CN1875519A - 尤其是用于机动车中的雷达应用的天线装置 - Google Patents

尤其是用于机动车中的雷达应用的天线装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1875519A
CN1875519A CNA2004800317815A CN200480031781A CN1875519A CN 1875519 A CN1875519 A CN 1875519A CN A2004800317815 A CNA2004800317815 A CN A2004800317815A CN 200480031781 A CN200480031781 A CN 200480031781A CN 1875519 A CN1875519 A CN 1875519A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
flat plane
radiant element
antenna assembly
substrate
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.)
Pending
Application number
CNA2004800317815A
Other languages
English (en)
Inventor
埃瓦尔德·施密特
克劳斯·福格伦德尔
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN1875519A publication Critical patent/CN1875519A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/0422Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver characterised by the type of signal transmission means
    • B60C23/0433Radio signals
    • B60C23/0435Vehicle body mounted circuits, e.g. transceiver or antenna fixed to central console, door, roof, mirror or fender
    • B60C23/0444Antenna structures, control or arrangements thereof, e.g. for directional antennas, diversity antenna, antenna multiplexing or antennas integrated in fenders
    • 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
    • G01S7/03Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G01S7/032Constructional details for solid-state radar subsystems
    • 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
    • H01Q1/3208Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • 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
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/40Radiating elements coated with or embedded in protective material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/40Radiating elements coated with or embedded in protective material
    • H01Q1/405Radome integrated radiating elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/526Electromagnetic shields
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02Waveguide horns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10Resonant slot antennas
    • H01Q13/106Microstrip slot antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明涉及天线装置,在该天线装置中一个天线馈电衬底(1)以它的导体结构通过场耦合与平面天线辐射元件(2)相连接。对于平面天线辐射元件(2)设有一个可相对天线馈电衬底(1)固定的接收部件(3)。该接收部件(3)本身或一个与它形状配合连接的壳体部件(5)用于天线馈电衬底(1)的HF屏蔽。接收部件(3)和/或壳体部件(5)被这样结构化,使得从平面天线辐射元件(1)向着辐射方向看实现一个波导。

Description

尤其是用于机动车中的雷达应用的天线装置
背景技术
