CN215342991U - 天线系统及车载毫米波雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及天线技术领域，公开了一种天线系统及车载毫米波雷达。该系统包括天线阵列以及所述天线阵列的第一接地层和第二接地层，所述天线阵列用于向自由空间辐射电磁波，所述第一接地层所在的第一PCB面上间隔设置有多个金属贴片，所述金属贴片用于调节所述电磁波经反射后形成的反射电磁波的相位。通过上述方式，本实用新型实施例提升了天线系统的大角度感知能力。

Description

天线系统及车载毫米波雷达

技术领域

本实用新型实施例涉及天线技术领域，具体涉及一种天线系统及车载毫米波雷达。

背景技术

随着智能驾驶技术的不断发展，车载毫米波雷达得到广泛应用。车载毫米波雷达是工作在毫米波波段的探测雷达，通过天线系统探测车辆周围的障碍物。

相关技术中，毫米波雷达的天线系统一般包括天线阵列和金属地，天线阵列可以向自由空间辐射高频雷达信号。然而，发明人在实现本实用新型实施例的过程中发现：天线阵列辐射的高频雷达信号经过金属地后会产生反射雷达信号，反射雷达信号与天线阵列辐射的高频雷达信号之间会产生抵消，导致天线阵列的辐射方向图在大角度方向产生凹坑，使得天线系统的大角度感知能力较差。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型实施例提供了一种天线系统及车载毫米波雷达，用于解决现有技术中存在天线系统大角度感知能力较差的问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种天线系统，所述系统包括天线阵列以及所述天线阵列的第一接地层和第二接地层，所述天线阵列用于向自由空间辐射电磁波，所述第一接地层所在的第一PCB面上间隔设置有多个金属贴片，所述金属贴片用于调节所述电磁波经反射后形成的反射电磁波的相位。

在一种可选的方式中，所述金属贴片为正方形，所述金属贴片的边长为四分之一波导波长。

在一种可选的方式中，相邻所述金属贴片之间的横向间距与纵向间距均为二分之一波导波长。

在一种可选的方式中，所述天线阵列位于第二PCB面，所述第二接地层位于第三PCB面，所述第一PCB面与所述第二PCB面之间设置有第一介质层，所述第一PCB面与所述第三PCB面之间设置有第二介质层。

在一种可选的方式中，所述第一接地层位于所述天线阵列的正下方，所述金属贴片分布于所述第一接地层左右两侧。

在一种可选的方式中，所述金属贴片均匀铺满所述第一PCB面上除所述第一接地层之外的区域。

在一种可选的方式中，所述第二接地层均匀铺满所述第三PCB面。

在一种可选的方式中，所述金属贴片为圆形，所述金属贴片的直径为四分之一波导波长。

在一种可选的方式中，所述天线阵列的宽度小于所述第一接地层的宽度。

根据本实用新型实施例的另一方面，提供了一种车载毫米波雷达，所述毫米波雷达包括上述的天线系统。

本实用新型实施例中，天线系统包括天线阵列以及天线阵列的第一接地层和第二接地层，天线阵列可以向自由空间辐射电磁波；第一接地层所在的第一PCB面上间隔设置有多个金属贴片，金属贴片用于调节电磁波经反射后形成的反射电磁波的相位。可以看出，通过在第一PCB面上间隔设置多个金属贴片，可以调节电磁波经反射后形成的反射电磁波的相位，使得反射电磁波与天线阵列辐射的电磁波在大角度进行叠加，从而消除天线阵列的辐射方向图在大角度方向产生的凹坑，提升了天线阵列在大角度方向的感知能力。

上述说明仅是本实用新型实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

附图仅用于示出实施方式，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本实用新型实施例提供的天线系统的结构示意图；

图2示出了本实用新型另一实施例提供的天线系统的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例提供的天线系统的方向图的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。

图1示出了本实用新型实施例提供的天线系统的结构示意图，该天线系统可以应用于车载毫米波雷达。如图1所示，该天线系统包括天线阵列10以及天线阵列的第一接地层20和第二接地层30，第一接地层20和第二接地层30一般为金属接地层。天线阵列10用于向自由空间辐射电磁波，第一接地层20所在的第一PCB面上间隔设置有多个金属贴片60，金属贴片60用于调节电磁波经反射后形成的反射电磁波的相位。

其中，车载毫米波雷达辐射的电磁波频率较高，波长较短。天线系统的电尺寸为物理尺寸与电磁波波长的比值，在天线系统的PCB物理尺寸一定的情况下，电磁波的波长越短，则天线系统的PCB电尺寸越大。天线阵列10上电后，可以向自由空间辐射电磁波。天线阵列10辐射的电磁波中部分电磁波被第二接地层30反射后可以形成反射电磁波。反射电磁波与天线阵列10辐射的电磁波在大角度方向会产生相互抵消，使得天线阵列10的辐射方向图在大角度方向产生凹坑，降低了车载毫米波雷达大角度的增益，减弱了车载毫米波雷达对大角度方向上障碍物的探测能力。

通过在第一接地层20所在的第一PCB面上间隔设置多个金属贴片60，电磁波被第二接地层30折射后形成的反射电磁波经过金属贴片60后，相位发生改变，使得反射电磁波与天线阵列10辐射的电磁波在大角度方向不再相互抵消，从而可以避免天线阵列10的辐射方向图在大角度方向产生凹坑，提高了车载毫米波雷达大角度的增益，增强了车载毫米波雷达对大角度方向上障碍物的探测能力。

