CN216671922U - 用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线及雷达 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线及雷达，包括馈电单元、第一线阵、第二线阵、第三线阵，所述馈电单元设置有第一输入端、第二输入端、第一馈电端、第二馈电端、第三馈电端，所述第一输入端与第一天线的馈电网络连接，所述第二输入端与第二天线的馈电网络连接，所述第一馈电端与所述第一线阵连接，所述第二馈电端与所述第二线阵连接，所述第三馈电端与所述第三线阵连接。本申请的有益效果是：本申请第二线阵为共用线阵，通过共用中间的线阵，可以在阵间距设计为半波长的情况下，使用面阵天线，通过设计赋型面阵的馈电网络，改变馈入天线的幅度和相位，即可得到赋型面阵天线的方向图。

Description

用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线及雷达

技术领域

本申请涉及汽车电子技术领域，更具体地，涉及用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线及雷达。

背景技术

77GHz汽车毫米波雷达传感器的发展趋势是尺寸越来越小，功能性越来越好。结合自动驾驶/辅助驾驶对传感器的需求，传感器在不同角度的探测范围需求不是完全一样的，对收发面阵天线赋形的设计可以很好的利用有限的资源优化探测范围。在现有技术中，波束赋形面阵馈线难以设计，半波长间距阵型限制了天线的空间，两个线阵组成的普通面阵尺寸过大，无法实现。

发明内容

本申请为克服上述现有技术中波束赋形面阵馈线难以设计，半波长间距阵型限制了天线的空间，两个线阵组成的普通面阵尺寸过大，无法实现的问题，本申请提供用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线及雷达。

一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线，包括馈电单元、第一线阵、第二线阵、第三线阵，

所述馈电单元设置有第一输入端、第二输入端、第一馈电端、第二馈电端、第三馈电端，所述第一输入端与第一天线的馈电网络连接，所述第二输入端与第二天线的馈电网络连接，所述第一馈电端与所述第一线阵连接，所述第二馈电端与所述第二线阵连接，所述第三馈电端与所述第三线阵连接。

可选地，所述第一线阵、第一线阵组成第一天线的馈电网络的第一面阵，所述第二线阵、第三线阵组成第二天线的馈电网络的第二面阵。

可选地，所述馈电单元包括第一功分器、第二功分器、第三功分器，

相互组合的所述第一功分器、第二功分器、第三功分器形成所述第一输入端、第二输入端、第一馈电端、第二馈电端、第三馈电端。

可选地，第一功分器、第二功分器、第三功分器均为一分二功分器，

其中，所述第一功分器的输入端为所述第一输入端，第一输出端为所述第一馈电端，第二输出端与所述第三功分器的第一输入端连接；

所述第二功分器的输入端为所述第二输入端，第一输出端与所述第三功分器的第二输入端连接，第二输出端为所述第三馈电端；

所述第三功分器的输出端为所述第二馈电端。

可选地，所述第一线阵和第二线阵间距、所述第二线阵和第三线阵间距均为半波长。

可选地，所述第一线阵包括馈电微带、辐射金属贴片阵列，所述馈电微带一端与所述第一馈电端连接，所述馈电微带另一端与所述辐射金属贴片阵列；所述辐射金属贴片包括多个辐射金属贴片、以及连接在相邻金属贴片间的微带匹配带，多个所述辐射金属贴片沿馈电方向所在直线分布。

可选地，所述第二线阵包括馈电微带、辐射金属贴片阵列，所述馈电微带一端与所述第二馈电端连接，所述馈电微带另一端与所述辐射金属贴片阵列；所述辐射金属贴片包括多个辐射金属贴片、以及连接在相邻金属贴片间的微带匹配带，多个所述辐射金属贴片沿馈电方向所在直线分布。

可选地，所述第三线阵包括馈电微带、辐射金属贴片阵列，所述馈电微带一端与所述第三馈电端连接，所述馈电微带另一端与所述辐射金属贴片阵列；所述辐射金属贴片包括多个辐射金属贴片、以及连接在相邻金属贴片间的微带匹配带，多个所述辐射金属贴片沿馈电方向所在直线分布。

