CN109428150A - 天线部件、车载雷达和汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天线部件、车载雷达和汽车，所述天线部件包括：介质基板；形成在介质基板一侧的阻抗调节组件；形成在介质基板一侧且与阻抗调节组件相连的阵列天线，阵列天线包括至少一个微带馈线和与至少一个微带馈线相连的多个阵列贴片，其中，多个阵列贴片分为两组，且两组阵列贴片的宽度不同；形成在介质基板一侧的波束宽度调节组件，波束宽度调节组件围绕阵列天线设置；形成在介质基板另一侧的背部接地板，其中，背部接地板覆盖阻抗调节组件、阵列天线以及波束宽度调节组件的正下方。该天线部件的阻抗调节组件和阵列天线设置在介质基板的同一面，易于调节得到50欧姆阻抗，能够方便的应用于24GHz车载雷达而无需使用大尺寸的标准波导馈电接口。

Description

天线部件、车载雷达和汽车
技术领域
本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种天线部件、一种具有该天线部件的车载雷达和一种具有该车载雷达的汽车。
背景技术
微带天线由于具有低剖面、低成本等优点，被广泛应用于各种车载雷达上。
相关技术中，提出了一种应用在77GHz毫米波频段的微带梳状阵列天线，该阵列天线主要由波导微带过渡部分、梳状辐射阵列天线和介质基板组成，其中，波导微带过渡部分主要由波导短路面、贴片单元和WR12标准波导馈电接口组成，并且贴片单元、WR12标准波导馈电接口在介质基板的正面，梳状辐射阵列天线在介质基板的背面。
上述的微带梳状阵列天线的应用包括77GHz车载雷达，尽管如此，常用于车载雷达的毫米波频段还包括24GHz，24GHz车载雷达由于其较77GHz车载雷达成本较低，因此广泛应用于中低价位的车型。由于标准波导馈电接口的尺寸与毫米波频率成反比，因此当上述的微带梳状阵列天线应用于24GHz车载雷达时将导致使用的标准波导馈电接口太大而无法使用。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种天线部件，该天线部件的阻抗调节组件和阵列天线设置在介质基板的同一面，易于调节得到50欧姆阻抗，能够方便的应用于24GHz车载雷达而无需使用大尺寸的标准波导馈电接口，同时设置的波束宽带调节组件有利于提供更大的波束范围，有利于车载雷达在探测更大范围的方位角、更远处的侧后方机动车的同时，提高探测近处机动车的雷达反射信号的信噪比，进而有利于将倒车辅助探测、变道辅助探测、盲区监测等多种雷达探测功能兼容到同一车载雷达中，有利于提高车载雷达产品的性价比和竞争力。
本发明的第二个目的在于提出一种车载雷达。
本发明的第三个目的在于提出一种汽车。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种天线部件，包括：介质基板；形成在所述介质基板一侧的阻抗调节组件；形成在所述介质基板一侧且与所述阻抗调节组件相连的阵列天线，所述阵列天线包括至少一个微带馈线和与所述至少一个微带馈线相连的多个阵列贴片，其中，多个所述阵列贴片分为两组，且两组所述阵列贴片的宽度不同；形成在所述介质基板一侧的波束宽度调节组件，所述波束宽度调节组件围绕所述阵列天线设置；形成在所述介质基板另一侧的背部接地板，其中，所述背部接地板覆盖所述阻抗调节组件、所述阵列天线以及所述波束宽度调节组件的正下方。
根据本发明实施例的天线部件，阻抗调节组件、阵列天线和波束宽度调节组件形成在介质基板的同一侧，且阵列天线与阻抗调节组件相连，波束宽度调节组件围绕阵列天线设置，背部接地板在介质基板的另一侧，背部接地板覆盖阻抗调节组件、阵列天线和波束宽度调节组件的正下方，其中，阵列天线包括至少一个微带馈线和与至少一个微带馈线相连的多个阵列贴片多个阵列贴片分为两组，且两组阵列贴片的宽度不同。该天线部件的阻抗调节组件和阵列天线设置在介质基板的同一面，易于调节得到50欧姆阻抗，能够方便的应用于24GHz车载雷达而无需使用大尺寸的标准波导馈电接口，同时设置的波束宽带调节组件有利于提供更大的波束范围，有利于车载雷达在探测更大范围的方位角、更远处的侧后方机动车的同时，提高探测近处机动车的雷达反射信号的信噪比，进而有利于将倒车辅助探测、变道辅助探测、盲区监测等多种雷达探测功能兼容到同一车载雷达中，有利于提高车载雷达产品的性价比和竞争力。
另外，根据本发明上述实施例提出的天线部件还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述阻抗调节组件包括：起始微带线；连接在所述起始微带线与所述阵列天线之间的渐变微带线，其中，所述至少一个微带馈线与所述渐变微带线相连。