已公开了作为天线辐射元件在介电的衬底材料上设有一个或多个导电的可辐射面(单片(singlepatch)或片阵列(patcharray))的各种平面天线装置(片状天线(patchantennen),微带天线)。这些片(patch)或是直接通过接触导线、例如在微带导体边缘上的接触导线或通过穿过衬底到片表面的通孔敷镀连接或在具有适当布局的多层衬底内通过场耦合来被馈电(speisen)。为了实现更窄的天线波瓣特性,使用了附加的元件如“上覆盖层(superstrat)”(相对片一定距离上的平面介电板)或“聚苯乙烯棒”。
作为对外围环境(雨,雪,污物,道渣)的机械保护,天线被一个雷达天线罩覆盖。在专门的情况下上覆盖层的功能通过适当的几何形状及材料选择被组合在雷达天线罩中。
并且也公开了互补的装置,在其中在布局上这些片是无金属的及外围是导电的。
本发明的优点
通过权利要求1的措施,即设有一个具有一些导体结构的天线馈电衬底,用于对一个或多个平面天线辐射元件场耦合;一个可相对天线馈电衬底固定的、用于这个或这些平面天线辐射元件的接收部件,其中接收部件本身或一个与它尤其可形状配合连接的壳体部件被设置来用于天线馈电衬底的HF屏蔽及其中接收部件和/或壳体部件被这样结构化,即从这个或这些平面天线辐射元件向着辐射方向实现一个波导,则可实现一个天线装置,它成本低、保证有利的去耦合、容许加工公差、具有很小的损耗及大的带宽。借助本发明的措施可使组合了天线系统的整个系统的装配成本最小化。
在从属权利要求中描述了本发明的有利的进一步构型。
在壳体部件中用简单方式集成了接片,这些接片适于在天线馈电衬底之上构成一些HF室。它用于平面天线辐射元件(片)或其信号输入及同一衬底上的其它HF电路的相互去耦合。
这个或这些平面天线辐射元件可被施加在一个介电衬底上的一个面或两个面上。由此可取消天线辐射元件的单独安装。衬底或各个天线辐射元件可有利地被置入在接收部件的穿口中,由此即使在制造公差的情况下也可保证相对天线馈电衬底的一个确定的距离。这些透孔可有利地用来构成互补的平面天线辐射元件(隙缝辐射器)。当所述距离被选择得小于工作波长的四分之一,最好为工作波长的0.02至约0.1时,天线馈电衬底与天线辐射元件之间的场耦合被优化。如果壳体部件在向着天线馈电衬底的方向上设有至少一个空槽,其底部最好构成平面的,则天线辐射元件或介电衬底可简单地被安装及固定。如果空槽的底部/端部向接收部件的外侧的过渡被构成喇叭状或漏斗状,则实现用于辐射的最佳的波导及达到从辐射元件到自由空间的最佳的波阻抗变换。
一个尤其是金属的接收部件本身或一个壳体部件可具有一个由介电材料作的盖,该盖被这样地成型及定尺寸,使得它可被用作雷达天线罩或上覆盖层。该外部盖可在空槽的区域中具有一些突出部分,这些突出部分形状配合地配合在空槽中或在互补的平面天线辐射元件(隙缝辐射器)的情况下伸过空槽。该措施导致与传统的片状天线相比体积或结构长度的减小,这尤其是在机动车的应用中在保险杠区域中带来好处。
如果接收部件由介电材料组成,它可被这样地成型及定尺寸,使得它本身可被用作雷达天线罩或上覆盖层。
这个或这些平面天线辐射元件可被置入或注塑在介电接收部件中。对此替换地,这个或这些平面天线辐射元件可被置入在一个介电功能部件中,该介电功能部件形状配合地被置入在接收部件和/或壳体部件、尤其在它的空槽中。
接收部件可具有一些锁止件,用于插入及固定天线辐射元件。这有利于天线辐射元件的组装及更换。
如果这些天线辐射元件相对所属的、在天线馈电衬底中的耦合缝槽具有不同数目及不同的距离,则可以产生所需的天线波瓣或抑制不需要的旁波瓣。
一种堆置结构(叠堆),即多个天线辐射元件相互上下设置,可通过置入在介电功能部件或雷达天线罩中简单地来实现。
如果至少两个天线辐射元件或反转的平面天线辐射元件的平面法线彼此倾斜,同样可使辐射波瓣在所需的天线应用上被优化。
也可将常规的平面天线辐射元件(金属的小板)与反转的平面天线辐射元件(隙缝辐射器)相组合,其中每种平面天线辐射元件被设置在另一结构(接收部件,盖)中。并且这里也可考虑数目及距离的改变。
附图说明
以下借助附图来详细描述本发明的实施例。附图为:
图1:在一个介电的接收部件上设有片的天线装置的截面图,
图2:在一个介电功能部件上设有片的天线装置的截面图,
图3:一个由上方看的天线装置的解体视图,
图4:一个由下方看的天线装置的解体视图,
图5:带有通过注射成型被设置在雷达天线罩内或夹入在天线罩内的片的天线装置,
图6至9:在一个用于外部装配的衬底上设有片的天线装置,
图10至14:在一个用于内部装配的衬底上设有片的天线装置,
图15至17:设有反转片的天线装置,
图18至19:设有反转片的介电填料的天线装置,
图20至22:在雷达天线罩中设有附加堆片的天线装置,
图23至25:在耦合缝槽上设有中心布置的片的天线装置,
图26至28:在耦合缝槽为一方与片为另一方之间具有不同距离的天线装置,
图29至31:在各耦合缝槽之间及在各片之间具有不同距离的天线装置,
图32至34:设有相对对称平面倾斜的片的天线装置,
图35至37:在雷达天线罩内设有相互倾斜反转片及常规片的天线装置。
具体实施方式
本发明涉及公知的相互绝缘的平面金属天线辐射元件(片),它们以确定距离被定位在一个天线馈电衬底上并且被场耦合地馈电。在此,中间空间或由空气构成,其中天线辐射元件在片区域外被机械地固定,或由具有小介电常数(接近1)的塑料构成,该塑料可被发泡。
图1表示一个天线装置的根据本发明的第一构型的截面图。天线馈电衬底1设有合适的导体结构,用于通过空气对一个或多个设置在其上的平面金属片(天线辐射元件)2场耦合。片2被设在一个由塑料组成的接收部件3中。馈电衬底1与一个片2之间的距离被选择小于工作波长的四分之一,优选为工作波长的0.02至约0.1。最好在塑料部件3注塑制造时将这些片2防脱地被一起注射入。金属小片或是完全地被压力注射包封,或仅是部分地在上部、下部或边缘上被塑料围绕。小片的厚度至少具有对于制造复合的塑料/金属所需的厚度。也可优选由两个以位于它们之间的介质的波长的约1/10为间距彼此叠置的片简单地制造片的叠堆。在此情况下,这些堆叠的片可具有相同的或不同的尺寸及几何结构。在图1中设有一个壳体部件5,它被置于天线馈电衬底1与接收部件3之间。在片2的区域中,壳体部件5具有一个空槽6,接收部件3以片2伸入到该空槽中。在该实施方案中,空槽6的端部是敞开的-即为一个天线透孔-以便实现片2与天线馈电衬底1之间的场耦合。空槽6从所述端部向壳体部件5的外侧的过渡被构造成喇叭状或漏斗状,以便达到在辐射方向上的有目的的波导及同时达到片2向自由空间的最佳波阻抗变换。壳体部件5被构造成导电的,例如由铝压铸件或金属化注塑件组成。因此它可用作放置在它下面的天线馈电衬底1的高频(HF)屏蔽。
