CN115483529A - 天线单元、雷达及终端设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种天线单元、雷达及终端设备,所述天线单元包括第一馈电单元、第一阵元、第一哑元和第一开关器件,所述第一馈电单元用于传输电信号,所述第一阵元用于辐射或者接收信号,所述第一阵元与所述第一馈电单元的第一端连接,所述第一开关器件连接在所述第一哑元与所述第一馈电单元的第一端之间,用于控制第一哑元和第一馈电单元之间的连接状态。本申请提供的天线单元既可重构多种形态波束又可减少占据芯片引脚的数量、节约布线空间,当应用于智能家居、智能制造、智能运输等智能终端的雷达中时,以提升智能终端对复杂场景的监测和应对能力。
Description
技术领域
本申请涉及天线技术领域,特别涉及一种天线单元、雷达及终端设备。
背景技术
自动驾驶技术的功能场景由单一的功能辅助向完全无人驾驶的方向发展,毫米波雷达的配置方案、种类及数量也随之增加,所以毫米波天线的挑战与机遇并存。一方面无人驾驶的场景复杂度高、功能多样化、对目标的分辨率需求更高,需要天线系统满足多场景的覆盖;另一方面无人驾驶需要雷达传感器数量多,分布式布置,导致融合复杂度高、总线负载大、成本高,需要天线系统面向多模合一性发展,减少雷达数量,降低复杂度及整车布阵成本。
目前针对多种雷达场景的应用,采用最多是单一波束形态或两种波束同时存在的雷达模块来实现覆盖。例如在第一种现有技术中,发射天线中的两个通道采用中等增益、宽波束的中距天线,一个通道采用高增益、窄波束的长距天线,接收天线中的两个通道采用中距天线,另外两个通道采用长距天线,以此来满足中长距场景的覆盖;针对短距场景,发射与接收天线均采用短距天线来实现短距场景的覆盖,该技术的缺点是,为了满足整车多场景的覆盖,针对每一个场景都需要设计特定的雷达模块,所以需要的雷达模块种类及数量较多,进而导致整车融合复杂度较高。在第二种现有技术中,是通过MMIC(MonolithicMicrowave Integrated Circuit,单片微波集成电路)芯片中的通道关断或内置开关等,调节天线的幅相,来实现波束可调,例如三个单元天线分别通过三个有源通道与芯片的引脚连接,芯片内有内置开关,可控制三个有源通道的开断,针对短距场景,三个有源通道中在同一个时间内开一个可实现宽波束;针对长距场景,三个有源通道同时开,可实现高增益、窄波束,该技术的缺点是,每个单元天线必须通过有源通道与芯片连接,所以有源通道数较多,有源通道均需通过芯片的引脚与芯片连接,进而占据较多的芯片引脚,增加芯片数量,而且会增加芯片附近的布线空间。
发明内容
本申请提供一种天线单元、雷达及终端设备。其中天线单元即可重构多种形态波束又可减少占据芯片引脚的数量、节约布线空间。
第一方面,本申请提供一种天线单元,所述天线单元包括第一馈电单元、第一阵元、第一哑元和第一开关器件,所述第一馈电单元用于传输电信号,所述第一阵元用于辐射或者接收信号,所述第一阵元与所述第一馈电单元的第一端连接,所述第一开关器件连接在所述第一哑元与所述第一馈电单元的第一端之间,用于控制所述第一哑元和所述第一馈电单元之间的连接状态。
本申请提供的天线单元一方面将第一哑元和第一馈电单元通过第一开关器件电连接而可以重构两种天线,从而可产生两种形态的波束;另一方面通过第一馈电单元将第一阵元和第一哑元与芯片电连接,第一馈电单元只需要占据芯片的一个引脚,相较于现有技术可减少占据芯片引脚的数量,节约布线空间。
其中,第一阵元是指与第一馈电单元直接连接的辐射结构,用于辐射或者接收信号,第一哑元与第一馈电单元不连接时用于抑制或引导天线单元的表面波和改善天线单元方向图一致性,在本申请中通过第一开关器件将第一哑元与第一馈电单元连接,构成与第一馈电单元连接的辐射结构。第一哑元和第一阵元的结构可相同或者不同。
在一些实施方式中,当第一开关器件打开,第一阵元与第一馈电单元构成第一天线,当第一天线发射信号时,信号电流从第一馈电单元直接传输至第一阵元,并通过第一阵元辐射至外部空间,第一天线口径较小,能够发射和接收增益低、波形较宽的波束,可用作近距波束;当第一开关器件关闭,第一阵元、第一哑元与第一馈电单元构成第二天线,第二天线相较于第一天线口径增加,能够发射和接收增益较高、波形较窄的波束,可用作中距波束。
在一些实施方式中,所述第一哑元和第一阵元的结构相同,所述第一阵元和所述第一哑元沿第一方向排列,所述第一阵元沿所述第一方向的两侧设有阵元枝节,所述第一哑元沿所述第一方向的两侧设有哑元枝节。其中所述阵元枝节和所述哑元枝节的个数不限,具体可根据需要来设置。
在一些实施方式中,位于所述第一阵元中间的阵元枝节的宽度大于位于所述第一阵元两端的阵元枝节的宽度,位于所述第一哑元中间的哑元枝节的宽度大于位于所述第一哑元两端的哑元枝节的宽度。这种设计有利于形成低副瓣的波束。
在一些实施方式中,所述第一阵元与所述第一哑元可呈夹角设置,夹角小于90°。
在一些实施方式中,所述天线单元中的第一哑元、第一阵元以及第一馈电单元为金属图形。
在一种可能的实现方式中,所述天线单元包括多个第一哑元和多个第一开关器件,每个所述第一哑元与所述第一馈电单元的第一端通过一个所述第一开关器件连接;和/或
所述天线单元包括多个第一阵元,每个所述第一阵元与所述第一馈电单元的第一端连接。
在一些实施方式中,所述第一哑元的数量为2个,所述第一开关器件的数量为2个,每个所述第一开关器件分别连接在第一哑元和第一馈电单元的第一端之间,第一开关器件用于控制第一哑元和第一馈电单元的第一端之间的连接状态。
在一些实施方式中,所述天线单元可构成四种天线,当两个第一开关器件打开,第一阵元与第一馈电单元构成第一天线,此时两个第一哑元可用于抑制第一天线表面波和改善方向图一致性;当其中一个第一开关器件关闭,另一个第一开关器件打开,其中一个第一哑元、第一阵元和第一馈电单元构成第二天线;当其中一个第一开关器件打开,另一个第一开关器件关闭,另一个第一哑元、第一阵元和第一馈电单元构成第三天线;当两个第一开关器件关闭,第一阵元、两个第一哑元和第一馈电单元构成第四天线,其中第四天线的发射或者接收口径最大,为增益最高的天线,可发射和接收增益高、波形较窄的波束,可用作产生长距波束,第一天线的发射或者接收口径最小,为增益最低的天线,可发射和接收增益低、波形较宽的波束,可用作产生近距波束,第二天线和第三天线可用作产生中距波束。
在一种可能的实现方式中,所述天线单元包括四个第一哑元和四个第一开关器件,每个所述第一开关器件分别连接在第一哑元和第一馈电单元的第一端之间,第一开关器件用于控制第一哑元和第一馈电单元的第一端之间的连接状态。
在其中一种重构方案中,当四个第一开关器件全部打开时,第一阵元与第一馈电单元构成第一天线,第一天线为增益低的天线,可发射和接收增益低、波形较宽的波束,可用作近距波束,四个第一哑元用于抑制表面波和改善方向图一致性;当其中两个第一开关器件关闭,另外两个第一开关器件打开时,第一阵元、其中两个第一哑元与第一馈电单元构成第四天线,第四天线口径增大,为增益较高的天线,可发射和接收增益较高、波形较窄的波束,可用作中距波束;当四个第一开关器件全部关闭时,第一阵元、四个第一哑元与第一馈电单元构成第七天线,第七天线口径增大,为增益更高的天线,可发射和接收增益更高、波形更窄的波束,可用作长距波束。可用于监测汽车的前方,通过三种波束转换来应对汽车前方的不同的场景。
在一种可能的实现方式中,所述天线单元还包括功分器,所述功分器包括结构参数不同的第一功分子部和第二功分子部;
其中:
所述第一功分子部连接在所述第一哑元和所述第一馈电单元的第一端之间,所述第二功分子部连接在所述第一阵元和所述第一馈电单元的第一端之间;或者
所述天线单元包括至少两个第一阵元,每个所述第一阵元与所述第一馈电单元的第一端连接,所述第一功分子部连接在其中一个所述第一阵元与所述第一馈电单元的第一端之间,所述第二功分子部连接在另一个所述第一阵元与所述第一馈电单元的第一端之间;或者
所述天线单元包括至少两个第一哑元,每个所述第一哑元与所述第一馈电单元的第一端连接,所述第一功分子部连接在其中一个所述第一哑元与所述第一馈电单元的第一端之间,所述第二功分子部连接在另一个所述第一哑元与所述第一馈电单元的第一端之间。
在一些实施方式中,所述第一功分子部和所述第二功分子部的形状为螺旋形、回路形或者“L”字形中的一种。
在一些实施方式中,所述第一功分子部设置在所述第一开关器件与所述第一馈电单元的第一端之间。在一些实施方式中,所述第一功分子部设置在所述第一哑元与所述第一开关器件之间。
在一些实施方式中,当所述第一哑元的个数可为2个或者2个以上,在每个所述第一哑元和所述第一馈电单元的第一端之间可设置第一功分子部;当第一阵元的个数可为2个或者2个以上,在每个第一阵元和第一馈电单元的第一端之间可设置第二功分子部,以用于设置输出波束的形状。
在一些实施方式中,所述第一功分子部和所述第二功分子部的结构参数可相同。此时功分器用于将第一馈电单元的信号分为两路传输至第一阵元和第一哑元,不会改变第一阵元和第一哑元中信号的幅度和/或相位。
在一些实施方式中,所述第一阵元和所述第一哑元的个数为更多个,结构参数相同的所述第一功分子部和所述第二功分子部的个数为更多个时。此时功分器用于将第一馈电单元的信号分为更多路信号传输至第一阵元和第一哑元。
在一些实施方式中,所述天线单元包括两个第一哑元、两个第一开关器件、两个第一功分子部以及包括一个第一阵元、一个第二功分子部。每个第一开关器件连接在第一哑元和第一馈电单元的第一端之间。每个第一功分子部连接在第一哑元和第一馈电单元的第一端之间。
在一些实施方式中,所述第二功分子部为所述第一阵元邻近所述第一馈电单元的部分金属结构。在一些实施方式中,所述第一功分子部和所述第一功分子部为具有弯曲部分的金属结构,所述第一功分子部和所述第一功分子部的结构相同。
在一些实施方式中,所述天线单元包括两个第一阵元和两个第二功分子部,每个所述第二功分子部连接在每个所述第一阵元与所述第一馈电单元的第一端之间。
在一种可能的实现方式中,所述结构参数包括长度、宽度或者形状中的至少一种。
