CN214957333U - 一种角雷达和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及雷达技术领域，具体涉及一种角雷达和车辆。角雷达包括介质基板、金属地板和天线，所述天线设置于所述介质基板的一侧，包括多个辐射天线和多个寄生天线，每个所述辐射天线的两侧均设有一个所述寄生天线，所述金属地板设置于所述介质基板的另一侧，所述介质基板上开设有金属过孔，所述寄生天线的馈电端通过所述金属过孔与所述金属地板电连接。本实用新型能够提升相邻的辐射天线之间的隔离度，从而使得辐射天线便于布局，减小雷达板的体积。

Description

一种角雷达和车辆

技术领域

本实用新型涉及雷达技术领域，具体地，涉及一种角雷达和车辆。

背景技术

随着汽车工业的发展，自动驾驶技术已经融入到汽车中，而为了实现自动驾驶的安全可靠，大多都会配备雷达以检测车辆周围的环境，供自动驾驶控制系统使用。

即使在传统汽车上，应用雷达技术也可以帮助驾驶员避免与道路上的其他车辆、行人和目标发生碰撞造成交通事故。汽车雷达的主要应用包括紧急制动、盲区监测、车道变换辅助、自适应巡航、停车辅助、前后方来车警告、停车起步等。

角雷达是盲区监测、侧向车道碰撞预警、变道辅助等应用场景下的一种中短距雷达。如图1所示，角雷达需要辐射天线21具备足够宽的视场角(field of view，FOV)来检测较大范围内的目标。而传统的单根微带天线达不到设计要求。如图2所示，根据角雷达的S参数仿真图，可以知道现有的角雷达的两根辐射天线间的隔离度较小。现在多对平面阵列天线采用波束赋形技术展宽方位面的波束宽度，如图3所示，由于相邻的辐射天线21之间的隔离度的要求导致辐射天线21布局困难，使得角雷达探测的角度较小，只有增大整个角雷达的雷达板的体积才能增大探测角度。

因此，需要一种角雷达来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种角雷达，能够展宽辐射天线方位面的波束宽度，并且提升相邻的辐射天线之间的隔离度。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种角雷达，包括：

介质基板，所述介质基板上开设有金属过孔；

天线，设置于所述介质基板的一侧，包括多个辐射天线和多个寄生天线，每个所述辐射天线的两侧均设有一个所述寄生天线；

金属地板，设置于所述介质基板的另一侧，所述寄生天线的馈电端通过所述金属过孔与所述金属地板电连接。

可选地，相邻的所述辐射天线与所述寄生天线之间的间距相等。

可选地，所述辐射天线包括馈线、第一传输线和多个第一辐射贴片，所述馈线与所述第一传输线的一端连接，多个所述第一辐射贴片分布在所述第一传输线的两侧，多个所述第一辐射贴片均与所述第一传输线导通。

可选地，位于所述第一传输线同一侧的相邻的所述第一辐射贴片的间距为一个波长，位于所述第一传输线两侧的相邻的第一辐射贴片的间距为半个波长。

可选地，所述寄生天线包括第二传输线和多个第二辐射贴片，所述馈电端设置在所述第二传输线上，多个所述第二辐射贴片分布在所述第二传输线的两侧，多个所述第二辐射贴片均与所述第二传输线导通。

可选地，位于所述第二传输线同一侧的相邻的所述第二辐射贴片的间距为一个波长，位于所述第二传输线两侧的相邻的第二辐射贴片的间距为半个波长。

可选地，所述第一传输线与所述第二传输线的高度相等，所述第一辐射贴片与所述第二辐射贴片的长度相等。

可选地，位于同一侧的相邻的所述第一辐射贴片之间形成多个第一凹槽，位于同一侧的相邻的所述第二辐射贴片之间形成多个第二凹槽，所述第二辐射贴片一一对应的位于所述第一凹槽中，所述第一辐射贴片一一对应的位于所述第二凹槽中。

