CN112787076A - 天线结构、雷达和终端 - Google Patents

天线结构、雷达和终端 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种天线结构、雷达和终端，能够扩展天线的工作带宽，属于传感器领域，尤其涉及毫米波雷达，例如77GHz毫米波雷达。该申请的方案可用于自动驾驶或者智能驾驶领域中的精度探测和距离探测。该天线结构包括功分单元、第一天线子阵和第二天线子阵，所述第一天线子阵与所述功分单元的第一输出端连接，所述第二天线子阵与所述功分单元的第二输出端连接，所述第一天线子阵包括设有开槽的至少一个第一贴片和至少一个第二贴片，所述第二天线子阵包括设有开槽的至少一个第三贴片和至少一个第四贴片，其中，所述至少一个第一贴片与所述至少一个第二贴片的开槽方向相反，所述至少一个第三贴片与所述至少一个第四贴片的开槽方向相反。

Description

天线结构、雷达和终端
技术领域
本申请涉及传感器技术领域，并且更具体地，涉及传感器技术领域中的天线结构、雷达和终端。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步，智能汽车正在逐步进入人们的日常生活。传感器在智能汽车的无人驾驶和智能驾驶中发挥着十分重要的作用。传感器可以为毫米波雷达、激光雷达以及超声波雷达、摄像头等。例如，77GHz的毫米波雷达作为无人驾驶技术的关键传感器，具有波长短、设备体积小等特点。无论是在探测精度、探测距离还是设备集成度方面，77GHz的毫米波雷达都有着不可替代的优势。
天线是位于射频系统最前端的信号收发装置，其性能优劣直接决定了毫米波雷达的总体性能，而天线的性能优劣通常通过工作带宽、波束指向偏转范围、增益等来评价。
因此，如何设计出能够扩展工作带宽的天线，从而满足人们对无人驾驶和智能驾驶体验的更高要求，成为研究人员研究的重点。
发明内容
本申请实施例提供一种天线结构、雷达和终端，能够扩展天线的工作带宽。
第一方面，本申请实施例提供一种天线结构，所述天线结构包括：功分单元、第一天线子阵和第二天线子阵，所述第一天线子阵与所述功分单元的第一输出端连接，所述第二天线子阵与所述功分单元的第二输出端连接，其中，
所述第一天线子阵包括设有开槽的至少一个第一贴片和至少一个第二贴片，所述第二天线子阵包括设有开槽的至少一个第三贴片和至少一个第四贴片，其中，所述至少一个第一贴片与所述至少一个第二贴片的开槽方向相反，所述至少一个第三贴片与所述至少一个第四贴片的开槽方向相反。
需要说明的是，功分单元用于将输入的能量转换为两路等幅反向(180度相位差)的馈电电流，电流方向如图1中所示，其中，第一路馈电电流I1输入第一天线子阵120，第二路馈电电流I2输入第二天线子阵130，从而能够保证该天线结构具有稳定的波束指向。
可选地，该功分单元可以为功分馈线，或其它能够实现等幅反向馈电功能的器件，本申请实施例对此不作限定。
还需要说明的是，在第一天线子阵120中，该至少一个第一贴片121可以用于根据输入的I1辐射能量，该至少一个第二贴片122可以用于作为I1所在电路中的负载调节匹配电阻，类似地，在第二天线子阵130中，该至少一个第三贴片123可以用于根据输入的I2辐射能量，该至少一个第四贴片124用于可以作为I2所在电路中的负载调节匹配电阻。
还需要说明的是，本申请实施例中，各贴片之间可以通过第一微带线经由开槽连接在一起，该功分单元与该第一天线子阵之间以及该功分单元与该第二天线子阵之间可以通过第二微带线连接。
可选地，该第一微带线和该第二微带线的阻抗可以相同也可以不同，本申请实施例对此不作限定。
例如，该第一微带线和该第二微带线可以为阻抗为50欧的微带线。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一贴片的数量和所述至少一个第四贴片的数量相同，所述至少一个第二贴片的数量和所述至少一个第三贴片的数量相同，且所述至少一个第一贴片、所述至少一个第二贴片、所述至少一个第三贴片和所述至少一个第四贴片呈直线排列。
可选的，该至少一个第一贴片的数量和该至少一个第四贴片的数量可以相同，该至少一个第二贴片的数量和该至少一个第三贴片的数量可以相同。
在一种可能的实现方式中，该至少一个第一贴片和该至少一个第四贴片的数量可以为1个，该至少一个第二贴片和该至少一个第三贴片的数量可以为多个。也就是说，每个天线子阵中的负载贴片的数量为1个，辐射贴片的数量为多个。
