CN115084817B - 带有辐射槽的具有波束形成特征的波导 - Google Patents

带有辐射槽的具有波束形成特征的波导 Download PDF

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Abstract

本文档描述了一种带有辐射槽的具有波束形成特征的波导。波导的波束形成特征包括围绕多个辐射槽的凹壁。波导的凹壁可以是高度和宽度相等的壁，或者它们可以包括可以操纵波束形成以用于特定应用的进一步的特征。这些进一步特征的一些示例包括在一个壁上包括扼制结构、一个壁高度大于平行壁、或者壁包含台阶或锥形，使得波束形成特征在带有辐射槽的波导的表面附近较窄，在距离带有辐射槽的波导的表面更远处较宽。波束形成特征可以减少辐射图案中的栅瓣，由此提高主机系统的准确度和性能。

Description

带有辐射槽的具有波束形成特征的波导
背景技术
波导通常被检测和跟踪系统(例如，雷达系统)用来发射或接收电磁信号。波导可以改善所发射或接收的信号的辐射图案。然而，除了主瓣(main lobe)以外，一些波导可以在辐射图案中产生一个或多个栅瓣(grating lobe)。这些栅瓣可以不利地影响检测和跟踪系统的准确度。例如，装备有雷达系统的汽车(汽车具有产生栅瓣的波导)可能不正确地检测到行人相对于另一交通工具的位置。减少波导生成的栅瓣可以提高检测和跟踪系统的准确度，并提高自主和半自主交通工具系统的准确度。
发明内容
本文档描述了用于带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的技术、装置和系统。波导可以被配置成用于引导电磁能量通过充满电介质的至少一个信道一端的开口。波导包括两个平行的表面，该两个平行的表面形成了充满电介质的信道的顶面(ceiling)和底面(floor)。与两个表面正交的邻接(adjoining)表面可以形成充满电介质的信道的壁。波导进一步包括波束形成特征，该波束形成特征限定一个或多个围绕以提供凹表面的凹壁，其中通过该凹表面，多个辐射槽包括到充满电介质的信道的开口。波束形成特征塑造电磁能量的辐射图案，并且可以减少栅瓣，这可以提高配备有所述波导的系统的准确度。
本文档还描述了由以上总结的技术、装置和系统执行的方法和在此阐述的其他方法，以及用于执行这些方法的装置。
本发明内容介绍了与带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的相关的简化概念，在具体实施方式和附图中进一步描述了该简化概念。本发明内容并非旨在标识出要求保护的主题的必要特征，也并非旨在用于确定要求保护的主题的范围。
附图的简要说明
参考以下附图，在本文档中描述了带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的一个或多个方面的细节。贯穿附图通常使用相同的数字来引用相似的特征和部件：
图1-1示出了根据本公开的技术、装置和系统的其中带有辐射槽的具有波束形成特征的波导用于交通工具上的示例环境；
图1-2示出了根据本公开的技术、装置和系统的可以使用带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的交通工具的示例配置；
图2示出了根据本公开的技术、装置和系统的带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的详细视图；
图3-1和3-2示出了根据本公开的技术、装置和系统的具有辐射槽并且没有和具有波束形成特征的示例波导相关联的辐射图案；
图4-1示出了根据本公开的技术、装置和系统的带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的俯视图；
图4-2示出了根据本公开的技术、装置和系统的带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的横截面视图；
图4-3示出了根据本公开的技术、装置和系统的带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的纵截面视图；
图5示出了根据本公开的技术、装置和系统的带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的示例，其中波束形成特征被细分为多个部分，每个部分包围一个辐射槽；
图6示出了根据本公开的技术、装置和系统的带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的示例，其中波束形成特征的第一凹壁的高度大于平行于该第一凹壁的第二凹壁；
