CN212783787U - 辐射单元、天线、天线阵以及应用该天线阵雷达 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种辐射单元、天线、天线阵以及应用该天线阵的雷达，包括辐射单元本体和馈线连接部，所述辐射单元本体与馈线连接部电连接；所述辐射单元本体的长度初始值配置为半波长至一个波长之间，所述辐射单元本体的初始宽度配置为以天线阵列的幅度以泰勒分布加权或者切比雪夫分布加权确定，并根据系统频率、副瓣电平、电流相位、辐射单元的宽度、辐射单元的材料类型和材料厚度、辐射单元接地的金属厚度微调辐射单元形状。本发明通过辐射单元的设计和微调达到天线阵参数的优越性，减少PCB使用的面积，降低成本，达到同样的电气性能。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，特别是涉及一种辐射单元、天线、天线阵以及应用该天线阵的雷达。
背景技术
微带天线(microstrip antenna)在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片，即微带贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。微带天线分两种：第一贴片形状是一细长带条，则为微带振子天线。第二贴片是一个面积单元时，则为微带天线。如果把接地板刻出缝隙，而在介质基片的另一面印制出微带线时，缝隙馈电，则构成微带缝隙天线。
微带天线有着体积小、重量轻、制造工艺简单、容易实现共形等优点，而被广泛地应用。微带天线可等效为一个谐振腔，在其谐振频率附近即工作频段内有较高的值。虽然目前对于微带天线的研究和应用已经很成熟，然而对于微带天线电磁散射特性的分析研究还有许多值得研究的问题。
发明内容
为了解决上述的以及其他潜在的技术问题，本发明提供了一种辐射单元、天线、天线阵以及应用该天线阵的雷达，并根据系统频率、副瓣电平、电流相位、辐射单元的宽度、辐射单元的材料类型和材料厚度、辐射单元接地的金属厚度微调辐射单元形状。
辐射单元，包括辐射单元本体和馈线连接部，所述辐射单元本体与馈线连接部电连接；
所述辐射单元本体的长度初始值配置为半波长至一个波长之间，所述辐射单元本体的初始宽度配置为以天线阵列的幅度以泰勒分布加权或者切比雪夫分布加权确定。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值被配置为半波长至一个波长之间。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值以相邻两个辐射单元以下要素微调：
A两侧的平衡天线数量；B电流相位；C辐射单元的宽度；D辐射单元的材料类型和材料厚度；E辐射单元接地的金属厚度。
进一步地，所述辐射单元之间的间距配置为末端相邻辐射单元的间距值小于中间相邻辐射单元的间距值。
进一步地，所述辐射单元的形状被配置为符合以下条件中的一种或几种：
A辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，其延伸的中轴线为对称中线，则辐射单元处于该对称中线单边的形状沿对称中线对称；
B辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，
沿延伸方向宽度一致的，则宽度等于天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
沿延伸方向宽度不一致的，取其最大宽度并与天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
C辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的延伸线长度以辐射单元本体的长度初始值为基础，并根据频率微调；辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的宽度以辐射单元本体的初始宽度为基础，根据副瓣电平微调。
一种天线，包括辐射单元和馈线，所述辐射单元的辐射单元本体通过馈线连接部连接至馈线；
所述辐射单元被配置为馈线单侧设置、馈线两侧对称设置或馈线两侧交叉设置；
所述辐射单元本体的长度初始值配置为半波长至一个波长之间，所述辐射单元本体的初始宽度配置为以天线阵列的幅度以泰勒分布加权或者切比雪夫分布加权确定。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值被配置为半波长至一个波长之间。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值以相邻两个辐射单元以下要素微调：
A两侧的平衡天线数量；B电流相位；C辐射单元的宽度；D辐射单元的材料类型和材料厚度；E辐射单元接地的金属厚度。
