CN113381169B - 一种天线以及雷达系统 - Google Patents

一种天线以及雷达系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113381169B
CN113381169B CN202010115790.3A CN202010115790A CN113381169B CN 113381169 B CN113381169 B CN 113381169B CN 202010115790 A CN202010115790 A CN 202010115790A CN 113381169 B CN113381169 B CN 113381169B
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
parasitic
main feeder
main
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010115790.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113381169A (zh
Inventor
何银
高翔
李浩伟
刘一廷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN202010115790.3A priority Critical patent/CN113381169B/zh
Priority to PCT/CN2021/077336 priority patent/WO2021169926A1/zh
Publication of CN113381169A publication Critical patent/CN113381169A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113381169B publication Critical patent/CN113381169B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35Details of non-pulse systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35Details of non-pulse systems
    • G01S7/352Receivers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/29Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

本申请实施例公开了一种天线以及雷达系统,天线中寄生单元与辐射单元的耦合,寄生单元通过耦合接收辐射单元发出的辐射能量,并向外发出寄生辐射,该寄生辐射对辐射单元发出的波束正增益。该辐射单元在水平极化方向上的辐射强度大于辐射单元在垂直极化方向上的辐射强度,从而提升天线增益。

Description

一种天线以及雷达系统
技术领域
本申请涉及雷达领域,尤其涉及一种天线以及雷达系统。
背景技术
毫米波雷达是工作在毫米波波段(millimeter wave)探测的雷达。毫米波雷达(后文简称雷达系统)具有分辨率高、频带宽、抗干扰能力强等特点。雷达系统通过天线发射电磁波,该天线遇到障碍物后产生反射,雷达系统通过捕获反射信号可以确定物体的距离、速度和角度等信息。因此,毫米波雷达目前广泛应用于汽车中。
在汽车中,根据安装位置以及探测场景的不同,雷达系统可以分为长距离雷达(long range radar,LRR)、中距离雷达(middle range radar,MRR)和短距离雷达(shortrange radar,SRR)。以短距离雷达为例,通常在车辆的四角上分别安装4个短距离雷达以实现对车身周围的全景覆盖。因此,短距离雷达需要具有较宽的半功率波束宽度(half powerbeam width,HPBW)。现有技术中,短距离雷达为了实现较宽的半功率波束宽度,通常采用的方案是多天线与开关相互配合使用,通过开关切换不同的天线开启或关闭,以实现较宽的半功率波束宽度。
开关切换不同天线的过程中,需要长时间高频率地对不同天线开启或关闭,造成雷达系统工作稳定性较低的性能缺陷。
发明内容
本申请实施例提供了一种天线以及雷达系统,天线中寄生单元与辐射单元的耦合,寄生单元通过耦合接收辐射单元发出的辐射能量,并向外发出寄生辐射,该寄生辐射对辐射单元发出的波束正增益。该辐射单元在水平极化方向上的辐射强度大于辐射单元在垂直极化方向上的辐射强度,从而提升天线增益。