根据本发明的一个实施例，所述阵列贴片为矩形贴片，所述矩形贴片的长度为谐振波长的二分之一，相邻两个矩形贴片之间的间距为导波波长的二分之一。
根据本发明的一个实施例，两组所述阵列贴片为11个矩形贴片，其中，在所述微带馈线的一侧依次连接6个矩形贴片，在所述微带馈线的另一侧依次连接5个矩形贴片，位于所述微带馈线的左侧的5个矩形贴片为第一组，位于所述微带馈线的右侧的6个矩形贴片为第二组。
根据本发明的一个实施例，所述第一组中的第一矩形贴片、第三矩形贴片和第五矩形贴片连接到所述微带馈线的一侧，所述第一组中的第二矩形贴片和第四矩形贴片连接到所述微带馈线的另一侧，所述第二组中的第一矩形贴片、第三矩形贴片和第五矩形贴片连接到所述微带馈线的另一侧，所述第二组中的第二矩形贴片、第四矩形贴片和第六矩形贴片连接到所述微带馈线的一侧，其中，所述第一组中的第一矩形贴片的宽度与所述第一组中的第二矩形贴片的宽度相同，所述第一组中的第三矩形贴片的宽度与所述第一组中的第四矩形贴片的宽度相同，且所述第一组中的第一矩形贴片的宽度、第三矩形贴片的宽度、第五矩形贴片的宽度呈第一预设比例关系；所述第二组中的第一矩形贴片的宽度与所述第二组中的第二矩形贴片的宽度相同，所述第二组中的第三矩形贴片的宽度与所述第二组中的第四矩形贴片的宽度相同，所述第二组中的第五矩形贴片的宽度与所述第二组中的第六矩形贴片的宽度相同，且所述第二组中的第一矩形贴片的宽度、第三矩形贴片的宽度、第五矩形贴片的宽度呈第二预设比例关系。
根据本发明的一个实施例，所述渐变微带线的宽度相对于所述起始微带线的宽度呈逐渐减小趋势。
根据本发明的一个实施例，所述介质基板的介电常数为3.85-3.95。
根据本发明的一个实施例，所述波束宽度调节组件包括：波束宽度调节金属带；位于所述波束宽度调节金属带之上的多个波束宽度调节金属孔，其中，所述波束宽度调节金属孔与所述背部接地板相连。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种车载雷达，其包括上述的天线部件。
本发明实施例的车载雷达，通过上述的天线部件，能够方便的应用于24GHz车载雷达而无需使用大尺寸的标准波导馈电接口，同时有利于提供更大的波束范围的同时减少近处地面反射的雷达反射信号，因而有利于在探测更大范围的方位角、更远处的侧后方机动车的同时，提高探测近处机动车的雷达反射信号的信噪比，进而有利于将倒车辅助探测、变道辅助探测、盲区监测等多种雷达探测功能集成在一起，有利于提高产品的性价比和竞争力。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种汽车，其包括上述的车载雷达。
本发明实施例的汽车，通过上述的车载雷达，能够在探测更大范围的方位角、更远处的侧后方机动车的同时，提高探测近处机动车的雷达反射信号的信噪比，使得整车具有倒车辅助探测、变道辅助探测、盲区监测等多种雷达探测功能。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的天线部件的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的阻抗调节组件的结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的天线部件的全波电磁仿真的回波损耗仿真结果示意图；
图4是根据本发明一个实施例的天线部件的全波电磁仿真的极化片面1和极化平面2的方向图仿真结果示意图；
图5是根据本发明一个实施例的天线部件的全波电磁仿真的阻抗模值仿真结果示意图；
图6是根据本发明一个实施例的不包含阻抗调节组件的天线部件的全波电磁仿真的阻抗模值仿真结果示意图；
图7是根据本发明另一个实施例的天线部件的结构示意图；
图8是根据本发明一个实施例的阵列贴片的结构示意图；
图9是根据本发明另一个实施例的天线部件的全波电磁仿真的极化片面1和极化平面2的方向图仿真结果示意图；
图10是根据本发明一个实施例的天线部件用于车载雷达的盲区监测的雷达探测功能的示意图；
图11是根据本发明一个实施例的天线部件用于车载雷达的变道辅助的雷达探测功能的示意图；
图12是根据本发明一个实施例的天线部件用于车载雷达的倒车辅助的雷达探测功能的示意图；以及
图13是根据本发明一个实施例的车载雷达的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图来描述根据本发明实施例提出的天线部件、车载雷达和汽车。
图1是根据本发明一个实施例的天线部件的结构示意图。
如图1所示，该天线部件可包括：介质基板130、形成在介质基板130一侧的阻抗调节组件110、形成在介质基板130一侧且与阻抗调节组件110相连的阵列天线120和形成在介质基板130另一侧的背部接地板140。其中，阵列天线120包括至少一个微带馈线121和与至少一个微带馈线121相连的多个阵列贴片122，多个阵列贴片122分为两组，背部接地板140覆盖阻抗调节组件110和阵列天线120的正下方。