本实用新型实施例中，天线系统包括天线阵列以及天线阵列的第一接地层和第二接地层，天线阵列可以向自由空间辐射电磁波；第一接地层所在的第一PCB面上间隔设置有多个金属贴片，金属贴片用于调节电磁波经反射后形成的反射电磁波的相位。可以看出，通过在第一PCB面上间隔设置多个金属贴片，可以调节电磁波经反射后形成的反射电磁波的相位，使得反射电磁波与天线阵列辐射的电磁波在大角度进行叠加，从而消除天线阵列的辐射方向图在大角度方向产生的凹坑，提升了天线阵列在大角度方向的感知能力。

其中，在天线系统的PCB中，天线阵列10位于第二PCB面，第二接地层30位于第三PCB面。第一PCB面与第二PCB面之间设置有第一介质层40，第一PCB面与第三PCB面之间设置有第二介质层50。本实用新型实施例中，第二PCB面位于第一介质层40的上表面，第一PCB面位于第一介质层40的下表面，第三PCB面位于第二介质层50的下表面。第一介质层40和第二介质层50可以对天线阵列10、金属贴片60、第一接地层20和第二接地层30起到支撑作用。进一步的，金属贴片60的几何外形可以为正方形或圆形。天线阵列10可以位于第二PCB面的中部，第一接地层20可以位于第一PCB面的中部，天线阵列10的宽度小于第一接地层20的宽度。

图2示出了本实用新型另一实施例提供的天线系统的结构示意图。如图2所示，金属贴片60为正方形。金属贴片60的边长可以根据实际需要进行设计，金属贴片60的边长例如可以为四分之一波导波长。进一步的，还可以根据实际需要设计相邻金属贴片60之间的横向间距与纵向间距。相邻金属贴片60之间的横向间距与纵向间距例如均设计为二分之一波导波长。

其中，第一接地层20可以位于天线阵列10的正下方，金属贴片60分布于第一接地层20左右两侧。进一步的，金属贴片60可以均匀铺满第一PCB面上除第一接地层之外的区域。进一步的，第二接地层30可以均匀铺满第三PCB面。

在另一实施方式中，金属贴片60的结合外形可以为圆形，金属贴片60的直径为四分之一波导波长。相邻金属贴片60之间的横向间距与纵向间距例如均设计为二分之一波导波长。

图3示出了本实用新型实施例提供的天线系统的方向图的示意图。如图3所示，虚线代表传统天线系统的方向图，实线代表本实用新型天线系统的方向图。可以看出，传统天线系统的方向图在大角度方向存在多个凹坑，使得传统天线系统大角度的增益较低，对大角度方向上障碍物的探测能力较弱；本实用新型天线系统避免了大角度方向存在的凹坑，使得本实用新型天线系统大角度增益较高，对大角度方向上障碍物的探测能力较强。

本实用新型实施例中，天线系统包括天线阵列以及天线阵列的第一接地层和第二接地层，天线阵列可以向自由空间辐射电磁波；第一接地层所在的第一PCB面上间隔设置有多个金属贴片，金属贴片用于调节电磁波经反射后形成的反射电磁波的相位。可以看出，通过在第一PCB面上间隔设置多个金属贴片，可以调节电磁波经反射后形成的反射电磁波的相位，使得反射电磁波与天线阵列辐射的电磁波在大角度进行叠加，从而消除天线阵列的辐射方向图在大角度方向产生的凹坑，提升了天线阵列在大角度方向的感知能力。

除此之外，本实用新型实施例还提供一种车载毫米波雷达，该车载毫米波雷达包括上述的天线系统。车载毫米波雷法的天线系统包括天线阵列以及天线阵列的第一接地层和第二接地层，天线阵列可以向自由空间辐射电磁波；第一接地层所在的第一PCB面上间隔设置有多个金属贴片，金属贴片用于调节电磁波经反射后形成的反射电磁波的相位。可以看出，通过在第一PCB面上间隔设置多个金属贴片，可以调节电磁波经反射后形成的反射电磁波的相位，使得反射电磁波与天线阵列辐射的电磁波在大角度进行叠加，从而消除天线阵列的辐射方向图在大角度方向产生的凹坑，提升了车载毫米波雷法在大角度方向的感知能力。

需要注意的是，除非另有说明，本实用新型实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本实用新型实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，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实施例的限制。

此外，技术术语“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。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种天线系统，其特征在于，所述系统包括天线阵列以及所述天线阵列的第一接地层和第二接地层，所述天线阵列用于向自由空间辐射电磁波，所述第一接地层所在的第一PCB面上间隔设置有多个金属贴片，所述金属贴片用于调节所述电磁波经反射后形成的反射电磁波的相位。

2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述金属贴片为正方形，所述金属贴片的边长为四分之一波导波长。

3.根据权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，相邻所述金属贴片之间的横向间距与纵向间距均为二分之一波导波长。

4.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述天线阵列位于第二PCB面，所述第二接地层位于第三PCB面，所述第一PCB面与所述第二PCB面之间设置有第一介质层，所述第一PCB面与所述第三PCB面之间设置有第二介质层。

5.根据权利要求4所述的天线系统，其特征在于，所述第一接地层位于所述天线阵列的正下方，所述金属贴片分布于所述第一接地层左右两侧。

6.根据权利要求4或5所述的天线系统，其特征在于，所述金属贴片均匀铺满所述第一PCB面上除所述第一接地层之外的区域。

7.根据权利要求4所述的天线系统，其特征在于，所述第二接地层均匀铺满所述第三PCB面。

8.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述金属贴片为圆形，所述金属贴片的直径为四分之一波导波长。

9.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述天线阵列的宽度小于所述第一接地层的宽度。

10.一种车载毫米波雷达，其特征在于，所述毫米波雷达包括权利要求1至9任一项所述的天线系统。

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