为了对各个片2的信号输送更好地去耦合,壳体部件5设有接片7。由此通过天线馈电衬底1的导体结构形成一些HF室,这些HF室阻止与一个相邻室中的配置的信号串扰。在天线馈电衬底1的下面设有一个壳体底部8。接收部件3及壳体底部8与壳体部件5形状配合地例如通过螺钉,夹子,粘接剂等连接。壳体部件5具有用于接收天线馈电衬底及接收部件3的相应几何结构。当塑料片部分不对称时,上侧面或下侧面可向着天线馈电衬底1。壳体被这样构型,使得在接收部件3的整个外周上确定了天线馈电衬底1与片2之间的距离。在相应紧密的结构中塑料部件可同时承担雷达天线罩的功能,由此取消了一个附加的盖。
变换地,导电的壳体部件5不是整套的天线馈电衬底1的接收部,而是它本身仅部分地定位地安装在天线馈电衬底1上。在此情况下需要一个另外的部件作为壳体。
在根据图2的构型中,这些片被置入/通过压力注射成型设置在一个附加的功能部件4、例如由塑料作的功能部件中,该功能部件被置入在壳体部件5中,尤其是形状配合地置入在它的漏斗状或喇叭状空槽6中。接收部件3覆盖了该功能部件4并且与其构成一个单元。它可同时用作雷达天线罩。接收部件最好具有一个槽8,在该槽中可压入或粘接入功能部件4。图3以一个上方透视图及图4以下方透视图表示出图1及2的两个替换方案,其中示出了在一个共同的单元中的在左面的图1的替换方案及在右面的图2的替换方案。当一个替换方案用作发射天线及另一替换方案用作接收天线时,该具有这两个替换方案的共同单元具有其优点。这样这些替换方案例如可正好被优化到所需的不同天线特性上,例如窄的发射特性及宽的接收特性或反之。
图5表示用于将片2置入到接收部件3中的一个替换方案。接收部件3在其底面上具有一些锁止件19,用于置入及固定/夹持天线辐射元件(片)2。这些锁止件19与片2将伸入壳体部件5的天线透孔及在天线馈电衬底1及接收部件3固定在壳体部件5上后防脱地被定位在天线馈电衬底1上方。
图6a以一个透视图及图6b以一个仰视图表示出一个实施例,其中天线辐射元件、这里为一列中的三个片被设置在一个介电的印刷电路板衬底9上的一个或两个衬底面上。如果片2被设置在两个面上,则这些片也可具有不同的几何结构(O形片,U形片)。天线馈电衬底1如上述那样相对于片2位于工作波长的0.02至约0.1的距离上。用于设有片2的介电衬底9的接收部件3如上述的实施例那样是导电的,例如由铝压铸件或金属化注塑件组成。
这里接收部件3本身用作壳体部件,如在其它实施方案中情况也可以是这样,及该接收部件被构成具有一个上盖面10及一个壳体框11的盒形(topffoermig)。接收部件3在衬底9的区域中在向着天线馈电衬底1的方向上具有一个空槽6,其中该空槽的端部过渡到一个用于天线馈电衬底1与衬底9或其片2场耦合的透孔。由空槽6的端部/底部向盖面10的过渡构造成用于在辐射方向上波导的漏斗状或喇叭状。在该图6的实施例中衬底9由外部安装,这就是说,它被置入空槽6内直至其平面的底部上及固定在那里,在它过渡到透孔之前。为了构成用于屏蔽天线馈电衬底1的HF室,接收部件3具有一些接片7,这些接片例如分别由壳体框11一直延伸到所述空槽6。衬底9的片侧被确定地向着或背着天线馈电衬底1置入,在图6中是向着该衬底放置。在相应紧密的结构中衬底9可同时承担雷达天线罩的功能,由此可取消一个附加的盖。替代地,该导电的接收部件3不是整套的天线导体衬底1的接收部,而是它本身仅部分地定位安装在天线馈电衬底1上。在此情况下需要另一部件作为壳体。
图7,8及9以一个俯视图及以截面图详细表示外部组装。具有片2的衬底9在空槽6的端部上置放在一个凸缘12上,该凸缘使衬底9相对天线馈电衬底1保持在一个确定的距离上。在根据图10至14的内部安装中,衬底9被从下面固定到空槽6的区域中接收部件3的止挡13上,以便在该实施形式中该衬底也相对天线馈电衬底1具有一个确定的距离。
以下将描述一个互补(反转)的平面天线结构,该平面天线结构相对具有空气间距的互补的片天线不需要具有反转结构的特殊部件,因为它们被组合在一个已有的部件中。这由于部件少及公差分散性小(不存在的附加部件也不具有公差)导致成本减小。根据图15至17,具有互补结构的天线装置由一个具有合适的导体结构的、用于通过空气场耦合到一个或多个互补的片的天线馈电衬底1组成。片到天线馈电衬底1的距离小于工作波长的四分之一。实际的值为波长的0.02至约0.1。此外,设置了一个具有用于接收天线馈电衬底1的相应几何结构的导电的壳体/接收部件3。在衬底1之上的馈电区域中在辐射路径的继续部分中设有相应的片透孔14,它们起到隙缝辐射器的作用。透孔14具有公知的片形状,如图示的矩形。在片阵列的情况下,在片的下面每个馈电可如以前那样实现地通过接片7形成。室几何结构被这样地选择,使得对于天线在工作频率上可得到很好的适配。天线馈电衬底1在壳体上的固定可根据上面描述的方法如用螺钉、粘接剂、夹子...等来实现。
以下将描述变型方案及扩展方案:
由合适的介电材料如塑料或陶瓷作的该装置的现有的覆盖结构/盖15在天线区域中被这样地成形及定尺寸,以致保证了雷达天线罩的性能。最好该专门的造型向着壳体。由此对于该装置可得到最小可能的体积。这可被这样实现:由于其位置在天线旁边的、用于HF电路的室需要一定的高度,它则在天线的区域中作为可利用的容积提供给天线本身。现有的、由适合的介电材料如塑料或陶瓷作的该装置的覆盖结构/盖15在天线区域中被这样成形到装置内部、即空槽6中,即具有至少一个突出部分51(图18及19),以致空气腔一直达到片外表面或甚至穿过片透孔伸出。进一步改进的天线特性通过很小的额外成本来实现。叠置(堆叠)的片天线可与上述反转的片装置及上面描述的金属片的固定(在该盖15中压力注射成形入或夹入叠置片21)相组合容易地实现(图20至22)。堆叠的片的尺寸及形状可为相同或不同的。