根据本发明的一个实施例，如图1所示，阻抗调节组件110包括：起始微带线111和连接在起始微带线111与阵列天线120之间的渐变微带线112，其中，至少一个微带馈线121与渐变微带线112相连。
进一步地，渐变微带线112的宽度相对于起始微带线111的宽度呈逐渐减小趋势。
根据本发明的一个实施例，阵列贴片122可以为矩形贴片，矩形贴片的长度为谐振波长的二分之一，相邻两个矩形贴片之间的间距为导波波长的二分之一。
进一步地，两组阵列贴片122可以为11个矩形贴片，其中，在微带馈线121的一侧依次连接6个矩形贴片，在微带馈线121的另一侧依次连接5个矩形贴片，位于微带馈线121的左侧的5个矩形贴片为第一组122a，位于微带馈线121的右侧的6个矩形贴片为第二组122b。
具体而言，如图1所示，阻抗调节组件110、阵列天线的120设置在介质基板130的正面，背部接地板140设置在介质基板130的背面，且覆盖阻抗调节组件110、阵列天线的120的正下方。
其中，阻抗调节组件110包括：起始微带线111和渐变微带线112，渐变微带线112的一端与起始微带线111相连，另一端与至少一个微带馈线121相连。
阵列天线120包括一个微带馈线121和多个阵列贴片122，具体阵列贴片122的个数可根据实际需要确定，例如为11个，11个阵列贴片122分为两组，第一组122a可包括5个阵列贴片122，第二组122b可包括6个阵列贴片122，第一组122a的5个阵列贴片122位于微带馈线121的左侧(靠近阻抗调节组件110的一侧)，第二组122b的6个阵列贴片122位于微带馈线121的右侧(远离阻抗调节组件110的一侧)。每个阵列贴片122的结构相同，可均为尺寸相同的矩形贴片，该矩形贴片的长度为Lc，具体可以为谐振波长的二分之一，宽度为Wc，并且相邻的矩形贴片的间距Dc可以为导波波长的二分之一左右。
如图2所示，渐变微带线112的一端连接起始微带线111，渐变微带线112的另一端连接微带馈线121。起始微带线111的长为Lt1、宽为Wt，渐变微带线112的长为Lt2，渐变微带线112的宽度逐渐较小，与起始微带线111相连的一端最宽为Wt，与微带馈线121相连的一端最窄且与微带馈线121的宽度相同为Wcm，即渐变微带线112为一梯形渐变微带线。
在实际应用中，根据天线的工作频率等对各个部件的长度、宽度等进行设计，作为一个具体示例，当该天线部件的工作频率为24GHz时，起始微带线111的长度Lt1约为3.2mm，起始微带线111的宽度Wt约为0.7mm，渐变微带线112的长度Lt2约为1mm，微带馈线121的宽度Wcm约为0.41mm，矩形贴片的长度Lc约为3.2mm、宽度Wc约为1.3mm、相邻矩形贴片的间距Dc约为3.8mm，离阻抗调节组件110最近的矩形贴片与阻抗调节组件110的渐变微带线111的末端的间距Lcm为2.9mm，另外，介质基板130的介电常数可以为3.4-3.7，厚度可以为0.508mm，阻抗调节组件110、阵列天线120和背部接地板140的敷铜厚度约为40μm。
然后，采用全波电磁仿真方法对该具体示例的天线部件进行仿真。如图3所示，以阻抗调节组件为馈电端口的回波损耗仿真结果为：回波损耗小于-10dB的带宽约为4.7GHz，对应的频率段约为20GHz-24.7GHz。如图4所示，以24.15GHz中心频点仿真结果的极化平面1和极化平面2的方向图为：极化平面1的波束宽度为85°，极化平面2的波束宽度为15°、副瓣为-13.1dB。
如图5所示，对该天线部件的阻抗模值的仿真结果为：20GHz-24GHz的阻抗模值波动范围约为38Ω-73Ω，24GHz-24.3GHz的阻抗模值波动范围约为50Ω-54Ω。而当没有阻抗调节组件110时，即Wcm＝Wt约为0.7mm，如图6所示，对天线部件的阻抗模值的仿真结果(回波损耗小于-10dB的带宽约为4.5GHz)为：20GHz-24GHz的阻抗模值波动范围约为32Ω-82Ω，24GHz-24.3GHz的阻抗模值波动范围约为61Ω-38Ω。
由上述分析可知，通过设置阻抗调节组件可以获得24GHz-24.3GHz波动范围很小的50欧姆阻抗，阻抗波动范围小、雷达信号越稳定。
因此，本发明的天线部件的阻抗调节组件和阵列天线设置在介质基板的同一面，易于调节得到50欧姆阻抗，能够方便的应用于24GHz车载雷达而无需使用大尺寸的标准波导馈电接口。
图7是根据本发明另一个实施例的天线部件的结构示意图。