可选地，所述辐射金属贴片的数量为5个，且多个辐射金属贴片等距分布。

此外，本申请还提供一种雷达，所述雷达设置有上述的一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：本申请第二线阵为共用线阵，通过共用中间的线阵，可以在阵间距设计为半波长的情况下，使用面阵天线，通过设计赋型面阵的馈电网络，改变馈入天线的幅度和相位，即可得到赋型面阵天线的方向图。由第一线阵、第二线阵组成的第一面阵，第二线阵、第三线阵组成第二面阵两者的馈电网络是独立的，因此两个面阵的方向图也是独立的。用相同的幅相设置，得到两个一致的面阵方向图。解决了现有技术中的波束赋形面阵馈线难以设计，半波长间距阵型限制了天线的空间，两个线阵组成的普通面阵尺寸过大，无法实现的问题。

附图说明

图1为本申请实施例的天线示意图。

图2为本申请实施例的馈电单元示意图。

图3为本申请实施例的归一化的第一线阵、第二线阵、第三线阵的方向图。

图4为本申请实施例的归一化的第一面阵、第二面阵赋形的方向图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本申请作进一步的说明。

本申请实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

此外，若有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

实施例1，

在如图1-4所述的实施例中，本申请提供了一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线，包括馈电单元4、第一线阵1、第二线阵2、第三线阵3，馈电单元4设置有第一输入端41、第二输入端42、第一馈电端43、第二馈电端44、第三馈电端45，第一输入端41与第一天线的馈电网络连接，第二输入端42与第二天线的馈电网络连接，第一馈电端43与第一线阵1连接，第二馈电端44与第二线阵2连接，第三馈电端45与第三线阵3连接。在本实施例中，本申请通过馈电单元4与雷达的第一天线馈电网络、第二天线馈电网络连接，再分别通过第一线阵1、第二线阵2、第三线阵3进行辐射；其中，第二线阵2分别连接第一天线馈电网络、第二天线馈电网络信号，形成共用天线。本申请第二线阵2为共用线阵，通过共用中间的线阵，可以在阵间距设计为半波长的情况下，使用面阵天线，通过设计赋型面阵的馈电网络，改变馈入天线的幅度和相位，即可得到赋型面阵天线的方向图。第一线阵1、第一线阵1组成第一天线的馈电网络的第一面阵，第二线阵2、第三线阵3组成第二天线的馈电网络的第二面阵。在本实施例中，由第一线阵1、第二线阵2组成的第一面阵，第二线阵2、第三线阵3组成第二面阵两者的馈电网络是独立的，因此两个面阵的方向图也是独立的。参见图3-4，用相同的幅相设置，得到两个一致的面阵方向图。解决了现有技术中的波束赋形面阵馈线难以设计，半波长间距阵型限制了天线的空间，两个线阵组成的普通面阵尺寸过大，无法实现的问题。

实施例2，

馈电单元4包括第一功分器5、第二功分器6、第三功分器7，相互组合的第一功分器5、第二功分器6、第三功分器7形成第一输入端41、第二输入端42、第一馈电端43、第二馈电端44、第三馈电端45。在本实施例中，馈电单元可以由多个功分器进行组合，形成两进三出的馈电单元。在本实施例中，馈电单元由第一功分器5、第二功分器6、第三功分器7组成。第一功分器5、第二功分器6、第三功分器7均为一分二功分器，其中，第一功分器5的输入端为第一输入端41，第一输出端为第一馈电端43，第二输出端与第三功分器7的第一输入端41连接；第二功分器6的输入端为第二输入端42，第一输出端与第三功分器7的第二输入端42连接，第二输出端为第三馈电端45；第三功分器7的输出端为第二馈电端44。在本实施例中，本申请通过将第三功分器7的两输入端分别接在第一功分器5的输出端、第二功分器6的输出端，形成了第一输入端41、第二输入端42、第一馈电端43、第二馈电端44、第三馈电端45，且分别与第一天线馈电网络、第二天线馈电网络、第一线阵1、第二线阵2、第三线阵3连接。本申请第二线阵2为共用线阵，通过共用中间的线阵，可以在阵间距设计为半波长的情况下，使用面阵天线，通过设计赋型面阵的馈电网络，改变馈入天线的幅度和相位，即可得到赋型面阵天线的方向图。由第一线阵1、第二线阵2组成的第一面阵，第二线阵2、第三线阵3组成第二面阵两者的馈电网络是独立的，因此两个面阵的方向图也是独立的。用相同的幅相设置，得到两个一致的面阵方向图。解决了现有技术中的波束赋形面阵馈线难以设计，半波长间距阵型限制了天线的空间，两个线阵组成的普通面阵尺寸过大，无法实现的问题。