第一方面,本申请实施例提出了一种天线,该天线包括:第一主馈线、辐射单元和寄生单元;第一主馈线与至少一个辐射单元电连接,第一主馈线通过至少一个辐射单元发出波束,辐射单元在水平极化方向上的辐射强度大于辐射单元在垂直极化方向上的辐射强度;至少一个寄生单元与辐射单元耦合,寄生单元通过接收辐射单元发出的辐射能量,向外发出寄生辐射,寄生辐射对辐射单元发出的波束正增益。
本申请实施例中,天线中寄生单元与辐射单元的耦合,寄生单元通过耦合接收辐射单元发出的辐射能量,并向外发出寄生辐射,该寄生辐射对辐射单元发出的波束正增益。因此,使用该天线的雷达系统,在天线部分可取消用于多天线切换的开关。在保证工作稳定性的前提下,依靠寄生单元与辐射单元的配合实现较宽的半功率波束宽度。同时,取消用于多天线切换的开关,可有效缩小天线和使用该天线的雷达系统的体积。该天线与使用该天线的雷达系统具有低剖面和低重量等特点。
结合第一方面,在一些实现方式中,该第一主馈线与N个该辐射单元电连接,该N为大于1的正整数,具体的,该N个该辐射单元交错布置于该第一主馈线两侧,该N个该辐射单元串馈式布置。或,多个第一主馈线与N个辐射单元电连接。该天线中的辐射单元可以是串馈式布置,也可以是并馈式布置,提升了本方案的实现灵活性。
结合第一方面,在一些实现方式中,该辐射单元为V型结构、C型结构或三角形结构的金属贴片,该辐射单元在水平极化方向上的辐射强度大于该辐射单元在垂直极化方向上的辐射强度。辐射单元可以是多种结构,提升了本方案的实现灵活性。辐射单元在水平极化方向上的辐射强度大于辐射单元在垂直方向上的辐射强度。从而提升天线增益。使得应用该天线的雷达系统应用于车辆时,可有效减轻地面所产生的干扰,进一步提升无线信号质量。
结合第一方面,在一些实现方式中,该寄生单元与该辐射单元的结构相同;一个该寄生单元与一个该辐射单元耦合,或,一个该寄生单元与两个该辐射单元耦合,提升了本方案的实现灵活性。
结合第一方面,在一些实现方式中,天线还包括第二主馈线;该第二主馈线为J个,每个第二主馈线与M个该寄生单元电连接,该J为正整数,该M为大于1的正整数;该第二主馈线与该M个该寄生单元组成哑元结构,其中,该M个该寄生单元与该N个该辐射单元耦合;当该J大于1时,该J个该第二主馈线与该J*M个该寄生单元组成的该J个哑元结构,分别布置于该第一主馈线的两侧。第二主馈线为短路、断路或与匹配负载电连接。第一主馈线与微带支节电连接,该微带支节用于进行1/4阻抗匹配。天线中寄生单元与第二主馈线电连接组成哑元结构,用户可以通过调节该哑元结构与第一主馈线(以及辐射单元)耦合的能量大小,调整该天线在不同角度上的增益幅度。使得应用该天线的雷达系统,依靠寄生单元与辐射单元的配合实现较宽的半功率波束宽度。
结合第一方面,在一些实现方式中,天线还包括第二主馈线;该第二主馈线为J个,每个第二主馈线与M个该寄生单元电连接,该J为正整数,该M为大于1的正整数;该第二主馈线与该第一主馈线电连接;当该J大于1时,该J个该第二主馈线分别布置于该第一主馈线的两侧。该天线还包括第一功率分配器;该第二主馈线通过该第一功率分配器与该第一主馈线电连接,其中,该第一功率分配器用于调节该M个该寄生单元发出的波束。该第一功率分配器为微带型功率分配器、基片集成波导型功率分配器或共面波导型功率分配器。本申请实施例中,用户可以通过第一功率分配器调节不同主馈线(第一主馈线或第二主馈线)的亏电幅度和相位,调整该天线在不同角度上的增益幅度。使得应用该天线的雷达系统,依靠寄生单元与辐射单元的配合实现较宽的半功率波束宽度。
第二方面,本申请实施例还提出了一种雷达系统,该雷达系统包括如前述第一方面以及第一方面中任意一种实现方式的天线,该雷达系统还包括信号源和处理器;该信号源连接该天线的馈电口,该信号源用于通过该天线收发无线信号;该处理器用于对该无线信号进行处理。使得应用该天线的雷达系统,依靠寄生单元与辐射单元的配合实现较宽的半功率波束宽度。
第三方面,本申请实施例还提出了一种车辆,该车辆包括前述第二方面中的雷达系统。当前述第一方面的天线应用于车辆中的雷达系统时,可以在车辆的正前方向与侧方向提供较高增益,可有效满足车辆对雷达系统的性能需求。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种应用场景示意图;
图2为本申请实施例提出的天线200的结构示意图;
图3为本申请实施例提出的一种天线200结构示意图;
图4为本申请实施例提出的一种辐射单元202的结构示意图;
图5为本申请实施例提出的一种辐射单元202的结构示意图;
图6为本申请实施例提出的一种天线200结构示意图;
图7为本申请实施例提出的哑元结构的结构示意图;