可选地，该第一天线子阵中的贴片(至少一个第一贴片和至少一个第二贴片)与该功分单元可以呈第一直线排列，该第二天线子阵中的贴片(至少一个第三贴片和至少一个第四贴片)与该功分单元可以呈第二直线排列，该第一直线和该第二直线之间存在夹角，该夹角可以大于第一角度阈值且小于或等于第二角度阈值。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一贴片为所述第一天线子阵中距离所述功分单元最远的至少一个贴片，所述至少一个第四贴片为所述第二天线子阵中距离所述功分单元最远的至少一个贴片。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一贴片上的开槽设置在朝向所述功分单元一侧的边缘，所述至少一个第四贴片上的开槽设置在朝向所述功分单元一侧的边缘。
也就是说，该至少一个第一贴片和该至少一个第二贴片的开槽方向相反可以理解为，该至少一个第一贴片上的开槽设置在朝向该功分单元一侧的边缘，该至少一个第二贴片上的开槽设置在远离该功分单元一侧的边缘。相应地，该至少一个第三贴片和该至少一个第四贴片的开槽方向相反可以理解为，该至少一个第四贴片上的开槽设置在朝向该功分单元一侧的边缘，该至少一个第三贴片上的开槽设置在远离该功分单元一侧的边缘。
采用本申请实施例提供的天线结构，该至少一个第一贴片与该至少一个第二贴片的开槽方向相反，使得该至少一个第一贴片能够作为辐射贴片辐射能量，该至少一个第二贴片能够作为负载贴片调节匹配电阻，该至少一个第三贴片与该至少一个第四贴片的开槽方向相反，使得该至少一个第三贴片能够作为辐射贴片辐射能量，该至少一个第四贴片能够作为负载贴片调节匹配电阻。因此，能够扩展天线的工作带宽。
采用本申请实施例提供的天线结构，能够实现将天线的工作带宽扩展至2.62GHz。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一贴片上的开槽设置在朝向所述功分单元一侧的边缘的中间位置，所述至少一个第四贴片上的开槽设置在远离所述功分单元一侧的边缘的中间位置。
可选地，该至少一个第一贴片和该第四贴片上的开槽可以设置在朝向所述功分单元一侧的边缘的其它位置，该至少一个第二贴片和该至少一个第三贴片上的开槽设置在远离所述功分单元一侧的边缘的其它位置。
可选地，上述其它位置可以理解为所在边缘的中间位置以上的区域或所在边缘的中间位置以下的区域等，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一贴片、所述至少一个第二贴片、所述至少一个第三贴片和所述至少一个第四贴片上的开槽的表面形状为矩形。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一贴片、所述至少一个第二贴片、所述至少一个第三贴片和所述至少一个第四贴片的尺寸相同。
需要说明的是，本申请实施例中所述的尺寸相同包括完全相同和近似相同，其中，近似相同指各贴片的尺寸相差在一定误差范围内。
还需要说明的是，本申请实施例中所述的误差范围是工业制造中可能存在的误差，或者是结构设计所允许存在的误差等。这里不对误差范围进行具体限定。
在一种可能的实现方式中，所述第一天线子阵和所述第二天线子阵中各贴片之间的距离相同。
需要说明的是，本申请实施例中所述的距离相同包括完全相同和近似相同，其中，近似相同指各贴片之间的距离相差在一定误差范围内。
采用本申请实施例提供的天线结构，该第一天线子阵和该第二天下子阵中包括的贴片总数相同、每个贴片的尺寸相同、各贴片间的距离相同，该第一天线子阵和该第二天线子阵中实现不同功能(负载功能或辐射功能)的贴片的数量相同、位置对称、开槽方向对称，能够降低加工和实现的难度。
此外，该第一天线子阵和该第二天线子阵近似对称设置在该功分单元的两侧，可以理解为该第一天线子阵和该第二天线子阵并联设置，该第一天线子阵和该第二天线子阵中的贴片串联设置，采用串并混合馈电的结构，能够避免天线波束指向随频率偏转、副瓣电平(side lobe level，SLL)随频率恶化的问题。
采用本申请实施例提供的天线结构，能够实现波束指向偏转范围：±0.1°，E面SLL：<-15dB，带宽：2.2GHz(76.9-79.1GHz)。
在一种可能的实现方式中，所述天线结构为接收天线或发射天线。
第二方面，本申请实施例提供一种雷达，所述雷达包括如上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中所述的天线结构。
在一种可能的实现方式中，所述雷达还包括控制芯片，所述控制芯片与所述功分单元的输入端连接，所述控制芯片用于控制所述天线结构发射或接收信号。