在一种可能的实现方式中,所述天线单元还包括支部,所述支部与所述第一哑元的第一端连接。
其中第一哑元的第一端是指靠近第一馈电单元的一端。所述支部用于改变第一哑元末端的状态,进而可改变第一哑元的辐射特性。所述第一哑元的辐射特性是指第一哑元中信号的幅相,信号的幅相包括信号的幅度和相位。
在一些实施方式中,当所述第一开关器件为打开状态时,所述第一阵元和所述第一馈电单元构成第一天线,此时由于第一哑元的第一端接入了支部,使得第一哑元的结构形态发生变化,当第一阵元中的信号耦合到改变状态后的第一哑元上后,改变状态后的第一哑元中的信号会发生变化,发生变化后的信号再与第一阵元中的信号耦合时会改变第一阵元中信号的波束形态。在一些实施方式中,可产生具有倾斜角的波束。在一些实施方式中,当第一开关器件为关闭状态时,由于支部的存在,使得第一哑元和第一阵元同时产生的信号波束形态也会发生变化。其中支部的形状可根据实际需要来设置,在一些实施方式中,所述支部的形状包括螺旋形、回路形、L形或者圆盘形中的一种。在一些实施方式中,支部还可为微带线。支部的尺寸可根据实际需要来设置,例如,支部可为半个介质波长,支部可为半个介质波长,介质波长中的介质是指基板上的介质,介质波长是指电磁波在基板上介质传播的波长,也就是说支部的长度跟介质性质相关。
在一种可能的实现方式中,所述天线单元还包括第二开关器件,所述第二开关器件位于所述支部和所述第一哑元的第一端之间,所述支部通过所述第二开关器件与所述第一哑元的第一端连接。
其中,所述第二开关器件用于控制所述第一哑元和所述支部之间的连接状态。在一些实施方式中,通过所述第二开关器件控制所述支部与所述第一哑元的连接状态,使得所述天线单元可形成更多天线。在一些实施方式中,当第一开关器件、第二开关器件都为打开状态时,第一阵元和第一馈电单元构成第一天线;当第一开关器件为打开状态、第二开关器件为关闭状态时,第一阵元和第一馈电单元构成第一天线,其中第一哑元和支部会改变第一阵元中的信号的波束形态;当第一开关器件为关闭状态、第二开关器件为打开状态时,第一阵元、第一哑元和第一馈电单元构成第二天线。
在一种可能的实现方式中,所述天线单元包括多个第一哑元、多个第二开关器件和多个支部,每个第一哑元的第一端设有一个支部,且支部通过一个第二开关器件与第一哑元的第一端连接。在一些实施方式中,第一哑元、第二开关器件和支部均为两个,其中一个支部通过其中一个第二开关器件与其中一个第一哑元的第一端连接,另一个支部通过另一个第二开关器件与另一个第一哑元的第一端连接,两个支部分别用于改变两个第一哑元的辐射特性。
在一些实施方式中,两个第一哑元和第一阵元的结构相同,两个支部分别用于增加两个第一哑元的长度,当两个第一开关器件断开,两个第二开关器件关闭时,此时第一馈电单元的信号直接传输到第一阵元,第一阵元的信号耦合到两个第一哑元中,该信号在两个第一哑元中传输后辐射出去;两个第二开关器件关闭后,两个第一哑元第一端的状态发生变化,第一端状态发生变化后可以改变两个第一哑元中信号的幅相,此时两个第一哑元中改变幅相的信号再与第一阵元中的信号耦合会产生双峰波形,两个第一哑元第一端状态发生变化后会产生双峰波形。
当两个第一开关器件和两个第二开关器件同时为打开状态下,由第一阵元和第一馈电单元构成的天线产生的波束为增益低、波形宽的单峰波束;当两个第一开关器件为打开状态,两个第二开关器件为关闭状态下,由第一阵元和第一馈电单元构成的天线产生双峰波束,由于两个第一哑元的第一端分别接入两个支部,使得波束形态发生变化产生双峰波形,其中双峰的夹角可通过调节两个第一哑元或者两个支部的结构来设置,双峰波形的波束可用于同时监测汽车前方两侧角或者汽车后方两侧角的情况,还可应用于路边雷达系统;当两个第一开关器件为关闭状态,两个第二开关器件为打开状态下,由第一阵元、两个第一哑元和第一馈电单元构成的天线产生的波束为增益高、波形窄的笔形单峰窄波束。
在其他实施方式中,第一哑元和支部的个数还可以为2个或者2个以上,各支部的形状和尺寸可根据实际情况来设置。
在一种可能的实现方式中,所述天线单元还包括接地层,所述支部远离所述第一哑元的一端连接所述接地层。
在一种可能的实现方式中,所述天线单元还包括第二阵元、第二馈电单元以及第四开关器件,所述第二阵元用于辐射或者接收信号,所述第二馈电单元用于传输电信号,所述第二阵元与所述第二馈电单元的第一端连接,所述第四开关器件连接在所述第一哑元与所述第二馈电单元的第一端之间,用于控制所述第一哑元和所述第二馈电单元之间的连接状态。
其中,当第四开关器件在打开状态时,第一哑元和第二馈电单元断开;第四开关器件在关闭状态时,第一哑元与第二馈电单元连接。其中,第二阵元是指与第二馈电单元连接的阵元。
其中,第二馈电单元与第一馈电单元的结构可相同或者不同,可由金属图形构成。其中,第一哑元与第一馈电单元和第二馈电单元连接,可使第一馈电单元和第二馈电单元中的信号同时通过第一哑元重叠之后辐射,同时激励,一方面可重构更长更窄的长距笔形波束;另一方面可缩小布阵间距,布阵间距是指第一馈电单元和第二馈电单元之间的间距,增大栅瓣出现的角度位置,进而增大测角无模糊范围,栅瓣是指与主瓣电平相同的波峰。
在一些实施方式中,当第一开关器件关闭,第四开关器件打开时,第一阵元、第一哑元和第一馈电单元构成的天线产生的波束为中距宽波束;当第一开关器件打开,第四开关器件关闭打开时,第二阵元、第一哑元和第二馈电单元构成的天线产生的波束为中距宽波束;当第一开关器件关闭,第四开关器件关闭打开时,第一阵元、第二阵元、第一哑元、第一馈电单元和第二馈电单元构成的天线产生的波束为长距窄波束。
在一种可能的实现方式中,所述第一哑元可为两个或者两个以上,天线单元还包括第二哑元,第二哑元与第二馈电单元的第一端通过第五开关器件连接,第五开关器件用于控制第二哑元与第二馈电单元的第一端的连接状态。在一些实施方式中,所述第二哑元可为一个、两个或者两个以上,具体可根据实际需要来设置。其中第二哑元是指与第二馈电单元连接的哑元。
在一些实施方式中,所述天线单元包括两个第一阵元和两个第二阵元,两个第一阵元与第一馈电单元电连接,两个第二阵元与第二馈电单元电连接。当第一开关器件关闭,第四开关器件打开时,两个第一阵元、第一哑元和第一馈电单元构成第九天线,第九天线产生的波束的为增益较高、波形较宽的中距宽波束;当第一开关器件打开,第四开关器件关闭时,两个第二阵元、第一哑元和第二馈电单元构成第十天线,第十天线产生的波束为增益较高、波形较宽的中距宽波束;当第一开关器件关闭,第四开关器件关闭时,两个第一阵元、两个第二阵元、第一哑元、第一馈电单元和第二馈电单元构成第十一天线,第十一天线产生的波束为增益更高、波形较更宽的长距窄波束。
在上述实施方式中包括两个馈电单元,分别为第一馈电单元和第二馈电单元,在其他实施方式中,还可以包括更多个馈电单元和更多个阵元、哑元,具体可根据实际需要来设置,只要满足其中一个哑元与至少两个馈电单元连接,就可以实现同时激励,产生增益更高、波形较更宽的长距窄波束,并且还可以缩小布阵间距,布阵间距是指第一馈电单元和第二馈电单元之间的间距,增大栅瓣出现的角度位置,即可增大测角无模糊范围。
在一种可能的实现方式中,所述天线单元包括多个天线阵元组,所述第一馈电单元、所述第一阵元、所述第一哑元和所述第一开关器件属于所述多个天线阵元组中的第一天线阵元组,多个所述天线阵元组沿第一方向排列。
其中多个天线阵元组中除了第一天线阵元组的其他天线阵元组的结构与第一天线阵元组的结构可全部相同、部分相同或者都不相同。
在一些实施方式中,所述多个天线阵元可全部为第一天线阵元组,可用于实现更多种形态的波束,应用范围更广。其中,第一天线阵元组还可包括多个第一阵元、多个第一哑元和多个第一开关器件。
在一些实施方式中,所述多个天线阵元组包括多个第一天线阵元组和多个第二天线阵元组,所述第一天线阵元组和所述第二天线阵元组间隔设置,其中所述第二天线阵元与所述第一天线阵元组不同的是,包括两个第一哑元。
在一些实施方式中,所述多个天线阵元包括多个第一天线阵元组和多个第三天线阵元组,所述第一天线阵元组和所述第三天线阵元组间隔设置,其中所述第三天线阵元组与所述第一天线阵元组不同的是,包括两个第一哑元和功分器,功分器包括结构参数不同的第一功分子部和第二功分子部,第一功分子部和第二功分子部分别设置在两个第一哑元与第一馈电单元的第一端之间。
在一些实施方式中,所述天线阵元组中可包括更多种,还可包括支部,具体可根据实际需要来设置。
在一种可能的实现方式中,所述第一开关器件包括二极管开关、感光开关或者阻抗可调器件中的至少一种。
在一种可能的实现方式中,所述天线单元还包括开关器件控制单元,所述开关器件控制单元用于控制所述第一开关器件打关和关闭。
在其他实施方式中,所述开关器件控制单元还可以控制第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件和第五开关器件打开和关闭。在一些实施方式中,当第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件和第五开关器件为二极管开关时,所述开关器件控制单元设置在芯片中,可为芯片中的逻辑控制电路,用于控制二极管开关打开和关闭。在一些实施方式中,当第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件和第五开关器件为感光开关时,所述开关器件控制单元可为设置在基板上的独立的结构器件,用于控制感光开关打开和关闭。
在一种可能的实现方式中,所述天线单元还包括基板以及设置在所述基板一侧的芯片,所述第一馈电单元的第二端与所述芯片电连接。
第二方面,本申请提供一种雷达,其特征在于,所述雷达包括壳体以及位于所述壳体中如上面任一项所述的天线单元。
在一些实施方式中,所述雷达还包括电路板,其中所述天线单元中的基板可为电路板中的基板,所述电路板中的电子器件和芯片设置在基板上。在一些实施方式中,在同一个电路板上可设置多种不同的天线单元,包括如上面所述的至少两种天线单元,以能够产生不同形态的波束。其中电路板可为MMIC。