图8为本申请实施例中一种天线200方向示意图;
图9为本申请实施例提出的一种天线200结构示意图;
图10为本申请实施例中一种天线200方向示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种天线和雷达系统,该天线通过寄生单元与辐射单元的耦合,该寄生单元对该辐射单元发出的波束正增益,使得使用该天线的雷达系统实现较宽的半功率波束宽度。该天线与该雷达系统具有低剖面和低重量等特点。
下面结合附图,对本申请的实施例进行描述。本领域普通技术人员可知,随着技术的发展和新场景的出现,本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题,同样适用。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换,这仅仅是描述本申请的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种应用场景示意图。图1中所示的车辆100周围配置8个雷达(也可以是多个,此处并不限定),分别为长距离雷达101、中距离雷达102和短距离雷达103,每个雷达包括数字前端(digital front end,DFE)和传感器雷达信号处理单元(sensor radar-signal processing unit,Sensor RPU)两个部分。其中,DFE包括天线200及相应的射频前端电路,该天线200用于发出波束与接收波束;该射频前端电路用于天线信号与波束之间的转换处理,该射频前端电路包括模数转换器(analog-digitalconverter,ADC),ADC用于将转换后的天线信号传输到Sensor RPU中进行处理。Sensor RPU进行天线信号处理,通常包含测距、测速和测角等信号处理,也可能包含点云数据聚合以及动目标跟踪等高层次数据处理。经过每个雷达各自的数据处理,将处理结果以数字信号的形式传输到处理器104(中央RPU)进行后续的多雷达数据融合等处理任务。该中央RPU为雷达的处理器。需要说明的是,图1所示的应用场景,仅是一种可选的实现方式,本申请实施例提出的天线还可以应用于由其它元件组成的雷达系统中。例如,该雷达包括模拟前端(analog front end,AFE),AFE内部包括天线200和相应的射频前端电路。该天线200获得的天线信号经过射频前端模拟电路放大、滤波或下混频等处理后,传输该信号到处理器104(中央RPU)。
需要说明的是,本申请所提供的雷达系统的使用场景不仅限于车载雷达,还可应用于其他雷达系统,以及其他类似拓扑结构的电子处理系统,例如:部署于无人机的机载雷达系统等。
下面,结合附图对本申请提出的天线200进行说明。请参阅图2,图2为本申请实施例提出的天线200的结构示意图。本申请实施例提出的一种天线200包括:第一主馈线201、辐射单元202、第二主馈线203、寄生单元204、第一金属板205和第二金属板206。
第一主馈线201与天线200的馈电口电连接,该天线200的馈电口与雷达的信号源电连接,该雷达的信号源通过该天线200收发无线信号,具体的,该无线信号为波束的形式。第一主馈线201与至少一个辐射单元202电连接,第一主馈线201通过至少一个辐射单元202发出波束(或接收波束)。
至少一个寄生单元204(parasitic element)与辐射单元202(radiatingelement)耦合,可以是一个寄生单元204与一个辐射单元202耦合,也可以是多个寄生单元204与一个辐射单元202耦合,还可以是多个寄生单元204与多个辐射单元202耦合,此处不作限定。该寄生单元204通过接收辐射单元202发出的辐射能量(波束),向外发出寄生辐射(parasitic radiation),该寄生辐射对辐射单元202发出的波束正增益。例如,如图2所示,每一个辐射单元202分别与两个寄生单元204耦合。
该第一主馈线201与N个辐射单元202电连接,N为大于1的正整数,该N个辐射单元202串馈式布置。可选的,该N个辐射单元202可以交错布置与第一主馈线201两侧,也可以平行布置于第一主馈线201两侧,此处不作限定。可选的,该N个辐射单元202可以是串馈式布置,也可以是并馈式布置,此处不作限定。例如,图2中该第一主馈线201与10个辐射单元202电连接。该10个辐射单元202交错布置与第一主馈线201两侧,该10个辐射单元202串馈式布置。