图7示出了根据本公开的技术、装置和系统的带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的示例，其中波束形成特征的一个凹壁包括扼制结构(choke)；
图8示出了根据本公开的技术、装置和系统的带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的示例，其中波束形成特征的一个或多个凹壁形成波束形成特征的第一部分和第二部分；
图9示出了根据本公开的技术、装置和系统的带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的另一示例，其中波束形成特征的一个或多个凹壁形成波束形成特征的第一部分和第二部分；以及
图10示出了制造带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的示例方法。
详细描述
概述
雷达系统是一种感测技术，一些汽车系统依靠它来获取有关周围环境的信息。雷达系统通常使用天线或波导来引导电磁能量进行传输和接收。此类雷达系统可使用天线和波导的任何组合来提供增加的增益和方向性。随着汽车行业越来越多地利用雷达系统，因此减少波导生成的栅瓣，并因此提高系统准确度的需求对制造商来说变得越来越重要。
考虑用于转移电磁能量到主机系统(例如，雷达系统)和从主机系统转移电磁能量的波导。波导通常包括表示波导中的孔隙(aperture)的辐射槽的阵列。制造商可以选择辐射槽的数量和布置以提供对电磁能量的期望的定相(phasing)、组合或分离。例如，辐射槽在波导表面中沿电磁能量的传播方向等距间隔开。这种辐射槽的布置通常提供了由主瓣表示的辐射图案。然而，由于槽阵列波导的电磁特性，因此该辐射图案可能还包括不期望的栅瓣。该栅瓣可能会降低主机系统的准确度。例如，汽车的传感器向汽车的附近区域中发射具有多个栅瓣的辐射图案。雷达系统使用栅瓣来检测行人，而不是用主瓣来检测行人。在这种情况下，当检测响应于栅瓣时，汽车可能错误地推断检测是响应于主瓣。汽车错误地基于栅瓣确定了行人的位置。汽车确定行人正站在汽车旁边，但相反，行人正站在汽车前面。以这种方式，栅瓣可能造成主机系统报告对象处于某个位置并以一定速度在移动的对象，然而该报告的位置与速度与被检测对象的实际位置和速度并不相同。栅瓣还可能导致不在波导视场中的对象的假阳性检测。因此，减少栅瓣并塑造辐射图案(例如，辐射波束或主瓣)可以提高对象检测的准确度。
本文件描述了一种带有辐射槽的具有波束形成特征的波导。波导的波束形成特征包括围绕多个辐射槽的凹壁。波导的凹壁可以是高度和宽度相等的壁，或者它们可以包括可以操纵波束用于特定应用的进一步的特征。进一步特征可以包括一个壁上的扼制结构，高度大于平行壁的一个壁，或者包括台阶或锥形的壁。该锥形提供了波束形成特征，该波束形成特征为在带有辐射槽的波导表面附近更窄，并且在更远离具有辐射槽的波导表面处更宽。波束形成特征可以减少辐射图案中的栅瓣，由此提高主机系统的准确度和性能。
波导通常可以被描述为任何电介质填充的结构，以引导电磁能量(电介质的一个示例是空气)。为便于描述，本文描述的波导通常被称为空气波导，但是所描述的技术可以应用于使用其他电介质材料代替空气或与空气结合以用于其他应用的其他类型的波导。空气波导通常用于位于靠近交通工具外部的汽车应用中，并使用该交通工具外部表面来提供天线罩，该天线罩防止碎屑进入充满空气的电介质信道中。
操作环境
图1-1示出了示例环境100-1，其中雷达系统102用于交通工具110上，该雷达系统102具有带有辐射槽108的具有波束形成特征106的波导104。交通工具110可以使用一个或多个波导104来启用雷达系统102的操作，该雷达系统102被配置成用于确定交通工具110附近区域中的一个或多个对象112的接近度、角度或速度。
波束形成特征106可以由一个或多个凹壁114限定，该凹壁114从包括辐射槽108的波导104的凹表面116延伸。尽管波导104被描绘为带有五个辐射槽108，但是辐射槽的数量可以多于或少于五个。波束形成特征106围绕辐射槽108，而不在垂直于包括辐射槽108的波导104的凹表面116的方向上遮挡辐射槽108。波束形成特征106塑造波导104的辐射图案(例如，具有更宽、更窄或不对称主瓣的辐射图案)，并可以减少波导104生成的栅瓣。
尽管示出为汽车，但是交通工具110可以表示其他类型的机动交通工具(例如，摩托车、公共汽车、拖拉机、半挂车或施工设备)、非机动交通工具(例如，自行车)、有轨交通工具(例如，火车或电车)、水运工具(例如，船只或船舶)、飞行器(例如，飞机或直升机)、或航天器(例如，卫星)。通常，制造商可以将雷达系统102安装到任何移动平台，包括移动机械或机器人设备。在其他实现中，其他设备(例如，台式计算机、平板电脑、膝上型计算机、电视、计算手表、智能电话、游戏系统等)可以将雷达系统102与波导104和本文描述的支持技术结合。