如图7所示，该天线部件可包括：介质基板240、形成在介质基板一侧的阻抗调节组件210、形成在介质基板240一侧且与阻抗调节组件210相连的阵列天线220、形成在介质基板240一侧的波束宽度调节组件230和形成在介质基板240另一侧的背部接地板250。其中，阵列天线220包括至少一个微带馈线221和与至少一个微带馈线221相连的多个阵列贴片222，阵列贴片222可分为两组，且两组阵列贴片222的宽度不同，波束宽度调节组件230围绕阵列天线220设置，背部接地板250覆盖阻抗调节组件210、阵列天线220以及波束宽度调节组件230的正下方。
根据本发明的一个实施例，阵列贴片222可以为矩形贴片，矩形贴片的长度可以为谐振波长的二分之一，相邻两个矩形贴片之间的间距可以为导波波长的二分之一。
根据本发明的一个实施例，如图7和图8所示，两组阵列贴片222可以为11个矩形贴片，其中，在微带馈线221的一侧依次连接6个矩形贴片，在微带馈线221的另一侧依次连接5个矩形贴片，位于微带馈线221的左侧的5个矩形贴片为第一组222a，位于微带馈线221的右侧的6个矩形贴片为第二组222b。
在本发明的实施例中，如图8所示，第一组222a中的第一矩形贴片222a1、第三矩形贴片222a3和第五矩形贴片222a5连接到微带馈线221的一侧，第一组222a中的第二矩形贴片222a2和第四矩形贴片222a4连接到微带馈线221的另一侧，第二组222b中的第一矩形贴片222b1、第三矩形贴片222b3和第五矩形贴片222b5连接到微带馈线221的另一侧，第二组222b中的第二矩形贴片222b2、第四矩形贴片222b4和第六矩形贴片222b6连接到微带馈线221的一侧，其中，第一组222a中的第一矩形贴片222a1的宽度与第一组222a中的第二矩形贴片222a2的宽度相同，第一组222a中的第三矩形贴片222a3的宽度与第一组222a中的第四矩形贴片222a4的宽度相同，且第一组222a中的第一矩形贴片222a1的宽度、第三矩形贴片222a3的宽度、第五矩形贴片222a5的宽度呈第一预设比例关系。第二组222b中的第一矩形贴片222b1的宽度与第二组222b中的第二矩形贴片222b2的宽度相同，第二组222b中的第三矩形贴片222b3的宽度与第二组222b中的第四矩形贴片222b4的宽度相同，第二组222b中的第五矩形贴片222b5的宽度与第二组222b中的第六矩形贴片222b6的宽度相同，且第二组222b中的第一矩形贴片222b1的宽度、第三矩形贴片222b3的宽度、第五矩形贴片222b5的宽度呈第二预设比例关系。其中，第一预设比例关系和第二预设比例关系可根据实际情况进行标定。
根据本发明的一个实施例，如图7所示，阻抗调节组件210包括：起始微带线211和连接在起始微带线211与阵列天线220之间的渐变微带线212，其中，至少一个微带馈线221与渐变微带线212相连。
进一步地，渐变微带线212的宽度相对于起始微带线211的宽度呈逐渐减小趋势。
根据本发明的一个实施例，如图7所示，波束宽度调节组件230包括：波束宽度调节金属带231和位于波束宽度调节金属带231之上的多个波束宽度调节金属孔232，其中，波束宽度调节金属孔232与背部接地板250相连。
具体而言，如图7所示，阻抗调节组件210、阵列天线220和波束宽度调节部分230可设置在介质基板240的正面，背部接地板250设置在介质基板240的背面，且覆盖阻抗调节组件210、阵列天线220和波束宽度调节部分230的正下方。
其中，阻抗调节组件210包括起始微带线211和渐变微带线212，渐变微带线212一端与起始微带线211相连，另一端与微带馈线221相连。
阵列天线220包括一根微带馈线221和多个阵列贴片222，具体阵列贴片的个数可根据实际需要确定，例如为11个，11个阵列贴片222分为两组，第一组222a可包括5个阵列贴片，分别为：222a1、222a2、222a3、222a4和222a5，其中，222a1、222a3和222a5连接到微带馈线221的一侧，222a2和222a4连接到微带馈线221的另一侧；第二组222b可包括6个阵列贴片，分别为：222b1、222b2、222b3、222b4、222b5和222b6，其中，222b2、222b4和222b6连接到微带馈线221的一侧，222b1、222b3和222b5连接到微带馈线221的另一侧。第一组222a的5个阵列贴片222位于微带馈线221的左侧(即靠近阻抗调节组件210的一侧)，第二组222b的6个阵列贴片222位于微带馈线221的右侧(即远离阻抗调节组件210的一侧)。其中，微带馈线221与阻抗调节组件210中的渐变微带线212的一端相连，渐变微带线212的另一端与起始微带线211相连，在实际应用中，起始微带线211的另一端与MMIC的引脚直接相连，渐变微带线212的末端(与微带馈线221相连的一端)与微带馈线221的宽度相同，均为Wcm。