以图2辐射单元202与寄生单元204之间的耦合方式为例,具体的,该辐射单元202与该寄生单元204之间的位置关系可参阅图3,图3为本申请实施例提出的一种天线200结构示意图。该辐射单元202为V型结构时,该辐射单元202的枝节与该寄生单元204耦合区域的长度(L)为0.1毫米-0.5毫米,该辐射单元202的枝节与该寄生单元204耦合区域的宽度为0.1-0.5毫米,枝节的夹角为45度-150度。需要说明的是,辐射单元202与寄生单元204耦合区域的长度与宽度,此处不作限制。该寄生单元204与该辐射单元202可以是一个寄生单元204与一个辐射单元202耦合,也可以是一个寄生单元204与两个辐射单元202耦合,此处不做限制。
可选的,该辐射单元202可以为V型结构、C型结构、W型结构或三角形结构的金属贴片,例如,如图2所示,该辐射单元202为V型结构,此时,该辐射单元202枝节长度为0.5毫米-1.5毫米之间;如图4所示,图4为本申请实施例提出的一种辐射单元202的结构示意图,该辐射单元202为三角形结构。此外,该辐射单元202还可以是“一”型结构或“【”型结构等,此处不作限制。
可选的,该寄生单元204可以与该辐射单元202的结构相同,也可以与该辐射单元202的结构不同,例如:当该辐射单元202为V型结构时,该寄生单元204为C型结构,此处不作限制。
具体的,本申请实施例提出的辐射单元202具有如下特性:辐射单元202在水平极化方向上的辐射强度大于辐射单元202在垂直极化方向上的辐射强度。可选的,该辐射单元202在垂直极化方向上的辐射强度为0。电磁波在空间传播时,起电场矢量的瞬时取向称为极化,当电场强度方向平行于地面时,该电磁波的极化方向称为水平极化(horizontalpolarization)方向;当该电磁波的电场强度方向垂直于地面时,该电磁波的极化方向称为垂直极化(vertical polarization)方向。为了便于理解,请参阅图5,图5为本申请实施例提出的一种辐射单元202的结构示意图。以辐射单元202为V型结构为例,“E1”和“E2”为该辐射单元202两个枝节上各自的电场强度方向,“E1”和“E2”的矢量和为“E3”,具体的,“E1”和“E2”在垂直方向相抵消,在水平方向相加和。需要说明的是,当该辐射单元202为其它结构,如C型结构时,该辐射单元202同样具有上述特性,此处不再赘述。
该寄生单元204、该辐射单元202、该第一主馈线201和该第二主馈线203设置于第一金属板205上,该第一金属板205具体为铜或银等导电金属。第一金属板205下是第二金属板206,第二金属板206用于接地。第一金属板205与第二金属板206之间还可以设置中间层(图中未示出),该中间层为高频电路板材,可选的,该中间层可以选用“Rogers3003”或“NF30”等介电常数为3的板材。
本申请实施例中,天线200中寄生单元204与辐射单元202的耦合,寄生单元204通过耦合接收辐射单元202发出的辐射能量,并向外发出寄生辐射,该寄生辐射对辐射单元202发出的波束正增益。该辐射单元202在水平极化方向上的辐射强度大于辐射单元202在垂直极化方向上的辐射强度,从而提升天线200增益。使得应用该天线200的雷达系统应用于车辆时,可有效减轻地面所产生的干扰,进一步提升无线信号质量。在车载雷达场景应用上更具有优势。同时不使用后端的电路开关进行波束切换,有效提高该方案的实用性。
在图2至图5所示实施例的基础上,本申请实施例提出的天线200具体可以分为两种可选实现方式:(1)、寄生单元204为哑元结构;(2)、寄生单元204与第一主馈线201之间电连接。下面分别进行描述。
(1)、寄生单元204为哑元结构。
该天线200具体包括:J个第二主馈线203,其中,每个第二主馈线203与M个寄生单元204电连接,J正整数,M为大于1的正整数;第二主馈线203与M个寄生单元204组成哑元结构,其中,M个寄生单元204与N个辐射单元202耦合;当J大于1时,J个第二主馈线203与J*M个寄生单元204组成的J个哑元结构,分别布置于第一主馈线201的两侧,J个第二主馈线203等间距排列布置。
为了便于说明,请参阅图6,图6为本申请实施例提出的一种天线200结构示意图。以J=2,M=10为例进行说明。图6中,天线200具体包括:2个第二主馈线203与2*10个寄生单元204电连接,其中,每个第二主馈线203分别与10个寄生单元204电连接并组成哑元结构。如图所示,每个第二主馈线203中的5个寄生单元204分别与5个辐射单元202耦合。图6所示的2个第二主馈线203分别布置于第一主馈线201的两侧,该2个第二主馈线203等间距排列布置。该2个第二主馈线203中与辐射单元202耦合的寄生单元204关于天线200的几何中心对称。
