CN110931950A - 一种汽车雷达天线 - Google Patents

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叶秀美
汤新宜
伍小军
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Abstract

本发明涉及一种汽车雷达天线，包括设置在PCB叠层上的格栅馈线和设置在格栅馈线外侧的金属贴片，格栅馈线包括多片并排设置的微带格栅和连接相邻两微带格栅的馈线，金属贴片设置在格栅馈线的一侧或两侧并与微带格栅对应设置，位于每个微带格栅一侧或两侧的金属贴片的数量、尺寸以及与之对应的微带格栅之间的距离根据微带格栅和PCB叠层设置，位于中间的微带格栅宽度宽于位于两侧的微带格栅宽度。本发明通过在格栅馈线外侧设置金属贴片，使得金属贴片和微带栅格产生了电磁耦合，从而改变了雷达天线的辐射单元表面电场分布，以达到改变雷达天线波束宽度的效果。且该种结构设计不需要对PCB叠层进行任何改变，结构简单。

Description

一种汽车雷达天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，特别是涉及一种汽车雷达天线。
背景技术
天线是毫米波车载雷达的重要组成部分，天线的方向图覆盖范围决定了车载雷达的可视范围，天线的辐射效率以及增益决定了车载雷达的最远探测距离，天线的带宽决定了车载雷达的精度。针对不同的应用、可视范围、最远探测距离以及精度要求也需要做相应的改变。随着雷达收发通道数量的增加，系统的EIRP以及灵敏度越来越高，单个天线的增益要求相对降低以换取更大的覆盖范围。大范围单个天线和MIMO以及波束控制技术结合来达到大范围、远距离和高精度的覆盖。
对于给定的PCB叠层设计，天线的性能主要和选择的设计方案相关，如微带栅格天线（grid antenna）在特定叠层下性能只能小幅优化。为了大幅度展宽天线覆盖范围，则需要选择别种设计方案。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的不足，提供一种汽车雷达天线。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种汽车雷达天线，包括设置在PCB叠层上的格栅馈线和设置在所述格栅馈线外侧的金属贴片，所述格栅馈线包括多个并排设置的微带格栅和连接相邻两微带格栅的馈线，所述金属贴片设置在所述格栅馈线的一侧或两侧并与所述微带格栅对应设置，位于每个所述微带格栅一侧或两侧的金属贴片的数量、尺寸以及与之对应的微带格栅之间的距离根据微带格栅和PCB叠层设置，位于中间的微带格栅宽度宽于位于两侧的微带格栅宽度。
进一步的，作为优选技术方案，每个微带格栅的一侧或两侧设置的金属贴片的数量为一片。
进一步的，作为优选技术方案，多片分别位于每个微带格栅一侧的金属贴片的宽度相同或不同。
进一步的，作为优选技术方案，多片分别位于每个微带格栅一侧的不同宽度的金属贴片的尺寸按照泰勒振幅分布。
进一步的，作为优选技术方案，多片分别位于每个微带格栅一侧的金属贴片与之对应的微带格栅之间的距离相同或不同。
进一步的，作为优选技术方案，位于每个微带格栅两侧的金属贴片对称设置或非对称设置。
进一步的，作为优选技术方案，每个微带格栅的一侧或两侧设置的金属贴片的数量为多片。
进一步的，作为优选技术方案，位于每个微带格栅一侧多片金属贴片的尺寸相同或不同。
进一步的，作为优选技术方案，位于每个微带格栅一侧的多片金属贴片两两之间的距离相同或不同。
进一步的，作为优选技术方案，位于每个微带格栅两侧的多片金属贴片对称设置或非对称设置。
进一步的，作为优选技术方案，位于所述PCB叠层上的格栅馈线的数量为1个或多个，多片所述格栅馈线结构相同且并排设计。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明通过在格栅馈线外侧设置金属贴片，使得金属贴片和微带栅格产生了电磁耦合，从而改变了雷达天线的辐射单元表面电场分布，以达到改变雷达天线的波束宽度效果。且该种结构设计不需要对PCB叠层进行任何改变，结构简单。
附图说明
图1为本发明现有技术微带格栅天线结构示意图。
图2为本发明微带格栅天线结构示意图。
图3为本发明的微带格栅天线与现有技术的微带格栅天线方向仿真示意比较图。
图4为本发明的微带格栅天线与现有技术的微带格栅天线反射系数仿真示意比较图。
图5为本发明密集微带格栅天线结构示意图。
图6为本发明的微带格栅外侧有多片金属贴片的微带格栅天线结构示意图。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。
实施例1