每个阵列贴片222的结构相同，可为尺寸不同的矩形贴片，每个矩形贴片的长度相同为Lc，具体可以为谐振波长的二分之一，宽度不同，矩形贴片222a1、矩形贴片222a2的宽度为Wa1，矩形贴片222a3、矩形贴片222a4的宽度为Wa2，矩形贴片222a5的宽度为Wa3，即第一组阵列贴片222a内的矩形贴片的宽度按比例集合A(Wa1：Wa2：Wa3)变化。矩形贴片222b1、矩形贴片222b2的宽度为Wb3，矩形贴片222b3、矩形贴片222b4的宽度为Wb2，矩形贴片222b5、矩形贴片222b6的宽度为Wb1，即第二组阵列贴片222b内的矩形贴片的宽度按比例集合B(Wb1：Wb2：Wb3)变化，并且相邻的矩形贴片的间距Dc可以为导波波长的二分之一左右。
波束宽度调节组件230包括波束宽度调节金属带231和多个波束宽度调节金属孔232，具体波束宽度调节金属孔232的个数可根据实际需要确定，波束宽度调节金属带231围绕阵列天线220设置，波束宽度调节金属孔232穿过介质基板240并连接波束宽度调节金属带231和背部接地板250。
在实际应用中，根据天线的工作频率等对各个部件的长度、宽度等进行设计，作为一个具体示例，当该天线部件的工作频率为24GHz时，起始微带线211的长度Lt1约为2.2mm，起始微带线211的宽度Wt约为0.7mm，渐变微带线212的长度Lt2约为1mm，微带馈线221的宽度Wcm约为0.41mm，矩形贴片的长度Lc约为3.39mm、相邻矩形贴片的间距Dc约为3.77mm、第一组阵列贴片222a中的阵列贴片宽度Wa1约为0.28mm、Wa2约为0.54mm、Wa3约为0.75mm，即比例集合A(Wa1：Wa2：Wa3)为(0.28：0.54：0.75)、第二组阵列贴片222b中的阵列贴片宽度Wb1约为0.46mm、Wb2约为0.9mm、Wb3约为1.25mm，即比例集合B(Wb1：Wb2：Wb3)为(0.46：0.9：1.25)。另外，介质基板230的介电常数可以为3.85-3.95，厚度可以为0.508mm，波束宽度调节金属带231的宽度约为0.35mm，波束宽度调节金属孔232的孔径约为0.2mm，阻抗调节组件210、阵列天线220、波束宽度调节组件230和背部接地板250的敷铜厚度约为40μm。此外，矩形贴片222a1与起始微带线211的末端(与渐变微带线212相连的一端)的间距约为2.74mm。
然后，采用全波电磁仿真方法对该具体示例的天线部件进行仿真。如图9所示，以24.14GHz中心频点仿真结果的极化平面1和极化平面2的方向图为：极化平面1的波束宽度为100°，极化平面2的波束宽度为16.2°、极化平面2方向图的正半轴的副瓣为-14.7dB，负半轴的副瓣为-18.3dB。
对比图9和图4可知，图9中的极化平面1波束宽度为100°，相比较图4中极化平面1波束宽度为85°，增加了15°。图9中的极化平面4方向图的正半轴的副瓣为-14.7dB，负半轴的副瓣为-18.3B，相比较图4中的极化平面4方向图的正半轴和负半轴的副瓣为-13.3dB，分别降低了1.4dB和5dB。
如图10和图11所示，将包含图7所示的天线部件的车载雷达应用于汽车1的后部，以检测侧后方汽车2的靠近动作，并辅助汽车1的驾驶员以降低潜在变道追尾的危险性。其中，车载雷达通过天线部件的极化平面2方向图的负半轴照射汽车1后方包含地面的中下方区域，车载雷达通过天线部件的极化平面2方向图的正半轴照射汽车1后方的中上方区域。雷达信号照射汽车1后方包含地面的中下方区域，将通过极化平面2方向图的负半轴的副瓣雷达信号的照射得到包含地面反射的雷达反射信号，并通过极化平面2方向图的主瓣雷达信号的照射得到汽车2反射的雷达反射信号。
如图4所示的极化平面2方向图的负半轴的副瓣约覆盖-19°到-40°部分的方向图，当车载雷达在汽车1安装的位置离地高度为0.6m时，副瓣照射覆盖汽车1后方1.9m到0.9m的地面(即处于汽车1后视镜盲区)，地面反射的雷达反射信号将对驶入后视镜盲区的汽车2反射的雷达反射信号造成干扰，因此，图7所示的天线部件的图9极化平面2方向图的负半轴的副瓣降低5dB，将有利于减少地面反射的雷达反射信号及其干扰，并且由于应用于发射天线和接收天线各降低5dB，作为干扰噪声的地面反射的雷达反射信号可降低10dB，即雷达反射信号的信噪比可提高10dB，从而有利于车载雷达提高检测处于汽车1后视镜盲区时的后方汽车2反射的雷达反射信号的能力，即有利于提高车载雷达的盲区监测功能的性能。
另一方面，如图11所示，图7所示的天线部件的极化平面1的波束宽度为100°，相比图4所示的天线部件的极化平面1的波束宽度为85°，有利于探测更大范围的方位角、更远处的侧后方汽车2，因此有利于提前为汽车1的驾驶员提供侧后方汽车靠近动作的危险警示，即有利于提高车载雷达的变道辅助探测功能的性能。
