CN105428822B - 车载防撞雷达一发多收siw透镜天线 - Google Patents

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Abstract

车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，包括上层的平凸透镜、中间层的屏蔽腔支架，下层的SIW阵列天线和微波电路板载板，SIW阵列天线置于微波电路板载板上；所述SIW阵列天线，包括多路SIW接收天线和多路SIW发射天线，SIW发射天线与SIW接收天线交错分布，且两者的馈电点分布于不同的两端，多路SIW发射天线通过馈电网络等相位合成为一路接发射通道，多路SIW接收天线通过馈线分别与四个接收通道相连。本发明在射频前端即实现空域滤波，有效地抑制杂波信号，具有增益高，体积小，成本低，高集成度，通过比幅测角即可达到很高的角度测量精度。

Description

车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线
技术领域
本发明属于透镜天线领域，具体说是一种车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线。
背景技术
早期的用于77GHz的防撞雷达的透镜天线一般采用多个透镜形式，这种形式的雷达尺寸较大；目前市面上美国天合(TRW)公司的77GHz防撞雷达采用波导透镜天线，基于和差波束的原理，通过比幅比相实现测角的功能，这种雷达测角范围小，信号处理需要对相位信息也进行识别，较为复杂；德国博世(Bosch)的77GHz的采用透镜天线形式的LRR3型雷达(基于英飞凌的新开发的芯片，有四个接收通道)，中间两个通道收发共用，因此阵列中间的两列天线收发共用，通过四个接收波束比幅的形式实现测角功能，但是受制于芯片暂不对中国开放，目前无法开发这种功能的雷达。
透镜天线基于透镜聚集的焦平面阵列凝视成像体制较其它体制在原理和结构上相对简单，可以在不引入任何扫描机构的情况下对动态目标实现角度的分辩与实时追踪。现有防撞雷达价格昂贵(相控阵体制)或由于芯片所限，一般的透镜雷达收发需要分开，需要设计多个透镜，因此体积较大。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，在射频前端即实现空域滤波，有效地抑制杂波信号，具有增益高，体积小，成本低，高集成度，通过比幅测角即可达到很高的角度测量精度。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，包括上层的平凸透镜、中间层的屏蔽腔支架，下层的SIW阵列天线和微波电路板载板，SIW阵列天线置于微波电路板载板上；所述SIW阵列天线，包括多路SIW接收天线和多路SIW发射天线，SIW发射天线与SIW接收天线交错分布，且两者的馈电点分布于不同的两端，多路SIW发射天线通过馈电网络等相位合成为一路接发射通道，多路SIW接收天线通过馈线分别与多个接收通道相连。
进一步的，所述的SIW发射天线和SIW接收天线之间设有扼流槽；
进一步的，所述的SIW接收天线为四路，相邻两路的距离为3.0-3.4mm；
进一步的，所述的四路SIW接收天线总共覆盖范围为±12°；
进一步的，所述的每路SIW接收天线通过透镜在方位面所形成的波束宽度为6°，增益为26.5dBi；
进一步的，所述的每路SIW发射天线采用幅度分配为0.7:1:0.7；
进一步的，所述的SIW发射天线方位面覆盖范围为12°的单波束，15dB波宽为25°；
进一步的，所述的多路SIW接收天线集成接收模块，多路SIW发射天线集成发射模块。
更进一步的，所述的馈电网络部分采用SIW+GCPW形式。
更进一步的，所述的SIW阵列天线通过导电银胶封装在微波电路板载板上。
有益效果：本发明提供了一种低成本、易于加工、可实现高效率，高精度测角的小型化收发共用平凸透镜的SIW阵列透镜天线，结构紧凑、易于集成，馈电网络结构布局设计简单；接收、发射通道的增加可以通过SIW阵列天线的扩展实现。实现接收窄波束，在射频前端即实现空域滤波，有效地抑制杂波信号，具有增益高，高集成度，通过比幅测角即可达到很高的角度测量精度，馈电网络部分采用SIW形式减小了插损和空间辐射。
附图说明
本发明共有附图6幅：
图1为本发明SIW透镜天线俯视结构示意图；
图2为本发明SIW透镜天线纵切面结构示意图；
图3为带扼流槽的微波电路板载板结构示意图；
图4为四路接收天线仿真示意图；
图5为发射天线的仿真示意图；
图6为本发明前向防撞雷达威力图。