接收部件/壳体部件3中的透孔6可以在天线轴线的继续延伸上也具有已知的漏斗或喇叭形状。变换地,导电的壳体不是所述完整的导体衬底的容纳部(Leitersubstrat),而是其本身仅部分地被定位及施加在该衬底上。在此情况下需要一个其它部件作为壳体。
在另一实施变型方案中,在陶瓷-替换地用印刷电路板或多层复合材料-表面设置多个N缝槽结构的一个配置,它们馈电给M片的一个阵列,它们被固定在一个盖壳体上。例如四个具有恒定高度的patch金属小片被设置在LTCC衬底或有机多层衬底中在四个耦合缝槽之上的中心处。
第一个优点在于,在一个平面衬底上可建立一个紧凑的耦合网络,该网络可对空间上远离的、具有大孔隙的结构的配置馈电。
通过具有更大奇数的片的馈电元件的奇数配置的有目的的充分利用,可体现具有更宽波瓣及与面垂直的最大值的所需定向特性,如果在这些元件电流之间不产生相位移。具有偶数馈电元件及更大偶数的片的配置将会导致更宽的波瓣,但在与表面垂直的方向上具有一个小(leicht)的最小值。如果将该馈送选择到最大3dB,则相对于上一方案张角将扩宽达到20%。
通过偶数/奇数或奇数/偶数的馈电元件/片的配置可有目的地改善旁波瓣的抑制。
到目前为止,总是以片与耦合元件(耦合缝槽)的恒定距离为前提的。但该距离也可以,对于馈电元件或片各分开地,被选择为对称地增加或减小的。由此可更精细地调节耦合系数及可通过小的馈送实现附加的方向图特性、如更好的寄生波瓣抑制或辐射扩宽。
同样可通过耦合系数的改变来达到馈电元件及片上的预定功率分配(渐变(Taperung))。
如果就机械原因或制造原因而言,可能的是,耦合网络可紧密地装配及对此使用少量的片(N>M);例如通过小结构化的缝槽对雷达天线罩中大的片馈电。
图23至25示出在天线馈电衬底1上的相应耦合缝槽22上方设有四个中心地布置的片的结构。在根据图26至28的方案中在N个耦合缝槽22上方设置了M个片2,其中在耦合缝槽之间保持相同的距离及在片2之间保持不同或相同的距离。在所示的方案中示出了在天线馈电衬底1上的M=4个等距离的耦合缝槽22上方的雷达天线罩内设有N=5个等距离的片2。随着发射片2数目的增大,可得到具有更大作用范围的尺寸上更长的天线,这仅通过衬底的尺寸是不能达到的,或者说衬底尺寸可比通常选择得小。在根据图29至31的方案中,对于耦合缝槽22及片2分开地,这些距离相对第一方案向外变化地对称增大或减小地调节。M及N为自然数并且最好M>N。
在至此所述的实施例中,例如四个片2分别在天线馈电衬底1(LTCC电路或有机多层衬底)的耦合缝槽22上方以恒定的高度布置及以相同的功率及相位馈电,这会产生不必要的高的寄生波瓣辐射及非优化的天线方向性图。当至少两个平面天线辐射元件2和/或反转平面天线辐射元件相对它们的面法线倾斜时,则可抑制该缺点。图32及33表示与此相关的、具有例如三个互补(反转)的片2(隙缝辐射器)的方案,这些片向内倾斜。为此,接收部件3的凹入部分6的底被分成三个彼此倾斜的面,其中各个面设置了缝槽。通过由在Z方向上的不同高度引起的、不同耦合系数可得到更高的寄生波瓣抑制。对于宽的波瓣则可相反地使这些片2发散地向外倾斜。面法线绕Y轴的转动使射束离开法线摆动。该转动对于各个片2也可以不相同。上面的盖23用作雷达天线罩及不具有电功能。
为了提高带宽及充分利用更大的孔隙(更大的天线增益),可有利地给予雷达天线罩23电聚焦,类似于公知的介电透镜。当在雷达天线罩上固定附加的电辐射器结构时,该作用更被增强。它可通过注射成型、压入或电镀来实现。
如果在雷达天线罩上设置比耦合缝槽多的片,则一个小尺寸的馈电电路可照射大得多的面(对此参照根据图29至31的实施方案)。附加的优点如前所述同样可被达到,例如充分利用具有更大的奇数的片及Z方向的距离变化的馈电元件的奇数配置。此外,对于射束偏转也可使片绕Y轴摆动。齿状或阶梯形状的雷达天线罩也同样是可考虑的。出于加工技术的原因通常要求一个连续的轮廓。同样可设置一个斜坡。当然,各个结构如非均匀间隔的耦合缝槽,非均匀间隔的片,在持续或齿状轮廓上多个带有优化元件的列的结构,及N个馈电元件与M个耦合缝槽及摆动的雷达天线罩配置的实际情况可单独地或彼此组合地体现本发明的意义。
以下将借助附图来说明上述的一些方案。
图32,33及34表示具有反转的片2的一种配置,其中面法线向内转动。当然也可考虑向外转动的配置。其高度也可包括正的或负的梯级。为了调节一定的优选方向,反转片也可绕Y轴转动(图34左上方)。该图基于具有片3,4或5的一个列,但也可以构造具有不同于1的列数的片阵列,例如为具有连续的位于内部的弯曲的面的6×4个元件。对上述扩展地,在图35至37中除反转片还在雷达天线罩材料中夹持其它的常规的片2。这导致了一个更宽带的天线结构。此外,缝槽(反向片)的数目及常规片的数目不同。
如前所述,现在M个片通过由例如有机材料或陶瓷材料作的、平面的适用于HF的印刷电路板、如LTCC(天线馈电衬底1)上的N个耦合缝槽馈电。片2的Z距离向外对称地增大。这些片也可放置在一个齿状边界曲线上及在X方向和/或Y方向上翻转。当然该装置也可以多个不同的列来实施。视所需的辐射形状而定,这些Z距离也可对称向外地减小。由于制造的原因常常以连续的轮廓优先。
上述实施例的应用可能性优选在机动车技术,如雷达测距,ACC(自动巡航控制),停车辅助,机动车-机动车通信,轮胎压力发送,发动机数据发送。在电动工具中的应用,例如用于探测管道(Leitung),也是可以的。该应用通常被限制在1GHz以上的频率上。

Claims (20)

