CN103098300A - 用于雷达传感器的组合天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于雷达传感器的组合天线，所述组合天线具有一个馈电线路（14）、多个天线元件（10），所述多个天线元件分别通过一个输送线路（12）与所述馈电线路连接，并且所述组合天线具有用于分配功率到所述天线元件（10）上的电路元件（16，18，20），其特征在于，所述馈电线路（14）在一个端部（15）处被构造为反射的，并且用于功率分配的所述电路元件（16，18，20）仅仅设置在所述输送线路（12）中。

Description

用于雷达传感器的组合天线

技术领域

本发明涉及一种用于雷达传感器的组合天线，所述组合天线具有一个馈电线路、多个天线元件，所述多个天线元件分别通过一个输送线路与所述馈电线路连接，并且所述组合天线具有用于分配功率到所述天线元件上的电路元件。

背景技术

本发明尤其涉及用于雷达传感器的组合天线，所述雷达传感器在机动车中与驾驶员辅助系统一起使用，例如用于在自动距离调节系统（ACC：Adaptive Cruise Control：自适应巡航控制）中对在前行驶的车辆进行定位。所述雷达传感器通常以24GHz或者77GHz的频率工作。

微带技术中的平面天线在这些应用中的优点是：其可相对成本有利地制造并且能够实现扁平的结构类型，并且不需要不同线路系统或者线路类型之间的过渡。能够如同其他电路组件那样简单地通过相应的微带导体在印刷电路板上构成所述天线元件。

在组合天线——也称作天线阵列中，将待辐射的功率如此馈入不同的天线元件中，使得通过由不同的天线元件发射的射束的叠加和干涉产生所期望的方向特性。对此，必须合适地协调引入各个天线元件中的微波的功率和相位。通常期望具有窄的主瓣和在很大程度上被抑制的旁瓣的方向特性。然而，因为仅仅有限的空间可用于雷达传感器并且因此也用于天线，所以大多不能实现旁瓣的完全抑制。

在开始提到的类型的传统组合天线中，通到各个天线元件的输送线路从所述馈电线路分支，并且在馈电线路中在所述分支处设有所谓的变换器，所述变换器通过线路阻抗的适当变换引起天线元件上的所期望的功率分配。在微带技术的天线中，变换器通常通过具有不同宽度以及具有相应于线路上的微波波长的四分之一的长度的线路区段构成。

然而，馈电线路中的变换器是导致不期望的辐射和反射的干扰部位。这不仅限制抑制旁瓣的可能性，而且也阻碍了交叉偏振的抑制，所述交叉偏振的抑制例如为了避免通过其他系统的干扰往往是所期望的。通常，由雷达传感器发射和接收的射束具有确定的偏振，例如在确定的方向上的线性偏振。交叉偏振理解为具有与其正交的偏振的射束分量。

基于分支设计中的限制，大多也没有实现将整体上通过馈电线路输送的功率完全分配到天线元件上并且通过天线元件发射。多余的功率大多残留在馈电线路上并且必须在所述馈电线路的端部上或者被发射或者被消除。然而，不期望的功率的辐射又导致更明显的旁瓣。借助特殊的吸收器消除多余的功率的缺点是，吸收器造成额外的成本并且需要额外的空间。此外，所述解决方案的缺点是，出现整体上更高的功率损失。

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于雷达传感器的组合天线，其损失少地工作并且能够实现旁瓣的有效抑制。

根据本发明，所述任务通过以下方式解决：馈电线路在一个端部处被构造为反射的，并且用于功率分配的电路元件仅仅设置在输送线路中。

在根据本发明的组合天线中，多余的功率不在馈电线路的端部处被辐射（这导致不期望的旁瓣）并且也不借助吸收器消除（这导致不期望的损失），而是多余的功率被反射并且由此被重新引入所述天线元件中，从而所述多余的功率可能通过所述天线元件以期望的方向特性辐射。此外，根据本发明，用于功率分配的电路元件——如变换器等等不是设置在馈电线路上，而是设置在通到各个天线元件的输送线路中。这具有以下优点：通过所述电路元件引起的效果与馈电线路中的微波的传播方向无关。变换器因此以与影响原来在正向上通过馈电线路输送的功率相同的方式影响在馈电线路中在反向上传播并且然后通过输送线路进入天线元件中的反射功率。如果变换器设置在馈电线路中，则这是不可能的，因为变换器必须或者位于馈电线路中的分支的一侧上或者另一侧上并且因此在分支点处不存在对称的、取决于方向的关系。此外，缺少馈电线路中的变换器和相似的电路元件也使交叉偏振的抑制变得容易。

本发明的有利构型和扩展方案在从属权利要求中说明。

用于功率分配的电路元件不仅可以涉及变换器，而且例如也可以涉及具有减少的宽度的输送线路或者仅仅容性耦合到馈电线路上的输送线路。借助所述类型的电路元件能够限制传输到天线元件中的功率，这尤其对于组合天线的终端天线元件是经常所期望的。