进一步地，所述辐射单元之间的间距配置为末端相邻辐射单元的间距值小于中间相邻辐射单元的间距值。
进一步地，所述辐射单元的形状被配置为符合以下条件中的一种或几种：
A辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，其延伸的中轴线为对称中线，则辐射单元处于该对称中线单边的形状沿对称中线对称；
B辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，
沿延伸方向宽度一致的，则宽度等于天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
沿延伸方向宽度不一致的，取其最大宽度并与天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
C辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的延伸线长度以辐射单元本体的长度初始值为基础，并根据频率微调；辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的宽度以辐射单元本体的初始宽度为基础，根据副瓣电平微调。
一种天线阵，包括多个天线，相邻天线之间相互耦合，每个天线包括辐射单元和馈线，所述辐射单元的辐射单元本体通过馈线连接部连接至馈线；
所述辐射单元被配置为馈线单侧设置、馈线两侧对称设置或馈线两侧交叉设置；
所述辐射单元本体的长度初始值配置为半波长至一个波长之间，所述辐射单元本体的初始宽度配置为以天线阵列的幅度以泰勒分布加权或者切比雪夫分布加权确定。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值被配置为半波长至一个波长之间。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值以相邻两个辐射单元以下要素微调：
A两侧的平衡天线数量；B电流相位；C辐射单元的宽度；D辐射单元的材料类型和材料厚度；E辐射单元接地的金属厚度。
进一步地，所述辐射单元之间的间距配置为末端相邻辐射单元的间距值小于中间相邻辐射单元的间距值。
进一步地，所述辐射单元的形状被配置为符合以下条件中的一种或几种：
A辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，其延伸的中轴线为对称中线，则辐射单元处于该对称中线单边的形状沿对称中线对称；
B辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，
沿延伸方向宽度一致的，则宽度等于天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
沿延伸方向宽度不一致的，取其最大宽度并与天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
C辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的延伸线长度以辐射单元本体的长度初始值为基础，并根据频率微调；辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的宽度以辐射单元本体的初始宽度为基础，根据副瓣电平微调。
一种应用该天线阵的雷达，包括一个或多个天线阵、雷达芯片、接线端，所述宽波束天线阵与雷达芯片电连接，所述雷达芯片与接线端电连接；
天线阵包括多个天线，相邻天线之间相互耦合，每个天线包括辐射单元和馈线，所述辐射单元的辐射单元本体通过馈线连接部连接至馈线；
所述辐射单元被配置为馈线单侧设置、馈线两侧对称设置或馈线两侧交叉设置；
所述辐射单元本体的长度初始值配置为半波长至一个波长之间，所述辐射单元本体的初始宽度配置为以天线阵列的幅度以泰勒分布加权或者切比雪夫分布加权确定。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值被配置为半波长至一个波长之间。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值以相邻两个辐射单元以下要素微调：
A两侧的平衡天线数量；B电流相位；C辐射单元的宽度；D辐射单元的材料类型和材料厚度；E辐射单元接地的金属厚度。
进一步地，所述辐射单元之间的间距配置为末端相邻辐射单元的间距值小于中间相邻辐射单元的间距值。
进一步地，所述辐射单元的形状被配置为符合以下条件中的一种或几种：
A辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，其延伸的中轴线为对称中线，则辐射单元处于该对称中线单边的形状沿对称中线对称；
B辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，
沿延伸方向宽度一致的，则宽度等于天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
沿延伸方向宽度不一致的，取其最大宽度并与天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
C辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的延伸线长度以辐射单元本体的长度初始值为基础，并根据频率微调；辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的宽度以辐射单元本体的初始宽度为基础，根据副瓣电平微调。
实施例1～10中天线参数如下所示：
如图1所示，进一步地，所述辐射单元为矩形，且设置在馈线中间的，其频带宽度2GHz；辐射单元为矩形时，其3dB波瓣宽度80°，增益大小根据阵元数量确定，物理尺寸一般。
如图2所示，进一步地，所述辐射单元为椭圆形，且设置在馈线中间的，其频带宽度3GHz，其比矩形辐射单元的频带宽度宽，由于辐射单元形状的变化导致其内部电场分布在较宽的带宽内，所以其频带宽度比矩形辐射单元的频带宽度宽一些，3dB波瓣宽度90°，增益大小根据阵元数量确定，物理尺寸一般。
如图3所示，进一步地，所述辐射单元为三角形，且设置在馈线单边的，频带宽度3.5GHz， 3dB波瓣宽度120°，相比于图片1中的矩形辐射单元来说，由于辐射单元减少了一般，导致其增益下降，增益下降可以等效于波瓣宽度增宽，所以辐射单元设置在单边的图3相比于图 1来说，波瓣宽度增加了40°，但是其增益下降了3db，增益大小比普通天线底3dB左右，有利于制作窄波束天线，天线物理尺寸一般。
如图4所示，进一步地，所述辐射单元为菱形，且设置在馈线双边的，频带宽度3.5GHz， 3dB波瓣宽度90°，增益大小比普通天线底1dB左右，天线物理尺寸一般。
如图5所示，进一步地，所述辐射单元为矩形，且设置在馈线单边的，频带宽度3GHz， 3dB波瓣宽度120°，相比于图片1中的矩形辐射单元来说，由于辐射单元减少了一般，导致其增益下降，增益下降可以等效于波瓣宽度增宽，所以辐射单元设置在单边的图3相比于图 1来说，波瓣宽度增加了40°，但是其增益下降了3db，增益大小比普通天线底3dB左右，天线物理尺寸一般。
如图6所示，进一步地，所述辐射单元为矩形，且设置在馈线单边，所述矩形辐射单元内设置有一个或者几个缝隙，频带宽度3.5GHz，3dB波瓣宽度120°，相比与图片5来说，图片6在辐射单元上开一个或者几个缝隙，可以拓宽频带宽度/频响特性，增益会有少量下降，也不会增加工艺的复杂程度，增益大小比普通天线底1dB左右，天线物理尺寸一般。
如图7所示，进一步地，所述辐射单元为矩形，辐射单元倾斜设置且均处于馈线单边，同理图片5，但是极化是45°极化，或者统称为斜极化，45°极化布局的天线相比于水平极化天线和垂直极化天线的优势在于，45°极化布局的天线在抗干扰性能上面优于水平极化和垂直极化，优于干扰源来自其他车辆时，其他车辆的天线布局与本车辆相同的概率是50％，而如果采用水平极化或者垂直极化天线则100％会对本车辆天线接收行程干扰。
如图片8所示，进一步地，所述辐射单元为菱形，辐射单元均处于馈线单边，且辐射单元同图片5，但是天线的类型实现是90°弧形弯折，同时也可以是其它角度弯折，相比与图片7，弯折的辐射单元会使整体天线的频带宽度有一定的增长，工艺相对简单一些。
如图片9所示，进一步地，所述辐射单元为环形，辐射单元均处于馈线单边，且辐射单元同图片5，但是天线的类型实现是90°弧形弯折，同时也可以是其它角度弯折，相比与图片7，弯折的辐射单元会使整体天线的频带宽度有一定的增长，工艺相对简单一些。
如图片10所示，进一步地，所述辐射单元为矩形，辐射单元均处于馈线两边，且辐射单元同图片5，但是天线的类型实现是90°弧形弯折，同时也可以是其它角度弯折，相比与图片7，弯折的辐射单元会使整体天线的频带宽度有一定的增长，工艺相对简单一些。
实施例1～10中天线参数调整方向：
图片1：天线水平向的宽度可以根据需要调整，可以通过天线综合方式调整，得到较低的副瓣电平，通过调整长度实现较宽的带宽。
图片2：天线水平向的长轴长度可以根据需要调整，可以通过天线综合方式调整，得到较低的副瓣电平，通过调整短轴长度实现较宽的带宽。
图片3：天线三角形边长可以根据频率调整，馈线轴向的宽度可以根据分布需要实现较低的副瓣电平。
图片4：天线菱形边长可以根据频率调整，馈线轴向的宽度可以根据分布需要实现较低的副瓣电平。
图片5：天线水平边长可以根据频率调整，馈线轴向的宽度可以根据分布需要实现较低的副瓣电平。
图片6：天线水平边长可以根据频率调整，同时天线缝隙大小和尺寸可以影响天线带宽，馈线轴向的宽度可以根据分布需要实现较低的副瓣电平。