1.天线装置,尤其是用于机动车中的雷达应用,它包括:
-一个天线馈电衬底(1),它具有一些导体结构,用于对一个或多个平面天线辐射元件(2)的场耦合,
-一个可相对该天线馈电衬底(1)固定的、用于这个或这些平面天线辐射元件(2)的接收部件(3),其中该接收部件(3)本身或一个与它尤其是可形状配合连接的壳体部件(5)被设置用于天线馈电衬底(1)的HF屏蔽,并且其中该接收部件(3)和/或该壳体部件被这样结构化,即从这个或这些平面天线辐射元件向着辐射方向看实现一个波导。
2.根据权利要求1的天线装置,其特征在于:壳体部件(5)在向着天线馈电衬底(1)的方向上具有接片(7),用于在天线馈电衬底(1)之上构成HF室。
3.根据权利要求1或2的天线装置,其特征在于:这个或这些平面天线辐射元件(2)被施加在一个介电衬底(9)上的一个面或两个面上。
4.根据权利要求1至3中一项的天线装置,其特征在于:壳体部件(5)具有至少一个透孔(14),用于引入平面天线辐射元件(2)或当这个或这些平面天线辐射元件(2)被施加在介电衬底(9)上时引入该介电衬底(9)或用于构成至少一个互补的平面天线辐射元件,其中一个透孔(14)构成一个隙缝辐射器。
5.根据权利要求1至4中一项的天线装置,其特征在于:天线馈电衬底(1)与平面天线辐射元件(2)或在其上施加上这些天线辐射元件的介电衬底(9)之间的距离小于工作波长的四分之一,优选为工作波长的0.02至约0.1。
6.根据权利要求1至5中一项的天线装置,其特征在于:壳体部件(5)在天线辐射元件(2)的区域中在向着天线馈电衬底(1)的方向上具有至少一个空槽(6)及由该空槽(6)的底部/端部向壳体部件(5)外侧的过渡被构造成喇叭状或漏斗状。
7.根据权利要求1至6中一项的天线装置,其特征在于:该接收部件(3)本身构成该壳体部件(5)。
8.根据权利要求1至6中一项的天线装置,其特征在于:该接收部件(3)或壳体部件(5)具有一个由介电材料作的外部盖,该外部盖被这样地成型及定尺寸,使得它可被用作雷达天线罩或上覆盖层。
9.根据权利要求8的天线装置,其特征在于:外部盖(16)在透孔(14)的区域中具有至少一个突出部分(15),该突出部分形状配合地配合在该空槽(6)中。
10.根据权利要求9的天线装置,其特征在于:在互补(反转)的平面天线辐射元件的情况下,所述突出部分(15)伸过这些透孔(6)。
11.根据权利要求10的天线装置,其特征在于:这个或这些平面天线辐射元件(2)被置入、尤其是注塑在该介电接收部件(3)中。
12.根据权利要求1至7中一项的天线装置,其特征在于:这个或这些平面天线辐射元件(2)被置入在一个介电功能部件(4)中,该介电功能部件尤其是可形状配合地被置入在该接收部件(3)或附加部件(5)中、尤其是置入在它的空槽(6)中。
13.根据权利要求1至10中一项的天线装置,其特征在于:接收部件(3)具有一些锁止件(19),用于插入及固定这些天线辐射元件(2)。
14.根据权利要求1至13中一项的天线装置,其特征在于:设有M个天线辐射元件(2)及N个所属的、在天线馈电衬底(1)中用于场耦合的耦合缝槽(22),其中M及N为自然数及优选地M大于N。
15.根据权利要求14的天线装置,其特征在于:在这些耦合缝槽(22)之间和/或这些天线辐射元件(2)之间设置了不同的距离。
16.根据权利要求1至15中一项的天线装置,其特征在于:相互叠置/堆放地设置了至少两个天线辐射元件(2),其中这些天线辐射元件(2)的至少一个被置入尤其是在介电功能部件(4)或所述雷达天线罩中。
17.根据权利要求1至16中一项的天线装置,其特征在于,至少两个平面天线辐射元件(2)和/或反转的平面天线辐射元件就它们的平面法线而言相互倾斜。
18.根据权利要求1至17中一项的天线装置,其特征在于:不仅设有平面天线辐射元件而且设有反转的平面天线辐射元件,其中尤其是这些反转的平面天线辐射元件(2)就它们的平面法线而言彼此倾斜。
19.根据权利要求18的天线装置,其特征在于:这些平面天线辐射元件(2)的数目与反转的平面天线辐射元件的数目不同。
20.根据权利要求18或19的天线装置,其特征在于:这些反转的平面天线辐射元件被设置在所述接收部件(3)中及这些平面天线辐射元件被设置在所述盖(15)中。
CNA2004800317815A 2003-10-27 2004-09-10 尤其是用于机动车中的雷达应用的天线装置 Pending CN1875519A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10350034.0 2003-10-27
DE10350034A DE10350034A1 (de) 2003-10-27 2003-10-27 Antennenanordnung insbesondere für Radaranwendungen bei Kraftfahrzeugen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1875519A true CN1875519A (zh) 2006-12-06

Family

ID=34485092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2004800317815A Pending CN1875519A (zh) 2003-10-27 2004-09-10 尤其是用于机动车中的雷达应用的天线装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7696938B2 (zh)
EP (1) EP1700357A1 (zh)
JP (1) JP4217713B2 (zh)
CN (1) CN1875519A (zh)
DE (1) DE10350034A1 (zh)