在一种可能的实现方式中,所述雷达还包括信号处理装置,所述信号处理装置与所述第一馈电单元电连接。其中所述信号处理装置用于将信号处理后传输给天线单元发射出去,或者天线单元将接收的信号传输给信号处理装置进行处理。其中信号处理装置可为移动数据中心(Mobile Data Center,MDC)。
第三方面,本申请提供一种终端设备,其特征在于,所述终端设备包括设备本体、控制系统以及位于设备本体中如上面所述的雷达,所述雷达与所述控制系统连接,所述控制系统通过所述雷达获取所述终端设备以外的信息。
在一种可能的实现方式中,所述终端设备包括智能家居、智能制造设备或者智能运输设备。其中智能家居包括扫地机器人,智能制造设备包括工业机器人,智能运输设备包括汽车、无人机、游艇等。其中雷达可设置一个或者多个,同一个雷达中可设置多种天线单元,当终端设备为汽车时,可在雷达设置多个不同的天线单元,或者设置多个雷达。
第四方面,本申请提供一种路边雷达系统,所述路边雷达系统安装在十字路口或转弯处。所述路边雷达系统包括安装部件以及位于安装在所述安装部件上的如上述实施方式中的雷达。将路边雷达系统用于监测十字路口的情况或者用于监测路口车速,在雷达中设置能够产生双峰波束的天线单元,该天线单元可同时产生用于检测路口和路口中的双峰波束。在其他实施方式中,还可设置能够产生三峰波束的天线单元。在一些实施方式中,还可设置能够产生近距宽波束、中距宽波束和长距窄波束的天线单元,用于监测不同距离和范围的情况或者车速。在一些实施方式中,路边雷达系统为24GHz路边雷达系统,24GHz路边雷达系统是指通过发射或者接收24.125GHz左右的微波来感应物体的存在、运动速度、静止距离或者物体所处角度等的路边雷达系统。
本申请的路边雷达系统可根据路边或者路口位置形态来设置相应的雷达,以能够较好的监测不同的场景。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图2a是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图2b是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束示意图;
图3现有技术中天线的结构示意图;
图4是本申请一实施方式提供的天线单元的剖视图;
图5是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图6是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图7是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束示意图;
图8是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图9是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图10是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图11是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束的水平面方向图;
图12是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束的水平面方向图;
图13a是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图13b是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图14是本申请一实施方式提供的天线单元中第一功分子部或者第二功分子部的结构示意图;
图15是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图16是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束示意图;
图17是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图18是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束的水平面方向图;
图19是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束的水平面方向图;
图20是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图21是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图22是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图23是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图24是本申请一实施方式提供的天线单元中支部的结构示意图;
图25是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图26是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图27是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束示意图;
图28是本申请一实施方式提供的天线单元的剖视图;
图29是本申请一实施方式提供的天线单元的剖视图;
图30是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束的水平面方向图;
图31是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束的水平面方向图;
图32是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图33是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束示意图;
图34是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图35是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图36是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束的水平面方向图;
图37是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束的水平面方向图;
图38是本申请一实施方式提供的天线单元产生的波束的水平面方向图;
图39是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图40是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图41是图39和图40中天线单元的效果对比图;
图42是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图43是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图44是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图45是本申请一实施方式提供的天线单元的结构示意图;
图46是本申请一实施方式提供的雷达的结构示意图;
图47是本申请一实施方式提供的终端设备的结构示意图;
图48是本申请一实施方式提供的路边雷达系统的结构示意图。
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,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
本文中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
此外,本文中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的结构示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据结构所放置的方位的变化而相应地发生变化。
为方便理解,下面先对本申请实施例所涉及的英文简写和有关技术术语进行解释和描述。
阵元:阵元均是指与馈电单元直接连接的辐射结构,用于辐射或者接收信号。
哑元:哑元与馈电单元不连接时用于抑制或引导天线单元的表面波和改善天线单元方向图一致性,在本申请中通过开关器件将哑元与馈电单元连接,开关器件关闭时,可构成与馈电单元连接的辐射结构。
MMIC:Monolithic Microwave Integrated Circuit,单片微波集成电路。
请参阅图1,本申请一实施方式提供一种天线单元10,天线单元10包括第一馈电单元110、第一阵元210、第一哑元310和第一开关器件410,第一馈电单元110用于传输电信号,第一阵元210用于辐射或者接收信号,第一阵元210与第一馈电单元110的第一端111连接,第一开关器件410连接在第一哑元310与第一馈电单元110的第一端111之间,用于控制第一哑元310和第一馈电单元210之间的连接状态。
需要说明的是,图1仅仅是以天线单元10包含第一阵元210和第一哑元110为例进行阐述,实际的运用中,并不限定阵元和哑元的数量,以具体的场景和产品设计为准。
其中,第一开关器件410在打开状态时,第一哑元310和第一馈电单元110断开;第一开关器件410在关闭状态时,第一哑元310与第一馈电单元110连接,并能够辐射或者接收信号。第一馈电单元110的第二端112与芯片20连接,当天线单元10发射信号时,目标信号从芯片20输出,芯片20输出的电信号通过第一馈电单元110传输至第一阵元210和/或第一哑元310,并从第一阵元210和/或第一哑元310以信号形式辐射出去;当天线单元10接收信号时,第一阵元210和/或第一哑元310接收外界信号,并转化为电信号从第一馈电单元110传输至芯片20中。