馈电线路的端部处的微波反射可以通过开放的端部或者封闭的（短路的）端部或者也可以通过合适的终端装置来实现。

附图说明

接下来根据附图详细解释实施例。

附图示出：

图1：根据本发明的一个实施方式的具有四个设置成一行的天线元件的组合天线；

图2至4：用于分配功率到天线元件上的不同构造的电路元件的实施例；

图5和6：馈电线路的反射端部的替代实施方式。

具体实施方式

在图1中示出的组合天线例如以微带技术构造在印刷电路板上并且具有四个设置在一行（或者一列）中的方形的天线元件10，所述天线元件分别通过一个输送线路12与共同的馈电线路14连接，通过所述馈电线路给天线元件供给微波功率。

微波功率由未示出的振荡器产生并且朝着在图1中通过箭头A所示的方向在馈电线路14中传播并且随后通过输送线路12射出到天线元件10中，所述微波功率从所述天线元件被发射。微波射束的接收相应地在相反方向上进行。

每个输送线路12在图1中示出的示例中包含一个变换器16，其确保了向所分配的天线元件10以正确的相位输送正确量的功率。所述变换器分别通过加宽的线路区段构成，其长度相应于微波射束的波长的四分之一。

馈电线路14的端部15在图1中构造为开放的端部，在所述端部处微波射束被反射，如通过箭头B象征性表示的那样。例如如此选择用于各个天线元件10的输送线路12的分支之间的距离和所述分支中的最后一个分支与馈电线路14的开放的端部15之间的距离，使得在开放的端部处反射的波在与出射波（箭头A）叠加时形成驻波，所述驻波的波腹分别位于输送线路的分支点处。以这种方式能够实现：实际上完全通过天线元件10辐射并且既不消除也不通过任何其他可能有助于更显著的旁瓣的元件来辐射所输送的功率。变换器16对反射波的影响与对出射波的影响相同，从而变换器对于两个运行方向以所期望的方式影响微波射束的振幅和相位。因为变换器16不位于馈电线路14中，所以所述变换器在所述馈电线路中也不构成可能导致不期望的反射的干扰部位。由此同时使得交叉偏振的在很大程度上的去耦变得容易。

在所示示例中天线元件10是方形的，并且输送线路12分别在一个角部处进入天线元件中。所发射的微波射束因此具有线性的偏振P，其在图1中在最右侧的天线元件中通过箭头说明。在根据本发明的组合天线中，在很大程度上避免了具有与所述偏振P正交的偏振方向P'的交叉偏振的激励。

输送线路12也可以不同于图1地构造。这在图2至4中举例说明。

在图1中变换器16分别位于从馈电线路14分支的输送线路12的端部处，而在图2中示出了一种替代实施方式，其中变换器16紧邻天线元件10。

图3示出一种实施例，其中输送线路12不包含变换器而是整体上通过具有更小宽度的微带线路18构成。由此能够降低耦合输入到所分配的天线元件10中的功率——如同经常对于在由多个天线元件组成的列或组的端部处的天线元件所期望的那样，以便抑制旁瓣的形成。

图4最后示出一种实施方式，其中输送线路12通过与馈电线路14不直接接触而与其仅仅容性耦合的线路20构成。

对于在图1中示出的馈电线路14的反射端部15也可考虑不同的构造。替代开放的端部（Open-Stub：开路短截线），也可以使用封闭的端部15a，如在图5中示出的那样。在这种情况下，馈电线路14的端部通过所谓的通孔22与印刷电路板的地短接（Short-Stub：短路短截线）。

图6示出另一种可能性。在此，馈电线路14的反射端部通过复杂的终端元件15b构成，其反射功率的可调节的部分。

Claims (9)

1.用于雷达传感器的组合天线，所述组合天线具有一个馈电线路（14）、多个天线元件（10），所述多个天线元件分别通过一个输送线路（12）与所述馈电线路连接，并且所述组合天线具有用于分配功率到所述天线元件（10）上的电路元件（16，18，20），其特征在于，所述馈电线路（14）在一个端部（15）处被构造为反射的，并且用于功率分配的所述电路元件（16，18，20）仅仅设置在所述输送线路（12）中。

2.根据权利要求1所述的组合天线，其中，用于功率分配的所述电路元件中的至少几个是变换器（16）。

3.根据权利要求2所述的组合天线，其中，在至少一个天线元件中，所述变换器（16）被构造在输送线路（12）的邻接所述馈电线路（14）的端部处。

4.根据权利要求2或3所述的组合天线，其中，在至少一个天线元件中，所述变换器（16）被设置在所述输送线路（12）的邻接所述天线元件（10）的端部处。

5.根据上述权利要求中任一项所述的组合天线，其中，用于功率分配的所述电路元件中的至少一个通过具有微带（18）形式的输送线路（12）构成，所述微带具有减小的宽度。

6.根据上述权利要求中任一项所述的组合天线，其中，用于功率分配的所述电路元件中的至少一个通过具有带状导体（20）形式的输送线路（12）构成，所述带状导体仅仅容性耦合到所述馈电线路（14）上。

7.根据上述权利要求中任一项所述的组合天线，其中，所述馈电线路（14）的反射端部是开放的端部（15）。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的组合天线，其中，所述馈电线路（14）的反射端部是封闭的端部（15a）。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的组合天线，其中，所述馈电线路（14）的反射端部通过终端元件（15b）构成。

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