一种汽车雷达天线，如图2所示，包括设置在PCB叠层1上的格栅馈线11和设置在格栅馈线11外侧的金属贴片12，格栅馈线11包括多个并排设置的微带格栅111和连接相邻两微带格栅111的馈线112，金属贴片12设置在格栅馈线11的一侧或两侧并与微带格栅111对应设置，位于每个微带格栅111一侧或两侧的金属贴片12的数量、尺寸以及与之对应的微带格栅111之间的距离根据微带格栅111和PCB叠层1设置，位于中间的微带格栅111宽度宽于位于两侧的微带格栅111宽度。
在本发明中，微带格栅111的数量需要根据雷达天线的设计需求设置，金属贴片12的尺寸以及与之对应的微带格栅111之间的距离，在一般情况下设置为大概半波长左右，但其具体的尺寸以及与之对应的微带格栅111之间的距离需要根据微带格栅111和PCB叠层1设置，在半波长左右浮动。
在本实施例中，每个微带格栅111的一侧或两侧设置金属贴片12，且每个微带格栅111的一侧或两侧设置的金属贴片12的数量为一片；多片分别位于每个微带格栅111一侧的金属贴片12的宽度相同或不同。
当多片分别位于每个微带格栅111一侧的金属贴片12的宽度不同时，多片金属贴片12的尺寸按照泰勒振幅分布，也可按照别的振幅分布。
多片分别位于每个微带格栅111一侧的金属贴片12与之对应的微带格栅111之间的距离相同或不同。
例如，如图2所示，相邻两个金属贴片12距离与之对应的微带格栅111之间的距离分别为Xi和Xi+1，其中，Xi和Xi+1可相同，也可不同。
而位于每个微带格栅111两侧的金属贴片12可对称设置，也可非对称设置。
在本实施例中，位于PCB叠层1上的格栅馈线11的数量为1个或多个，当位于PCB叠层1上的格栅馈线11的数量为多个时，多片格栅馈线11结构相同且并排设计，如图5所示。
在本实施例中，由图3-4可知，本发明的微带格栅天线匹配带宽为3.5GHz，法线方向5dBi增益波束宽度从传统设计中的71.4度增加到95.2度。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于位于每个微带格栅111的一侧或两侧的金属贴片12的数量不同。
在本实施例中，如图6所示，每个微带格栅111的一侧或两侧设置的金属贴片12的数量为多片。优选的，每个微带格栅111的一侧或两侧设置的金属贴片12的数量为2片、3片或4片。
位于每个微带格栅111一侧多片金属贴片12的尺寸相同或不同。
位于每个微带格栅111一侧的多片金属贴片12两两之间的距离相同或不同。
例如：相邻两个金属贴片121和122距离与之对应的微带格栅111之间的距离分别为Xi和Xj，其中，Xi和Xj可相同，也可不同。
位于每个微带格栅111两侧的多片金属贴片12对称设置或非对称设置。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种汽车雷达天线，其特征在于，包括设置在PCB叠层上的格栅馈线和设置在所述格栅馈线外侧的金属贴片，所述格栅馈线包括多个并排设置的微带格栅和连接相邻两微带格栅的馈线，所述金属贴片设置在所述格栅馈线的一侧或两侧并与所述微带格栅对应设置，位于每个所述微带格栅一侧或两侧的金属贴片的数量、尺寸以及与之对应的微带格栅之间的距离根据微带格栅和PCB叠层设置，位于中间的微带格栅宽度宽于位于两侧的微带格栅宽度。
2.根据权利要求1所述的一种汽车雷达天线，其特征在于，每个微带格栅的一侧或两侧设置的金属贴片的数量为一片。
3.根据权利要求2所述的一种汽车雷达天线，其特征在于，多片分别位于每个微带格栅一侧的金属贴片的宽度相同或不同。
4.根据权利要求3所述的一种汽车雷达天线，其特征在于，多片分别位于每个微带格栅一侧的不同宽度的金属贴片的尺寸按照泰勒振幅分布。
5.根据权利要求2所述的一种汽车雷达天线，其特征在于，多片分别位于每个微带格栅一侧的金属贴片与之对应的微带格栅之间的距离相同或不同。
6.根据权利要求2所述的一种汽车雷达天线，其特征在于，位于每个微带格栅两侧的金属贴片对称设置或非对称设置。
7.根据权利要求1所述的一种汽车雷达天线，其特征在于，每个微带格栅的一侧或两侧设置的金属贴片的数量为多片。
8.根据权利要求7所述的一种汽车雷达天线，其特征在于，位于每个微带格栅一侧多片金属贴片的尺寸相同或不同。
9.根据权利要求7所述的一种汽车雷达天线，其特征在于，位于每个微带格栅一侧的多片金属贴片两两之间的距离相同或不同。
10.根据权利要求7所述的一种汽车雷达天线，其特征在于，位于每个微带格栅两侧的多片金属贴片对称设置或非对称设置。
11.根据权利要求1所述的一种汽车雷达天线，其特征在于，位于所述PCB叠层上的格栅馈线的数量为1个或多个，多片所述格栅馈线结构相同且并排设计。
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