再一方面，如图12所示，图7所示的天线部件的极化平面1的波束宽度为100°，相比图4所示的天线部件的极化平面1的波束宽度为85°，有利于探测更大范围的方位角、更远处的侧后方汽车2、汽车3，因此有利于提前为倒车过程中的汽车1的驾驶员提供侧后方机动车靠近动作的危险警示，即有利于提高车载雷达的倒车辅助探测功能的性能。
因此，图7所示的天线部件有利于提供更大的波束范围，有利于包含本部件的车载雷达在探测更大范围的方位角、更远处的侧后方机动车的同时，提高探测近处机动车的雷达反射信号的信噪比，进而有利于将倒车辅助探测、变道辅助探测、盲区监测等多种雷达探测功能兼容到同一车载雷达中，有利于提高车载雷达产品的性价比和竞争力。
综上所述，根据本发明实施例的天线部件，阻抗调节组件、阵列天线和波束宽度调节组件形成在介质基板的同一侧，且阵列天线与阻抗调节组件相连，波束宽度调节组件围绕阵列天线设置，背部接地板在介质基板的另一侧，背部接地板覆盖阻抗调节组件、阵列天线和波束宽度调节组件的正下方，其中，阵列天线包括至少一个微带馈线和与至少一个微带馈线相连的多个阵列贴片多个阵列贴片分为两组，且两组阵列贴片的宽度不同。该天线部件的阻抗调节组件和阵列天线设置在介质基板的同一面，易于调节得到50欧姆阻抗，能够方便的应用于24GHz车载雷达而无需使用大尺寸的标准波导馈电接口，同时设置的波束宽带调节组件有利于提供更大的波束范围，有利于车载雷达在探测更大范围的方位角、更远处的侧后方机动车的同时，提高探测近处机动车的雷达反射信号的信噪比，进而有利于将倒车辅助探测、变道辅助探测、盲区监测等多种雷达探测功能兼容到同一车载雷达中，有利于提高车载雷达产品的性价比和竞争力。
另外，本发明的实施例还提出了一种车载雷达，其包括上述的天线部件。
如图13所示，该车载雷达可包含发射天线10、接收天线20、天线罩30、发射机40、接收机50、信号处理机60以及接口设备70。其中，在信号发射时，发射天线10与发射机40接通，发射信号透过天线罩30到达被检测物产生反射信号；在接收透过天线罩30的反射信号时，接收天线20与接收机50接通，信号经过接收机50高频放大、混频、滤波、中频放大等处理后进入信号处理机60，经过信号处理机60的模拟、数字信号处理后产生检测信号，检测信号通过接口设备70发送至其他装置。
需要说明的是，上述的发射天线10和接收天线20均可为本发明提出的天线部件。
本发明实施例的车载雷达，通过上述的天线部件，能够方便的应用于24GHz车载雷达而无需使用大尺寸的标准波导馈电接口，同时有利于提供更大的波束范围的同时减少近处地面反射的雷达反射信号，因而有利于在探测更大范围的方位角、更远处的侧后方机动车的同时，提高探测近处机动车的雷达反射信号的信噪比，进而有利于将倒车辅助探测、变道辅助探测、盲区监测等多种雷达探测功能集成在一起，有利于提高产品的性价比和竞争力。
此外，本发明的实施例还提出了一种汽车，其包括上述的车载雷达。
本发明实施例的汽车，通过上述的车载雷达，能够在探测更大范围的方位角、更远处的侧后方机动车的同时，提高探测近处机动车的雷达反射信号的信噪比，使得整车具有倒车辅助探测、变道辅助探测、盲区监测等多种雷达探测功能。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种天线部件，其特征在于，包括：
介质基板；
形成在所述介质基板一侧的阻抗调节组件；
形成在所述介质基板一侧且与所述阻抗调节组件相连的阵列天线，所述阵列天线包括至少一个微带馈线和与所述至少一个微带馈线相连的多个阵列贴片，其中，多个所述阵列贴片分为两组，且两组所述阵列贴片的宽度不同；
形成在所述介质基板一侧的波束宽度调节组件，所述波束宽度调节组件围绕所述阵列天线设置；
形成在所述介质基板另一侧的背部接地板，其中，所述背部接地板覆盖所述阻抗调节组件、所述阵列天线以及所述波束宽度调节组件的正下方。
2.如权利要求1所述的天线部件，其特征在于，所述阻抗调节组件包括：
起始微带线；
连接在所述起始微带线与所述阵列天线之间的渐变微带线，其中，所述至少一个微带馈线与所述渐变微带线相连。
3.如权利要求1所述的天线部件，其特征在于，所述阵列贴片为矩形贴片，所述矩形贴片的长度为谐振波长的二分之一，相邻两个矩形贴片之间的间距为导波波长的二分之一。
4.如权利要求1所述的天线部件，其特征在于，两组所述阵列贴片为11个矩形贴片，其中，在所述微带馈线的一侧依次连接6个矩形贴片，在所述微带馈线的另一侧依次连接5个矩形贴片，位于所述微带馈线的左侧的5个矩形贴片为第一组，位于所述微带馈线的右侧的6个矩形贴片为第二组。
