CN110767981A - 天线结构及具有该天线结构的电子装置 - Google Patents

天线结构及具有该天线结构的电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种天线结构，所述天线结构包括辐射体，所述辐射体包括多个辐射单元，所述多个辐射单元通过一根馈线串接在一起，每两个相邻的所述辐射单元之间的间距均相同，每一所述辐射单元的长度均相同，每一所述辐射单元的宽度从所述辐射体的中央向左右两端递减，电流信号通过所述馈线的一端馈入至所述辐射体，从而激发所述天线结构以发射雷达扫描波束。本发明还提供一种具有该天线结构的电子装置，包括介质板和所述天线结构，所述介质板用于承载所述天线结构。如此，可改善信号的传输距离并保持了增益。

Description

天线结构及具有该天线结构的电子装置
技术领域
本发明涉及一种天线结构及具有该天线结构的电子装置。
背景技术
目前，77GHz车载毫米波雷达科技正在快速发展并推动。77GHz车载毫米波雷达具有不惧雨雾尘霾的全天候的探测能力且探测距离远(可达150～200m)，同时具有分辨率高及体积小巧等优势。车载雷达按照距离划分主要为三种：长距、中距和近距。长距雷达通常采用高增益天线来实现较远的探测需求，如何优化既有的渐变天线并改善传输距离是研究人员待需要解决的问题之一。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种天线结构及具有该天线结构的电子装置。
本发明一实施方式提供一种天线结构，所述天线结构包括辐射体，所述辐射体包括多个辐射单元，所述多个辐射单元通过一根馈线串接在一起，每两个相邻的所述辐射单元之间的间距均相同，每一所述辐射单元的长度均相同，每一所述辐射单元的宽度从所述辐射体的中央向左右两端递减，电流信号通过所述馈线的一端馈入至所述辐射体，从而激发所述天线结构以发射雷达扫描波束。
本发明一实施方式提供一种电子装置，所述电子装置包括介质板和所述天线结构，所述介质板用于承载所述天线结构。
上述天线结构及具有该天线结构的电子装置包括辐射体，所述辐射体包括多个串接的辐射单元，每两个相邻的所述辐射单元之间的间距均相同，每一所述辐射单元的长度均相同，每一所述辐射单元的宽度从所述辐射体的中央向左右两端递减。如此，可改善信号的传输距离并保持了增益。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的天线结构应用至电子装置在一角度下的示意图。
图2为本发明较佳实施例的天线结构应用至电子装置在另一角度下的示意图。
图3为图1所示天线结构应用至电子装置的拆解示意图。
图4为图1所示天线结构的辐射单元分别为椭圆形及矩形的增益图。
主要元件符号说明
天线结构 100
电子装置 200
介质板 10
侧壁 11
第一壁 111
第二壁 112
第一表面 12
第二表面 13
辐射体 20
辐射单元 22
馈线 30
接地面 40
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图及实施方式，对本发明中的天线结构及具有所述天线结构的电子装置作进一步详细描述及相关说明。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1和图2，本发明较佳实施例提供一种天线结构100，其可用于电子装置200中，用以发射、接收无线电波。所述电子装置200可以是雷达等探测装置。所述天线结构100可为毫米波雷达天线。
所述电子装置200包括介质板10。显然，所述电子装置200还包括但不限于实现其预设功能的其他机械结构、电子组件、模组、软件。
所述介质板10可以是印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)。所述介质板10可采用环氧树脂玻璃纤维(FR4)等介电材质制成。
请参阅图1和图3，所述介质板10包括侧壁11、第一表面12及与所述第一表面12相对设置的第二表面13。所述侧壁11连接所述第一表面12与所述第二表面13。所述侧壁11包括两个相对的第一壁111和两个相对的第二壁112。所述介质板10用于承载所述天线结构100。
在本实施方式中，所述介质板10为矩形结构。为便于说明，将所述介质板10在Y轴方向上的大小定义为宽度，将所述介质板10在X轴方向上的大小定义为长度。所述第一壁111为沿Y轴方向的壁，所述第二壁112为沿X轴方向的壁。
所述天线结构100包括辐射体20。在本较佳实施方式中，所述辐射体20可以包括N个辐射单元22。其中，N为大于1的正整数。在本实施例中，如图2所示，所述N为10，所述辐射体20包括10个辐射单元22。在其他实施方式中，所述N可调整为其他大于1的正整数。一根馈线30串联所述N个辐射单元22以形成所述辐射体20。所述N个辐射单元22沿第一方向，如X轴方向，排列分布。
为便于说明，将所述辐射单元22在X轴方向上的大小定义为长度，将所述辐射单元22在Y轴方向上的大小定义为宽度。所述X轴方向为所述馈线30的延伸方向。所述Y轴方向为与所述馈线30的延伸方向垂直的方向。所述辐射单元22之长度的方向与所述馈线30的延伸方向相同。所述辐射单元22之宽度的方向与所述馈线30的延伸方向垂直。每一所述辐射单元22的长度均相同。每一所述辐射单元22的宽度从所述辐射体20的中央向左右两端递减。
每一所述辐射单元22可以为椭圆形，即每一所述辐射单元22的宽度不相同。可以理解，在其他实施方式中，所述辐射单元22还可以为其他形状，例如矩形。
在本实施例中，所述N个辐射单元22的辐射面积不完全相同。一根馈线30上串联的N个所述辐射单元22的辐射面积从N个所述辐射单元22的中间向两端逐渐递减。
具体而言，中间的两个辐射单元22的辐射面积最大，靠近所述第一壁111的其他辐射单元22的辐射面积逐渐递减。最靠近所述第一壁111的两个辐射单元22的长宽比最高，远离所述第一壁111的其他辐射单元22的长宽比逐渐递减，中间的两个辐射单元22长宽比最低。可以理解，每一个所述辐射单元22的长宽比与其阻抗成正比，且每一个所述辐射单元22的阻抗与其辐射功率成反比。因此，所述辐射体20中间的两个辐射单元22的辐射功率最高，最靠近所述第一壁111的两个辐射单元22的辐射功率最低，从而达到降低所述天线结构100副瓣电平的效果。
请参阅图2，在本实施方式中，每个所述辐射单元22的长度D1均相同，且均为0.5λ。所述λ为馈入所述天线结构100的电流信号在所述馈线30中传输时的波长。
所述辐射体20中的每两个相邻的辐射单元22之间的间距D2均相同，且均为λ。所述λ为馈入所述天线结构100的电流信号在所述馈线30中传输时的波长，在本实施例中，所述λ为一较稳定值。
在本实施例中，所述馈线30的一端(例如靠近其中一个第一壁111的一端，或靠近另一个第一壁111的一端)电连接所述电子装置200的馈入部(图未示)。所述馈入部通过所述馈线30馈入电流信号至所述辐射体20的每一个所述辐射单元22，从而激发所述天线结构100发射雷达扫描波束。
请再次参考图3，所述天线结构100还包括接地面40。所述接地面40和所述辐射体20间隔设置。所述接地面40用于为所述辐射体20提供接地。
在本较佳实施方式中，所述辐射体20设置于所述第一表面12。所述接地面40设置于所述第二表面13。所述辐射单元22和所述馈线30可由金属材料制成。例如，所述辐射单元22可为铜箔片，所述馈线30可为微带线。
所述接地面40可由金属材料制成，例如，可为铜箔片。所述接地面40与所述介质板10的大小形状相同。所述接地面40为矩形结构。所述接地面40与所述介质板10的宽度相同，所述接地面40的长度与所述介质板10的长度相同。
图4为每一所述辐射单元22分别为椭圆形及矩形时的所述天线结构100的增益图。其中，曲线S401为每一所述辐射单元22为椭圆形时，以所述天线结构100为中心的一个圆周上的增益图。曲线S402为每一所述辐射单元22为矩形时，以所述天线结构100为中心的一个圆周上的增益图。零度方向为所述天线结构100的主要辐射方向。从图4中可以看出，椭圆形的所述辐射单元22的增益相较于矩形的所述辐射单元22的增益略高0.9dB。
所述天线结构100通过设置所述辐射体20中串接的辐射单元22，且每两个相邻的所述辐射单元22之间的间距均相同，每一所述辐射单元22的长度均相同，每一所述辐射单元22的宽度从所述辐射体20的中央向左右两端递减。如此，可改善信号的传输距离并保持了增益。