图片7:除天线极化问题，其它都是同图片5。
图片8:除天线是菱形，其他都是同图片5。
图片9：除天线是环形，通过改变天线弧形的宽度实现不同幅度的加权。
图片10：天线水平向的宽度可以根据需要调整，可以通过天线综合方式调整，得到较低的副瓣电平，通过调整长度实现较宽的带宽。
如上所述，本发明的具有以下有益效果：
(1)本发明可以大幅度减少天线的物理尺寸可以使得天线的波束增加或者减少，调整较为灵活，因为此天线合成方式采用较近距离的半波长或者更短的方式合成，普通天线则一般需要一个波长以上或者更多的尺寸。所以此天线可以减少PCB使用的面积，降低成本，达到同样的电气性能。
(2)本发明可以不增加大幅度面积的情况下实现较宽的频带响应，因为可以设计使得每个辐射体的谐振频率都是不一样，达到展宽带宽的目的，从而可以有效的使用通信和雷达系统，同时可以降低成本。
(3)本发明天线可以使用辐射单元不限于水平极化天线，同样适用垂直极化天线、各种斜极化天线，包括各种圆极化和椭圆极化天线等等，都可以使用此方式调整天线阵参数。
(4)本发明天线同时末端反射枝节的调整，不仅仅限制调整末端辐射贴片长度，一切可以实现较少末端电流的方式都是适用的，实现方式不限，只要能够消除末端带来的反射即可，同时调整末端状态可以改变天线波束指向和频带特性，此方式都是本发明权利特性。
(5)本发明天线外形是两边或者数边的形状不固定，可以是任意形状，可以达到天线阵合成的目的都属于权利范围。
(6)本发明天线和馈线的夹角可以是任意值，调整参数多数集中在波束宽度等，但是调整角度不是唯一途径，可以是各种形状的方式连接两点的方式实现，同时包含以上所有权利要求。
(7)本发明天线同样适用多列天线的合成，多列天线可以是水平、垂直以及上下3D空间的组合，都可以使用此类似方式实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1显示为本发明一实施例的示意图。
图2显示为本发明一实施例的示意图。
图3显示为本发明一实施例的示意图。
图4显示为本发明一实施例的示意图。
图5显示为本发明一实施例的示意图。
图6显示为本发明一实施例的示意图。
图7显示为本发明一实施例的示意图。
图8显示为本发明一实施例的示意图。
图9显示为本发明一实施例的示意图。
图10显示为本发明一实施例的示意图。
在图中：
1-辐射单元；11-辐射单元本体；12-馈线连接部；2-馈线。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参见图1～图10，
辐射单元，包括辐射单元本体和馈线连接部，所述辐射单元本体与馈线连接部电连接；
所述辐射单元本体的长度初始值配置为半波长至一个波长之间，所述辐射单元本体的初始宽度配置为以天线阵列的幅度以泰勒分布加权或者切比雪夫分布加权确定。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值被配置为半波长至一个波长之间。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值以相邻两个辐射单元以下要素微调：
A两侧的平衡天线数量；B电流相位；C辐射单元的宽度；D辐射单元的材料类型和材料厚度；E辐射单元接地的金属厚度。
进一步地，所述辐射单元之间的间距配置为末端相邻辐射单元的间距值小于中间相邻辐射单元的间距值。
进一步地，所述辐射单元的形状被配置为符合以下条件中的一种或几种：
A辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，其延伸的中轴线为对称中线，则辐射单元处于该对称中线单边的形状沿对称中线对称；
B辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，
沿延伸方向宽度一致的，则宽度等于天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
沿延伸方向宽度不一致的，取其最大宽度并与天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
C辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的延伸线长度以辐射单元本体的长度初始值为基础，并根据频率微调；辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的宽度以辐射单元本体的初始宽度为基础，根据副瓣电平微调。
一种天线，包括辐射单元和馈线，所述辐射单元的辐射单元本体通过馈线连接部连接至馈线；
所述辐射单元被配置为馈线单侧设置、馈线两侧对称设置或馈线两侧交叉设置；