在一种可能的实现方式中，所述雷达还包括介质基板，所述功分单元、所述第一天线子阵、所述第二天线子阵和所述控制芯片设置在所述介质基板的同一个表面上。
在一种可能的实现方式中，所述雷达还包括介质基板，所述功分单元、所述第一天线子阵和所述第二天线子阵设置在所述介质基板的第一表面上，所述控制芯片设置在所述介质基板的第二表面上，所述第一表面与所述第二表面相对设置。
可选地，该介质基板的第一表面上的该功分单元可以通过多种方式与设置在介质基板的第二表面上的该控制芯片的连接，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，该介质基板上可以设置通孔，该控制芯片通过第三微带线经由该通孔与该功分单元连接。
在另一种可能的实现方式中，上述通孔中可以通过浇筑导电溶液形成导电体，该控制芯片通过第三微带线连接至该导电体在该介质基板的第一表面上的表面，该功分单元通过第四微带线连接至该导电体在该介质基板的第二表面上的表面，从而实现该控制芯片与该功分单元的连接。
第三方面，本申请实施例还提供一种终端，所述终端包括上述第二方面或第二方面的各种可能的实现方式中所述的天线结构。
第四方面，本申请实施例还提供一种天线结构的制备方法，该方法包括：
在介质基板上印刷功分单元、第一天线子阵和第二天线子阵，所述第一天线子阵与所述功分单元的第一输出端连接，所述第二天线子阵与所述功分单元的第二输出端连接，所述第一天线子阵包括至少一个第一贴片和至少一个第二贴片，所述第二天线子阵包括至少一个第三贴片和至少一个第四贴片；
在至少一个第一贴片、至少一个第二贴片、至少一个第三贴片和至少一个第四贴片上开槽，其中，所述至少一个第一贴片与所述至少一个第二贴片的开槽方向相反，所述至少一个第三贴片与所述至少一个第四贴片的开槽方向相反。
在一种可能的实现方式中，所述介质基板为多层混压板，所述在介质基板上印刷功分单元、第一天线子阵和第二天线子阵，包括：在所述介质基板的顶层上印刷所述功分单元、所述第一天线子阵和所述第二天线子阵。
可选地，所述介质基板为多层混压板可以理解为，所述介质基板包括多层板，其中，所述多层板的顶层为金属材料。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一贴片的数量和所述至少一个第四贴片的数量相同，所述至少一个第二贴片的数量和所述至少一个第三贴片的数量相同，且所述至少一个第一贴片、所述至少一个第二贴片、所述至少一个第三贴片和所述至少一个第四贴片呈直线排列。
可选的，该至少一个第一贴片的数量和该至少一个第四贴片的数量可以相同，该至少一个第二贴片的数量和该至少一个第三贴片的数量可以相同。
在一种可能的实现方式中，该至少一个第一贴片和该至少一个第四贴片的数量可以为1个，该至少一个第二贴片和该至少一个第三贴片的数量可以为多个。也就是说，每个天线子阵中的负载贴片的数量为1个，辐射贴片的数量为多个。
可选地，该第一天线子阵中的贴片(至少一个第一贴片和至少一个第二贴片)与该功分单元可以呈第一直线排列，该第二天线子阵中的贴片(至少一个第三贴片和至少一个第四贴片)与该功分单元可以呈第二直线排列，该第一直线和该第二直线之间存在夹角，该夹角可以大于第一角度阈值且小于或等于第二角度阈值。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一贴片为所述第一天线子阵中距离所述功分单元最远的至少一个贴片，所述至少一个第四贴片为所述第二天线子阵中距离所述功分单元最远的至少一个贴片。
在一种可能的实现方式中，所述在至少一个第一贴片、至少一个第二贴片、至少一个第三贴片和至少一个第四贴片上开槽，包括：在所述至少一个第一贴片和所述至少一个第三贴片上朝向所述功分单元一侧的边缘开槽，以及，在所述至少一个第二贴片和所述至少一个第四贴片上远离所述功分单元一侧的边缘开槽。
在一种可能的实现方式中，所述在所述至少一个第一贴片和所述至少一个第三贴片上朝向所述功分单元一侧的边缘开槽，包括：在所述至少一个第一贴片和所述至少一个第三贴片上朝向所述功分单元一侧的边缘的中间位置开槽。
在一种可能的实现方式中，所述在所述至少一个第二贴片和所述至少一个第四贴片上远离所述功分单元一侧的边缘开槽，包括：在所述至少一个第二贴片和所述至少一个第四贴片上远离所述功分单元一侧的边缘的中间位置开槽。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一贴片、所述至少一个第二贴片、所述至少一个第三贴片和所述至少一个第四贴片上的开槽的表面形状为矩形。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一贴片、所述至少一个第二贴片、所述至少一个第三贴片和所述至少一个第四贴片的尺寸相同。
