CN209913039U - 基于基片集成波导的24GHz车载雷达发射阵列天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于基片集成波导的24GHz车载雷达发射阵列天线，包括介质基片、金属板、金属化过孔、辐射缝隙、蜿蜒线、波导功分器；所述介质基片、金属板、金属化过孔共同组成了基片集成波导；所述介质基片上固定设置有金属板，所述介质基片上开设有贯穿的金属化过孔；所述介质基片上还开设有贯穿的辐射缝隙；所述辐射缝隙位于集成波导的金属板上，所述辐射缝隙相邻缝隙的纵向间隔要满足二分之一个导波波长，所述辐射缝隙的横向偏移关于中心线是对称的；该阵列天线采用单层基片集成波导结构，结构简单，尺寸小，波导功分器的输出幅度分布调整简单，设计灵活，该阵列天线具有增益高。

Description

基于基片集成波导的24GHz车载雷达发射阵列天线

技术领域

本实用新型涉及微波毫米波雷达天线技术领域，特别是基于基片集成波导的24GHz车载雷达发射阵列天线。

背景技术

基于介质基片集成波导(Substrate integtated waveguide/SIW)的缝隙阵列天线广泛应用于微波频段，例如防撞雷达的设计。SIW结构同时具有平面电路的特点和金属波导的特点：有较低的导体损耗，易于与其他电路集成。

传统的微带贴片天线在微波毫米波频段损耗严重，辐射效率低，而介质基片集成波导缝隙天线在微波毫米波频段具有损耗低，尺寸小，辐射效率高等特点。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述传统的微带贴片天线在微波毫米波频段损耗严重，辐射效率低，而介质基片集成波导缝隙天线在微波毫米波频段具有损耗低，尺寸小，辐射效率高等特点的问题，设计了基于基片集成波导的24GHz车载雷达发射阵列天线。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：基于基片集成波导的24GHz车载雷达发射阵列天线，包括介质基片、金属板、金属化过孔、辐射缝隙、蜿蜒线、波导功分器；

所述介质基片、金属板、金属化过孔共同组成了基片集成波导；所述介质基片上固定设置有金属板，所述介质基片上开设有贯穿的金属化过孔；所述介质基片上还开设有贯穿的辐射缝隙；

所述辐射缝隙位于集成波导的金属板上，所述辐射缝隙相邻缝隙的纵向间隔要满足二分之一个导波波长，所述辐射缝隙的横向偏移关于中心线是对称的；

所述蜿蜒线位于相邻的辐射缝隙之间；

所述波导功分器作为基片集成波导的输入端口，所述波导功分器上设置有功分器输入端口、功分器输出端口。

优选的，通过调整阵列天线中波导功分器中位于波导腔体中金属化过孔的位置，可以实现不同的激励幅度分布；通过调整相邻功分器的波导壁宽度，满足相邻输出端口相位差的要求。

优选的，通过调整蜿蜒线的长度和宽度，增加子阵之间的隔离度。

优选的，所述介质基片为单层，所述介质基片为矩形结构。

本实用新型的有益效果：

该阵列天线采用单层基片集成波导结构，结构简单，尺寸小，波导功分器的输出幅度分布调整简单，设计灵活，该阵列天线具有增益高，副瓣低的特点，非常适合微波毫米波段车载雷达的使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的阵列天线的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的阵列天线的缝隙子阵结构示意图；

图3为本实用新型实施例中阵列天线的功分器结构示意图；

图4为本实用新型实施例中阵列天线在扫描频率在24GHz-24.5GHz的回波损耗S11的仿真结果；

图5为本实用新型的天线在中心频率24.25GHz的增益方向图仿真结果。

图中，1为介质基片、2为金属化过孔、3为辐射缝隙、4为蜿蜒线、5为金属板、6为波导功分器、port1为功分器输入端口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了如图1-5所示的基于基片集成波导的24GHz车载雷达发射阵列天线，包括介质基片1、金属板5、金属化过孔2、辐射缝隙3、蜿蜒线4、波导功分器6；

所述介质基片1、金属板5、金属化过孔2共同组成了基片集成波导；所述介质基片1上固定设置有金属板5，所述介质基片1上开设有贯穿的金属化过孔2；所述介质基片1上还开设有贯穿的辐射缝隙3；