5.如权利要求4所述的天线部件，其特征在于，所述第一组中的第一矩形贴片、第三矩形贴片和第五矩形贴片连接到所述微带馈线的一侧，所述第一组中的第二矩形贴片和第四矩形贴片连接到所述微带馈线的另一侧，所述第二组中的第一矩形贴片、第三矩形贴片和第五矩形贴片连接到所述微带馈线的另一侧，所述第二组中的第二矩形贴片、第四矩形贴片和第六矩形贴片连接到所述微带馈线的一侧，其中，
所述第一组中的第一矩形贴片的宽度与所述第一组中的第二矩形贴片的宽度相同，所述第一组中的第三矩形贴片的宽度与所述第一组中的第四矩形贴片的宽度相同，且所述第一组中的第一矩形贴片的宽度、第三矩形贴片的宽度、第五矩形贴片的宽度呈第一预设比例关系；
所述第二组中的第一矩形贴片的宽度与所述第二组中的第二矩形贴片的宽度相同，所述第二组中的第三矩形贴片的宽度与所述第二组中的第四矩形贴片的宽度相同，所述第二组中的第五矩形贴片的宽度与所述第二组中的第六矩形贴片的宽度相同，且所述第二组中的第一矩形贴片的宽度、第三矩形贴片的宽度、第五矩形贴片的宽度呈第二预设比例关系。
6.如权利要求2所述的天线部件，其特征在于，所述渐变微带线的宽度相对于所述起始微带线的宽度呈逐渐减小趋势。
7.如权利要求1所述的天线部件，其特征在于，所述介质基板的介电常数为3.85-3.95。
8.如权利要求1-7任一项所述的天线部件，其特征在于，所述波束宽度调节组件包括：
波束宽度调节金属带；
位于所述波束宽度调节金属带之上的多个波束宽度调节金属孔，其中，所述波束宽度调节金属孔与所述背部接地板相连。
9.一种车载雷达，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的天线部件。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的车载雷达。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110391496A (zh) * 2019-08-05 2019-10-29 福瑞泰克智能系统有限公司 天线部件、车载雷达和汽车
CN112731298A (zh) * 2020-12-17 2021-04-30 南京隼眼电子科技有限公司 天线装置及雷达装置
CN113823891A (zh) * 2021-09-28 2021-12-21 深圳市道通智能汽车有限公司 天线模组、毫米波雷达以及车辆
WO2022056858A1 (zh) * 2020-09-18 2022-03-24 华为技术有限公司 天线装置、天线装置的制备方法、雷达及终端
CN114665272A (zh) * 2022-02-28 2022-06-24 福瑞泰克智能系统有限公司 一种微带天线、感知设备及微带天线的参数确定方法
CN117060049A (zh) * 2023-09-13 2023-11-14 南京林业大学 一种车载毫米波雷达梳状微带天线设计方法
CN113823891B (zh) * 2021-09-28 2024-05-10 深圳市塞防科技有限公司 天线模组、毫米波雷达以及车辆

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003158423A (ja) * 2001-11-21 2003-05-30 Mitsubishi Electric Corp アレーアンテナ装置
JP2012029293A (ja) * 2010-07-22 2012-02-09 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America Inc マイクロ波アンテナ
CN102723593A (zh) * 2012-06-11 2012-10-10 北京航空航天大学 单层印刷电路结构的对数周期微带天线
JP2013088364A (ja) * 2011-10-20 2013-05-13 Furukawa Electric Co Ltd:The アンテナ装置
US20140078005A1 (en) * 2011-05-23 2014-03-20 Ace Technologies Corporation Radar array antenna using open stubs
JP2015136110A (ja) * 2014-01-16 2015-07-27 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド 等間隔マルチパス除去アンテナアレイ
JP2015171019A (ja) * 2014-03-07 2015-09-28 日本ピラー工業株式会社 アンテナ
CN205264857U (zh) * 2015-12-24 2016-05-25 北京理工雷科电子信息技术有限公司 一种毫米波微带梳状阵列天线