其中,第一阵元210是指与第一馈电单元110直接连接的辐射结构,用于辐射或者接收信号,第一哑元310与第一馈电单元110不连接时用于抑制或引导天线单元10的表面波和改善天线单元10方向图一致性,在本申请中通过第一开关器件410将第一哑元310与第一馈电单元110连接,构成与第一馈电单元110连接的辐射结构。第一哑元310和第一阵元210的结构可相同或者不同。如图1所示例的一种设计,两者结构是相同的,当第一哑元310和第一阵元210的结构相同时,第一开关器件410在关闭状态时,第一哑元310与第一阵元210的功能相同,两者互相等同。在本实施方式中,第一哑元310和第一阵元210的结构相同,第一阵元210和第一哑元310沿第一方向X排列,第一阵元210沿第一方向X的两侧设有阵元枝节201,第一哑元310沿第一方向X的两侧设有哑元枝节301,其中阵元枝节201和哑元枝节301的个数为10个。位于第一阵元210中间的阵元枝节201的宽度大于位于第一阵元210两端的阵元枝节201的宽度,位于第一哑元310中间的哑元枝节301的宽度大于位于第一哑元310两端的哑元枝节301的宽度,这种设计有利于形成低副瓣的波束。例如,在图2a所示的结构中,包括10个哑元枝节301和10个阵元枝节201,其中位于第一哑元310最中间的两个哑元枝节301a的宽度相等且最大,两个哑元枝节301a与第一哑元310端部之间的哑元枝节301的宽度从靠近哑元枝节301a的一端向远离哑元枝节301a的一端逐渐变小,或者说两个哑元枝节301a与第一哑元310端部之间的哑元枝节301的宽度从靠近哑元枝节301a的一端向第一哑元310的端部逐渐变小,具体的,哑元枝节301a的宽度>哑元枝节301b的宽度>哑元枝节301c的宽度>哑元枝节301d的宽度>哑元枝节301e的宽度。在一些实施方式中,哑元枝节301a的宽度、哑元枝节301b的宽度、哑元枝节301c的宽度、哑元枝节301d的宽度、哑元枝节301e的宽度是呈规律性减少的,其中宽度减少的规律性可根据实际需要来设置,例如宽度呈等差数减小。
在一些实施方式中,哑元枝节301a的宽度、哑元枝节301b的宽度、哑元枝节301c的宽度、哑元枝节301d的宽度、哑元枝节301e的宽度可不按照规律性减少,具体可根据实际需要来设置。
其中位于第一阵元310最中间的两个阵元枝节201a的宽度相等且最大,两个阵元枝节201a与第一阵元210端部之间的阵元枝节201的宽度从靠近阵元枝节201a的一端向远离阵元枝节201a的一端逐渐变小,具体的,阵元枝节201a的宽度>阵元枝节201b的宽度>阵元枝节201c的宽度>阵元枝节201d的宽度>阵元枝节201e的宽度。在一些实施方式中,阵元枝节201a的宽度、阵元枝节201b的宽度、阵元枝节201c的宽度、阵元枝节201d的宽度、阵元枝节201e的宽度是呈规律性减少的,其中宽度减少的规律性可根据实际需要来设置,例如宽度呈等差数减小。在一些实施方式中,阵元枝节201a的宽度、阵元枝节201b的宽度、阵元枝节201c的宽度、阵元枝节201d的宽度、阵元枝节201e的宽度可不按照规律性减少,具体可根据实际需要来设置。
需要说明的是,当哑元枝节301和阵元枝节201为其他个数时,哑元枝节301和阵元枝节201宽度的设置也可呈规律性减少设置,或者可根据实际需要来设置。
在一些实施方式中,第一阵元210与第一哑元310可呈夹角设置,夹角小于90°。在其他实施方式中,第一阵元210和第一哑元310的结构形状还可为其他形状,阵元枝节201和哑元枝节301个数还可为其他数值。其中,天线单元10中的第一哑元310、第一阵元210以及第一馈电单元110为金属图形,其形状尺寸可根据实际需要来设置。
本实施方式中天线单元10可构成两种天线,请参阅图2a,当第一开关器件410打开,第一阵元210与第一馈电单元110构成第一天线101,当第一天线101发射信号时,信号电流从第一馈电单元110直接传输至第一阵元210,并通过第一阵元210辐射至外部空间,第一天线101口径较小,能够发射和接收增益低、波形较宽的波束(如图2b中的A1波束曲线),可用作近距波束;当第一开关器件410关闭,第一阵元210、第一哑元310与第一馈电单元110构成第二天线102,第二天线102相较于第一天线101口径增加,能够发射和接收增益较高、波形较窄的波束(如图2b中的A2波束曲线),可用作中距波束。
其中,第一馈电单元110的第二端112与芯片20连接,一般的,在芯片20的周围包括多个引脚21(如图2a所示),引脚21用于将芯片20与其他电子器件电连接。当构成第二天线102时,第一阵元210和第一哑元310与第一馈电单元110的第一端111连接,再通过第一馈电单元110与芯片20的其中一个引脚21电连接,也就是说天线单元10只需要一个引脚21来连接芯片20,不会占据多个引脚21,从而可使芯片20的其他引脚可用于其他用途。在本实施方式中,只需布置一个第一馈电单元110即可,节约芯片20附近的布线空间。请参阅图3,现有技术中的天线10没有设置第一馈电单元110,而是将两个第一哑元310直接与芯片20的两个引脚21电连接,并在芯片20中设置开关器件22来使第一哑元310与芯片20电连接,通过两个开关器件22的打开和关闭状态来重构两种天线,这种方案需要占用芯片20的两个引脚21,两个第一哑元310为金属图形时,两根金属图形分别与两个引脚21连接,占据芯片20周围更多布线空间。本申请的方案所占用的引脚21更少,可节约布线空间。
本申请提供的天线单元10一方面将第一哑元310和第一馈电单元110通过第一开关器件410电连接而可以重构两种天线,从而可产生两种形态的波束;另一方面通过第一馈电单元110将第一阵元210和第一哑元310与芯片20电连接,第一馈电单元110只需要占据芯片20的一个引脚21,相较于现有技术可减少占据芯片20引脚的数量,节约布线空间。
请参阅图4,在一种实施方式中,天线单元10还包括基板700,将第一哑元310、第一阵元210、第一馈电单元110以及芯片20设置在基板700的表面上,基板700作为天线单元10中各元件的载体,基板700可为介质板。进一步可选的,天线单元10还包括接地层800,接地层800设置在基板700远离第一阵元210的一侧。具体的,接地层800可为金属板。
其中,第一开关器件410包括二极管开关、感光开关或者阻抗可调器件中的至少一种。在下面所述内容中的第二开关器件420、第三开关器件430、第四开关器件440和第五开关器件450可分别包括二极管开关、感光开关或者阻抗可调器件中的至少一种。
请参阅图5,在一种可能的实现方式中,天线单元10包括多个第一哑元310和多个第一开关器件410,每个第一哑元310与第一馈电单元110的第一端111通过一个第一开关器件410连接。其中第一哑元310的数量可为2个或者2个以上,第一开关器件410的数量为2个或者2个以上,在图5所示的实施方式中,第一哑元310的数量为2个,第一开关器件410的数量为2个,两个第一哑元分别记为310和310a,两个第一开关器件分别记为410和410a,第一开关器件410a连接在第一哑元310a和第一馈电单元110的第一端111之间,第一开关器件410a用于控制第一哑元310a和第一馈电单元110的第一端111之间的连接状态。当第一开关器件410a在打开状态时,第一哑元310a和第一馈电单元110断开;第一开关器件410a在关闭状态时,第一哑元310a与第一馈电单元110连接,并能够辐射或者接收信号。本实施方式天线单元10包括两个第一哑元和两个第一开关器件,可重构出更多种形态的波束。
在本实施方式中,第一哑元310、第一哑元310a和第一阵元210的结构相同,在一些实施方式中,第一哑元310、第一哑元310a和第一阵元210的结构可不相同。本实施方式中的天线单元10可构成四种天线,当第一开关器件410和第一开关器件410a打开,第一阵元210与第一馈电单元110构成第一天线101,此时第一哑元310和第一哑元310a可用于抑制第一天线101表面波和改善方向图一致性;当第一开关器件410关闭,第一开关器件410a打开,第一哑元310、第一阵元210和第一馈电单元110构成第二天线102;当第一开关器件410打开,第一开关器件410a关闭,第一哑元310a、第一阵元210和第一馈电单元110构成第三天线103;当第一开关器件410关闭,第一开关器件410a关闭,第一阵元210、第一哑元310、第一哑元310a和第一馈电单元110构成第四天线104,其中第四天线104的发射或者接收口径最大,为增益最高的天线,可发射和接收增益高、波形较窄的波束,可用作产生长距波束,第一天线101的发射或者接收口径最小,为增益最低的天线,可发射和接收增益低、波形较宽的波束,可用作产生近距波束,第二天线102和第三天线103可用作产生中距波束。
在本实施方式中,第一哑元310和第一哑元310a位于第一阵元210的两侧;在一些实施方式中,第一哑元310和第一哑元310a可位于第一阵元210的同侧。
请参阅图6,与图5所示实施方式不同的是,在一种可能的实现方式中,天线单元10包括四个第一哑元310和四个第一开关器件410,具体的,四个第一哑元分别记为310、310a、310b、310c,四个第一开关器件分别记为410、410a、410b、410c,第一开关器件410b连接在第一哑元310b和第一馈电单元110的第一端111之间,第一开关器件410c连接在第一哑元310c和第一馈电单元110的第一端111之间。第一开关器件410b在打开状态时,第一哑元310b和第一馈电单元110断开;第一开关器件410b在关闭状态时,第一哑元310b与第一馈电单元110连接,并能够辐射或者接收信号;第一开关器件410c在打开状态时,第一哑元310c和第一馈电单元110断开;第一开关器件410c在关闭状态时,第一哑元310c与第一馈电单元110连接,并能够辐射或者接收信号。