在所描绘的环境100-1中，雷达系统102安装在交通工具110的前部附近或集成在交通工具108的前部内以检测对象112并避免碰撞。雷达系统102提供朝向一个或多个对象112的视场118。雷达系统102可以从交通工具110的任何外表面投射视场118。例如，交通工具制造商可以将雷达系统102集成到保险杠、侧视镜、前灯、尾灯、或对象112需要检测的任何其他内部位置或外部位置中。在一些情况下，交通工具110包括多个雷达系统102，诸如提供更大视场118的第一雷达系统102和第二雷达系统102。通常，交通工具制造商可以将一个或多个雷达系统102的位置设计成提供包含感兴趣区域的特定视场118，包括例如在与交通工具路径对齐的行驶车道中或该行驶车道周围。
示例视场118包括360度视场、一个或多个180度视场、一个或多个90度视场等，它们可以重叠或被组合成特定大小的视场118。如上所述，所描述的波导104包括波束形成特征106，以提供具有特定形状的辐射图案，该辐射图案取决于波导104所需的视场118中的覆盖范围。作为一个示例，放置在交通工具前部附近的雷达系统可以使用窄波束宽度来聚焦于检测交通工具110正前方(例如，在与交通工具路径对齐的行驶车道中)的对象，而不是朝向交通工具110的侧面定位(例如，在交通工具110的前面并且在交通工具路径的相邻行驶车道中)的对象。例如，窄的覆盖或窄的波束宽度可以将辐射的电磁能量集中在沿着交通工具110的行驶路径的方向的正负大约20到45度内。波导104的一个或多个方面可以用于交通工具110上的其他位置，以根据需要提供其他视场。
对象112由反射雷达信号的一种或多种材料构成。取决于应用，对象112可表示感兴趣的目标。在一些情况下，对象112可以是移动对象或静止对象。静止对象可以是沿着道路部分连续的(例如，混凝土屏障、护栏)或不连续的(例如，锥形交通路标)。
雷达系统102通过经由波导104发射一个或多个电磁信号或波形来发射电磁辐射。在环境100-1中，雷达系统102可以通过发射和接收一个或多个雷达信号来检测和跟踪对象112。例如，雷达系统102可以发射在100和400千兆赫(GHz)之间、在4和100GHz之间、或在大约70和80GHz之间的电磁信号。
雷达系统102可基于信号从雷达系统102行进到对象112以及从对象112回到雷达系统102所花费的时间，来确定到对象112的距离。雷达系统102还可以根据基于由雷达系统102接收的最大振幅回波信号的方向的角度，来确定对象112的位置。
雷达系统102可以是交通工具110的一部分。交通工具110还可以包括依赖于来自雷达系统102的数据的至少一个汽车系统，包括驾驶员辅助系统、自主驾驶系统、或半自主驾驶系统。雷达系统102可以包括到汽车系统的接口。雷达系统102可以经由接口输出基于雷达系统102接收的电磁能量的信号。
通常，汽车系统使用由雷达系统102提供的雷达数据来执行功能。例如，驾驶员辅助系统可提供盲点监测并生成警报，该警报指示与由雷达系统102检测到的对象112的潜在碰撞。在该情况下，来自雷达系统102的雷达数据指示改变车道何时是安全或不安全的。自主驾驶系统可以将交通工具110移动到道路上的特定位置，同时避免与由雷达系统102检测到的对象112发生碰撞。由雷达系统102提供的雷达数据可以提供与到对象112的距离和对象110的位置有关的信息，以使自主驾驶系统能够执行紧急制动、执行车道改变、或调整交通工具110的速度。
雷达系统102通常包括发射器(未示出)和至少一个天线，包括波导104，以发射电磁信号。雷达系统102通常包括接收器(未示出)和至少一个天线，包括波导104，以接收这些电磁信号的反射版本。发射器包括用于发射电磁信号的部件。接收器包括用于检测所反射的电磁信号的部件。发射器和接收器可以一起并入同一集成电路(例如，收发器集成电路)上或分开地并入不同的集成电路上。
雷达系统102还包括一个或多个处理器(未示出)以及计算机可读存储介质(CRM)(未示出)。处理器可为微处理器或片上系统。处理器执行存储在CRM内的指令。例如，处理器可以控制发射器的操作。处理器还可以处理由波导接收的电磁能量并确定对象112相对于雷达系统102的位置。处理器还可以为汽车系统生成雷达数据。例如，处理器可基于来自波导104的经处理的电磁能量来控制交通工具110的自主驾驶系统或半自主驾驶系统。
尽管被描绘为具有高度和宽度均匀的两个平行凹壁114的矩形形状，但是波束形成特征106的一个或多个凹壁114的形状可以不同。例如，波束形成特征106可以包括圆角、扼制结构、高度不均匀的壁、或者更远离凹表面116处比更靠近凹表面116处凹陷更多的壁。在另一个示例中，波束形成特征106可以利用垂直于一个或多个凹壁114的内壁将每个辐射槽108与下一个辐射槽分离。波束形成特征的形状可以确定辐射图案中的主瓣的形状。例如，高度不均匀的壁或扼制结构可能产生不对称的主瓣。与宽度均匀的壁相比，更远处凹陷得更多的壁可以产生更窄的主瓣。因此，波束形成特征106可以提供多种益处。它可以塑造用于特定应用的辐射图案，并且它可以减少栅瓣，这可以提高主机系统的效能。