可选地，位于所述第一传输线的同一侧的所述第一辐射贴片的宽度从所述第一传输线一端到所述第一传输线的中间变宽，从所述第一传输线的中间到所述第一传输线的另一端变窄。

可选地，位于所述第二传输线的同一侧的所述第二辐射贴片的宽度从所述第二传输线一端到所述第二传输线的中间变宽，从所述第二传输线的中间到所述第二传输线的另一端变窄。

本实用新型的另一个目的在于提供一种车辆，其包括如上所述的角雷达。

本实用新型的有益效果：

本实用新型所提供的一种角雷达，包括介质基板、金属地板和天线，天线包括多个辐射天线和多个寄生天线，每个辐射天线的两侧均设置有一个寄生天线，在介质基板的另一侧设置有金属地板，寄生天线通过介质基板上的金属过孔与金属地板电连接。利用寄生天线的二次辐射与辐射天线的辐射波反向抵消，展宽辐射天线方位面的波束宽度，并且提升了辐射天线之间的隔离度，从而使得辐射天线便于布局，减小雷达板的体积。

附图说明

图1是现有技术中角雷达的主视图；

图2是现有技术中角雷达的S参数仿真图；

图3是现有技术中角雷达的方向仿真图；

图4是本实用新型所提供的角雷达的主视图；

图5是本实用新型所提供的角雷达的侧视图

图6是本实用新型所提供的角雷达的S参数仿真图；

图7是本实用新型所提供的角雷达的方向仿真图。

图中：

1、介质基板；11、金属过孔；2、天线；21、辐射天线；211、第一传输线；212、第一辐射贴片；213、馈线；22、寄生天线；221、第二传输线；222、第二辐射贴片；3、金属地板。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

现有技术中，车辆上会安装行车雷达，通过雷达可以帮助驾驶员避免与道路上的其他车辆、行人和目标发生碰撞造成交通事故。其中角雷达用于盲区监测、侧向车道碰撞预警、变道辅助。雷达通过其中的天线向周围空间发射电磁波，并接收反射回的电磁波。

为了在展宽方位面的波束宽度，如图4-图5所示，本实用新型的一个实施例提供一种角雷达，其包括：天线2、介质基板1和金属地板3。天线2布置于金属基板1的一侧面上，金属地板3位于介质基板1的另一侧面上。天线2包括多个辐射天线21和多个寄生天线22，多个寄生天线22平行间隔排布，多个辐射天线21一一对应的设置于相邻两个寄生天线22之间。其中，介质基板1上开设有贯通上述两个侧面的金属过孔11。天线2固定设置于介质基板1的一侧，包括多个辐射天线21和多个寄生天线22，每个辐射天线21的两侧均设有一个寄生天线22。参见图4，其示出了两根辐射天线21，平行地设置于介质基板1的一侧表面上。多根辐射天线21可以完全相同，也可以采用不同的结构、材料、性能，以实现多种辐射频谱的辐射。继续参见图4，其示出了三根寄生天线22，每根辐射天线21两侧均具有寄生天线22。金属地板3设置于介质基板1的另一侧，寄生天线22的馈电端通过金属过孔11与金属地板3连接。可选地，在介质基板1上开设有多个金属过孔11，且金属过孔11与寄生天线22一一对应设置。

利用寄生天线22的二次辐射与辐射天线21的辐射波反向抵消，从而展宽辐射天线21方位面的波束宽度，从而展宽了角雷达的探测角度，并且提升了辐射天线21之间的隔离度，提升角雷达发射的电磁波的接收强度。相邻的辐射天线21的距离相比现有技术得以缩短，从而使得辐射天线21便于布局，减小雷达板的体积。

在一个实施例中，可选地，相邻的辐射天线21与寄生天线22之间的间距相等。如此，能够对辐射天线21和寄生天线22的排布进行优化，从而便于在介质基板1上布置辐射天线21和寄生天线22。在另外的实施例中，辐射天线21与寄生天线22的间距可以根据实际需要改变，例如为了避让介质基板1上的电子元件而改变某两根天线间的距离，使之与其他天线间的距离不同。在一些实施例中，天线间的间距可以根据实际发射的频率进行选择，以减少相互间的影响。

在一个实施例中，可选地，辐射天线21包括馈线213、第一传输线211和多个第一辐射贴片212。馈线213与第一传输线211的一端连接，以提供激励源。多个第一辐射贴片212分布在第一传输线211的两侧，形成鱼骨状。多个第一辐射贴片212均与第一传输线211导通。芯片通过馈线213对第一传输线211施加激励，使得第一辐射贴片212发射电磁波。