可选的,该第一主馈线201的宽度为W1=0.2毫米,该寄生单元204与辐射单元202的结构一致,该寄生单元204的枝节的宽度为Wp=0.16毫米,该寄生单元204的枝节的长度为Lp=1.33毫米。该第二主馈线203与第一主馈线201之间的距离为Ly=1.96毫米。为了匹配该天线200与雷达系统中的信号源,在该第一主馈线201的端口处设置微带支节,该微带支节与第一主馈线201电连接,第一主馈线201通过该微带支节与信号源电连接,该微带支节用于进行1/4阻抗匹配。可选的,该微带支节的长度L1=0.65毫米,该微带支节的宽度=0.1毫米。
该第二主馈线203与寄生单元204组成哑元结构,具体的,请参阅图7,图7为本申请实施例提出的哑元结构的结构示意图。该哑元结构可以存在如图所示的三种不同实现方式:第二主馈线203为断路、断路或与匹配负载(Match the load)电连接。可选的,该匹配负载可以是波导、三板线、微带线或同轴线等,此处不做限制。
本申请实施例中,天线200中寄生单元204与第二主馈线203电连接组成哑元结构,用户可以通过调节该哑元结构与第一主馈线201(以及辐射单元202)耦合的能量大小,调整该天线200在不同角度上的增益幅度。使得应用该天线200的雷达系统,依靠寄生单元204与辐射单元202的配合实现较宽的半功率波束宽度。具体请参见图8,图8为本申请实施例中一种天线200方向示意图。图8为图6所示天线200的一种方向图(radiation pattern)的仿真实验结果。该天线200在辐射方向为±50度位置处具有较高增益,当该天线200应用于车辆中短距离雷达时,可以在车辆的正前方向与侧方向提供较高增益,可有效满足短距离雷达的性能需求。同时,在该天线200的水平面内无零点,实现了水平面上无盲区的技术效果。需要说明的是,这仅是一种可能的仿真实验结果,根据实际元件的不同,还可以存在其它的仿真实验结果,此处不作限定。
(2)、寄生单元204与第一主馈线201之间电连接。
该天线200具体包括:J个第二主馈线203,其中,每个第二主馈线203与M个寄生单元204电连接,J为正整数,M为大于1的正整数;第二主馈线203与第一主馈线201电连接;当J大于1时,J个第二主馈线203分别布置于第一主馈线201的两侧,J个第二主馈线203等间距排列布置。天线200还包括第一功率分配器207,第二主馈线203通过第一功率分配器207与第一主馈线201电连接,其中,第一功率分配器207用于调节M个寄生单元204发出的波束。可选的,第一功率分配器207为微带型功率分配器、基片集成波导型功率分配器或共面波导型功率分配器。
为了便于说明,请参阅图9,图9为本申请实施例提出的一种天线200结构示意图。以J=2,M=10为例进行说明。图9中,天线200具体包括:2个第二主馈线203与2*10个寄生单元204电连接,其中,每个第二主馈线203分别与10个寄生单元204电连接,2个第二主馈线203通过第一功率分配器207与第一主馈线201电连接。如图所示,每个第二主馈线203中的5个寄生单元204分别与5个辐射单元202耦合。图9所示的2个第二主馈线203分别布置于第一主馈线201的两侧,该2个第二主馈线203等间距排列布置。该2个第二主馈线203中与辐射单元202耦合的寄生单元204关于天线200的几何中心对称。
本申请实施例中,用户可以通过第一功率分配器207调节不同主馈线(第一主馈线201或第二主馈线203)的亏电幅度和相位,调整该天线200在不同角度上的增益幅度。使得应用该天线200的雷达系统,依靠寄生单元204与辐射单元202的配合实现较宽的半功率波束宽度。具体请参见图10,图10为本申请实施例中一种天线200方向示意图。图10为图9所示天线200的一种方向图(radiation pattern)的仿真实验结果。该天线200在辐射方向为±50度位置处具有较高增益,当该天线200应用于车辆中短距离雷达时,可以在车辆的正前方向与侧方向提供较高增益,可有效满足短距离雷达的性能需求。同时,在该天线200的水平面内无零点,实现了水平面上无盲区的技术效果。需要说明的是,这仅是一种可能的仿真实验结果,根据实际元件的不同,还可以存在其它的仿真实验结果,此处不作限定。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。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。
另外,本文中术语“系统”在本文中常被可互换使用。本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应理解,在本申请实施例中,“与A相应的B”表示B与A相关联,根据A可以确定B。但还应理解,根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B,还可以根据A和/或其它信息确定B。