WO (1) WO2005043675A1 (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105021966A (zh) * 2015-08-25 2015-11-04 胡达凯 简易高效变电站检测系统
CN105021965A (zh) * 2015-08-25 2015-11-04 胡达凯 高灵敏度变电站放电信号监测装置
CN105067981A (zh) * 2015-08-25 2015-11-18 胡达凯 一种高灵敏变电站监测系统
CN105116289A (zh) * 2015-08-25 2015-12-02 胡达凯 变电站局放电信号检测装置
CN105116288A (zh) * 2015-08-25 2015-12-02 胡达凯 高增益变电站局部放电信号检测系统
CN105409056A (zh) * 2013-10-01 2016-03-16 奥托里夫Asp股份有限公司 紧凑型屏蔽的车载雷达模块和方法
CN106256043A (zh) * 2014-05-06 2016-12-21 罗伯特·博世有限公司 用于车辆的天线设备
CN105143911B (zh) * 2013-04-24 2018-05-18 黑拉许克联合股份有限公司 雷达装置、特别是用于机动车的雷达装置
CN108376831A (zh) * 2018-03-16 2018-08-07 广东通宇通讯股份有限公司 定向和双频全向组合式车载天线
CN109193178A (zh) * 2018-08-31 2019-01-11 天津大学 一种发动机动应力信号遥测系统
CN110880643A (zh) * 2019-12-06 2020-03-13 长安大学 一种24GHz的汽车防撞雷达天线
CN111585000A (zh) * 2019-02-19 2020-08-25 三星电子株式会社 支持天线结构的信号辐射的电子装置
CN112514160A (zh) * 2018-07-18 2021-03-16 罗德雷达有限责任公司 用于雷达应用的偶极子天线

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4286855B2 (ja) * 2006-09-07 2009-07-01 株式会社日立製作所 レーダ装置
DE102007034329A1 (de) * 2007-07-24 2009-01-29 Robert Bosch Gmbh Radarvorrichtung
DE102007044990A1 (de) * 2007-09-20 2009-04-09 Robert Bosch Gmbh Abschirmvorrichtung
JP5195124B2 (ja) * 2008-07-29 2013-05-08 株式会社日本自動車部品総合研究所 タイヤ空気圧検出装置におけるトリガ機搭載構造
US8860607B2 (en) * 2010-08-09 2014-10-14 King Abdullah University Of Science And Technology Gain enhanced LTCC system-on-package for UMRR applications
US9488719B2 (en) * 2014-05-30 2016-11-08 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Automotive radar sub-system packaging for robustness
JP6208101B2 (ja) * 2014-09-01 2017-10-04 東芝テック株式会社 Rfid読取装置
US10074907B2 (en) 2015-03-12 2018-09-11 Veoneer Us, Inc. Apparatus and method for mitigating multipath effects and improving absorption of an automotive radar module
DE102016007434A1 (de) * 2016-06-07 2017-12-07 Audi Ag Antennenvorrichtung für einen Radardetektor mit mindestens zwei Strahlungsrichtungen und Kraftfahrzeug mit zumindest einem Radardetektor
DE102016006975B3 (de) 2016-06-07 2017-09-07 Audi Ag Kraftfahrzeug mit Antennenanordnung
KR102681310B1 (ko) 2016-11-23 2024-07-04 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자 장치
CN109728405B (zh) * 2018-12-28 2022-03-01 维沃移动通信有限公司 天线结构及高频无线通信终端
KR102242930B1 (ko) * 2019-08-22 2021-04-21 주식회사 만도 레이더 장치 마운팅 어셈블리
US11355862B1 (en) * 2019-12-06 2022-06-07 Lockheed Martin Corporation Ruggedized antennas and systems and methods thereof
DE102020205946A1 (de) 2020-05-12 2021-11-18 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Radarsensor und Verfahren zum Herstellen eines Radarsensors
