一种宽波束毫米波平板天线的制作方法

1.本实用新型涉及毫米波雷达天线技术领域，更具体地，涉及一种宽波束毫米波平板天线。


背景技术：

2.随着雷达技术和组网通信技术的发展，对毫米波天线有了更多的需求。
3.现有的场景中，例如感应、车道预警和盲区监测等，会存在天线角度较窄的问题，需要保证天线覆盖更大范围。现有技术的毫米波平板阵列天线3db带宽小，无法得到更大的角度。如果需要得到更大的角度，只能采用多个毫米波平板天线组装带有安装角度的结构，实现更大角度。
4.但现有技术存在以下问题：
5.1：现有技术平板阵列天线角度小，3db带宽角度只能实现70～80度，无法实现更大角度的覆盖；
6.2：采用多个毫米波平板天线组装带有安装角度的结构，可以实现更大角度，但物料成本高且一致性无法控制。
7.因此，现在亟需一种宽波束毫米波平板天线来解决上述问题。


技术实现要素：

8.本实用新型提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种宽波束毫米波平板天线，根据本实用新型提供的第一方面，本实用新型提供一种宽波束毫米波平板天线，包括：
9.多个宽波束辐射单元，每个宽波束辐射单元包括微带贴片辐射单元、馈电线路、功分器和角度调试微带线，所述馈电线路排列形成馈线网络；
10.其中，所述馈线网络的垂直极化辐射与所述微带贴片辐射单元的水平极化辐射在水平方向合成宽波束天线；
11.所述功分器和角度调试微带线，用于调整控制每一个所述微带贴片辐射单元的激励幅度、相位和角度。
12.所述宽波束辐射单元排列在同一平板内。
13.其中，所述宽波束毫米波平板天线的第一面是介质层，与所述第一面对立的第二面是整面的金属接地板。
14.其中，所述宽波束毫米波平板天线是单层介质基片形式组成。
15.其中，所述馈线网络与所述微带贴片辐射单元之间形成角度，调节所述角度以控制调整宽波束角度和天线不圆度。
16.其中，所述馈电线路为50欧姆馈电线路。
17.本实用新型实施例提供的一种宽波束毫米波平板天线，可以实现天线水平方向宽波束角度，3db带宽可达120度以上，天线的俯仰角度宽度都可以根据需要设计出来，天线的
副瓣电平也可以根据需要来进行综合，实现不同垂直方向角度的天线设计。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例提供的一种宽波束毫米波平板天线结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例提供的单个宽波束辐射单元的结构示意图；
20.图3是本实用新型宽波束天线与现有技术天线-水平方向图对比图；
21.图4是本实用新型实施例的宽波束天线俯仰方向图；
22.图5是本实用新型实施例的天线回波损耗图。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
24.图1是本实用新型实施例提供的一种宽波束毫米波平板天线结构示意图，如图1所示，包括：
25.多个宽波束辐射单元，每个宽波束辐射单元包括微带贴片辐射单元、馈电线路、功分器和角度调试微带线，所述馈电线路排列形成馈线网络；
26.其中，所述馈线网络的垂直极化辐射与所述微带贴片辐射单元的水平极化辐射在水平方向合成宽波束天线；
27.所述功分器和角度调试微带线，用于调整控制每一个所述微带贴片辐射单元的激励幅度、相位和角度。
28.在图1中，201中包含有微带贴片辐射单元、50欧姆馈电线路、功分器和角度调试微带线，202是介质层，203是金属接地板，304是50欧姆馈电线路，305是第一微带贴片辐射单元，306是第二微带贴片辐射单元，307是第三微带贴片辐射单元，308是第四微带贴片辐射单元，309是第五微带贴片辐射单元，310是第六微带贴片辐射单元，311是第一功分器，312是第二功分器，313是第三功分器，314是第四功分器，315是第五功分器，316是角度调试微带线。
29.可以理解的是，图中6个宽波束辐射单元的组合形式是本实用新型实施例的设计，具体的数量会根据实际情况进行调整。
30.图2是本实用新型实施例提供的单个宽波束辐射单元的结构示意图，如图2所示，201包括有微带贴片辐射单元、馈线网络，202是介质层，
31.203是金属接地板，204是馈线网络，205是微带贴片辐射单元，206是角度调试微带线。
32.具体的，为了使微带阵列天线实现容易，降低成本；本专利采用微带贴片辐射单元，如图3所示。将微带贴片辐射单元、50欧姆馈电线路、功分器和角度调试微带线都放到同一个平板内，通过调整天线辐射单元的功率分配、相位、角度调试微带线长度；从而实现天线宽波束毫米波平板天线。利用馈线网络的垂直极化辐射与贴片辐射单元的水平极化辐射在水平方向合成宽波束天线，通过馈线网络功分器功率分配，改变每一个微带贴片辐射单元的激励幅度、相位，就可以进行天线赋形，设计毫米波平板天线。
33.本实用新型实施例提供的一种宽波束毫米波平板天线，可以实现天线水平方向宽
波束角度，3db带宽可达120度以上，天线的俯仰角度宽度都可以根据需要设计出来，天线的副瓣电平也可以根据需要来进行综合，实现不同垂直方向角度的天线设计。