CN206364177U (zh) * 2016-12-09 2017-07-28 安徽四创电子股份有限公司 一种串馈微带阵列天线
CN206364178U (zh) * 2016-12-09 2017-07-28 安徽四创电子股份有限公司 一种微带阵列天线

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003158423A (ja) * 2001-11-21 2003-05-30 Mitsubishi Electric Corp アレーアンテナ装置
JP2012029293A (ja) * 2010-07-22 2012-02-09 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America Inc マイクロ波アンテナ
US20140078005A1 (en) * 2011-05-23 2014-03-20 Ace Technologies Corporation Radar array antenna using open stubs
JP2013088364A (ja) * 2011-10-20 2013-05-13 Furukawa Electric Co Ltd:The アンテナ装置
CN102723593A (zh) * 2012-06-11 2012-10-10 北京航空航天大学 单层印刷电路结构的对数周期微带天线
JP2015136110A (ja) * 2014-01-16 2015-07-27 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド 等間隔マルチパス除去アンテナアレイ
JP2015171019A (ja) * 2014-03-07 2015-09-28 日本ピラー工業株式会社 アンテナ
CN205264857U (zh) * 2015-12-24 2016-05-25 北京理工雷科电子信息技术有限公司 一种毫米波微带梳状阵列天线
CN206364177U (zh) * 2016-12-09 2017-07-28 安徽四创电子股份有限公司 一种串馈微带阵列天线
CN206364178U (zh) * 2016-12-09 2017-07-28 安徽四创电子股份有限公司 一种微带阵列天线

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L. ZHANG, W. ZHANG AND Y. P. ZHANG: "Microstrip Grid and Comb Array Antennas", 《IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION》 *
王鼎等: "《无线电测向与定位理论及方法》", 30 June 2016 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110391496A (zh) * 2019-08-05 2019-10-29 福瑞泰克智能系统有限公司 天线部件、车载雷达和汽车
WO2022056858A1 (zh) * 2020-09-18 2022-03-24 华为技术有限公司 天线装置、天线装置的制备方法、雷达及终端
CN112731298A (zh) * 2020-12-17 2021-04-30 南京隼眼电子科技有限公司 天线装置及雷达装置
CN113823891A (zh) * 2021-09-28 2021-12-21 深圳市道通智能汽车有限公司 天线模组、毫米波雷达以及车辆
CN113823891B (zh) * 2021-09-28 2024-05-10 深圳市塞防科技有限公司 天线模组、毫米波雷达以及车辆
CN114665272A (zh) * 2022-02-28 2022-06-24 福瑞泰克智能系统有限公司 一种微带天线、感知设备及微带天线的参数确定方法
CN114665272B (zh) * 2022-02-28 2023-12-01 福瑞泰克智能系统有限公司 一种微带天线、感知设备及微带天线的参数确定方法
CN117060049A (zh) * 2023-09-13 2023-11-14 南京林业大学 一种车载毫米波雷达梳状微带天线设计方法

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Application publication date: 20190305

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