所述辐射缝隙3位于集成波导的金属板5上，所述辐射缝隙3相邻缝隙的纵向间隔要满足二分之一个导波波长，所述辐射缝隙3的横向偏移关于中心线是对称的；

所述蜿蜒线4位于相邻的辐射缝隙3之间；

所述波导功分器6作为基片集成波导的输入端口，所述波导功分器6上设置有port1功分器输入端口、6个功分器输出端口。

进一步地，通过调整阵列天线中波导功分器中位于波导腔体中金属化过孔2的位置，可以实现不同的激励幅度分布；通过调整相邻功分器的波导壁宽度，满足相邻输出端口相位差的要求。

进一步地，通过调整蜿蜒线4的长度和宽度，增加子阵之间的隔离度。

进一步地，所述介质基片1为单层，所述介质基片1为矩形结构。

实施例：参阅图1，车载雷达发射阵列天线由单层的介质基片1，金属化过孔2、辐射缝隙3、蜿蜒线4，以及介质上下表面的金属板5构成。所使用的介质基片1的介电常数为2.2；阵列天线的结构是关于中心对称的，使得所有的辐射缝隙3子阵处于同一个相位位置；金属化过孔2的排布区域限定了介质中电磁波的传输；相邻辐射缝隙3子阵之间的蜿蜒线4开缝，增加了辐射缝隙3子阵之间的隔离度。

参阅图2，车载雷达发射阵列天线的辐射缝隙3子阵由8个波导纵向开缝组成，相邻辐射缝隙3的间距为二分之一个导波波长，用以调整所有辐射缝隙3的位置位于导波最大值处；相邻的辐射缝隙3关于中心线的横线偏置是对称的，用以补偿辐射缝隙3之间的相位差，使得所有辐射缝隙3处于同相位置。

参阅图3，车载雷达发射阵列天线的波导功分器6结构为一个port1为功分器输入端口，波导腔和port1为功分器输入端口，port2、port3、port4、port5、port6、port7为功分器输出端口。通过调整波导腔中输出端口前的金属化过孔2的位置，可以实现不同的输出幅度分布，同时可以通过调整相邻波导壁的宽度，调整相邻输出端口之间的相位差。本实施例中幅度分布为切比雪夫分布。

参阅图4，本实用新型实施例中阵列天线在扫描频率在24GHz-24.5GHz的回波损耗S11的仿真结果显示，在中心频点处回波损耗为-18.68dB，回波损耗较小，可以满足车载雷达的应用需求。

参阅图5，本实用新型实施例中阵列天线在中心频率为24.25GHz处的辐射增益方向图，最大增益为21.07dB，副瓣电平为-20.94dB，该阵列天线辐射增益高，辐射性能好。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了使子描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相対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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相対重要性或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.基于基片集成波导的24GHz车载雷达发射阵列天线，其特征在于，包括介质基片(1)、金属板(5)、金属化过孔(2)、辐射缝隙(3)、蜿蜒线(4)、波导功分器(6)；

所述介质基片(1)、金属板(5)、金属化过孔(2)共同组成了基片集成波导；所述介质基片(1)上固定设置有金属板(5)，所述介质基片(1)上开设有贯穿的金属化过孔(2)；所述介质基片(1)上还开设有贯穿的辐射缝隙(3)；

所述辐射缝隙(3)位于集成波导的金属板(5)上，所述辐射缝隙(3)相邻缝隙的纵向间隔要满足二分之一个导波波长，所述辐射缝隙(3)的横向偏移关于中心线是对称的；

所述蜿蜒线(4)位于相邻的辐射缝隙(3)之间；

所述波导功分器(6)作为基片集成波导的输入端口，所述波导功分器(6)上设置有port1功分器输入端口、6个功分器输出端口。

2.如权利要求1所述的基于基片集成波导的24GHz车载雷达发射阵列天线，其特征在于，通过调整蜿蜒线(4)的长度和宽度，增加子阵之间的隔离度。

3.如权利要求1所述的基于基片集成波导的24GHz车载雷达发射阵列天线，其特征在于，所述介质基片(1)为单层，所述介质基片(1)为矩形结构。

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