实施例3，

第一线阵1和第二线阵2间距、第二线阵2和第三线阵3间距均为半波长。通过共用中间的线阵，可以在阵间距设计为半波长的情况下，使用面阵天线，通过设计赋型面阵的馈电网络，改变馈入天线的幅度和相位，即可得到赋型面阵天线的方向图。本申请第二线阵2为共用线阵，通过共用中间的线阵，可以在阵间距设计为半波长的情况下，使用面阵天线，通过设计赋型面阵的馈电网络，改变馈入天线的幅度和相位，即可得到赋型面阵天线的方向图。由第一线阵1、第二线阵2组成的第一面阵，第二线阵2、第三线阵3组成第二面阵两者的馈电网络是独立的，因此两个面阵的方向图也是独立的。用相同的幅相设置，得到两个一致的面阵方向图。解决了现有技术中的波束赋形面阵馈线难以设计，半波长间距阵型限制了天线的空间，两个线阵组成的普通面阵尺寸过大，无法实现的问题。

在上述实施例的一种实施方式中，第一线阵1包括馈电微带11、辐射金属贴片阵列，馈电微带一端与第一馈电端43连接，馈电微带另一端与辐射金属贴片阵列；辐射金属贴片包括多个辐射金属贴片13、以及连接在相邻金属贴片13间的微带匹配带12，多个辐射金属贴片14沿馈电方向所在直线分布。辐射金属贴片14通过微带匹配带12、馈电微带11进行馈电辐射。辐射金属贴片13的数量为5个，且多个辐射金属贴片13等距分布。

在上述实施例的一种实施方式中，第二线阵2包括馈电微带、辐射金属贴片阵列，馈电微带一端与第二馈电端44连接，馈电微带另一端与辐射金属贴片阵列；辐射金属贴片包括多个辐射金属贴片、以及连接在相邻金属贴片间的微带匹配带，多个辐射金属贴片沿馈电方向所在直线分布。辐射金属贴片通过微带匹配带、馈电微带进行馈电辐射。辐射金属贴片的数量为5个，且多个辐射金属贴片等距分布。

在上述实施例的一种实施方式中，第三线阵3包括馈电微带、辐射金属贴片阵列，馈电微带一端与第三馈电端45连接，馈电微带另一端与辐射金属贴片阵列；辐射金属贴片包括多个辐射金属贴片、以及连接在相邻金属贴片间的微带匹配带，多个辐射金属贴片沿馈电方向所在直线分布。辐射金属贴片通过微带匹配带、馈电微带进行馈电辐射。辐射金属贴片的数量为5个，且多个辐射金属贴片等距分布。

实施例4，

本申请还提供一种雷达，雷达设置有上述的一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线。包括馈电单元4、第一线阵1、第二线阵2、第三线阵3，馈电单元4设置有第一输入端41、第二输入端42、第一馈电端43、第二馈电端44、第三馈电端45，第一输入端41与第一天线的馈电网络连接，第二输入端42与第二天线的馈电网络连接，第一馈电端43与第一线阵1连接，第二馈电端44与第二线阵2连接，第三馈电端45与第三线阵3连接。第一线阵1、第一线阵1组成第一天线的馈电网络的第一面阵，第二线阵2、第三线阵3组成第二天线的馈电网络的第二面阵。在本申请的雷达上设置有射频芯片，射频芯片通过谐振电路分别进行第一天线馈电、第二天线馈电，第一天线馈电网络的输出端与第一输入端41连接，第二天线馈电网络的输出端与第二输入端42连接。馈电单元4包括第一功分器5、第二功分器6、第三功分器7，相互组合的第一功分器5、第二功分器6、第三功分器7形成第一输入端41、第二输入端42、第一馈电端43、第二馈电端44、第三馈电端45。在本实施例中，馈电单元4可以由多个功分器进行组合，形成两进三出的馈电单元4。在本实施例中，馈电单元4由第一功分器5、第二功分器6、第三功分器7组成。第一功分器5、第二功分器6、第三功分器7均为一分二功分器，其中，第一功分器5的输入端为第一输入端41，第一输出端为第一馈电端43，第二输出端与第三功分器7的第一输入端41连接；第二功分器6的输入端为第二输入端42，第一输出端与第三功分器7的第二输入端42连接，第二输出端为第三馈电端45；第三功分器7的输出端为第二馈电端44。在本实施例中，本申请通过将第三功分器7的两输入端分别接在第一功分器5的输出端、第二功分器6的输出端，形成了第一输入端41、第二输入端42、第一馈电端43、第二馈电端44、第三馈电端45，且分别与第一天线馈电网络、第二天线馈电网络、第一线阵1、第二线阵2、第三线阵3连接。本申请第二线阵2为共用线阵，通过共用中间的线阵，可以在阵间距设计为半波长的情况下，使用面阵天线，通过设计赋型面阵的馈电网络，改变馈入天线的幅度和相位，即可得到赋型面阵天线的方向图。由第一线阵1、第二线阵2组成的第一面阵，第二线阵2、第三线阵3组成第二面阵两者的馈电网络是独立的，因此两个面阵的方向图也是独立的。用相同的幅相设置，得到两个一致的面阵方向图。解决了现有技术中的波束赋形面阵馈线难以设计，半波长间距阵型限制了天线的空间，两个线阵组成的普通面阵尺寸过大，无法实现的问题。