需要说明的是，本申请实施例中所述的尺寸相同包括完全相同和近似相同，其中，近似相同指各贴片的尺寸相差在一定误差范围内。
在一种可能的实现方式中，所述第一天线子阵和所述第二天线子阵中各贴片之间的距离相同。
需要说明的是，本申请实施例中所述的距离相同包括完全相同和近似相同，其中，近似相同指各贴片之间的距离相差在一定误差范围内。
采用本申请实施例提供的天线结构，该第一天线子阵和该第二天下子阵中包括的贴片总数相同、每个贴片的尺寸相同、各贴片间的距离相同，该第一天线子阵和该第二天线子阵中实现不同功能(负载功能或辐射功能)的贴片的数量相同、位置对称、开槽方向对称，能够降低加工和实现的难度。
此外，该第一天线子阵和该第二天线子阵近似对称设置在该功分单元的两侧，可以理解为该第一天线子阵和该第二天线子阵并联设置，该第一天线子阵和该第二天线子阵中的贴片串联设置，采用串并混合馈电的结构，能够避免天线波束指向随频率偏转、副瓣电平(side lobe level，SLL)随频率恶化的问题。
附图说明
图1提供本申请实施例的天线结构100的示意性结构图；
图2提供本申请实施例的天线结构100的另一示意性结构图；
图3提供本申请实施例的天线结构100的又一示意性结构图；
图4提供本申请实施例的天线结构100的又一示意性结构图；
图5提供本申请实施例的天线结构200的示意性结构图；
图6提供本申请实施例的雷达300的示意性结构图；
图7提供本申请实施例的雷达300的另一示意性结构图；
图8提供本申请实施例的雷达300的又一示意性结构图；
图9提供本申请实施例的终端400的示意性结构图；
图10提供了本申请实施例的天线结构的制备方法500的示意性流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
图1示出了本申请实施例提供的天线结构100的示意性结构图。
如图1所示，该天线结构100可以包括功分单元110、第一天线子阵120和第二天线子阵130，该第一天线子阵120与该功分单元110的第一输出端连接，该第二天线子阵130与该功分单元110的第二输出端连接。其中，该第一天线子阵120包括设有开槽的至少一个第一贴片121和至少一个第二贴片122，该第二天线子阵300包括设有开槽的至少一个第三贴片123和至少一个第四贴片124，其中，该至少一个第一贴片121与该至少一个第二贴片122的开槽方向相反，该至少一个第三贴片123与该至少一个第四贴片124的开槽方向相反。
需要说明的是，功分单元110用于将输入的能量转换为两路等幅反向(180度相位差)的馈电电流，电流方向如图1中所示，其中，第一路馈电电流I1输入第一天线子阵120，第二路馈电电流I2输入第二天线子阵130，从而能够保证该天线结构具有稳定的波束指向。
可选地，该功分单元110可以为功分馈线，或其它能够实现等幅反向馈电功能的器件，本申请实施例对此不作限定。
还需要说明的是，在第一天线子阵120中，该至少一个第一贴片121可以用于根据输入的I1辐射能量，该至少一个第二贴片122可以用于作为I1所在电路中的负载调节匹配电阻，类似地，在第二天线子阵130中，该至少一个第三贴片123可以用于根据输入的I2辐射能量，该至少一个第四贴片124用于可以作为I2所在电路中的负载调节匹配电阻。
还需要说明的是，本申请实施例中，各贴片之间可以通过第一微带线经由开槽连接在一起，该功分单元110与该第一天线子阵120之间以及该功分单元110与该第二天线子阵130之间可以通过第二微带线连接。
可选地，该第一微带线和该第二微带线的阻抗可以相同也可以不同，本申请实施例对此不作限定。
例如，该第一微带线和该第二微带线可以为阻抗为50欧的微带线。
在一种可能的实现方式中，该至少一个第一贴片可以设置在该第一天线子阵中距离该功分单元最远的位置作为负载，该至少一个第二贴片可以设置在该至少一个第一贴片与该功分单元之间的位置实现能量辐射；相应地，该至少一个第四贴片设置可以设置在该第二天线子阵中距离该功分单元最远的位置作为负载，该至少一个第三贴片可以设置在该至少一个第四贴片与该功分单元之间的位置实现能量辐射。
可选的，该至少一个第一贴片121的数量和该至少一个第四贴片124的数量可以相同，该至少一个第二贴片122的数量和该至少一个第三贴片123的数量可以相同。
在一种可能的实现方式中，如图2所示，该至少一个第一贴片121和该至少一个第四贴片124的数量可以为1个，该至少一个第二贴片122和该至少一个第三贴片123的数量可以为多个。也就是说，每个天线子阵中的负载贴片的数量为1个，辐射贴片的数量为多个。