在一个实施例中，可选地，寄生天线22可以形成为与辐射天线21完全相同的结构，包括第二传输线221和多个第二辐射贴片222，馈电端设置在第二传输线221上，多个第二辐射贴片222分布在第二传输线221的两侧，多个第二辐射贴片222均与第二传输线221导通。芯片通过馈电端对第二传输线221施加激励，使得第二辐射贴片222发射电磁波。在其他实施例中，寄生天线22可以与辐射天线21完全不同。

在一个实施例中，可选地，位于同一侧的相邻的第一辐射贴片212之间形成多个第一凹槽，位于同一侧的相邻的第二辐射贴片222之间形成多个第二凹槽，第二辐射贴片222一一对应的位于第一凹槽中，第一辐射贴片212一一对应的位于第二凹槽中。通过将第一辐射贴片212与第二辐射贴片222交错嵌设，保证第一辐射贴片212和第二辐射贴片222排布后，占用的空间较小，从而减小雷达板的体积。

可选地，如图4所示，以上下方位表示高度方向，第一传输线211与第二传输线221的高度相等，以左右方位表示长度方向，第一辐射贴片212与第二辐射贴片222的长度相等。通过上述设置，能够保证寄生天线22和辐射天线21均工作在相同的频段76GHz-79GHz。其中，76-79GHz是寄生天线22与辐射天线21正常工作的频率段，使得寄生天线22和辐射天线21均能够正常工作，同时利用寄生天线22的二次辐射与辐射天线21的辐射波反向抵消，展宽辐射天线21方位面的波束宽度。在其他实施例中，第一传输线211与第二传输线221也可以设计为不同的高度，第一辐射贴片212与第二辐射贴片222的长度也可以设计为不同的长度，可以根据实际的需要进行设计，只要保证寄生天线22和辐射天线21均工作在相同的频段76GHz-79GHz即可，在此不做过多限制。

在一个实施例中，可选地，位于第一传输线211同一侧的相邻的第一辐射贴片212的间距为一个波长，位于第一传输线211两侧的相邻的第一辐射贴片212的间距为半个波长。通过上述设置，由于位于同一侧相邻的第一辐射贴片212为一个完整的波长，从而提升同侧的第一辐射贴片212的同向的辐射增益。在其他实施例中，也可以对相邻的第一辐射贴片212的距离进行灵活配置，以实现不同的辐射增益。

在一个实施例中，可选地，位于第一传输线211的同一侧的第一辐射贴片212的宽度从第一传输线211一端到第一传输线211的中间变宽，从第一传输线211的中间到第一传输线211的另一端变窄。具体地，位于同侧的第一辐射贴片212的排布符合切比雪夫定律分布，能够保证同侧的第一辐射贴片212的辐射波束能量最大化。在其他实施例中，也可以根据需要对第一辐射贴片212的宽度进行灵活设计，以实现同侧的第一辐射贴片212的不同的辐射波束能量值。

在一个实施例中，可选地，位于第二传输线221同一侧的相邻的第二辐射贴片222的间距为一个波长，位于第二传输线221两侧的相邻的第二辐射贴片222的间距为半个波长，从而提升同侧的第二辐射贴片222的同向的辐射增益。在其他实施例中，也可以对相邻的第二辐射贴片222的距离进行灵活配置，以实现不同的辐射增益。

在一个实施例中，可选地，位于第二传输线221的同一侧的第二辐射贴片222的宽度从第二传输线221一端到第二传输线221的中间变宽，从第二传输线221的中间到第二传输线221的另一端变窄。通过上述设置，可以增加同侧的第二辐射贴片222的辐射增益，提升辐射波束的能量。在其他实施例中，也可以根据需要对第二辐射贴片222的宽度进行灵活设计，以实现同侧的第二辐射贴片222的不同的辐射波束能量值，在此不做过多限制。

在一个实施例中，可选地，在本实施例中，辐射天线21设置有两个，寄生天线22设置有三个，金属过孔11开设有三个。通过上述设置，可以在保证展宽方位面的波束宽度的同时，便于布局，减少雷达板的体积。当然，通过增加辐射天线21和寄生天线22的数目可以进一步展宽方位面的波束宽度，但是随着辐射天线21和寄生天线22的安装数量增加，势必会导致雷达板的体积增加，而且需要的雷达芯片的接口也会随着增加，因此，辐射天线21和寄生天线22的数量可以根据实际的需要进行设置，在此不做过多限制。