US12095155B2 (en) * 2021-12-23 2024-09-17 Magna Electronics, Llc Radar sensor with recessed radome

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5343214A (en) * 1983-09-23 1994-08-30 The Allen Telecom Group, Inc. Cellular mobile communications antenna
JPH03101507A (ja) 1989-09-14 1991-04-26 Yagi Antenna Co Ltd 平面アンテナ
US5508706A (en) 1991-09-30 1996-04-16 Trw Inc. Radar signal processor
US5438697A (en) * 1992-04-23 1995-08-01 M/A-Com, Inc. Microstrip circuit assembly and components therefor
US5515064A (en) * 1993-06-25 1996-05-07 Allen Telecom Group, Inc. Mobile communications antenna assembly
DE69409447T2 (de) * 1993-07-30 1998-11-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Antenne für Mobilfunk
JPH07321543A (ja) 1994-05-20 1995-12-08 Fujitsu General Ltd マイクロ波受信用アンテナ
JP3369810B2 (ja) 1995-09-12 2003-01-20 株式会社東芝 通信モジュール
JPH10224141A (ja) * 1997-02-10 1998-08-21 Toshiba Corp モノリシックアンテナ
JP3472430B2 (ja) 1997-03-21 2003-12-02 シャープ株式会社 アンテナ一体化高周波回路
JP3739189B2 (ja) 1997-08-28 2006-01-25 新日本無線株式会社 電磁素子アンテナ
DE19856663C2 (de) * 1998-12-09 2003-04-03 Saint Gobain Sekurit D Gmbh Kontaktvorrichtung für ein an einer Fensterscheibe angeordnetes elektrisches Funktionselement
DE19904303A1 (de) 1999-01-28 2000-08-24 Bosch Gmbh Robert Gehäuse für ein elektronisches Gerät in der Mikrowellentechnik
JP3882373B2 (ja) 1999-02-05 2007-02-14 株式会社デンソー 車載レーダ装置用アンテナ
EP1152485B1 (en) 1999-02-15 2014-06-18 National Institute of Information and Communications Technology Radio communication device
WO2001003243A1 (de) 1999-06-30 2001-01-11 Siemens Aktiengesellschaft Baugruppe mit einer antenne
JP2001177332A (ja) 1999-12-17 2001-06-29 Matsushita Electric Works Ltd レーダー装置
JP2001292016A (ja) 2000-04-04 2001-10-19 Sony Corp Pcカード
DE10063437A1 (de) 2000-12-20 2002-07-11 Bosch Gmbh Robert Antennenanordnung
JP3649168B2 (ja) 2001-08-07 2005-05-18 株式会社村田製作所 Rf回路一体型アンテナおよびそれを用いたアンテナモジュールおよびそれを備えた通信機
US6608597B1 (en) * 2001-09-24 2003-08-19 Allen Telecom, Inc. Dual-band glass-mounted antenna
DE10154839A1 (de) 2001-11-08 2003-05-22 Bosch Gmbh Robert Antennenanordnung für eine Radar-Sende- und Empfangseinrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
WO2003041222A1 (fr) 2001-11-09 2003-05-15 Nippon Tungsten Co., Ltd. Antenne
JP2008510315A (ja) * 2004-08-18 2008-04-03 コーニング インコーポレイテッド 絶縁体上歪半導体構造及び絶縁体上歪半導体構造を作成する方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105143911B (zh) * 2013-04-24 2018-05-18 黑拉许克联合股份有限公司 雷达装置、特别是用于机动车的雷达装置
CN105409056B (zh) * 2013-10-01 2019-08-02 维宁尔美国公司 紧凑型屏蔽的车载雷达模块和方法