所述辐射单元本体的长度初始值配置为半波长至一个波长之间，所述辐射单元本体的初始宽度配置为以天线阵列的幅度以泰勒分布加权或者切比雪夫分布加权确定。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值被配置为半波长至一个波长之间。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值以相邻两个辐射单元以下要素微调：
A两侧的平衡天线数量；B电流相位；C辐射单元的宽度；D辐射单元的材料类型和材料厚度；E辐射单元接地的金属厚度。
进一步地，所述辐射单元之间的间距配置为末端相邻辐射单元的间距值小于中间相邻辐射单元的间距值。
进一步地，所述辐射单元的形状被配置为符合以下条件中的一种或几种：
A辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，其延伸的中轴线为对称中线，则辐射单元处于该对称中线单边的形状沿对称中线对称；
B辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，
沿延伸方向宽度一致的，则宽度等于天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
沿延伸方向宽度不一致的，取其最大宽度并与天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
C辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的延伸线长度以辐射单元本体的长度初始值为基础，并根据频率微调；辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的宽度以辐射单元本体的初始宽度为基础，根据副瓣电平微调。
一种天线阵，包括多个天线，相邻天线之间相互耦合，每个天线包括辐射单元和馈线，所述辐射单元的辐射单元本体通过馈线连接部连接至馈线；
所述辐射单元被配置为馈线单侧设置、馈线两侧对称设置或馈线两侧交叉设置；
所述辐射单元本体的长度初始值配置为半波长至一个波长之间，所述辐射单元本体的初始宽度配置为以天线阵列的幅度以泰勒分布加权或者切比雪夫分布加权确定。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值被配置为半波长至一个波长之间。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值以相邻两个辐射单元以下要素微调：
A两侧的平衡天线数量；B电流相位；C辐射单元的宽度；D辐射单元的材料类型和材料厚度；E辐射单元接地的金属厚度。
进一步地，所述辐射单元之间的间距配置为末端相邻辐射单元的间距值小于中间相邻辐射单元的间距值。
进一步地，所述辐射单元的形状被配置为符合以下条件中的一种或几种：
A辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，其延伸的中轴线为对称中线，则辐射单元处于该对称中线单边的形状沿对称中线对称；
B辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，
沿延伸方向宽度一致的，则宽度等于天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
沿延伸方向宽度不一致的，取其最大宽度并与天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
C辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的延伸线长度以辐射单元本体的长度初始值为基础，并根据频率微调；辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的宽度以辐射单元本体的初始宽度为基础，根据副瓣电平微调。
一种应用该天线阵的雷达，包括一个或多个天线阵、雷达芯片、接线端，所述宽波束天线阵与雷达芯片电连接，所述雷达芯片与接线端电连接；
天线阵包括多个天线，相邻天线之间相互耦合，每个天线包括辐射单元和馈线，所述辐射单元的辐射单元本体通过馈线连接部连接至馈线；
所述辐射单元被配置为馈线单侧设置、馈线两侧对称设置或馈线两侧交叉设置；
所述辐射单元本体的长度初始值配置为半波长至一个波长之间，所述辐射单元本体的初始宽度配置为以天线阵列的幅度以泰勒分布加权或者切比雪夫分布加权确定。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值被配置为半波长至一个波长之间。
进一步地，所述相邻辐射单元之间的间距初始值以相邻两个辐射单元以下要素微调：
A两侧的平衡天线数量；B电流相位；C辐射单元的宽度；D辐射单元的材料类型和材料厚度；E辐射单元接地的金属厚度。