在本实施方式中,第一哑元310b位于第一哑元310远离第一阵元210的一侧,第一哑元310c位于第一哑元310a远离第一阵元210的一侧。在其他实施方式中,第一哑元310、第一哑元310a、第一哑元310b、第一哑元310c和第一阵元210的位置关系可任意设定,以实现不同形态的波束。在本实施方式中,第一哑元310、第一哑元310a、第一哑元310b、第一哑元310c和第一阵元210的结构相同。在一些实施方式中,第一哑元310、第一哑元310a、第一哑元310b、第一哑元310c和第一阵元210的结构可不相同。
在其中一种重构方案中,当第一开关器件410、第一开关器件410a、第一开关器件410b以及第一开关器件410c全部打开时,第一阵元210与第一馈电单元110构成第一天线101,第一天线101为增益低的天线,可发射和接收增益低、波形较宽的波束,可用作近距波束(如图7中的A1波束曲线),第一哑元310、第一哑元310a、第一哑元310b以及第一哑元310c用于抑制表面波和改善方向图一致性;当第一开关器件410和第一开关器件410a关闭,第一开关器件410b和第一开关器件410c打开时,第一阵元210、第一哑元310、第一哑元310a与第一馈电单元110构成第四天线104,第四天线104口径增大,为增益较高的天线,可发射和接收增益较高、波形较窄的波束,可用作中距波束(如图7中的A3波束曲线);当第一开关器件410、第一开关器件410a、第一开关器件410b以及第一开关器件410c全部关闭时,第一阵元210、第一哑元310、第一哑元310a、第一哑元310b、第一哑元310c与第一馈电单元110构成第七天线107,第七天线107口径增大,为增益更高的天线,可发射和接收增益更高、波形更窄的波束,可用作长距波束(如图7中的A4波束曲线)。本实施方式可用于监测汽车的前方,通过三种波束转换来应对汽车前方的不同的场景(如图47所示)。
本实施方式中包括的四个哑元可构成更多种天线,可辐射更多种不同形状的波束,可应用于更多种场景。在一些实施方式中,天线单元10还可包括更多个哑元或者阵元,以重构得到更多种形态的波束,使得应用范围更广。
在图5和图6所示的实施方式中,第一阵元210为一个,在一些实施方式中第一阵元210可包括多个,也就是说多个第一阵元210直接与第一馈电单元110连接。在一些实施方式中,第一哑元310的个数包括多个时,第一哑元310的个数可等于、大于或者小于第一阵元210的个数,具体可根据实际需要来设置。
请参阅图8,在一种可能的实现方式中,天线单元10包括多个第一阵元210,每个第一阵元210与第一馈电单元110的第一端111连接。其中第一阵元210可为2个或者2个以上。在图8所示的实施方式中,第一阵元210为2个,第一哑元310为1个,第一哑元310的个数小于第一阵元210的个数。在图8所示的实施方式中,可构成两种天线,当第一开关器件410为打开状态时,由两个第一阵元210和第一馈电单元110构成第二天线102a,当第一开关器件410为关闭状态时,由两个第一阵元210、一个第一哑元310和第一馈电单元110构成第四天线104a,其中第四天线104a发射或者接收信号的口径大于第二天线102a,为增益较高的天线,可发射和接收增益较高、波形较窄的波束,可用作产生中距波束,第二天线102a可用作产生近距波束。
在其他实施方式中,第一阵元210的个数多于第一哑元310的个数的情况下,第一阵元210和第一哑元310还可以为更多个,如图9所示,第一阵元210的个数为三个,第一哑元310的个数为2个,可构成更多种天线。
请参阅图10,在一种可能的实现方式中,天线单元10包括多个第一哑元310、多个第一开关器件410和多个第一阵元210,每个第一哑元310与第一馈电单元110的第一端111通过一个第一开关器件410连接,每个第一阵元210与第一馈电单元110的第一端111连接。第一哑元310、第一开关器件410和第一阵元210可分别为2个或2个以上。在图10所示的实施方式中,第一阵元210为两个,第一哑元310也为两个,当第一开关器件410和第一开关器件410a打开,两个第一阵元210与第一馈电单元110构成第五天线105,第五天线105发射和接收信号的水平面方向图如图11所示,为增益低、波形较宽的波束,可用作近距波束;当第一开关器件410和第一开关器件410a都关闭,两个第一阵元210、第一哑元310、第一哑元310a与第一馈电单元110构成第六天线106,第六天线106发射和接收信号的水平面方向图如图12所示,为增益高、波形较窄的波束,可用作长距波束。
请参阅图13a,与图1所示实施方式不同的是,在一种可能的实现方式中,天线单元10还包括功分器500,功分器500包括结构参数不同的第一功分子部510和第二功分子部520,其中,第一功分子部510连接在第一哑元310和第一馈电单元110的第一端111之间,第二功分子部520连接在第一哑元310和第一馈电单元110的第一端111之间。需要说明的是,在图13a所示的第一哑元310的图形是简化后的图形,第一哑元310的具体结构可与图1所示的第一哑元310的结构相同,或者还可以为其他结构形状;在图13a所示的第一阵元210的图形是简化后的图形,第一阵元210的具体结构可与图1所示的第一阵元210的结构相同,或者还可以为其他结构形状。
其中,结构参数包括长度、宽度或者形状中的至少一种,在本实施方式中,长度是指第一功分子部510或者第二功分子部520的两端之间的线路长度。第一功分子部510和第二功分子部520的长度不同时,会使得第一哑元310和第一阵元210中的信号的相位不同,当第一功分子部510和第二功分子部520的宽度不同时,会使得第一哑元310和第一阵元210中的信号的幅度不同,当第一功分子部510和第二功分子部520的长度和宽度都不相同时,会使得第一哑元310和第一阵元210中的信号的幅度和相位都不同。在一些实施方式中,当第一功分子部510和第二功分子部520的形状为螺旋形、回路形或者“L”字形(如图14所示)时,在图14所示的几种方式中,结构参数是指形状,通过设置不同的形状,可使得第一哑元310和第一阵元210中信号的幅度和/或相位不同。在本实施方式中,可通过设置第一功分子部510和第二功分子部520的结构参数来实现在第一哑元310和第一阵元210中产生不同幅度/或相位的信号,进而可获得所需的信号波束形状。
在图13a所示的实施方式中,天线单元10包括一个第一阵元210和一个第一哑元310,当第一阵元210和第一哑元310结构相同时,通过增加结构参数不同的第一功分子部510和第二功分子部520,以实现在第一哑元310和第一阵元210中产生不同幅度/或相位的信号,进而可获得所需的信号波束形状。在本实施方式中,第一功分子部510设置在第一开关器件410与第一馈电单元110的第一端111之间(如图13a所示),在一些实施方式中,第一功分子部510也可设置在第一哑元310与第一开关器件410之间(如图13b所示)。
在一些实施方式中,当第一哑元310的个数可为2个或者2个以上,在每个第一哑元310和第一馈电单元110的第一端111之间可设置第一功分子部510;当第一阵元210的个数可为2个或者2个以上,在每个第一阵元210和第一馈电单元110的第一端111之间可设置第二功分子部520,以用于设置输出波束的形状。
在一些实施方式中,第一功分子部510和第二功分子部520的结构参数可相同,此时功分器500用于将第一馈电单元110的信号分为两路传输至第一阵元210和第一哑元310,不会改变第一阵元210和第一哑元310中信号的幅度和/或相位。当第一阵元210和第一哑元310的个数为更多个,结构参数相同的第一功分子部510和第二功分子部520的个数为更多个时,此时功分器500用于将第一馈电单元110的信号分为更多路信号传输至第一阵元210和第一哑元310。
请参阅图15,在图15所示的实施方式中,天线单元10包括两个第一哑元(310和310a)、两个第一开关器件(410和410a)、两个第一功分子部510(510和510a)以及包括一个第一阵元210、一个第二功分子部520,其中,两个第一哑元310分别记为第一哑元310和第一哑元310a,两个第一开关器件410分别记为第一开关器件410和第一开关器件410a,两个第一功分子部510分别记为第一功分子部510和第一功分子部510a。其中第二功分子部520为第一阵元210邻近第一馈电单元110的部分金属结构,第一功分子部510和第一功分子部510a为具有弯曲部分的金属结构,第一功分子部510和第一功分子部510a的结构相同。在本实施方式中,通过增加第一功分子部510、第一功分子部510a和第二功分子部520设置第一哑元310、第一哑元310a与第一阵元210中信号的幅度比值及相位差值,通过设置特定的幅相比,能够使得天线单元10产生双峰角波束或更多峰角的波束。例如,通过设计第一功分子部510、第一功分子部510a和第二功分子部520的宽度和长度,使得第一哑元310、第一阵元210以及第一哑元310a中信号的幅度比值为2∶1∶2,相位比值为120∶100∶120,其中,第一功分子部510和第一功分子部510a的长度比第二功分子部520的长度长1/18个波长,其中波长是指从第一馈电单元110传输到第一哑元310、310a中的信号波的波长,一个波长对应改变的相位为360°,1/18个波长对应改变的相位为20°,因此第一功分子部510可增加第一哑元310中信号的相位为20°,第一功分子部510a可增加第一哑元310a中信号的相位为20°,当第一开关器件410和第一开关器件410a关闭时,可产生双峰角波束(如图16中的A5曲线所示),双峰波形的波束可用于同时监测汽车前方两侧角或者汽车后方两侧角的情况(如图47所示),还可应用于路边雷达系统(如图48所示)。