Claims (8)

1.一种天线结构，其特征在于，所述天线结构包括辐射体，所述辐射体包括多个辐射单元，所述多个辐射单元通过一根馈线串接在一起，每两个相邻的所述辐射单元之间的间距均相同，每一所述辐射单元的长度均相同，每一所述辐射单元的宽度从所述辐射体的中央向左右两端递减，电流信号通过所述馈线的一端馈入至所述辐射体，从而激发所述天线结构以发射雷达扫描波束。
2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，每个所述辐射单元之长度为每个所述辐射单元在所述馈线的延伸方向上的大小，每个所述辐射单元的长度为0.5λ，所述λ为所述电流信号在所述馈线中传输时的波长。
3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，每个所述辐射单元之宽度为每个所述辐射单元在和所述馈线的延伸方向垂直的方向上的大小。
4.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，每两个相邻的所述辐射单元之间的间距均为λ，所述λ为所述电流信号在所述馈线中传输时的波长。
5.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括接地面，所述接地面和所述辐射体间隔设置，所述接地面用于为所述辐射体提供接地。
6.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于，所述多个辐射单元、所述馈线和所述接地面均由金属材料制成。
7.一种电子装置，包括介质板及如权利要求1-6中任一项所述的天线结构，所述介质板用于承载所述天线结构。
8.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，所述介质板包括相对设置的第一表面和第二表面，所述天线结构的所述辐射体设置于所述第一表面，所述天线结构的所述接地面设置于所述第二表面。
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