1.微波电路板，2.平凸透镜，3.SIW阵列天线，4.雷达框架，5.接收模块，6.发射模块，7.屏蔽腔支架，8.微波电路板载板，9.扼流槽，10.四路SIW接收天线，11.SIW发射天线，12.接收波束Ⅰ，13.接收波束Ⅱ，14.接收波束Ⅲ，15接收波束Ⅳ，16.通道一雷达探测范围，17.通道二雷达探测范围，18.通道三雷达探测范围，19.通道四雷达探测范围。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，包括上层的平凸透镜2、中间层的屏蔽腔支架7，下层的SIW阵列天线3和微波电路板载板8，SIW阵列天线3置于微波电路板载板8上；所述SIW阵列天线3，包括多路SIW接收天线和多路SIW发射天线11，SIW发射天线与SIW接收天线交错分布，且两者的馈电点分布于不同的两端，多路SIW发射天线11通过馈电网络等相位合成为一路接发射通道，多路SIW接收天线通过馈线分别与多个接收通道相连。所述的SIW发射天线11和SIW接收天线之间设有扼流槽9；所述的SIW接收天线为四路，相邻两路的距离为3.1-3.2mm，总共覆盖范围为±12°；所述的每路SIW接收天线通过透镜在方位面所形成的波束宽度为6°，增益为26.5dBi；所述的每路SIW发射天线11采用幅度分配为0.7:1:0.7；所述的SIW发射天线11方位面覆盖范围为12°的单波束，15dB波宽(当雷达增益每下降12dB，作用距离减小一半)为25°；所述的馈电网络部分(屏蔽腔支架7内)采用SIW形式，减小了了插损和空间辐射。上述SIW透镜天线置于雷达框架4上；微波电路板1置于微波电路板载板8上。
所述的多路SIW接收天线集成接收模块5，多路SIW发射天线11集成发射模块6。图4中四条曲线分别代表：接收波束Ⅰ12，接收波束Ⅱ13，接收波束Ⅲ14，接收波束Ⅳ15；图6所示77GHZ前向防撞雷达四个波束所覆盖的威力图，总共有八条车道，每条车道定义为3.5米宽，对于作用距离为180米的雷达可保证在探测50米左右距离时至少可探测到五条车道上的车辆，图6中所示四条曲线分别代表：通道一雷达探测范围16，通道二雷达探测范围17，通道三雷达探测范围18，通道四雷达探测范围19。
基片集成波导天线本身具有体积小、重量轻，加工成本低，易于与微波毫米波集成电路集成，通过对板材介电常数与厚度的选择可实现相邻接收天线之间可放下一个发射天线，从而使收发天线共用透镜。SIW阵列天线3通过导电银胶封装在微波电路板载板8上后，每个天线单元缝隙与载板缝隙结合形成扼流槽9，抑制天线面板边缘、侧壁上的表面电流，提高了相邻单元天线之间的隔离度，且压缩了每个接收天线的方位面波束宽度，提高了透镜接收的辐射效率，改善了副瓣电平。对称性的结构，便于功能的扩展，本发明是4通道接收波束，只需改变SIW阵列数，在这种结构的基础上就可以设计成更多通道接收波束。与传统车载透镜雷天线相比，收发共用一个透镜，大大减小了雷达天线的尺寸，通过只使用一个透镜便可实现一发多收功能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，其特征在于，包括上层的平凸透镜(2)、中间层的屏蔽腔支架(7)，下层的SIW阵列天线(3)和微波电路板载板(8)，SIW阵列天线(3)置于微波电路板载板上；所述SIW阵列天线(3)，包括多路SIW接收天线和多路SIW发射天线，SIW发射天线与SIW接收天线交错分布，且两者的馈电点分布于不同的两端，多路SIW发射天线通过馈电网络等相位合成为一路接发射通道，多路SIW接收天线通过馈线分别与多个接收通道相连。
2.根据权利要求1所述的车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，其特征在于，所述的SIW发射天线和SIW接收天线之间设有扼流槽(9)。
3.根据权利要求2所述的车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，其特征在于，所述的SIW接收天线为四路，相邻两路的距离为3.0-3.4mm。
4.根据权利要求3所述的车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，其特征在于，所述的四路SIW接收天线(10)总共覆盖范围为±12°。
5.根据权利要求4所述的车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，其特征在于，所述的每路SIW接收天线通过透镜在方位面所形成的波束宽度为6°，增益为26.5dBi。
6.根据权利要求1所述的车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，其特征在于，所述的每路SIW发射天线(11)采用幅度分配为0.7:1:0.7。
7.根据权利要求6所述的车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，其特征在于，所述的SIW发射天线(11)方位面覆盖范围为12°的单波束，15dB波宽为25°。
8.根据权利要求1-7任一项所述的车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，其特征在于，所述的多路SIW接收天线集成接收模块(5)，多路SIW发射天线(11)集成发射模块(6)。
9.根据权利要求8所述的车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，其特征在于，所述的馈电网络部分采用SIW+GCPW形式。
10.根据权利要求1所述的车载防撞雷达一发多收SIW透镜天线，其特征在于，SIW阵列天线(3)通过导电银胶封装在微波电路板载板(8)上。
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