显然，本申请的上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定。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。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线，其特征在于，包括馈电单元、第一线阵、第二线阵、第三线阵，

所述馈电单元设置有第一输入端、第二输入端、第一馈电端、第二馈电端、第三馈电端，所述第一输入端与第一天线的馈电网络连接，所述第二输入端与第二天线的馈电网络连接，所述第一馈电端与所述第一线阵连接，所述第二馈电端与所述第二线阵连接，所述第三馈电端与所述第三线阵连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线，其特征在于，所述第一线阵、第一线阵组成第一天线的馈电网络的第一面阵，所述第二线阵、第三线阵组成第二天线的馈电网络的第二面阵。

3.根据权利要求2所述的一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线，其特征在于，所述馈电单元包括第一功分器、第二功分器、第三功分器，

相互组合的所述第一功分器、第二功分器、第三功分器形成所述第一输入端、第二输入端、第一馈电端、第二馈电端、第三馈电端。

4.根据权利要求3所述的一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线，其特征在于，第一功分器、第二功分器、第三功分器均为一分二功分器，

其中，所述第一功分器的输入端为所述第一输入端，第一输出端为所述第一馈电端，第二输出端与所述第三功分器的第一输入端连接；

所述第二功分器的输入端为所述第二输入端，第一输出端与所述第三功分器的第二输入端连接，第二输出端为所述第三馈电端；

所述第三功分器的输出端为所述第二馈电端。

5.根据权利要求1所述的一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线，其特征在于，所述第一线阵和第二线阵间距、所述第二线阵和第三线阵间距均为半波长。

6.根据权利要求1所述的一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线，其特征在于，所述第一线阵包括馈电微带、辐射金属贴片阵列，所述馈电微带一端与所述第一馈电端连接，所述馈电微带另一端与所述辐射金属贴片阵列；所述辐射金属贴片包括多个辐射金属贴片、以及连接在相邻金属贴片间的微带匹配带，多个所述辐射金属贴片沿馈电方向所在直线分布。

7.根据权利要求1所述的一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线，其特征在于，所述第二线阵包括馈电微带、辐射金属贴片阵列，所述馈电微带一端与所述第二馈电端连接，所述馈电微带另一端与所述辐射金属贴片阵列；所述辐射金属贴片包括多个辐射金属贴片、以及连接在相邻金属贴片间的微带匹配带，多个所述辐射金属贴片沿馈电方向所在直线分布。

8.根据权利要求1所述的一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线，其特征在于，所述第三线阵包括馈电微带、辐射金属贴片阵列，所述馈电微带一端与所述第三馈电端连接，所述馈电微带另一端与所述辐射金属贴片阵列；所述辐射金属贴片包括多个辐射金属贴片、以及连接在相邻金属贴片间的微带匹配带，多个所述辐射金属贴片沿馈电方向所在直线分布。

9.根据权利要求6-8任一项所述的一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线，其特征在于，所述辐射金属贴片的数量为5个，且多个辐射金属贴片等距分布。

10.一种雷达，其特征在于，所述雷达设置有权利要求1-9任一项所述的一种用于77GHz汽车雷达共用天线的赋型面阵天线。

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