图1-2示出了可以使用带有辐射槽108的具有波束形成特征106的波导104的交通工具110的示例配置100-2。交通工具110可以包括雷达系统102。雷达系统可以包括若干组件，诸如发射器120、接收器122、一个或多个波导104(作为雷达传感器的组件)、处理器124和CRM 126。CRM 126可以存储不同的模块(例如，对象跟踪模块128)和配置信息。
发射器120和接收器122可以在分开的集成电路上，或者它们可以合并在共同的集成电路(例如，收发器集成电路)上。发射器120经由波导104发射电磁信号，该电磁信号可以从视场118中的对象112反射。接收器122可以经由波导104检测所反射的电磁信号。波导104可以表示耦合到一个集成电路的一个波导、耦合到一个集成电路的多个波导、或耦合到多个集成电路的多个波导。
处理器124执行存储在CRM 126内的指令(例如，对象跟踪模块128)。在示例配置100-2中，处理器124可以指令发射器120发射电磁信号。处理器124可以处理被接收器122检测到的反射的电磁信号，并且将处理后的信息传送给驾驶系统134。
交通工具110可以包括驾驶系统134，包括自主驾驶系统136或半自主驾驶系统138，其使用来自雷达系统102的雷达数据来控制交通工具110。
交通工具还可以包括一个或多个传感器130、一个或多个通信设备132和驾驶系统134。传感器130可以包括位置传感器、相机、激光雷达系统、或它们的组合。例如，位置传感器可以包括可以确定交通工具110的位置的定位系统。相机系统可以安装在交通工具110的前面上或在交通工具102的前面附近。相机系统可以拍摄交通工具110附近区域的道路或其他附近场景的摄影图像和视频。在其他实现中，相机系统的一部分可以被安装到交通工具110的后视镜中以具有道路的视场。在又其他实现中，相机系统可从交通工具110的任何外表面投射视场。例如，交通工具制造商可将相机系统的至少一部分集成到侧视镜、保险杠、车顶、或其中视场包括道路的任何其他内部或外部位置。激光雷达系统可以使用电磁信号来检测道路上的对象112(例如，其他交通工具)。来自激光雷达系统的数据可以向驾驶系统134提供输入。例如，激光雷达系统可以确定交通工具110前方的交通工具的行驶速度或在与交通工具110相同的方向行驶的附近交通工具的行驶速度。
通信设备132可以是用于发射和接收射频(RF)信号的RF收发器。收发器可以包括一个或多个发射器和接收器，所述一个或多个发射器和接收器一起并入同一集成电路(例如，收发器集成电路)上或分开地并入不同的集成电路上。通信设备132可用于与如下各项通信：远程计算设备(例如，提供导航信息或区域速度限制信息的服务器或计算系统)、附近的结构(例如，施工区交通标志、交通灯、学校区交通标志)、或附近的交通工具。例如，交通工具110可以使用通信设备132来使用交通工具对交通工具(V2V)通信与附近的交通工具无线地交换信息。交通工具110可以使用V2V通信来获得附近交通工具的速度、位置和航向(heading)。类似地，交通工具110可以使用通信设备132来从附近的交通标志或结构无线地接收信息，所述信息用于指示临时的速度限制、交通拥堵、或其他交通相关信息。
通信设备132可以包括传感器接口和驾驶系统接口。传感器接口和驾驶系统接口可以通过交通工具110的通信总线例如在雷达系统102与驾驶系统134之间传输数据。
交通工具110还包括至少一个驾驶系统134，诸如自主驾驶系统136或半自主驾驶系统138，所述至少一个驾驶系统134依赖来自雷达系统102的数据来控制交通工具110的操作(例如，设置驾驶速度或避开对象112)。通常，驾驶系统134使用雷达系统102提供的数据来控制交通工具110和执行特定的功能。例如，半自主驾驶系统138可以提供自适应巡航控制，并基于交通工具110前方的对象112的存在来动态地调整交通工具110的行驶速度。在该示例中，来自雷达系统102的数据可以标识对象112及其相对于交通工具110的速度。
自主驾驶系统136可以将交通工具110导航到特定目的地，同时避开雷达系统102标识到的对象112。由雷达系统102提供的关于对象112的数据可以提供与对象112的位置和/或速度有关的信息，以使自主驾驶系统136能够调整交通工具110的速度。
图2示出了带有辐射槽108的具有波束形成特征106的波导104的详细视图。波导104可以包括到充满电介质的信道204的开口202。在一些方面，该电介质是空气。在其他方面中，该电介质可以是具有电介质性质的其他物质。可以基于波导104正在被使用的特定应用来选择电介质物质。开口202和信道204被描绘为矩形；然而，开口202和信道204可以是仍然保留波导104所需的性质的任何形状(例如，正方形、椭圆形、圆形)。
辐射槽108被描绘为沿着平行于信道204的纵向中心线206定位。此外，相比于具有到信道204的开口202的一端，辐射槽108放置成更靠近波导104的另一端。在其他方面中，辐射槽的位置可以相对于纵向中心线206偏移定位，或更靠近具有开口202的波导104的端部。
图3-1示出了与示例波导相关联的辐射图案300-1，该示例波导具有带辐射槽而不具有波束形成特征。具有辐射槽而不具有波束形成特征的示例波导可以生成主瓣302-1，但是辐射图案300-1可能包括栅瓣304-1，该栅瓣304-1可以负面地影响主机系统(例如，来自图1的雷达系统102)的准确度。
与图3-1相比，图3-2示出了与带有辐射槽的具有波束形成特征的示例波导相关联的辐射图案，该示例波导类似于来自图1的波导104。带有辐射槽的具有波束形成特征的示例波导生成类似于主瓣302-1的主瓣302-2；然而，栅瓣的尺寸和强度相对于栅瓣304-1急剧减小。尺寸和强度减小的栅瓣304-2可以减少主机系统的假阳性检测。
下面参照图4到图9描述波束形成特征106的细节。通常，波束形成特征106塑造了波导104的辐射图案300-2以用于特定的应用，以及减少了栅瓣。例如，取决于其一个或多个凹壁的形状，波束形成特征106可以使辐射图案中的主瓣302-2变窄或变宽。不同高度的凹壁或包含扼制结构可以在波导104生成的辐射图案300-2中产生不对称的主瓣302-2(未描绘出)。使用波导104以用于交通工具110的雷达应用可以有助于提高主机系统的可靠性以及提高交通工具110的安全性。
示例波束形成特征
图4-1示出了带有辐射槽108的具有波束形成特征106的波导104的俯视图400-1。截面线A-A和B-B分别表示为图4-2和图4-3所示的横截面视图做的切割。来自图1的波导104用作图4-1到图4-3的示例波导。在其他方面中，波导104的特征可以根据特定应用所需的物理或电磁特性而变化。例如，辐射槽的数量、或信道的形状和长度可以变化。
图4-2示出了带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的横截面视图400-2。凹壁114和凹表面116形成了波束形成特征106的边界。辐射槽108在信道204和波束形成特征106之间提供开口。波束形成特征106具有深度404和宽度406。在一些方面中，深度404至少等于或大于宽度406。
图4-3示出了带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的纵截面视图。波束形成特征106围绕凹表面上的辐射槽108。在这个示例中，波束形成特征106被描绘为更靠近远离信道204的开口的波导的一端。在一些方面中，波束形成特征106可以沿着波导104的纵向方向对称，或者其可以更靠近波导104的具有到信道204的开口的一端。波束形成特征106的位置使得其包围辐射槽108，无论辐射槽108位于凹表面116上的任何位置。
图5示出了带有辐射槽506的具有波束形成特征的波导502的示例500，其中波束形成特征被细分为多个部分504，每个部分504都包围了一个辐射槽506。每个部分504通过在每个辐射槽506之间添加壁510而形成，壁510从凹壁508-1正交地延伸到凹壁508-2。多个部分504被示出为长度相等。在其他方面中，各部分504的形状可以不同。一些非限制性示例包括多个部分504的内壁，该内壁可以具有凹形或凸形的曲线，或者在部分504中的一些中，凹壁508-1或508-2可以比在其他部分504中更厚。同样，部分504的其他示例可以被实现。波导502的辐射图案可以类似于波导104。例如，如果波束形成特征的结构要求需要添加壁510，则可以使用波导502。
图6示出了带有辐射槽606的具有波束形成特征604的波导602的示例600，其中波束形成特征的第一凹壁608-1的高度大于平行于该第一凹壁608-1的第二凹壁602-2。波束形成特征604通过第一凹壁608-1、第二凹壁608-2和凹表面610被成形。第一凹壁608-1的高度是从凹表面610到平行于该凹表面610的第一凹壁608-1的外表面612-1进行测量的。同样，第二凹壁608-2的高度是从凹表面610到平行于该凹表面610的第二凹壁608-2的外表面612-2进行测量的。除了减少栅瓣之外，波束形成特征604还可以生成不对称的主瓣。
图7示出了带有辐射槽706的具有波束形成特征704的波导702的示例700，其中波束形成特征的一个凹壁708-1包括扼制结构710。凹壁708-1和708-2和凹表面712形成了波束形成特征704。此外，凹壁708-1中的扼制结构710可以是壁的平行于凹表面712的外表面714中的槽。扼制结构710可以用于在由波导702生成的辐射图案中形成不对称的主瓣。
图8示出了带有辐射槽806的具有波束形成特征804的波导802的示例800，其中波束形成特征804的一个或多个凹壁808形成了波束形成特征804的第一部分804-1和第二部分804-2。在示例800中，波束形成特征804的第一部分804-1位于凹表面810和波束形成特征804的第二部分804-2之间。第一部分804-1的宽度可以小于第二部分804-2。第一部分804-1和第二部分804-2的宽度被测量为凹壁808的内表面之间的距离。如图所示出，每个壁808的内表面具有台阶特征812。台阶特征812将波束形成特征804的较窄的第一部分804-1过渡到波束形成特征804的较宽的第二部分804-2。此外，可以向一个或多个凹壁808添加更多台阶特征，从而为添加的每个台阶特征创建波束形成特征804的附加部分。与具有直壁的波束形成特征(例如，如图4-2中所示出的波束形成特征106)的其他示例相比，波束形成特征804可以生成更窄的主瓣。
图9示出了带有辐射槽906的具有波束形成特征904的波导902的另一个示例900，其中波束形成特征904的一个或多个凹壁908形成了波束形成特征904的第一部分904-1和第二部分904-2。类似于图8中的示例800，在示例900中，波束形成特征904的第一部分904-1位于凹表面910和波束形成特征904的第二部分904-2之间。在过渡点912处，凹壁908的内表面逐渐变细(taper out)。凹壁908的内表面在过渡点912处的逐渐变细形成一个宽度，该宽度被测量为内表面之间的距离，该宽度持续变宽。这创建了波束形成特征904的喇叭效应。在示例900的替代方面中，过渡点912可以位于沿着凹壁908的内表面的任何位置，包括凹壁908的内表面与凹表面910邻接的点处。同样，类似于示例800，示例900可以相对于本文所述的其他示例生成更窄的主瓣。
示例方法
图10示出了制造带有辐射槽的具有波束形成特征的波导的示例方法。方法1000被示出为被执行的多组操作(或动作)，但不必限于在本文中示出操作的次序或组合。此外，操作中的一个或多个操作中的任一者可以被重复、被组合或被重组以提供其他方法。在以下讨论的部分中，可以参考图1的环境100以及图1至图9中详述的实体，仅出于示例对它们作出参考。该技术不限于由一个实体或多个实体执行。
在1002处，形成带有辐射槽的具有波束形成特征的波导。例如，波导104、502、602、702、802或902可以被冲压、蚀刻、切割、机械加工、铸造、模制或以某种其他方式形成。
在1004处，将带有辐射槽的具有波导形成特征的波导集成到系统中。例如，波导104、502、602、702、802或902被电耦合到雷达系统102的至少接收器、发射器或收发器。
在1006处，电磁信号经由带有辐射槽的具有波束形成特征的波导被接收或发射。例如，波导104、502、602、702、802或902接收或发射通过雷达系统102路由的信号。
在波导上包括波束形成特征可以显著地减少栅瓣，因此改进耦合到波导的主机系统的准确度。附加地，波束形成特征的不同方面可以调整波束的宽度，将波束变窄或变宽，或者生成不对称的波束。这些不同的方面使得带有辐射槽的具有波束形成特征的波导可用于多种用途，尤其是在需要特定宽度或方向的波束以获得更好的性能的应用中。
附加示例
在以下部分中，提供了示例。
示例1：一种装置，该装置包括：波导，该波导被配置成用于引导电磁能量通过充满电介质的至少一个信道的第一端处的开口，波导包括：波导的两个平行的表面，该两个平行的表面形成充满电介质的信道的顶面和底面；与两个表面正交的邻接表面，该邻接表面形成充满电介质的信道的壁；以及波束形成特征，该波束形成特征限定围绕以提供凹表面的一个或多个凹壁，其中通过该凹表面，多个辐射槽包括到充满电介质的信道的开口。
示例2：示例1的装置，其中波束形成特征具有深度，深度是从波束形成特征的开口到凹表面进行测量的并且至少等于或大于宽度，该宽度是从一个或多个凹壁中的第一壁的内表面到平行于该一个或多个凹壁中的第一壁的一个或多个凹壁中的第二壁的内表面进行测量的。
示例3：前述示例中的任一项的装置，其中波束形成特征被细分为相等长度的多个部分，每个部分包围多个辐射槽中的一个辐射槽。
示例4：前述示例中的任一项的装置，其中一个或多个凹壁中的第一壁的高度大于一个或多个凹壁中的第二壁的高度，一个或多个凹壁中的第二壁平行于一个或多个凹壁中的第一壁。
示例5：前述示例中的任一项的装置，其中一个或多个凹壁中的第一壁包括扼制结构，该扼制结构包括位于第一壁的外表面上的槽，外表面与凹表面平行。
示例6：前述示例中的任一项的装置，其中一个或多个凹壁包括：波束形成特征的第一部分，该第一部分邻接到并布置在凹表面和一个或多个凹壁的、波束形成特征的第二部分之间；波束形成特征的第二部分，该第二部分具有第二宽度，该第二宽度是从第二部分的平行内表面进行测量的，并且大于第一部分的第一宽度，第一宽度是从第一部分的平行内表面进行测量的。
示例7：前述示例中的任一项的装置，其中第二部分的内表面从第一部分的内表面处逐渐变细，第二部分形成喇叭效应，该喇叭效应通过第二部分的内表面逐渐变细进行限定。
示例8：前述示例中的任一项的装置，其中多个辐射槽沿着信道的中心线定位，中心线平行于通过信道的纵向方向。
示例9：前述示例中的任一项的装置，其中电介质包括空气并且波导包括空气波导。
示例10：一种系统，所述系统包括：设备，该设备被配置成用于发射或接收电磁能量；和波导天线，该波导天线被配置成用于引导电磁能量通过充满电介质的至少一个信道的一端处的开口，波导包括：波导的两个平行的表面，该两个平行的表面形成了充满电介质的信道的顶面和底面；与两个表面正交的邻接表面，该邻接表面形成了充满电介质的信道的壁；以及波束形成特征，该波束形成特征限定围绕以提供凹表面的一个或多个凹壁，其中通过该凹表面，多个辐射槽包括到充满电介质的信道的开口。
示例11：前述示例中的任一项的系统，其中波束形成特征具有深度，深度是从波束形成特征的开口到凹表面进行测量的并且至少等于或大于宽度，该宽度是从一个或多个凹壁中的第一壁的内表面到平行于该一个或多个凹壁中的第一壁的一个或多个凹壁中的第二壁的内表面进行测量的。
示例12：前述示例中的任一项的系统，其中波束形成特征被细分为相等长度的多个部分，每个部分包围多个辐射槽中的一个辐射槽。
示例13：前述示例中的任一项的系统，其中一个或多个凹壁中的第一壁的高度大于该一个或多个凹壁中的第二壁的高度，一个或多个凹壁中的第二壁平行于该一个或多个凹壁中的第一壁。
示例14：前述示例中的任一项的系统，其中一个或多个凹壁中的第一壁包括扼制结构，该扼制结构包括位于该第一壁的外表面上的槽，该外表面与凹表面平行。
示例15：前述示例中的任一项的系统，其中一个或多个凹壁包括：波束形成特征的第一部分，该第一部分邻接到并布置在凹表面和一个或多个凹壁的、波束形成特征的第二部分之间；波束形成特征的该第二部分，该第二部分具有第二宽度，该第二宽度是从该第二部分的平行内表面进行测量的，并且大于第一部分的第一宽度，第一宽度是从第一部分的平行内表面进行测量的。
示例16：前述示例中的任一项的系统，其中第二部分的内表面从第一部分的内表面处逐渐变细，第二部分形成喇叭效应，该喇叭效应通过第二部分的内表面逐渐变细进行限定。
示例17：前述示例中的任一项的系统，其中多个辐射槽沿着信道的中心线定位，中心线平行于通过信道的纵向方向。
示例18：前述示例中的任一项的系统，其中电介质包括空气,并且波导包括空气波导。
示例19：前述示例中的任一项的系统，其中设备包括雷达系统。
示例20：前述示例中的任一项的系统，其中系统是被配置成用于在道路上或道路外驾驶的交通工具。
结语
虽然在前述描述中描述并且在附图中示出了本公开的各种实施例，但应当理解，本公开不限于此，而是可以在接下来的权利要求的范围内以各种方式实施为实践。根据前述描述，将显而易见的是，可以做出各种更改而不偏离由所附权利要求所限定的本公开的范围。

Claims (20)

1.一种装置，所述装置包括：
波导，所述波导被配置成用于引导电磁能量通过充满电介质的至少一个信道的第一端处的开口，所述波导包括：
所述波导的两个平行表面，所述两个平行表面形成充满所述电介质的所述信道的顶面和底面；
与所述两个表面正交的邻接表面，所述邻接表面形成充满所述电介质的所述信道的壁；以及
波束形成特征，所述波束形成特征限定围绕多个辐射槽以提供凹表面的一个或多个凹壁，其中通过所述凹表面，所述多个辐射槽包括到充满所述电介质的所述信道的开口，所述一个或多个凹壁中的第一壁的高度大于所述一个或多个凹壁中的第二壁的高度，所述一个或多个凹壁中的所述第二壁与所述一个或多个凹壁中的所述第一壁平行。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述波束形成特征具有深度，所述深度是从所述波束形成特征的所述开口到所述凹表面进行测量的，并且至少等于或大于宽度，所述宽度是从所述一个或多个凹壁中的所述第一壁的内表面到所述一个或多个凹壁中的所述第二壁的内表面进行测量的。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述波束形成特征被细分为相等长度的多个部分，每个部分包围所述多个辐射槽中的一个辐射槽。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹壁中的所述第二壁包括扼制结构，所述扼制结构包括位于所述第二壁的外表面上的槽，所述第二壁的所述外表面平行于所述凹表面。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹壁中的所述第一壁包括扼制结构，所述扼制结构包括位于所述第一壁的外表面上的槽，所述外表面平行于所述凹表面。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或多个凹壁包括：