例如，该第一天线子阵可以包括1个第一贴片和4个第二贴片，该第二天线子阵可以包括4个第三贴片和1个第四贴片。
可选地，如图3所示，该第一天线子阵中的贴片(至少一个第一贴片和至少一个第二贴片)与该功分单元可以呈第一直线排列，该第二天线子阵中的贴片(至少一个第三贴片和至少一个第四贴片)与该功分单元可以呈第二直线排列，该第一直线和该第二直线之间存在夹角，该夹角可以大于第一角度阈值且小于或等于第二角度阈值。
例如，该夹角的取值范围可以为(150，180]。
在一种可能的实现方式中，该夹角可以为180°，即该第一直线和该第二直线可以为同一条直线。也就是说，该至少一个第一贴片121、该至少一个第二贴片122、该至少一个第三贴片123和该至少一个第四贴片124和该功分单元110呈直线排列。
需要说明的是，该至少一个第一贴片121和该至少一个第二贴片122的开槽方向相反可以理解为，该至少一个第一贴片121上的开槽设置在朝向该功分单元110一侧的边缘，该至少一个第二贴片122上的开槽设置在远离该功分单元110一侧的边缘。相应地，该至少一个第三贴片123和该至少一个第四贴片124的开槽方向相反可以理解为，该至少一个第四贴片124上的开槽设置在朝向该功分单元110一侧的边缘，该至少一个第三贴片123上的开槽设置在远离该功分单元110一侧的边缘。
采用本申请实施例提供的天线结构，该至少一个第一贴片与该至少一个第二贴片的开槽方向相反，使得该至少一个第一贴片能够作为辐射贴片辐射能量，该至少一个第二贴片能够作为负载贴片调节匹配电阻，该至少一个第三贴片与该至少一个第四贴片的开槽方向相反，使得该至少一个第三贴片能够作为辐射贴片辐射能量，该至少一个第四贴片能够作为负载贴片调节匹配电阻。因此，能够扩展天线的工作带宽。
采用本申请实施例提供的天线结构，能够实现将天线的工作带宽扩展至2.62GHz。
在一种可能的实现方式中，如图1至3中所示，该至少一个第一贴片121和该第四贴片124上的开槽可以设置在朝向所述功分单元110一侧的边缘的中间位置，该至少一个第二贴片122和该至少一个第三贴片123上的开槽设置在远离所述功分单元110一侧的边缘的中间位置。
可选地，该至少一个第一贴片121和该第四贴片124上的开槽可以设置在朝向所述功分单元110一侧的边缘的其它位置，该至少一个第二贴片122和该至少一个第三贴片123上的开槽设置在远离所述功分单元110一侧的边缘的其它位置。
可选地，上述其它位置可以理解为所在边缘的中间位置以上的区域或所在边缘的中间位置以下的区域等，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，如图1至3中所示，该至少一个第一贴片121、该至少一个第二贴片122、该至少一个第三贴片123和该至少一个第四贴片124上的开槽的表面形状可以为矩形。
可选地，该至少一个第一贴片、该至少一个第二贴片、该至少一个第三贴片和该至少一个第四贴片上的开槽的表面形状还可以为三角形、圆形等其它形状，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，如图1至图3所示，该至少一个第一贴片、该至少一个第二贴片、该至少一个第三贴片和该至少一个第四贴片的尺寸可以相同。
需要说明的是，本申请实施例中所述的尺寸相同包括完全相同和近似相同，其中，近似相同指各贴片的尺寸相差在一定误差范围内。
还需要说明的是，本申请实施例中所述的误差范围是工业制造中可能存在的误差，或者是结构设计所允许存在的误差等。这里不对误差范围进行具体限定。
可选地，该至少一个第一贴片、该至少一个第二贴片、该至少一个第三贴片和该至少一个第四贴片的尺寸也可以不相同，本申请实施例对此不作限定。
例如，图4中示出了该至少一个第一贴片、该至少一个第二贴片、该至少一个第三贴片和该至少一个第四贴片的尺寸不同的一种可能的示意性结构图。
在一种可能的实现方式中，如图1至图4中所示，该第一天线子阵和该第二天线子阵中各贴片之间的距离相同。
需要说明的是，本申请实施例中所述的距离相同包括完全相同和近似相同，其中，近似相同指各贴片之间的距离相差在一定误差范围内。
可选地，该第一天线子阵和该第二天线子阵中各贴片之间的距离还可以不相同，本申请实施例对此不作限定。
采用本申请实施例提供的天线结构，该第一天线子阵和该第二天下子阵中包括的贴片总数相同、每个贴片的尺寸相同、各贴片间的距离相同，该第一天线子阵和该第二天线子阵中实现不同功能(负载功能或辐射功能)的贴片的数量相同、位置对称、开槽方向对称，能够降低加工和实现的难度。