总之,以上该仅为本申请技术方案的较佳实施例而已,并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种天线,其特征在于,包括:第一主馈线、辐射单元和寄生单元;
所述第一主馈线与至少一个所述辐射单元电连接,所述第一主馈线通过至少一个所述辐射单元发出波束;
至少一个所述寄生单元与所述辐射单元耦合,所述寄生单元通过接收所述辐射单元发出的辐射能量,向外发出寄生辐射,所述寄生辐射对所述辐射单元发出的所述波束正增益;
所述辐射单元在水平极化方向上的辐射强度大于所述辐射单元在垂直极化方向上的辐射强度;
至少一个所述寄生单元与所述第一主馈线之间电连接。
2.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,
所述第一主馈线与N个所述辐射单元电连接,所述N为大于1的正整数;
所述N个所述辐射单元交错布置于所述第一主馈线两侧,所述N个所述辐射单元串馈式布置。
3.根据权利要求2所述的天线,其特征在于,所述辐射单元为V型结构、C型结构或三角形结构的金属贴片。
4.根据权利要求3所述的天线,其特征在于,
所述寄生单元与所述辐射单元的结构相同;一个所述寄生单元与一个所述辐射单元耦合,或,一个所述寄生单元与两个所述辐射单元耦合。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的天线,其特征在于,所述天线还包括第二主馈线;
所述第二主馈线为J个,所述J为正整数;
每个所述第二主馈线与M个所述寄生单元电连接,所述M为大于1的正整数;
所述第二主馈线与所述M个所述寄生单元组成哑元结构,其中,所述M个所述寄生单元与所述N个所述辐射单元耦合;
当所述J大于1时,所述J个所述第二主馈线与所述J*M个所述寄生单元组成的所述J个哑元结构,分别布置于所述第一主馈线的两侧。
6.根据权利要求5所述的天线,其特征在于,所述第二主馈线为短路、断路或与匹配负载电连接。
7.根据权利要求6所述的天线,其特征在于,所述第一主馈线与微带支节电连接,所述微带支节用于进行1/4阻抗匹配。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的天线,其特征在于,所述天线还包括第二主馈线;
所述第二主馈线为J个,所述J为正整数;
每个第二主馈线与M个所述寄生单元电连接,所述M为大于1的正整数;
所述第二主馈线与所述第一主馈线电连接;
当所述J大于1时,所述J个所述第二主馈线分别布置于所述第一主馈线的两侧。
9.根据权利要求8所述的天线,其特征在于,所述天线还包括第一功率分配器;
所述第二主馈线通过所述第一功率分配器与所述第一主馈线电连接,其中,所述第一功率分配器用于调节所述M个所述寄生单元发出的波束。
10.根据权利要求9所述的天线,其特征在于,所述第一功率分配器为微带型功率分配器、基片集成波导型功率分配器或共面波导型功率分配器。
11.根据权利要求9所述的天线,其特征在于,所述辐射单元为V型结构时,所述辐射单元的枝节长度为0.5毫米-1.5毫米,所述辐射单元的所述枝节的夹角为45度-150度,所述枝节与所述寄生单元耦合区域的长度为0.1毫米-0.5毫米,所述枝节与所述寄生单元耦合区域的宽度为0.1毫米-0.5毫米。
12.根据权利要求11所述的天线,其特征在于,所述天线还包括第一金属板、介质基板和第二金属板,其中,所述第一主馈线、所述辐射单元、所述第二主馈线、所述寄生单元、和\或所述第一功率分配器设置于所述第一金属板,所述第二金属板与地相连。
13.一种雷达系统,其特征在于,包括信号源、处理器以及权利要求1-12任一项所述的天线;
所述信号源连接所述天线的馈电口,所述信号源用于通过所述天线收发无线信号;
所述处理器用于对所述无线信号进行处理。
14.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括权利要求13所述的雷达系统。
CN202010115790.3A 2020-02-25 2020-02-25 一种天线以及雷达系统 Active CN113381169B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010115790.3A CN113381169B (zh) 2020-02-25 2020-02-25 一种天线以及雷达系统