CN105409056A (zh) * 2013-10-01 2016-03-16 奥托里夫Asp股份有限公司 紧凑型屏蔽的车载雷达模块和方法
CN106256043A (zh) * 2014-05-06 2016-12-21 罗伯特·博世有限公司 用于车辆的天线设备
CN106256043B (zh) * 2014-05-06 2020-02-28 罗伯特·博世有限公司 用于车辆的天线设备
CN105021965A (zh) * 2015-08-25 2015-11-04 胡达凯 高灵敏度变电站放电信号监测装置
CN105067981A (zh) * 2015-08-25 2015-11-18 胡达凯 一种高灵敏变电站监测系统
CN105116289A (zh) * 2015-08-25 2015-12-02 胡达凯 变电站局放电信号检测装置
CN105116288A (zh) * 2015-08-25 2015-12-02 胡达凯 高增益变电站局部放电信号检测系统
CN105021966A (zh) * 2015-08-25 2015-11-04 胡达凯 简易高效变电站检测系统
CN108376831A (zh) * 2018-03-16 2018-08-07 广东通宇通讯股份有限公司 定向和双频全向组合式车载天线
CN108376831B (zh) * 2018-03-16 2023-11-24 广东通宇通讯股份有限公司 定向和双频全向组合式车载天线
CN112514160A (zh) * 2018-07-18 2021-03-16 罗德雷达有限责任公司 用于雷达应用的偶极子天线
CN109193178A (zh) * 2018-08-31 2019-01-11 天津大学 一种发动机动应力信号遥测系统
CN109193178B (zh) * 2018-08-31 2023-09-26 天津大学 一种发动机动应力信号遥测系统
CN111585000A (zh) * 2019-02-19 2020-08-25 三星电子株式会社 支持天线结构的信号辐射的电子装置
CN110880643A (zh) * 2019-12-06 2020-03-13 长安大学 一种24GHz的汽车防撞雷达天线

Also Published As

Publication number Publication date
JP4217713B2 (ja) 2009-02-04
JP2006514809A (ja) 2006-05-11
US7696938B2 (en) 2010-04-13
EP1700357A1 (de) 2006-09-13
DE10350034A1 (de) 2005-05-25
US20070216587A1 (en) 2007-09-20
WO2005043675A1 (de) 2005-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1875519A (zh) 尤其是用于机动车中的雷达应用的天线装置
US11699842B2 (en) Multi-band base station antennas having radome effect cancellation features
CN2696143Y (zh) 尤其是用于移动通信天线的反射器
EP1783516B1 (en) Microwave alignment apparatus
CN1080466C (zh) 天线装置及其制造方法和设计方法
US11380983B2 (en) Radome for base station antenna and base station antenna
CN2694517Y (zh) 尤其是用于移动通信天线的反射器
US20090213019A1 (en) Antenna Device Having A Radome For Installation In A Motor Vehicle
CN1304566A (zh) 天线馈线、反射器天线系统和低噪声接收机
US20150229023A1 (en) Antenna unit, radar device, and composite sensor device
JP6738778B2 (ja) レーダ装置
US11791542B2 (en) RF devices including conformal antennas and methods for manufacturing thereof
US9979092B2 (en) Patch antenna arrangement
JP2006516370A (ja) 電磁放射を放射および/または受信するための装置および方法
US6133877A (en) Microstrip distribution network device for antennas
WO2023279245A1 (en) Surface-mountable antenna device
KR102346202B1 (ko) 레이더 모듈 및 이를 포함하는 차량용 레이더 장치
CN210692755U (zh) 用于基站天线的天线罩及基站天线
CN1348620A (zh) 多频共用天线阵
CN1527437A (zh) 对辐射分集天线的改进
US6239766B1 (en) Radiation shielding device
KR20050093148A (ko) 빔 틸트 마이크로스트립 패치 안테나
CN1214152A (zh) 平面型发射器
WO2023276606A1 (ja) マイクロレンズアレーアンテナ並びにそれを備えたレーダ装置および車両
CN219833019U (zh) 偶极子阵列天线

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20061206