进一步地，所述辐射单元之间的间距配置为末端相邻辐射单元的间距值小于中间相邻辐射单元的间距值。
进一步地，所述辐射单元的形状被配置为符合以下条件中的一种或几种：
A辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，其延伸的中轴线为对称中线，则辐射单元处于该对称中线单边的形状沿对称中线对称；
B辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，
沿延伸方向宽度一致的，则宽度等于天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
沿延伸方向宽度不一致的，取其最大宽度并与天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
C辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的延伸线长度以辐射单元本体的长度初始值为基础，并根据频率微调；辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的宽度以辐射单元本体的初始宽度为基础，根据副瓣电平微调。
实施例1～10中天线参数如下所示：
如图1所示，进一步地，所述辐射单元为矩形，且设置在馈线中间的，其频带宽度2GHz；辐射单元为矩形时，其3dB波瓣宽度80°，增益大小根据阵元数量确定，物理尺寸一般。
如图2所示，进一步地，所述辐射单元为椭圆形，且设置在馈线中间的，其频带宽度3GHz，其比矩形辐射单元的频带宽度宽，由于辐射单元形状的变化导致其内部电场分布在较宽的带宽内，所以其频带宽度比矩形辐射单元的频带宽度宽一些，3dB波瓣宽度90°，增益大小根据阵元数量确定，物理尺寸一般。
如图3所示，进一步地，所述辐射单元为三角形，且设置在馈线单边的，频带宽度3.5GHz， 3dB波瓣宽度120°，相比于图片1中的矩形辐射单元来说，由于辐射单元减少了一般，导致其增益下降，增益下降可以等效于波瓣宽度增宽，所以辐射单元设置在单边的图3相比于图 1来说，波瓣宽度增加了40°，但是其增益下降了3db，增益大小比普通天线底3dB左右，有利于制作窄波束天线，天线物理尺寸一般。
如图4所示，进一步地，所述辐射单元为菱形，且设置在馈线双边的，频带宽度3.5GHz， 3dB波瓣宽度90°，增益大小比普通天线底1dB左右，天线物理尺寸一般。
如图5所示，进一步地，所述辐射单元为矩形，且设置在馈线单边的，频带宽度3GHz， 3dB波瓣宽度120°，相比于图片1中的矩形辐射单元来说，由于辐射单元减少了一般，导致其增益下降，增益下降可以等效于波瓣宽度增宽，所以辐射单元设置在单边的图3相比于图 1来说，波瓣宽度增加了40°，但是其增益下降了3db，增益大小比普通天线底3dB左右，天线物理尺寸一般。
如图6所示，进一步地，所述辐射单元为矩形，且设置在馈线单边，所述矩形辐射单元内设置有一个或者几个缝隙，频带宽度3.5GHz，3dB波瓣宽度120°，相比与图片5来说，图片6在辐射单元上开一个或者几个缝隙，可以拓宽频带宽度/频响特性，增益会有少量下降，也不会增加工艺的复杂程度，增益大小比普通天线底1dB左右，天线物理尺寸一般。
如图7所示，进一步地，所述辐射单元为矩形，辐射单元倾斜设置且均处于馈线单边，同理图片5，但是极化是45°极化，或者统称为斜极化，45°极化布局的天线相比于水平极化天线和垂直极化天线的优势在于，45°极化布局的天线在抗干扰性能上面优于水平极化和垂直极化，优于干扰源来自其他车辆时，其他车辆的天线布局与本车辆相同的概率是50％，而如果采用水平极化或者垂直极化天线则100％会对本车辆天线接收行程干扰。
如图片8所示，进一步地，所述辐射单元为菱形，辐射单元均处于馈线单边，且辐射单元同图片5，但是天线的类型实现是90°弧形弯折，同时也可以是其它角度弯折，相比与图片7，弯折的辐射单元会使整体天线的频带宽度有一定的增长，工艺相对简单一些。
如图片9所示，进一步地，所述辐射单元为环形，辐射单元均处于馈线单边，且辐射单元同图片5，但是天线的类型实现是90°弧形弯折，同时也可以是其它角度弯折，相比与图片7，弯折的辐射单元会使整体天线的频带宽度有一定的增长，工艺相对简单一些。
如图片10所示，进一步地，所述辐射单元为矩形，辐射单元均处于馈线两边，且辐射单元同图片5，但是天线的类型实现是90°弧形弯折，同时也可以是其它角度弯折，相比与图片7，弯折的辐射单元会使整体天线的频带宽度有一定的增长，工艺相对简单一些。
实施例1～10中天线参数调整方向：
图片1：天线水平向的宽度可以根据需要调整，可以通过天线综合方式调整，得到较低的副瓣电平，通过调整长度实现较宽的带宽。
图片2：天线水平向的长轴长度可以根据需要调整，可以通过天线综合方式调整，得到较低的副瓣电平，通过调整短轴长度实现较宽的带宽。
