让间隙；副瓣电平调节贴片位于天线主体的末端，且与天线主体之间有一定的间隙。2.如权利要求1所述的一种用于毫米波雷达的天线单元，其特征在于，所述天线层和所述地层为金属覆铜层。3.如权利要求1所述的一种用于毫米波雷达的天线单元，其特征在于，所述副瓣电平调节贴片倾斜设置。4.如权利要求3所述的一种用于毫米波雷达的天线单元，其特征在于，所述副瓣电平调节贴片为矩形贴片。5.如权利要求1所述的一种用于毫米波雷达的天线单元，其特征在于，在所述天线主体上分布有馈线、阻抗变换器、多个枝节以及多个辐射边缘，其中：馈线以及阻抗变换器位于天线主体的前端，且露于所述带宽调节贴片外；所有枝节以及辐射边缘被所述带宽调节贴片包裹，相邻的两个枝节在连接处产生辐射边缘，相邻的四个枝节及在连接处产生的两个辐射边缘共同组成一个w形结构。6.如权利要求5所述的一种用于毫米波雷达的天线单元，其特征在于，分布于两端的所述枝节的长度短于分布于中部的所述枝节的长度。7.如权利要求5所述的一种用于毫米波雷达的天线单元，其特征在于，分布于两端的相邻两个所述枝节之间的夹角大于分布于中部的相邻两个所述枝节之间的夹角。

技术总结
本实用新型涉及一种用于毫米波雷达的天线单元，其特征在于，包括介质层，在介质层的上表面及下表面分布设有天线层和地层；天线层包括天线主体、起带宽调节作用的带宽调节贴片和副瓣电平调节贴片，其中：带宽调节贴片包裹在天线主体的两侧，且在天线主体与带宽调节贴片之间形成有避让间隙；副瓣电平调节贴片位于天线主体的末端，且与天线主体之间有一定的间隙。本实用新型公开的一种天线单元可以用作收发天线，具有低副瓣、宽带、宽波束的特性，其本身具有极宽的波束宽度，实现了各个辐射边缘上激励能量的调整，从而实现低副瓣设计。进一步改善了副瓣电平。并且天线两端的阻抗调节贴片能够进一步改善阻抗带宽。能够进一步改善阻抗带宽。能够进一步改善阻抗带宽。


技术研发人员：李文超 周明宇 薛旦 史颂华 陆玉国 韩加鹏 刘明
受保护的技术使用者：上海几何伙伴智能驾驶有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/9/13