PCT/CN2021/077336 WO2021169926A1 (zh) 2020-02-25 2021-02-23 一种天线以及雷达系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010115790.3A CN113381169B (zh) 2020-02-25 2020-02-25 一种天线以及雷达系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113381169A CN113381169A (zh) 2021-09-10
CN113381169B true CN113381169B (zh) 2024-04-26

Family

ID=77491745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010115790.3A Active CN113381169B (zh) 2020-02-25 2020-02-25 一种天线以及雷达系统

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN113381169B (zh)
WO (1) WO2021169926A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114447594B (zh) * 2022-01-12 2024-03-08 惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司 一种宽带电容耦合梳状串馈天线的改进设计方法
CN114709602B (zh) * 2022-04-07 2024-06-18 深圳市道通科技股份有限公司 一种天线及通讯设备
CN114976612B (zh) * 2022-04-29 2024-05-14 长沙莫之比智能科技有限公司 一种高增益小尺寸毫米波阵列天线及雷达
WO2024174199A1 (zh) * 2023-02-24 2024-08-29 京东方科技集团股份有限公司 一种毫米波天线、电子设备及其驱动方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1168494A1 (en) * 2000-06-29 2002-01-02 Thomson Licensing S.A. Device for transmitting and/or receiving electromagnetic waves fed from an array produced in microstrip technology
CN102422486A (zh) * 2009-03-11 2012-04-18 雷斯潘公司 高增益超材料天线设备
US8988298B1 (en) * 2013-09-27 2015-03-24 Qualcomm Incorporated Collocated omnidirectional dual-polarized antenna
CN110098468A (zh) * 2019-04-09 2019-08-06 惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司 一种三发四收宽波束天线

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4012741A (en) * 1975-10-07 1977-03-15 Ball Corporation Microstrip antenna structure
KR102172187B1 (ko) * 2014-08-22 2020-10-30 주식회사 케이엠더블유 이동통신 서비스용 옴니 안테나
CN106684561B (zh) * 2017-01-16 2023-07-07 东南大学 一种天线结构及设计方法
WO2019079441A1 (en) * 2017-10-18 2019-04-25 Commscope Technologies Llc RADIANT ELEMENTS WITH WIDEBAND STACKED PLATES AND PHASE CONTROL NETWORK ANTENNAS THEREFOR
CN210074166U (zh) * 2019-05-20 2020-02-14 上海几何伙伴智能驾驶有限公司 一种45°线极化毫米波微带阵列天线
CN210074157U (zh) * 2019-05-24 2020-02-14 上海几何伙伴智能驾驶有限公司 一种毫米波微带平板天线
CN111175703B (zh) * 2019-12-31 2022-04-01 福瑞泰克智能系统有限公司 天线发波方法和天线布阵