其中,第一功分子部510设置在第一开关器件410与第一馈电单元110的第一端111之间,第一功分子部510a设置在第一开关器件410a与第一馈电单元110的第一端111之间(如图15所示)。在一些实施方式中,第一功分子部510可设置在第一哑元310与第一开关器件410之间,第二功分子部520可设置在第一哑元310a与第一开关器件410a之间,
在图15所示的实施方式中,只有一个第一阵元210,在一些实施方式中,阵元可以有两个或者多个。
请参阅图17,与图15所示实施方式不同的是,天线单元10包括两个第一阵元210和两个第二功分子部520,每个第二功分子部520连接在每个第一阵元210与第一馈电单元110的第一端111之间。当第一开关器件410和第一开关器件410a打开时,两个第一阵元210、两个第二功分子部520与第一馈电单元110构成第五天线105,第五天线105的水平面方向图如图18所示,为扇形较宽的波束,可用作近距波束;当第一开关器件410和第一开关器件410a关闭,两个第一阵元210、第一哑元310、第一哑元310a、功分器500与第一馈电单元110构成第八天线108,第八天线108的水平面方向图如图19所示,通过设置功分器500的各功分子部可设置第一哑元310、第一哑元310a和两个第一阵元210中信号的幅度比和相位差,实现双峰角波束,可用于同时检测汽车前方两侧角或者汽车后方两侧角的情况。
请参阅图20,在一种可能的实现方式中,天线单元10包括多个第一阵元210和多个第一哑元310,功分器500包括多个第一功分子部510和多个第二功分子部520,在每个第一阵元210和第一馈电单元110的第一端111之间包括一个第一功分子部510,在每个第一哑元310和第一馈电单元110的第一端111之间包括一个第二功分子部520,其中第一开关器件410可位于第一哑元310和第一功分子部510之间,或者第一开关器件410可位于第一功分子部510和第一馈电单元110的第一端111之间。当包括多个第一功分子部510和多个第二功分子部520时,在本实施方式中,多个第一功分子部510的结构参数设置相同,多个第二功分子部520的结构参数设置相同。在其他实施方式中,可将多个第一功分子部510的结构参数设置部分相同、部分不相同或者全部不相同,也可将多个第二功分子部520的结构参数设置为部分相同、部分不相同或者全部不相同,具体可根据实际需要来设置。
请参阅图21,在一种可能的实现方式中,天线单元10包括至少两个第一阵元210,每个第一阵元210与第一馈电单元110的第一端111连接,第一功分子部510连接在其中一个第一阵元210与第一馈电单元110的第一端110之间,第二功分子部520连接在另一个第一阵元210与第一馈电单元110的第一端之间。通过设置结构参数不同的第一功分子部510和第二功分子部520在第一阵元210与第一馈电单元110的第一端111之间,来使得各第一阵元210产生具有不同幅度和/或相位的信号,进而通过与其他第一阵元210或者第一哑元310中的信号耦合后来形成所需的波束形态。
请参阅图22,在一种可能的实现方式中,天线单元10包括至少两个第一哑元(310和310a),每个第一哑元(310和310a)与第一馈电单元110的第一端111连接,功分器500的第一功分子部510连接在其中一个第一哑元310a与第一馈电单元110的第一端111之间,功分器500的第二功分子部520连接在另一个第一哑元310与第一馈电单元110的第一端110之间。在本实施方式中,天线单元10包括两个第一哑元310,分别记为第一哑元310和第一哑元310a,如图22所示,第一哑元310与第一馈电单元110的第一端111之间包括第二功分子部520,第一哑元310a与第一馈电单元110的第一端111之间包括第一功分子部510,其中第一功分子部510和第二功分子部520的结构参数不同,使得第一哑元310和第一哑元310a中信号的幅度和/或相位不同,第一开关器件410关闭时第一哑元310和第一阵元210共同辐射的信号的波束形态,与第一开关器件410a关闭时第一哑元310a和第一阵元210共同辐射的信号的波束形态不同,在一些情况下可形成具有倾斜角的波束。在其他实施方式中,第一哑元310和功分器500的功分子部的个数还可以为更多个,且各功分子部的结构参数可部分不同或者全部不相同,具体可根据实际需要来设置。
请参阅图23,与图1所示实施方式不同的是,在一种可能的实现方式中,天线单元10还包括支部610,支部610与第一哑元310的第一端311连接。其中第一哑元310的第一端311是指靠近第一馈电单元110的一端。支部610用于改变第一哑元310末端的状态,进而可改变第一哑元310的辐射特性。第一哑元310的辐射特性是指第一哑元310中信号的幅相,信号的幅相包括信号的幅度和相位。当第一开关器件410为打开状态时,第一阵元210和第一馈电单元110构成第一天线101,此时由于第一哑元310的第一端311接入了支部610,使得第一哑元310的结构形态发生变化,当第一阵元210中的信号耦合到改变状态后的第一哑元310上后,改变状态后的第一哑元310中的信号会发生变化,发生变化后的信号再与第一阵元210中的信号耦合时会改变第一阵元210中信号的波束形态,例如可产生具有倾斜角的波束;当第一开关器件410为关闭状态时,由于支部610的存在,使得第一哑元310和第一阵元210同时产生的信号波束形态也会发生变化。其中支部610的形状可根据实际需要来设置,如图24所示,形状包括螺旋形、回路形、L形或者圆盘形。支部610还可为微带线。支部610的尺寸可根据实际需要来设置,例如,支部610可为半个介质波长,支部610a可为半个介质波长,介质波长中的介质是指基板700上的介质,介质波长是指电磁波在基板700上介质传播的波长,也就是说支部610的长度跟介质性质相关。
请参阅图25,与图23所示实施方式不同的是,在一种可能的实现方式中,天线单元10还包括第二开关器件420,第二开关器件420位于支部610和第一哑元310的第一端111之间,支部610通过第二开关器件420与第一哑元310的第一端311连接。其中,第二开关器件420用于控制第一哑元310和支部610之间的连接状态。在本实施方式中,通过第二开关器件420控制支部610与第一哑元310的连接状态,使得天线单元10可形成更多天线,例如,当第一开关器件410、第二开关器件420都为打开状态时,第一阵元210和第一馈电单元110构成第一天线101;当第一开关器件410为打开状态、第二开关器件420为关闭状态时,第一阵元210和第一馈电单元110构成第一天线101,其中第一哑元310和支部610会改变第一阵元210中的信号的波束形态;当第一开关器件410为关闭状态、第二开关器件420为打开状态时,第一阵元210、第一哑元310和第一馈电单元110构成第二天线102。
请参阅图26,与图25所示实施方式不同的是,在一种可能的实现方式中,天线单元10包括多个第一哑元310、多个第二开关器件420和多个支部610,每个第一哑元310的第一端311设有一个支部610,且支部610通过一个第二开关器件420与第一哑元310的第一端311连接。在图26所示的实施方式中,第一哑元310、第二开关器件420和支部610均为两个,两个第一哑元分别记为310和310a,两个第二开关器件分别记为420和420a,两个支部分别记为610和610a,其中,支部610通过第二开关器件420与第一哑元310的第一端311连接,支部610a通过第二开关器件420a与第一哑元310a的第一端311连接,支部610和支部610a分别用于改变第一哑元310和第一哑元310a的辐射特性。
其中,第一哑元310和第一哑元310a的辐射特性是指第一哑元310和第一哑元310a辐射信号的幅相,信号的幅相包括信号的幅度和相位。其中支部610和支部610a的长度和粗细尺寸可根据需求来设置,支部610和支部610a的粗细尺寸与对应哑元的主干粗细尺寸可相同或者不同。
请继续参阅图26,在本实施方式中,第一哑元310、第一哑元310a和第一阵元210的结构相同,支部610和支部610a用于增加第一哑元310和第一哑元310a的长度,当第一开关器件410、第一开关器件410a断开,第二开关器件420和第二开关器件420a关闭时,此时第一馈电单元110的信号直接传输到第一阵元210,第一阵元210的信号耦合到第一哑元310和第一哑元310a中,该信号在第一哑元310和第一哑元310a中传输后辐射出去,第二开关器件420和第二开关器件420a关闭后,第一哑元310和第一哑元310a第一端311的状态发生变化,第一端311状态发生变化后可以改变第一哑元310和第一哑元310a中信号的幅相,此时第一哑元310和第一哑元310a中改变幅相的信号再与第一阵元210中的信号耦合会产生双峰波形,也就说与图5所示的实施方式相比,第一哑元310和第一哑元310a第一端311状态发生变化后会产生双峰波形。
请参阅图27,当第一开关器件410、第一开关器件410a、第二开关器件420和第二开关器件420a同时为打开状态下,由第一阵元210和第一馈电单元110构成的天线产生的波束如图27中A1曲线所示,为增益低、波形宽的单峰波束;当第一开关器件410和第一开关器件410a为打开状态,第二开关器件420和第二开关器件420a为关闭状态下,由第一阵元210和第一馈电单元110构成的天线产生的波束如图27中A6曲线所示,由于第一哑元310和第一哑元310a的第一端311分别接入支部610和支部610a,使得波束形态发生变化产生双峰波形,其中双峰的夹角可通过调节第一哑元310、第一哑元310a、支部610或者支部610a的结构来设置,双峰波形的波束可用于同时监测汽车前方两侧角或者汽车后方两侧角的情况,还可应用于路边雷达系统;当第一开关器件410、第一开关器件410a为关闭状态,第二开关器件420和第二开关器件420a为打开状态下,由第一阵元210、第一哑元310、第一哑元310a和第一馈电单元110构成的天线产生的波束如图27中A7曲线所示,为增益高、波形窄的笔形单峰窄波束。
在其他实施方式中,第一哑元310和支部610的个数还可以为3个或者3个以上,各支部610的形状和尺寸可根据实际情况来设置,