在图2和图6中，是角雷达的S参数仿真图。横坐标为频率，纵坐标为分贝。通过图2与图6的对比可以看到，加寄生天线22与不加寄生天线22相比，两根辐射天线21之间的隔离度提高了4dB。

在图3和图6中，横坐标为角度，纵坐标为分贝。通过图3和图6相比，加寄生天线22与不加寄生天线22相比，方位面3dB波束宽度提高了39.6度，方位面6dB波束宽度提高了43.9度。由此可见，在辐射天线21两边加寄生天线22并通过金属过孔11与金属地板3相接，可以达到展宽天线波束宽度的效果，并且对提高辐射天线21之间隔离度也有一定效果。

在本实用新型的另一个实施例中提供了一种车辆，包括如上的角雷达，该角雷达增强了对反射的电磁波信号的接收，而且展宽了探测的角度，提升了行车的安全性，可以很好地满足汽车在盲区监测、侧向车道碰撞预警、变道辅助等应用场景下行车的需要。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种角雷达，其特征在于，包括：

介质基板(1)，所述介质基板(1)上开设有金属过孔(11)；

天线(2)，设置于所述介质基板(1)的一侧，包括多个辐射天线(21)和多个寄生天线(22)，每个所述辐射天线(21)的两侧均设有一个所述寄生天线(22)；

金属地板(3)，设置于所述介质基板(1)的另一侧，所述寄生天线(22)的馈电端通过所述金属过孔(11)与所述金属地板(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种角雷达，其特征在于，相邻的所述辐射天线(21)与所述寄生天线(22)之间的间距相等。

3.根据权利要求1或2所述的一种角雷达，其特征在于，所述辐射天线(21)包括馈线(213)、第一传输线(211)和多个第一辐射贴片(212)，所述馈线(213)与所述第一传输线(211)的一端连接，多个所述第一辐射贴片(212)分布在所述第一传输线(211)的两侧，多个所述第一辐射贴片(212)均与所述第一传输线(211)导通。

4.根据权利要求3所述的一种角雷达，其特征在于，位于所述第一传输线(211)同一侧的相邻的所述第一辐射贴片(212)的间距为一个波长，位于所述第一传输线(211)两侧的相邻的第一辐射贴片(212)的间距为半个波长。

5.根据权利要求3所述的一种角雷达，其特征在于，所述寄生天线(22)包括第二传输线(221)和多个第二辐射贴片(222)，所述馈电端设置在所述第二传输线(221)上，多个所述第二辐射贴片(222)分布在所述第二传输线(221)的两侧，多个所述第二辐射贴片(222)均与所述第二传输线(221)导通。

6.根据权利要求5所述的一种角雷达，其特征在于，位于所述第二传输线(221)同一侧的相邻的所述第二辐射贴片(222)的间距为一个波长，位于所述第二传输线(221)两侧的相邻的第二辐射贴片(222)的间距为半个波长。

7.根据权利要求5或6所述的一种角雷达，其特征在于，所述第一传输线(211)与所述第二传输线(221)的高度相等，所述第一辐射贴片(212)与所述第二辐射贴片(222)的长度相等。

8.根据权利要求5或6所述的一种角雷达，其特征在于，位于同一侧的相邻的所述第一辐射贴片(212)之间形成多个第一凹槽，位于同一侧的相邻的所述第二辐射贴片(222)之间形成多个第二凹槽，所述第二辐射贴片(222)一一对应的位于所述第一凹槽中，所述第一辐射贴片(212)一一对应的位于所述第二凹槽中。

9.根据权利要求3所述的一种角雷达，其特征在于，位于所述第一传输线(211)的同一侧的所述第一辐射贴片(212)的宽度从所述第一传输线(211)一端到所述第一传输线(211)的中间变宽，从所述第一传输线(211)的中间到所述第一传输线(211)的另一端变窄。

10.根据权利要求5所述的一种角雷达，其特征在于，位于所述第二传输线(221)的同一侧的所述第二辐射贴片(222)的宽度从所述第二传输线(221)一端到所述第二传输线(221)的中间变宽，从所述第二传输线(221)的中间到所述第二传输线(221)的另一端变窄。

11.一种车辆，其特征在于，其包括如权利要求1-10任一项所述的角雷达。

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