此外，该第一天线子阵和该第二天线子阵近似对称设置在该功分单元的两侧，可以理解为该第一天线子阵和该第二天线子阵并联设置，该第一天线子阵和该第二天线子阵中的贴片串联设置，采用串并混合馈电的结构，能够避免天线波束指向随频率偏转、副瓣电平(side lobe level，SLL)随频率恶化的问题。
采用本申请实施例提供的天线结构，能够实现波束指向偏转范围：±0.1°，E面SLL：<-15dB，带宽：2.2GHz(76.9-79.1GHz)。
可选地，该天线结构100可以为接收天线或发射天线，本申请实施例对此不作限定。
需要说明的是，本申请仅以该天线结构100为发送天线为例对该天线结构100进行介绍和描述，但本申请实施例不限于此。
图5示出了本申请实施例提供的天线结构200的示意性结构图。如图5所示，该天线结构200包括功分单元210、第一天线子阵220和第二天线子阵230，该第一天线子阵220与该功分单元210的第一输出端连接，该第二天线子阵230与该功分单元210的第二输出端连接，该第一天线子阵220包括贴片221～贴片225，该第二天线子阵包括贴片231～贴片235，该第一天线子阵220中的贴片、功分单元220和该第二天线子阵230中的贴片呈直线排列，且该第二天线子阵220与该第三天线子阵230对称设置在该功分单元的两侧。
其中，该第一天线子阵220中的贴片221的输入端设有矩形开槽，贴片222～贴片225的输出端设有矩形开槽，该第二天线子阵230中的贴片231的输入端设有矩形开槽，贴片232～贴片235的输出端设有矩形开槽。
需要说明的是，本申请实施例中所述的输入端指按照电流流向输入贴片的一端，输出端指按照电流流向输出贴片的一端。
此外，该第一天线子阵220中的贴片221～贴片225，以及该第二天线子阵230中的贴片231～235的尺寸相同，第一天线子阵220和第二天线子阵230中任意两个贴片间的距离也相同。
采用本申请实施例提供的天线结构，能够实现波束指向偏转范围：±0.1°，E面SLL：<-15dB，带宽：2.2GHz(76.9-79.1GHz)。
图6示出了本申请实施例提供的雷达300的示意性结构图，该雷达300包括如图1中所述的天线结构100以及控制芯片140，该控制芯片140与该功分单元110的输入端连接，该控制芯片140用于控制该天线结构100收发信号。
需要说明的是，该控制芯片140与该功分单元110之间可以通过第三微带线连接。
可选地，该第三微带线与上述第一微带线和第二微带线的阻抗可以相同，也可以不同，本申请实施例对此不作限定。
可选地，该天线结构还包括介质基板，该功分单元110、该第一天线子阵120、该第二天线子阵130和该控制芯片140设置在该介质基板的同一个表面或不同表面上，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，如图7所示，该功分单元110、该第一天线子阵120、该第二天线子阵130和该控制芯片140设置在该介质基板150的同一个表面上。
在另一种可能的实现方式中，如图8所示，该功分单元110、该第一天线子阵120和该第二天线子阵130可以设置在该介质基板150的第一表面上，该控制芯片140可以设置在该介质基板150的第二表面上，该第一表面与该第二表面相对设置。
可选地，该介质基板150的第一表面上的该功分单元110可以通过多种方式与设置在介质基板150的第二表面上的该控制芯片140的连接，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，如图8所示，该介质基板150上可以设置通孔160，该控制芯片140通过第三微带线经由该通孔160与该功分单元110连接，并为该功分单元110提供能量。
在另一种可能的实现方式中，图8中所示的通孔160中可以通过浇筑导电溶液形成导电体，该控制芯片140通过第三微带线连接至该导电体在该介质基板150的第一表面上的表面，该功分单元110通过第四微带线连接至该导电体在该介质基板150的第二表面上的表面，从而实现该控制芯片140与该功分单元110的连接。
可选地，该雷达300还可以包括如图2中所述的天线结构200以及控制芯片140，该控制芯片140与该功分单元210的输入端连接，该控制芯片140用于控制该天线结构200收发信号，为避免重复，此处不再赘述。
图9示出了本申请实施例提供的终端400，该终端400包括如图7或图8所述的雷达300。