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1168494A1 (en) * 2000-06-29 2002-01-02 Thomson Licensing S.A. Device for transmitting and/or receiving electromagnetic waves fed from an array produced in microstrip technology
CN102422486A (zh) * 2009-03-11 2012-04-18 雷斯潘公司 高增益超材料天线设备
US8988298B1 (en) * 2013-09-27 2015-03-24 Qualcomm Incorporated Collocated omnidirectional dual-polarized antenna
CN110098468A (zh) * 2019-04-09 2019-08-06 惠州市德赛西威智能交通技术研究院有限公司 一种三发四收宽波束天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN113381169A (zh) 2021-09-10
WO2021169926A1 (zh) 2021-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113381169B (zh) 一种天线以及雷达系统
KR101621480B1 (ko) 도파관 대 유전체 도파관의 천이 구조
US5231413A (en) Airborne iff antenna with switchable multiple patterns
US11223112B2 (en) Inverted microstrip travelling wave patch array antenna system
EP2684225B1 (en) Antenna array for ultra wide band radar applications
US11515624B2 (en) Integrated cavity backed slot array antenna system
CN106953157B (zh) 一种用于雷达传感器的天线装置
CN114976616B (zh) 天线、天线组件、雷达射频前端及电子设备
Kavitha et al. A wide-scan phased array antenna for a small active electronically scanned array: a review
CN109116310B (zh) 一种飞机防撞系统二次雷达射频收发机
WO2021072630A1 (zh) 天线阵列、雷达和可移动平台
CN109768394A (zh) 微带天线结构及辐射电磁信号的方法
US20230238712A1 (en) Antenna Apparatus, Method for Producing Antenna Apparatus, Radar, and Terminal
CN103943972A (zh) 复合式天线结构
CN217281205U (zh) 天线组件和车辆雷达
US11264733B2 (en) Wide-beam antenna
US5673052A (en) Near-field focused antenna
KR101833038B1 (ko) 차량 추돌 방지를 위한 차량용 레이더 안테나시스템
Santhakumar et al. Design of Substrate-Integrated-Waveguide Antenna for Automotive Short Range Radar Application
EP4425705A1 (en) Antenna, detection apparatus, and terminal
CN110212314A (zh) 一种超宽带大功率正交极化阵列天线及其工作方法
US11967765B1 (en) Low side lobe level integrated cavity backed slot array antenna system
CN221176657U (zh) 天线阵列和雷达
Alekseitsev et al. The modified dual-frequency dipole antenna
CN216648602U (zh) 毫米波雷达天线及毫米波雷达

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant