CN115395214A - 天线板及雷达装置 - Google Patents

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CN115395214A CN202110573495.7A CN202110573495A CN115395214A CN 115395214 A CN115395214 A CN 115395214A CN 202110573495 A CN202110573495 A CN 202110573495A CN 115395214 A CN115395214 A CN 115395214A
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于晨武
王冲
张燎
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    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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Abstract

本发明公开了一种天线板及雷达装置。所述天线板包括：基板和第一图案层；所述第一图案层设置于所述基板上，所述第一图案层包括至少一个第一铺设体和至少一个第二铺设体，所述至少一个第一铺设体和所述至少一个第二铺设体呈阵列分布；每个所述第二铺设体包括多个呈阵列分布的第三铺设体。天线板通过第二铺设体的矩阵结构具有很高的阻抗和反射率，起着磁性导体的作用，利用第二铺设体结构的带阻特性和同相反射特性对梳状线微带天线的RCS进行缩减，进而在反射回的波中实现相消干扰，在高阻抗表面的反射波与导体表面的干涉波相位相差180度，二者的反射波可以相互抵消，达到减小天线RCS作用。

Description

天线板及雷达装置
技术领域
本发明涉及射频技术领域，尤其涉及一种天线板及雷达装置。
背景技术
随着科技的日益发展，使用传感装置辅助汽车行驶以及获取交通信息变得越来越重要。为了完成上述任务，使用了许多传感器(例如激光雷达，雷达或照相机)来感应周围的环境。其中，雷达传感器由于其在恶劣的环境条件下的稳定性而被广泛采用。
针对使用毫米波雷达获取交通信息的应用场景，由于对测量距离和角度分辨率的高需求，整个天线阵型会设计的相对较大，因此导致整个雷达的射频天线板的尺寸较大。由于射频板尺寸过大，为了避免射频天线板在加工过程中出现翘曲的问题，需要对整板的残铜率进行设计，从而导致需要在射频板的天线面大面积铺铜。
而对于雷达来说，如果在天线面大面积铺铜，将会使得整个雷达的雷达散射截面(RCS)变大，从而可能导致雷达的二次反射杂波对雷达系统性能造成影响。
发明内容
本发明实施例提供一种天线板及雷达装置，以有效解决目前汽车雷达的雷达散射截面变大的问题。
根据本发明的一方面，本发明提供一种天线板，基板和第一图案层；所述第一图案层设置于所述基板上，所述第一图案层包括至少一个第一铺设体和至少一个第二铺设体，所述至少一个第一铺设体和所述至少一个第二铺设体呈阵列分布；每个所述第二铺设体包括多个呈阵列分布的第三铺设体。
进一步地，所述至少一个第一铺设体是铺铜，每个所述第三铺设体是人工磁导体。
进一步地，所述天线板还包括：至少一第二图案层，所述至少一第二图案层与所述第一图案层同层设置；每一所述第二图案层包括呈梳状的铺设体，所述呈梳状的铺设体构成天线。
进一步地，所述第一铺设体和所述第二铺设体沿上下左右方向间隔设置，其中，相邻的第一铺设体和第二铺设体之间的间隔为第一预设值
进一步地，所述第三铺设体之间的间隔也为所述第一预设值。
进一步地，所述第一预设值为0.5毫米至2毫米。
进一步地，所述第一铺设体与所述第二铺设体的数量相同。
进一步地，所述第三铺设体呈方形。
进一步地，所述第三铺设体的边长为0.8毫米至0.9毫米。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种雷达装置包括本发明任一实施例所述的天线板。
本发明实施例所述的天线板通过第二铺设体的矩阵结构具有很高的阻抗和反射率，起着磁性导体的作用，利用第二铺设体结构的带阻特性和同相反射特性对梳状线微带天线的RCS进行缩减，进而在反射回的波中实现相消干扰，在高阻抗表面的反射波与导体表面的干涉波相位相差180度，二者的反射波可以相互抵消，达到减小天线RCS作用。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明实施例一提供的一种天线板的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的一种天线板结构示意图。
图3为本发明实施例提供的一种第一图案层结构示意图。
图4为本发明实施例提供的天线板仿真示意图。
图5为本发明实施例二提供的一种天线板的示意图。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例一提供的天线板的结构示意图。所述天线板包括：基板10和第一图案层20。
结合参阅图3，所述第一图案层20设置于所述基板10上，所述第一图案层20包括至少一第一铺设体21和至少一第二铺设体22，所述多个第一铺设体21和所述至少一第一铺设体21呈阵列分布。所述第二铺设体22包括多个呈阵列分布的第三铺设体23。在本实施例中，所述至少一个第一铺设体21是铺铜，每个所述第三铺设体23是人工磁导体。所述第一铺设体和所述第二铺设体沿上下左右方向间隔设置，其中，相邻的第一铺设体21和第二铺设体22之间的间隔为第一预设值，所述第三铺设体23之间的间隔为第一预设值，所述第一预设值为0.5毫米至2毫米。因此，所述第二铺设体22具有人工磁导体(artificial magneticconductor，简称AMC)结构。AMC结构是由周期排列金属贴片(即第三铺设体)组成，平面波入射到AMC结构表面时，入射波与反射波的电场是同相的。
所述第一铺设体21与第二铺设体22的数量相同，所述第一铺设体21与第二铺设体22相邻设置，以使得第一铺设体21反射的回波与第二铺设体22反射的回波可以相互抵消。
当然在其他实施例中，可以根据实际的需求设置于不同数量的第二铺设体22。需要说明的是，第二铺设体22的数量逐渐增加值与第一铺设体21的数量相同，天线板的RCS值逐渐减小，因此当第一铺设体21与第二铺设体22的数量相同时，天线板的RCS值最小。所述第三铺设体23为方形，所述第三铺设体23的边长为0.8毫米至0.9毫米。
结合参阅图2，在本实施例中，所述天线板还包括：天线共面层，所述天线共面层与基板10层叠设置。所述天线共面层包括：第一图案层20、第二图案层24、馈线25及寄生天线26。第二图案层24、馈线25、寄生天线26及第一图案层20同层设置。具体地，每一所述第二图案层包括呈梳状的铺设体，所述呈梳状的铺设体构成天线。，作为天线板的天线，该天线板上包括三个天线，所述馈线25与天线连接，且馈线25的数量与天线的数量相同，馈线25用于线将能量馈给天线，天线将能量辐射出去。寄生天线26用于保证天线的方向图相一致。利用AMC结构的带阻特性和同相反射特性对梳状线微带天线RCS进行缩减，进而在反射回的波中实现相消干扰，在高阻抗表面的反射波与导体表面的干涉波相位相差180度，二者的反射波可以相互抵消，达到减小天线RCS作用。
结合参阅图4，实线代表本发明的天线板，虚线代表现有天线板，现有天线结构RCS值在正前方最大值为-25dBm，而本发明的天线板结构RCS值在正前方最大值为-50dBm，因此，本发明的天线板结构的RCS值明显降低。
本发明实施例一所述的天线板通过第二铺设体的矩阵结构具有很高的阻抗和反射率，起着磁性导体的作用，利用第二铺设体结构的带阻特性和同相反射特性对梳状线微带天线的RCS进行缩减，进而在反射回的波中实现相消干扰，在高阻抗表面的反射波与导体表面的干涉波相位相差180度，二者的反射波可以相互抵消，达到减小天线RCS作用。
如图5所示，本发明实施例二提供的天线板的结构示意图。所述天线板包括：基板10和第一图案层20。
所述第一图案层20设置于所述基板10上，所述第一图案层20包括至少一第一铺设体21和至少一第二铺设体22，所述多个第一铺设体21和所述至少一第一铺设体21呈阵列分布。所述第二铺设体22包括多个呈阵列分布的第三铺设体23。在本实施例中，所述至少一个第一铺设体21是铺铜，每个所述第三铺设体23是人工磁导体。所述第一铺设体和所述第二铺设体沿上下左右方向间隔设置，其中，相邻的第一铺设体21和第二铺设体22之间的间隔A为第一预设值，所述第三铺设体23之间的间隔B为第一预设值，所述第一预设值为0.5毫米至2毫米。因此，所述第二铺设体22具有人工磁导体(artificial magnetic conductor，简称AMC)结构。AMC结构是由周期排列金属贴片(即第三铺设体)组成，平面波入射到AMC结构表面时，入射波与反射波的电场是同相的。
所述第一铺设体21与第二铺设体22的数量相同，所述第一铺设体21与第二铺设体22相邻设置，以使得第一铺设体21反射的回波与第二铺设体22反射的回波可以相互抵消。
当然在其他实施例中，可以根据实际的需求设置于不同数量的第二铺设体22。需要说明的是，第二铺设体22的数量逐渐增加值与第一铺设体21的数量相同，天线板的RCS值逐渐减小，因此当第一铺设体21与第二铺设体22的数量相同时，天线板的RCS值最小。所述第三铺设体23为圆形，所述第三铺设体23的直径为0.8毫米至0.9毫米。
结合参阅图2，在本实施例中，所述天线板还包括：天线共面层，所述天线共面层与基板10层叠设置。所述天线共面层包括：第一图案层20、第二图案层24、馈线25及寄生天线26。第二图案层24、馈线25、寄生天线26及第一图案层20同层设置。具体地，每一所述第二图案层包括呈梳状的铺设体，所述呈梳状的铺设体构成天线。，作为天线板的天线，该天线板上包括三个天线，所述馈线25与天线连接，且馈线25的数量与天线的数量相同，馈线25用于线将能量馈给天线，天线将能量辐射出去。寄生天线26用于保证天线的方向图相一致。利用AMC结构的带阻特性和同相反射特性对梳状线微带天线RCS进行缩减，进而在反射回的波中实现相消干扰，在高阻抗表面的反射波与导体表面的干涉波相位相差180度，二者的反射波可以相互抵消，达到减小天线RCS作用。
结合参阅图4，实线代表本发明的天线板，虚线代表现有天线板，现有天线结构RCS值在正前方最大值为-25dBm，而本发明的天线板结构RCS值在正前方最大值为-50dBm，因此，本发明的天线板结构的RCS值明显降低。
本发明实施例二所述的天线板通过第二铺设体的矩阵结构具有很高的阻抗和反射率，起着磁性导体的作用，利用第二铺设体结构的带阻特性和同相反射特性对梳状线微带天线的RCS进行缩减，进而在反射回的波中实现相消干扰，在高阻抗表面的反射波与导体表面的干涉波相位相差180度，二者的反射波可以相互抵消，达到减小天线RCS作用。
本发明实施例三也提供了一种天线板。所述天线板包括：基板10和第一图案层20。
所述第一图案层20设置于所述基板10上，所述第一图案层20包括至少一第一铺设体21和至少一第二铺设体22，所述多个第一铺设体21和所述至少一第一铺设体21呈阵列分布。所述第二铺设体22包括多个呈阵列分布的第三铺设体23。在本实施例中，所述至少一个第一铺设体21是铺铜，每个所述第三铺设体23是人工磁导体。所述第一铺设体和所述第二铺设体沿上下左右方向间隔设置，其中，相邻的第一铺设体21和第二铺设体22之间的间隔为第一预设值，所述第三铺设体23之间的间隔为第一预设值，所述第一预设值为0.5毫米至2毫米。因此，所述第二铺设体22具有人工磁导体(artificial magnetic conductor，简称AMC)结构。AMC结构是由周期排列金属贴片(即第三铺设体)组成，平面波入射到AMC结构表面时，入射波与反射波的电场是同相的。
所述第一铺设体21与第二铺设体22的数量相同，所述第一铺设体21与第二铺设体22相邻设置，以使得第一铺设体21反射的回波与第二铺设体22反射的回波可以相互抵消。
当然在其他实施例中，可以根据实际的需求设置于不同数量的第二铺设体22。需要说明的是，第二铺设体22的数量逐渐增加值与第一铺设体21的数量相同，天线板的RCS值逐渐减小，因此当第一铺设体21与第二铺设体22的数量相同时，天线板的RCS值最小。所述第三铺设体23为正三角形，所述第三铺设体23的高为0.8毫米至0.9毫米。
参阅图2，在本实施例中，所述天线板还包括：天线共面层，所述天线共面层与基板10层叠设置。所述天线共面层包括：第一图案层20、第二图案层24、馈线25及寄生天线26。第二图案层24、馈线25、寄生天线26及第一图案层20同层设置。具体地，每一所述第二图案层包括呈梳状的铺设体，所述呈梳状的铺设体构成天线。，作为天线板的天线，该天线板上包括三个天线，所述馈线25与天线连接，且馈线25的数量与天线的数量相同，馈线25用于线将能量馈给天线，天线将能量辐射出去。寄生天线26用于保证天线的方向图相一致。利用AMC结构的带阻特性和同相反射特性对梳状线微带天线RCS进行缩减，进而在反射回的波中实现相消干扰，在高阻抗表面的反射波与导体表面的干涉波相位相差180度，二者的反射波可以相互抵消，达到减小天线RCS作用。
参阅图4，实线代表本发明的天线板，虚线代表现有天线板，现有天线结构RCS值在正前方最大值为-25dBm，而本发明的天线板结构RCS值在正前方最大值为-50dBm，因此，本发明的天线板结构的RCS值明显降低。
本发明实施例三所述的天线板通过第二铺设体的矩阵结构具有很高的阻抗和反射率，起着磁性导体的作用，利用第二铺设体结构的带阻特性和同相反射特性对梳状线微带天线的RCS进行缩减，进而在反射回的波中实现相消干扰，在高阻抗表面的反射波与导体表面的干涉波相位相差180度，二者的反射波可以相互抵消，达到减小天线RCS作用。本发明还提供一种雷达装置，所述雷达装置包括上述实施例所述的天线板。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种天线板，其特征在于，包括：基板和第一图案层；
所述第一图案层设置于所述基板上，所述第一图案层包括至少一个第一铺设体和至少一个第二铺设体，所述至少一个第一铺设体和所述至少一个第二铺设体呈阵列分布；
每个所述第二铺设体包括多个呈阵列分布的第三铺设体。
2.根据权利要求1所述的天线板，其特征在于，所述至少一个第一铺设体是铺铜，每个所述第三铺设体是人工磁导体。
3.根据权利要求1所述的天线板，其特征在于，还包括：至少一第二图案层，所述至少一第二图案层与所述第一图案层同层设置；每一所述第二图案层包括呈梳状的铺设体，所述呈梳状的铺设体构成天线。
4.根据权利要求1所述的天线板，其特征在于，所述第一铺设体和所述第二铺设体沿上下左右方向间隔设置，其中，相邻的第一铺设体和第二铺设体之间的间隔为第一预设值。
5.根据权利要求1所述的天线板，其特征在于，所述第三铺设体之间的间隔也为所述第一预设值。
6.根据权利要求4-5中任一个所述的天线板，其特征在于，所述第一预设值为0.5毫米至2毫米。
7.根据权利要求1所述的天线板，其特征在于，所述第一铺设体与所述第二铺设体的数量相同。
8.根据权利要求1所述的天线板，其特征在于，所述第三铺设体呈方形。
9.根据权利要求8所述的天线板，其特征在于，所述第三铺设体的边长为0.8毫米至0.9毫米。
10.一种雷达装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的天线板。
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