请参阅图28,基于图23所示的实施方式,在一种可能的实现方式中,天线单元10还包括接地层800,支部610远离第一哑元310的一端连接接地层800。具体的可通过通孔810将支部610连接至接地层800。支部610接地后使得第一哑元310末端的尺寸变的更长或者更大,同样会改变第一哑元310中信号的幅相。
请参阅图29,基于图26所示的实施方式,天线单元10还包括接地层800,两个支部610远离第一哑元310的一端均连接接地层800。其中两个支部分别记为610和610a,具体的可通过810将支部610或者支部610a连接至接地层800。支部610和支部610a接地后使得第一哑元310和第一哑元310a的尺寸变的更长,同样会改变第一哑元310和第一哑元310a中信号的幅相,改变幅相的信号与第一阵元210中的信号耦合形成双峰波形。在本实施方式中,将支部610和支部610a连接至接地层800,可使得信号在第一哑元310或者第一哑元310a的幅相改变范围更大。请参阅图30和图31,当第一开关器件410、第一开关器件410a、第二开关器件420和第二开关器件420a同时为打开状态时(参阅图26),第一阵元210和第一馈电单元110构成的天线产生的波束的水平面方向图如图30所示,产生增益低、波形宽的单峰波束;当第一开关器件410和第一开关器件410a为打开状态,第二开关器件420和第二开关器件420a为关闭状态时,由第一阵元210和第一馈电单元110构成的天线产生的波束的水平面方向图如图31所示,由于第一哑元310和第一哑元310a的第一端311分别接入支部610和支部610a,使得波束形态发生变化产生双峰波形。
需要说明的是,当天线单元10还有更多个支部610时,更多个支部610也可以连接至接地层800,具体可根据实际需要来设置,在此不再赘述。
请参阅图32,与图1所示实施方式不同的是,在一种可能的实现方式中,天线单元10还包括第二阵元220、第二馈电单元120以及第四开关器件440,第二馈电单元120用于传输电信号,第二阵元220用于辐射或者接收信号,第二阵元220与第二馈电单元120的第一端121连接,第四开关器件440连接在第一哑元310与第二馈电单元120的第一端121之间,用于控制第一哑元310和第二馈电单元120之间的连接状态。当第四开关器件440在打开状态时,第一哑元310和第二馈电单元120断开;第四开关器件440在关闭状态时,第一哑元310与第二馈电单元120连接。其中,第二阵元220是指与第二馈电单元120连接的阵元。
其中,第二馈电单元120与第一馈电单元110的结构可相同或者不同,可由金属图形构成,在本实施方式中,第一哑元310与第一馈电单元110和第二馈电单元120连接,可使第一馈电单元110和第二馈电单元120中的信号同时通过第一哑元310重叠之后辐射,同时激励,一方面可重构更长更窄的长距笔形波束;另一方面可缩小布阵间距,布阵间距是指第一馈电单元110和第二馈电单元120之间的间距,增大栅瓣出现的角度位置,进而增大测角无模糊范围,栅瓣是指与主瓣电平相同的波峰。请参阅图33,当第一开关器件410关闭,第四开关器件440打开时,第一阵元210、第一哑元310和第一馈电单元110构成的天线产生的波束如图33中A8曲线所示,为中距宽波束;当第一开关器件410打开,第四开关器件440关闭打开时,第二阵元220、第一哑元310和第二馈电单元120构成的天线产生的波束如图33中A9曲线所示,为中距宽波束;当第一开关器件410关闭,第四开关器件440关闭打开时,第一阵元210、第二阵元220、第一哑元310、第一馈电单元110和第二馈电单元120构成的天线产生的波束如图33中A10曲线所示,为长距窄波束。
请参阅图34,与图32所示实施方式不同的是,在一种可能的实现方式中,第一哑元310可为两个或者两个以上,天线单元10还包括第二哑元320,第二哑元320与第二馈电单元120的第一端121通过第五开关器件450连接,第五开关器件450用于控制第二哑元320与第二馈电单元120的第一端121的连接状态,其中第二哑元320也可为一个、两个或者两个以上,具体可根据实际需要来设置。其中第二哑元320是指与第二馈电单元120连接的哑元。
在一些实施方式中,与图32所示实施方式不同的是,第一阵元210和第二阵元220可为两个及两个以上,第一阵元210和第二阵元220的个数可相同或者不相同,可根据实际需要来设置。
请参阅图35,在一实施方式中,天线单元10包括两个第一阵元210和两个第二阵元220,两个第一阵元210与第一馈电单元110电连接,两个第二阵元220与第二馈电单元120电连接。当第一开关器件410关闭,第四开关器件440打开时,两个第一阵元210、第一哑元310和第一馈电单元110构成第九天线109,图36是第九天线109产生的波束的水平面方向图,为增益较高、波形较宽的中距宽波束;当第一开关器件410打开,第四开关器件440关闭时,两个第二阵元220、第一哑元310和第二馈电单元120构成第十天线1010,图37是第十天线1010产生的波束的水平面方向图,为增益较高、波形较宽的中距宽波束;当第一开关器件410关闭,第四开关器件440关闭时,两个第一阵元210、两个第二阵元220、第一哑元310、第一馈电单元110和第二馈电单元120构成第十一天线1011,图38是第十一天线1011产生的波束的水平面方向图,为增益更高、波形较更宽的长距窄波束。
在上述实施方式中包括两个馈电单元,分别为第一馈电单元110和第二馈电单元120,在其他实施方式中,还可以包括更多个馈电单元和更多个阵元、哑元,具体可根据实际需要来设置,只要满足其中一个哑元与至少两个馈电单元连接,就可以实现同时激励,产生增益更高、波形较更宽的长距窄波束,并且还可以缩小布阵间距,布阵间距是指第一馈电单元110和第二馈电单元120之间的间距,增大栅瓣出现的角度位置,即可增大测角无模糊范围。下面举例说明。
请参阅图39,在一实施方式中,天线单元10包括五个天线,构成1T4R阵列,即一个发射天线和四个接收天线,五个天线与芯片20电连接。如图39所示,天线单元10包括四个接收天线和一个发射天线,第一个接收天线包括第一馈电单元110a及其连接的阵元、哑元,第二个接收天线包括第一馈电单元110b及其连接的阵元、哑元,第三个接收天线包括第一馈电单元110c及其连接的阵元、哑元,第四个接收天线包括第一馈电单元110d及其连接的阵元、哑元,发射天线包括第一馈电单元110e及其连接的阵元。具体的,第一馈电单元110a与两个第一阵元210a、第一哑元310a连接,第一馈电单元120b与第一哑元310a、第一阵元210a、第一哑元310b连接,第一馈电单元120c与第一哑元310b、第一阵元210c、第一哑元310c连接,第一馈电单元120d与第一哑元310c、第一阵元210d、第一哑元310d连接,第一馈电单元110e与三个第一阵元210e连接。进一步可选的,图39中的哑元和阵元的结构相同,所有第一馈电单元110的结构相同。在本实施方式中,相邻的哑元和阵元之间的距离为半个波长,其中波长是指从馈电单元传输到哑元或者阵元中的信号波的波长,此时相连两个馈电单元之间沿第一方向X的距离为1个波长,也就是说第一馈电单元110b分别与第一馈电单元110a、第二馈电单元120c之间沿第一方向X的距离为1个波长,第一馈电单元120d分别与第一馈电单元110c、第一馈电单元110e之间沿第一方向X的距离为1个波长。
请参阅图40,在一实施方式中,天线单元10包括五个天线,构成1T4R阵列,即一个发射天线和四个接收天线,五个天线与芯片20电连接。如图40所示,天线单元10包括四个接收天线和一个发射天线,四个接收天线分别由第一馈电单元110a、110b、110c和110d及其连接的阵元构成,发射天线由第一馈电单元110e及其连接的阵元构成。具体的,第一馈电单元110a与三个第一阵元210a连接,第一馈电单元110b与三个第一阵元210b连接,第一馈电单元110c与三个第一阵元210c连接,第一馈电单元110d与三个第一阵元210d连接,第一馈电单元110e与三个第一阵元210e连接。相邻的阵元之间的距离为半个波长,波长是指从馈电单元传输到阵元中的信号波的波长,此时相邻两个馈电单元之间的垂直距离为1.5个波长,也就是说第一馈电单元110b分别与第一馈电单元110a、第二馈电单元120c之间沿第一方向X的距离为1.5个波长,第一馈电单元120d分别与第一馈电单元110c、第一馈电单元110e之间沿第一方向X的距离为1.5个波长。
将上述图39和图40所示的方案模拟测试得到如图41所示的效果数据,其中,图39中的接收布阵间距为1*λ时,λ表示波长,波长是指从馈电单元传输到哑元或者阵元中的信号波的波长,栅瓣出现位置78°,测角无模糊范围为±39°,而图40中的接收布阵间距为1.5*λ时,栅瓣出现位置42°,测角无模糊范围为±21°,这说明图39中的方案相较于图40中的方案,增大了栅瓣出现的角度位置,增大了测角无模糊范围。
请参阅图42,在一种可能的实现方式中,天线单元10包括多个天线阵元组30,第一馈电单元110、第一阵元210、第一哑元310和第一开关器件410属于多个天线阵元组30中的第一天线阵元组31,多个天线阵元组30沿第一方向X排列。其中多个天线阵元组30中除了第一天线阵元组31的其他天线阵元组30的结构与第一天线阵元组31的结构可全部相同、部分相同或者都不相同。在本实施方式中,多个天线阵元30可全部为第一天线阵元组31,如图42所示,本实施方式可用于实现更多种形态的波束,应用范围更广。其中,第一天线阵元组31还可包括多个第一阵元210、多个第一哑元310和多个第一开关器件410,在本申请中不做限定。
请参阅图43,在一些实施方式中,多个天线阵元组30包括多个第一天线阵元组31和多个第二天线阵元组32,第一天线阵元组31和第二天线阵元组32间隔设置,其中第二天线阵元32与第一天线阵元组31不同的是,包括两个第一哑元310。