图片3：天线三角形边长可以根据频率调整，馈线轴向的宽度可以根据分布需要实现较低的副瓣电平。
图片4：天线菱形边长可以根据频率调整，馈线轴向的宽度可以根据分布需要实现较低的副瓣电平。
图片5：天线水平边长可以根据频率调整，馈线轴向的宽度可以根据分布需要实现较低的副瓣电平。
图片6：天线水平边长可以根据频率调整，同时天线缝隙大小和尺寸可以影响天线带宽，馈线轴向的宽度可以根据分布需要实现较低的副瓣电平。
图片7:除天线极化问题，其它都是同图片5。
图片8:除天线是菱形，其他都是同图片5。
图片9：除天线是环形，通过改变天线弧形的宽度实现不同幅度的加权。
图片10：天线水平向的宽度可以根据需要调整，可以通过天线综合方式调整，得到较低的副瓣电平，通过调整长度实现较宽的带宽。
此外，虽然本文已经描述了说明性实施例，但是具有等效元件，修改，省略，组合(例如，跨各种实施例的方面)，改编和/或改变的任何和所有实施例的范围，如本领域技术人员将理解的。基于本公开的技术。权利要求中的限制应基于权利要求中采用的语言广义地解释，并且不限于本说明书中描述的示例或者在申请的起诉期间。这些例子应被解释为非排他性的。此外，可以以任何方式修改所公开方法的步骤，包括通过重新排序步骤和/或插入或删除步骤。因此，意图是说明书和实施例仅被认为是说明性的，真正的范围和精神由所附权利要求及其等同物的全部范围表示。
Claims (12)
1.一种辐射单元，其特征在于，包括辐射单元本体和馈线连接部，所述辐射单元本体与馈线连接部电连接；
所述辐射单元本体的长度初始值配置为半波长至一个波长之间，所述辐射单元本体的初始宽度配置为以天线阵列的幅度以泰勒分布加权或者切比雪夫分布加权确定；所述辐射单元的形状被配置为符合以下条件中的一种或几种：
A辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，其延伸的中轴线为对称中线，则辐射单元处于该对称中线单边的形状沿对称中线对称；
B辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，
沿延伸方向宽度一致的，则宽度等于天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
沿延伸方向宽度不一致的，取其最大宽度并与天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
C辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的延伸线长度以辐射单元本体的长度初始值为基础，并根据频率微调；辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的宽度以辐射单元本体的初始宽度为基础，根据副瓣电平微调。
2.根据权利要求1所述辐射单元，其特征在于，相邻辐射单元之间的间距初始值以相邻两个辐射单元以下要素微调：
A两侧的平衡天线数量；B电流相位；C辐射单元的宽度；D辐射单元的材料类型和材料厚度；E辐射单元接地的金属厚度。
3.根据权利要求2所述辐射单元，其特征在于，所述辐射单元之间的间距配置为末端相邻辐射单元的间距值小于中间相邻辐射单元的间距值。
4.一种天线，其特征在于，包括辐射单元和馈线，所述辐射单元的辐射单元本体通过馈线连接部连接至馈线；
所述辐射单元被配置为馈线单侧设置、馈线两侧对称设置或馈线两侧交叉设置；
所述辐射单元本体的长度初始值配置为半波长至一个波长之间，所述辐射单元本体的初始宽度配置为以天线阵列的幅度以泰勒分布加权或者切比雪夫分布加权确定所述辐射单元的形状被配置为符合以下条件中的一种或几种：
A辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，其延伸的中轴线为对称中线，则辐射单元处于该对称中线单边的形状沿对称中线对称；
B辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，
沿延伸方向宽度一致的，则宽度等于天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
沿延伸方向宽度不一致的，取其最大宽度并与天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
C辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的延伸线长度以辐射单元本体的长度初始值为基础，并根据频率微调；辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的宽度以辐射单元本体的初始宽度为基础，根据副瓣电平微调。
5.根据权利要求4所述天线，其特征在于，相邻辐射单元之间的间距初始值以相邻两个辐射单元以下要素微调：