所述波束形成特征的第一部分，所述第一部分邻接到并布置在所述凹表面和所述一个或多个凹壁的、所述波束形成特征的第二部分之间；以及
所述波束形成特征的所述第二部分，所述第二部分具有第二宽度，所述第二宽度是从所述第二部分的平行内表面进行测量的，并且大于所述第一部分的第一宽度，所述第一宽度是从所述第一部分的平行内表面进行测量的。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述二部分的所述内表面从所述第一部分的所述内表面处逐渐变细，所述第二部分形成喇叭效应，所述喇叭效应通过所述第二部分的所述内表面的所述逐渐变细进行限定。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个辐射槽沿所述信道的中心线定位，所述中心线平行于通过所述信道的纵向方向。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电介质包括空气，并且所述波导包括空气波导。
10.一种系统，所述系统包括：
设备，所述设备被配置成用于发射或接收电磁能量；以及
波导天线，所述波导天线被配置成用于引导电磁能量通过充满电介质的至少一个信道的一端处的开口，所述波导包括：
所述波导的两个平行表面，所述两个平行表面形成充满所述电介质的所述信道的顶面和底面；
与所述两个表面正交的邻接表面，所述邻接表面形成充满所述电介质的所述信道的壁；以及
波束形成特征，所述波束形成特征限定围绕多个辐射槽以提供凹表面的一个或多个凹壁，其中通过所述凹表面，所述多个辐射槽包括到充满所述电介质的所述信道的开口，所述一个或多个凹壁中的第一壁的高度大于所述一个或多个凹壁中的第二壁的高度，所述一个或多个凹壁中的所述第二壁与所述一个或多个凹壁中的所述第一壁平行。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述波束形成特征具有深度，所述深度是从所述波束形成特征的所述开口到所述凹表面进行测量的，并且至少等于或大于宽度，所述宽度是从所述一个或多个凹壁中的所述第一壁的内表面到所述一个或多个凹壁中的所述第二壁的内表面进行测量的。
12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述波束形成特征被细分为相等长度的多个部分，每个部分包围所述多个辐射槽中的一个辐射槽。
13.如权利要求10所述的系统，其特征在于，其中所述一个或多个凹壁中的所述第二壁包括扼制结构，所述扼制结构包括位于所述第二壁的外表面上的槽，所述第二壁的所述外表面平行于所述凹表面。
14.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述一个或多个凹壁中的所述第一壁包括扼制结构，所述扼制结构包括位于所述第一壁的外表面上的槽，所述外表面平行于所述凹表面。
15.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述一个或多个凹壁包括：
所述波束形成特征的第一部分，所述第一部分邻接到并布置在所述凹表面和所述一个或多个凹壁的、所述波束形成特征的第二部分之间；以及
所述波束形成特征的所述第二部分，所述第二部分具有第二宽度，所述第二宽度是从所述第二部分的平行内表面进行测量的，并且大于所述第一部分的第一宽度，所述第一宽度是从所述第一部分的平行内表面进行测量的。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述二部分的所述内表面从所述第一部分的所述内表面处逐渐变细，所述第二部分形成喇叭效应，所述喇叭效应通过所述第二部分的所述内表面的所述逐渐变细进行限定。
17.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述多个辐射槽沿所述信道的中心线定位，所述中心线平行于通过所述信道的纵向方向。
18.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述电介质包括空气，并且所述波导包括空气波导。
19.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述设备包括雷达系统。
20.如权利要求19所述的系统，其特征在于,所述系统是交通工具，所述交通工具被配置成用于在道路上或道路外驾驶。
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