请参阅图44,在一些实施方式中,多个天线阵元30包括多个第一天线阵元组31和多个第三天线阵元组33,第一天线阵元组31和第三天线阵元组33间隔设置,其中第三天线阵元组33与第一天线阵元组31不同的是,包括两个第一哑元310和功分器500,功分器500包括结构参数不同的第一功分子部510和第二功分子部520,第一功分子部510和第二功分子部520分别设置在两个第一哑元310与第一馈电单元110的第一端111之间。
在一些实施方式中,天线阵元组30中可包括更多种,还可包括支部,具体可根据实际需要来设置。
请参阅图45,在一种可能的实现方式中,天线单元30还包括开关器件控制单元900,开关器件控制单元900用于控制第一开关器件410打关和关闭。在其他实施方式中,开关器件控制单元900还可以控制第二开关器件420、第三开关器件430、第四开关器件440和第五开关器件450打开和关闭。其中当第一开关器件410、第二开关器件420、第三开关器件430、第四开关器件440和第五开关器件450为二极管开关时,开关器件控制单元900设置在芯片20中,可为芯片20中的逻辑控制电路,用于控制二极管开关打开和关闭;当第一开关器件410、第二开关器件420、第三开关器件430、第四开关器件440和第五开关器件450为感光开关时,开关器件控制单元900可为设置在基板700上的独立的结构器件,用于控制感光开关打开和关闭。
请参阅图46,请申请一实施方式还提供一种雷达40,雷达40包括壳体41以及位于壳体41中如上面任一项实施方式中的天线单元10。在本实施方式中,雷达40还包括电路板42,其中天线单元10中的基板700可为电路板42中的基板,电路板42中的电子器件和芯片20设置在基板700上。在一些实施方式中,在同一个电路板42上可设置多种不同的天线单元10,包括如上面所述的至少两种天线单元20,以能够产生不同形态的波束。其中电路板42可为MMIC。
在一种可能的实现方式中,雷达40还包括信号处理装置,信号处理装置设置在芯片20中并与第一馈电单元110电连接。其中信号处理装置用于将信号处理后传输给天线单元10发射出去,或者天线单元10将接收的信号传输给信号处理装置进行处理。其中信号处理装置可为移动数据中心(Mobile Data Center,MDC)。
请参阅图47,本申请一实施方式还提供一种终端设备50,终端设备50包括设备本体51、控制系统52以及位于设备本体51中如上述实施方式中的雷达40,雷达40与控制系统52连接,控制系统52通过雷达40获取终端设备50以外的信息,以用于监测终端设备50周围的场景。其中终端设备50包括智能家居、智能制造设备或者智能运输设备,其中智能家居包括扫地机器人,智能制造设备包括工业机器人,智能运输设备包括汽车、无人机、游艇等。其中雷达40可设置一个或者多个,同一个雷达40中可设置多种天线单元10,当终端设备50为汽车时,可在雷达40设置多个不同的天线单元10,或者设置多个雷达40。
请继续参阅图47,例如设置一个如图6所示的天线单元10用于监测汽车正前方的场景,天线单元10可产生近距宽波束A1、中距宽波束A3和长距窄波束A4;设置两个如图15所示的天线单元10,其中一个天线单元10用于监测汽车前方两侧角的场景,另一个天线单元监测汽车后面两侧角的场景,天线单元10可产生双峰角波束A5,其中双峰角波束中两个波峰的夹角可通过天线单元10中的阵元、哑元的结构或者其中的信号的幅相来设置;还可设置能够产生近距宽波束A1的天线单元用于检测汽车两侧方以及后方。如图47所示,汽车使用包含天线单元10的雷达40,可全面监测汽车周围的任意角度的场景,应对场景复杂度高;并且将多种天线单元10设置在同一个雷达40中,可减少雷达40数量,降低复杂度及整车布置成本。
在一些实施方式中,还可通过设置天线单元10,使得同一个天线单元10能够产生近距宽波束A1、中距宽波束A3、长距窄波束A4、双峰角波束A5或者更多波峰较的波束,实现多场景波束切换。
请参阅图48,本申请一实施方式还提供一种路边雷达系统60,路边雷达系统60安装在十字路口或转弯处。路边雷达系统60包括安装部件以及位于安装在安装部件上的如上述实施方式中的雷达40。如图48所示,将路边雷达系统60用于监测十字路口的情况或者用于监测路口车速,在雷达40中设置能够产生双峰波束的天线单元10,该天线单元10可同时产生用于检测路口71和路口72中的双峰波束。在其他实施方式中,还可设置能够产生三峰波束的天线单元10。在一些实施方式中,还可设置能够产生近距宽波束、中距宽波束和长距窄波束的天线单元10,用于监测不同距离和范围的情况或者车速。在一实施方式中,路边雷达系统60为24GHz路边雷达系统,24GHz路边雷达系统是指通过发射或者接收24.125GHz左右的微波来感应物体的存在、运动速度、静止距离或者物体所处角度等的路边雷达系统。
本申请的路边雷达系统60可根据路边或者路口位置形态来设置相应的雷达40,以能够较好的监测不同的场景。
以上对本申请实施例所提供的天线单元、雷达及终端设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施例进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施例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申请的限制。
Claims (16)
1.一种天线单元,其特征在于,所述天线单元包括第一馈电单元、第一阵元、第一哑元和第一开关器件,所述第一馈电单元用于传输电信号,所述第一阵元用于辐射或者接收信号,所述第一阵元与所述第一馈电单元的第一端连接,所述第一开关器件连接在所述第一哑元与所述第一馈电单元的第一端之间,用于控制所述第一哑元和所述第一馈电单元之间的连接状态。
2.根据权利要求1所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元还包括功分器,所述功分器包括结构参数不同的第一功分子部和第二功分子部;
其中:
所述第一功分子部连接在所述第一哑元和所述第一馈电单元的第一端之间,所述第二功分子部连接在所述第一阵元和所述第一馈电单元的第一端之间;或者
所述天线单元包括至少两个第一阵元,每个所述第一阵元与所述第一馈电单元的第一端连接,所述第一功分子部连接在其中一个所述第一阵元与所述第一馈电单元的第一端之间,所述第二功分子部连接在另一个所述第一阵元与所述第一馈电单元的第一端之间;或者
所述天线单元包括至少两个第一哑元,每个所述第一哑元与所述第一馈电单元的第一端连接,所述第一功分子部连接在其中一个所述第一哑元与所述第一馈电单元的第一端之间,所述第二功分子部连接在另一个所述第一哑元与所述第一馈电单元的第一端之间。
3.根据权利要求2所述的天线单元,其特征在于,所述结构参数包括长度、宽度或者形状中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元还包括支部,所述支部与所述第一哑元的第一端连接。
5.根据权利要求4所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元还包括第二开关器件,所述第二开关器件位于所述支部和所述第一哑元的第一端之间,所述支部通过所述第二开关器件与所述第一哑元的第一端连接。
6.根据权利要求4所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元还包括接地层,所述支部远离所述第一哑元的一端连接所述接地层。
7.根据权利要求1所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元还包括第二阵元、第二馈电单元以及第四开关器件,所述第二阵元用于辐射或者接收信号,所述第二馈电单元用于传输电信号,所述第二阵元与所述第二馈电单元的第一端连接,所述第四开关器件连接在所述第一哑元与所述第二馈电单元的第一端之间,用于控制所述第一哑元和所述第二馈电单元之间的连接状态。
8.根据权利要求1所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元包括多个第一哑元和多个第一开关器件,每个所述第一哑元与所述第一馈电单元的第一端通过一个所述第一开关器件连接;和/或
所述天线单元包括多个第一阵元,每个所述第一阵元与所述第一馈电单元的第一端连接。
9.根据权利要求1所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元包括多个天线阵元组,所述第一馈电单元、所述第一阵元、所述第一哑元和所述第一开关器件属于所述多个天线阵元组中的第一天线阵元组,多个所述天线阵元组沿第一方向排列。
10.根据权利要求1-9任一项所述的天线单元,其特征在于,所述第一开关器件包括二极管开关、感光开关或者阻抗可调器件中的至少一种。
11.根据权利要求1-9任一项所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元还包括开关器件控制单元,所述开关器件控制单元用于控制所述第一开关器件打关和关闭。
12.根据权利要求1-9任一项所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元还包括基板以及设置在所述基板一侧的芯片,所述第一馈电单元的第二端与所述芯片电连接。
13.一种雷达,其特征在于,所述雷达包括壳体以及位于所述壳体中如权利要求1-12任一项所述的天线单元。
14.根据权利要求13所述的雷达,其特征在于,所述雷达还包括信号处理装置,所述信号处理装置与所述第一馈电单元电连接。
15.一种终端设备,其特征在于,所述终端设备包括设备本体、控制系统以及位于设备本体中如权利要求13或者14所述的雷达,所述雷达与所述控制系统连接,所述控制系统通过所述雷达获取所述终端设备以外的信息。
16.根据权利要求15所述的终端设备,其特征在于,所述终端设备包括智能家居、智能制造设备或者智能运输设备。
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