34.在上述实施例的基础上，所述宽波束辐射单元排列在同一平板内。可以理解的是，本实用新型实施例提供的天线为毫米波平板天线，微带贴片辐射单元、50欧姆馈电线路、功分器和角度调试微带线都放到同一个平板内，通过调整天线辐射单元的功率分配、相位、角度调试微带线长度，从而实现天线宽波束毫米波平板天线，可以实现天线水平方向宽波束角度，3db带宽可达120度以上。
35.在上述实施例的基础上，所述宽波束毫米波平板天线的第一面是介质层，与所述第一面对立的第二面是整面的金属接地板。
36.如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的是一个宽波束毫米波平板天线，水平方向是宽波束角度，介质的另一面是整个的金属接地板。
37.所述宽波束毫米波平板天线是单层介质基片形式组成，具有可靠性高、制造简单、成本低等优势。
38.在上述实施例的基础上，所述馈线网络与所述微带贴片辐射单元之间形成角度，调节所述角度以控制调整宽波束角度和天线不圆度。
39.通过调整馈线网络与与贴片辐射单元之间的角度调试微带线长度，优化宽波束角度和天线不圆度。
40.在上述实施例的基础上，所述馈电线路为50欧姆馈电线路。可以理解的是，本实用新型实施例中馈电线路优选的均为50欧姆馈电线路。
41.具体的，本实用新型进行了设计实验，参数如下：设计宽波束毫米波平板天线，工作频率61.5ghz，介质材料选用ro4835，介电常数3.48，介质厚度0.102mm。
42.2：天线俯仰方向有6个微带贴片辐射单元，6个微带贴片辐射单元尺寸一致。
43.3：天线俯仰方向有5个功分器；功分器从左往右分配的功率比为：0.4：0.5：0.5：0.5：0.5：0.4，以抑制副瓣电平；可使平板天线俯仰方向两侧呈对称性的设计，满足俯仰方向的理论设计。
44.4：优化宽波束平板天线，角度调试微带线长度即微带贴片辐射单元与功分器之间距离＝1.3m。
45.图3是本实用新型宽波束天线与现有技术天线-水平方向图对比图，图4是本实用新型实施例的宽波束天线俯仰方向图，图5是本实用新型实施例的天线回波损耗图，图3中_____代表本实用新型宽波束天线水平方向图
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代表现有技术天线水平方向图，明显可以看出本实用新型提供的方案天线水平方向宽波束角度更宽。
46.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
47.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该
计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
48.最后，本技术的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种宽波束毫米波平板天线，其特征在于，包括：多个宽波束辐射单元，每个宽波束辐射单元包括微带贴片辐射单元、馈电线路、功分器和角度调试微带线，所述馈电线路排列形成馈线网络；其中，所述馈线网络的垂直极化辐射与所述微带贴片辐射单元的水平极化辐射在水平方向合成宽波束天线；所述功分器和角度调试微带线，用于调整控制每一个所述微带贴片辐射单元的激励幅度、相位和角度。2.根据权利要求1所述的宽波束毫米波平板天线，其特征在于，所述宽波束辐射单元排列在同一平板内。3.根据权利要求2所述的宽波束毫米波平板天线，其特征在于，所述宽波束毫米波平板天线的第一面是介质层，与所述第一面对立的第二面是整面的金属接地板。4.根据权利要求3所述的宽波束毫米波平板天线，其特征在于，所述宽波束毫米波平板天线是单层介质基片形式组成。5.根据权利要求2所述的宽波束毫米波平板天线，其特征在于，所述馈线网络与所述微带贴片辐射单元之间形成角度，调节所述角度以控制调整宽波束角度和天线不圆度。6.根据权利要求2所述的宽波束毫米波平板天线，其特征在于，所述馈电线路为50欧姆馈电线路。

技术总结
本实用新型提供一种宽波束毫米波平板天线，包括：多个宽波束辐射单元，每个宽波束辐射单元包括微带贴片辐射单元、馈电线路、功分器和角度调试微带线，所述馈电线路排列形成馈线网络；其中，所述馈线网络的垂直极化辐射与所述微带贴片辐射单元的水平极化辐射在水平方向合成宽波束天线；所述功分器和角度调试微带线，用于调整控制每一个所述微带贴片辐射单元的激励幅度、相位和角度。本实用新型实施例提供的一种宽波束毫米波平板天线，可以实现天线水平方向宽波束角度，3dB带宽可达120度以上，天线的俯仰角度宽度都可以根据需要设计出来，天线的副瓣电平也可以根据需要来进行综合，实现不同垂直方向角度的天线设计。现不同垂直方向角度的天线设计。现不同垂直方向角度的天线设计。


技术研发人员：胡志勇 陈瑞 刘景顺
受保护的技术使用者：巍泰技术（武汉）有限公司
技术研发日：2023.03.07
技术公布日：2023/8/5