可选地，本申请实施例中所述的终端可以具有通过雷达实现通信功能和/或探测功能的能力，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，该终端可以是自动驾驶或智能驾驶中的车辆。
在另一种可能的实现方式中，该终端可以是手机(mobile phone)、平板电脑(Pad)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(Virtual Reality，VR)终端、增强现实(Augmented Reality，AR)终端、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程医疗(remote medical)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端等等。
上面结合图1至图9示出了本申请实施例提供的天线结构和雷达，下面将结合图10详细介绍一下本申请实施例提供的天线结构的制备方法。
图10示出了本申请实施例提供的天线结构的制备方法500。
S510，在介质基板上印刷功分单元、第一天线子阵和第二天线子阵，所述第一天线子阵与所述功分单元的第一输出端连接，所述第二天线子阵与所述功分单元的第二输出端连接，所述第一天线子阵包括至少一个第一贴片和至少一个第二贴片，所述第二天线子阵包括至少一个第三贴片和至少一个第四贴片；
可选地，所述介质基板为多层混压板，也就是说，所述介质基板包括多层板，其中，所述多层板的顶层为金属材料。
在一种可能的实现方式中，S510可以为在所述介质基板的顶层上印刷所述功分单元、所述第一天线子阵和所述第二天线子阵。
S520，在至少一个第一贴片、至少一个第二贴片、至少一个第三贴片和至少一个第四贴片上开槽，其中，所述至少一个第一贴片与所述至少一个第二贴片的开槽方向相反，所述至少一个第三贴片与所述至少一个第四贴片的开槽方向相反。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一贴片的数量和所述至少一个第四贴片的数量相同，所述至少一个第二贴片的数量和所述至少一个第三贴片的数量相同，且所述至少一个第一贴片、所述至少一个第二贴片、所述至少一个第三贴片和所述至少一个第四贴片呈直线排列。
可选的，该至少一个第一贴片的数量和该至少一个第四贴片的数量可以相同，该至少一个第二贴片的数量和该至少一个第三贴片的数量可以相同。
在一种可能的实现方式中，该至少一个第一贴片和该至少一个第四贴片的数量可以为1个，该至少一个第二贴片和该至少一个第三贴片的数量可以为多个。也就是说，每个天线子阵中的负载贴片的数量为1个，辐射贴片的数量为多个。
可选地，该第一天线子阵中的贴片(至少一个第一贴片和至少一个第二贴片)与该功分单元可以呈第一直线排列，该第二天线子阵中的贴片(至少一个第三贴片和至少一个第四贴片)与该功分单元可以呈第二直线排列，该第一直线和该第二直线之间存在夹角，该夹角可以大于第一角度阈值且小于或等于第二角度阈值。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一贴片为所述第一天线子阵中距离所述功分单元最远的至少一个贴片，所述至少一个第四贴片为所述第二天线子阵中距离所述功分单元最远的至少一个贴片。
可选地，S520可以为在所述至少一个第一贴片和所述至少一个第三贴片上朝向所述功分单元一侧的边缘开槽，以及，在所述至少一个第二贴片和所述至少一个第四贴片上远离所述功分单元一侧的边缘开槽。
在一种可能的实现方式中，所述在所述至少一个第一贴片和所述至少一个第三贴片上朝向所述功分单元一侧的边缘开槽，包括：在所述至少一个第一贴片和所述至少一个第三贴片上朝向所述功分单元一侧的边缘的中间位置开槽。
在一种可能的实现方式中，所述在所述至少一个第二贴片和所述至少一个第四贴片上远离所述功分单元一侧的边缘开槽，包括：在所述至少一个第二贴片和所述至少一个第四贴片上远离所述功分单元一侧的边缘的中间位置开槽。
可选地，本申请实施例中在每个贴片上开槽的表面形状可以为多种，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一贴片、所述至少一个第二贴片、所述至少一个第三贴片和所述至少一个第四贴片上的开槽的表面形状为矩形。
可选地，所述至少一个第一贴片、所述至少一个第二贴片、所述至少一个第三贴片和所述至少一个第四贴片的尺寸相同。
需要说明的是，本申请实施例中所述的尺寸相同包括完全相同和近似相同，其中，近似相同指各贴片的尺寸相差在一定误差范围内。
在一种可能的实现方式中，所述第一天线子阵和所述第二天线子阵中各贴片之间的距离相同。