A两侧的平衡天线数量；B电流相位；C辐射单元的宽度；D辐射单元的材料类型和材料厚度；E辐射单元接地的金属厚度。
6.根据权利要求4所述天线，其特征在于，所述辐射单元之间的间距配置为末端相邻辐射单元的间距值小于中间相邻辐射单元的间距值。
7.一种天线阵，其特征在于，包括多个天线，相邻天线之间相互耦合，每个天线包括辐射单元和馈线，所述辐射单元的辐射单元本体通过馈线连接部连接至馈线；
所述辐射单元被配置为馈线单侧设置、馈线两侧对称设置或馈线两侧交叉设置；
所述辐射单元本体的长度初始值配置为半波长至一个波长之间，所述辐射单元本体的初始宽度配置为以天线阵列的幅度以泰勒分布加权或者切比雪夫分布加权确定所述辐射单元的形状被配置为符合以下条件中的一种或几种：
A辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，其延伸的中轴线为对称中线，则辐射单元处于该对称中线单边的形状沿对称中线对称；
B辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，
沿延伸方向宽度一致的，则宽度等于天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
沿延伸方向宽度不一致的，取其最大宽度并与天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
C辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的延伸线长度以辐射单元本体的长度初始值为基础，并根据频率微调；辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的宽度以辐射单元本体的初始宽度为基础，根据副瓣电平微调。
8.根据权利要求7所述天线阵，其特征在于，相邻辐射单元之间的间距初始值以相邻两个辐射单元以下要素微调：
A两侧的平衡天线数量；B电流相位；C辐射单元的宽度；D辐射单元的材料类型和材料厚度；E辐射单元接地的金属厚度。
9.一种应用天线阵的雷达，其特征在于：所述天线阵为权利要求7～8中任一项所述的天线阵，包括一个或多个天线阵、雷达芯片、接线端，所述天线阵与雷达芯片电连接，所述雷达芯片与接线端电连接；
天线阵包括多个天线，相邻天线之间相互耦合，每个天线包括辐射单元和馈线，所述辐射单元的辐射单元本体通过馈线连接部连接至馈线；
所述辐射单元被配置为馈线单侧设置、馈线两侧对称设置或馈线两侧交叉设置；
所述辐射单元本体的长度初始值配置为半波长至一个波长之间，所述辐射单元本体的初始宽度配置为以天线阵列的幅度以泰勒分布加权或者切比雪夫分布加权确定。
10.根据权利要求9所述应用天线阵的雷达，其特征在于，所述辐射单元的形状被配置为符合以下条件中的一种或几种：
A辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，其延伸的中轴线为对称中线，则辐射单元处于该对称中线单边的形状沿对称中线对称；
B辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸，
沿延伸方向宽度一致的，则宽度等于天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
沿延伸方向宽度不一致的，取其最大宽度并与天线阵列幅度以泰勒分布加权确定的理想宽度值一致；
C辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的延伸线长度以辐射单元本体的长度初始值为基础，并根据频率微调；辐射单元本体接近馈线连接部一端为起始端向辐射单元本体远离馈线连接部一端延伸的宽度以辐射单元本体的初始宽度为基础，根据副瓣电平微调。
11.根据权利要求9所述应用天线阵的雷达，其特征在于，相邻辐射单元之间的间距初始值以相邻两个辐射单元以下要素微调：
A两侧的平衡天线数量；B电流相位；C辐射单元的宽度；D辐射单元的材料类型和材料厚度；E辐射单元接地的金属厚度。
12.根据权利要求9所述应用天线阵的雷达，其特征在于，所述辐射单元之间的间距配置为末端相邻辐射单元的间距值小于中间相邻辐射单元的间距值。
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|---|---|---|---|---|
| WO2024197605A1 (zh) * | 2023-03-28 | 2024-10-03 | 华为技术有限公司 | 天线结构、电子设备以及终端 |
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2019
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