需要说明的是，本申请实施例中所述的距离相同包括完全相同和近似相同，其中，近似相同指各贴片之间的距离相差在一定误差范围内。
采用本申请实施例提供的天线结构，该第一天线子阵和该第二天下子阵中包括的贴片总数相同、每个贴片的尺寸相同、各贴片间的距离相同，该第一天线子阵和该第二天线子阵中实现不同功能(负载功能或辐射功能)的贴片的数量相同、位置对称、开槽方向对称，能够降低加工和实现的难度。
此外，该第一天线子阵和该第二天线子阵近似对称设置在该功分单元的两侧，可以理解为该第一天线子阵和该第二天线子阵并联设置，该第一天线子阵和该第二天线子阵中的贴片串联设置，采用串并混合馈电的结构，能够避免天线波束指向随频率偏转、副瓣电平随频率恶化的问题。
采用本申请实施例提供的天线结构，能够实现波束指向偏转范围：±0.1°，E面SLL：<-15dB，带宽：2.2GHz(76.9-79.1GHz)。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种天线结构，包括：功分单元、第一天线子阵和第二天线子阵，所述第一天线子阵与所述功分单元的第一输出端连接，所述第二天线子阵与所述功分单元的第二输出端连接，其特征在于，
所述第一天线子阵包括设有开槽的至少一个第一贴片和至少一个第二贴片，所述第二天线子阵包括设有开槽的至少一个第三贴片和至少一个第四贴片，其中，所述至少一个第一贴片与所述至少一个第二贴片的开槽方向相反，所述至少一个第三贴片与所述至少一个第四贴片的开槽方向相反。
2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述至少一个第一贴片的数量和所述至少一个第四贴片的数量相同，所述至少一个第二贴片的数量和所述至少一个第三贴片的数量相同，且所述至少一个第一贴片、所述至少一个第二贴片、所述至少一个第三贴片和所述至少一个第四贴片呈直线排列。
3.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述至少一个第一贴片为所述第一天线子阵中距离所述功分单元最远的至少一个贴片，所述至少一个第四贴片为所述第二天线子阵中距离所述功分单元最远的至少一个贴片。
4.根据权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述至少一个第一贴片上的开槽设置在朝向所述功分单元一侧的边缘，所述至少一个第四贴片上的开槽设置在朝向所述功分单元一侧的边缘。
5.根据权利要求4所述的天线结构，其特征在于，所述至少一个第一贴片上的开槽设置在朝向所述功分单元一侧的边缘的中间位置，所述至少一个第四贴片上的开槽设置在远离所述功分单元一侧的边缘的中间位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述至少一个第一贴片、所述至少一个第二贴片、所述至少一个第三贴片和所述至少一个第四贴片上的开槽的表面形状为矩形。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述至少一个第一贴片、所述至少一个第二贴片、所述至少一个第三贴片和所述至少一个第四贴片的尺寸相同。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线子阵和所述第二天线子阵中各贴片之间的距离相同。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构为接收天线或发射天线。
10.一种雷达，其特征在于，所述雷达包括如权利要求1至9中任一项所述的天线结构。
11.根据权利要求10所述的雷达，其特征在于，所述雷达还包括控制芯片，所述控制芯片与所述功分单元的输入端连接，所述控制芯片用于控制所述天线结构发射或接收信号。
12.根据权利要求11所述的雷达，其特征在于，所述雷达还包括介质基板，所述功分单元、所述第一天线子阵、所述第二天线子阵和所述控制芯片设置在所述介质基板的同一个表面上。
13.根据权利要求11所述的雷达，其特征在于，所述雷达还包括介质基板，所述功分单元、所述第一天线子阵和所述第二天线子阵设置在所述介质基板的第一表面上，所述控制芯片设置在所述介质基板的第二表面上，所述第一表面与所述第二表面相对设置。
14.一种终端，其特征在于，所述终端包括如权利要求10至13中任一项所述的雷达。
15.根据权利要求14所述的终端，其特征在于，所述终端为车辆。
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