CN216850312U - 毫米波雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种毫米波雷达，包括介质基板、设于介质基板正面的雷达芯片以及通过微带线与雷达芯片相连的若干根发射天线和接收天线，发射天线和接收天线均由等长的线阵天线构成，线阵天线包括主馈线和若干个辐射单元，若干个辐射单元分设于主馈线的相对两侧，位于主馈线不同侧的各辐射单元相互错位，位于主馈线的相同侧的各辐射单元的面积是自主馈线的中段向两端依次递减，其中一根发射天线的起始端比其他发射天线的起始端要向其末端方向凸出半个波长，其余的发射天线和所有的接收天线的起始端均位于同一直线上。本实用新型实施例大幅度提高了天线增益效果，实现俯仰向监测，优化毫米波雷达对外围环境分辨能力。

Description

毫米波雷达

技术领域

本实用新型实施例涉及雷达技术领域，尤其涉及一种毫米波雷达。

背景技术

为了保证驾驶安全，通常会在机动车上安装雷达以辅助驾驶员对行驶过程中的各种情况做出预判。现有的设置于机动车前端的前角雷达主要涉及的功能为：ACC(自动巡航)、AEB(自动紧急制动)、FCW(前碰撞报警)和FCTA(前横向交通报警)，因此对前角雷达FOV(视场角)的探测范围要求大。常见的前角雷达多采用胡芦串式的线阵天线，即：在每根线阵天线的主馈线的相对两侧对称地设置辐射单元，由于受雷达尺寸限制，每根线阵天线所包含的辐射单元数量少，天线增益效果有限，且不具备俯仰向测角功能，对外围环境分辨能力差。

实用新型内容

本实用新型实施例要解决的技术问题在于，提供一种毫米波雷达，发射天线和/或接收天线上连接的辐射单元数量多，天线增益效果好，同时具备俯仰向测角功能。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：一种毫米波雷达，包括介质基板、组装于所述介质基板正面的雷达芯片以及相互平行地设置于所述介质基板正面并均以起始端连接至所述雷达芯片的若干根发射天线和若干根接收天线，所述发射天线和所述接收天线均由等长的线阵天线构成，所述线阵天线包括主馈线和若干个连接所述主馈线的辐射单元，若干个所述辐射单元分设于所述主馈线的相对两侧，位于所述主馈线不同侧的各辐射单元相互错位，位于所述主馈线的相同侧的各辐射单元的面积是自所述主馈线的中段向两端依次递减，其中一根发射天线的起始端比其他发射天线的起始端要向所述发射天线的末端方向凸出半个波长，其余的发射天线和所有的接收天线的起始端均位于同一直线上，所述发射天线和所述接收天线的起始端均通过相应的微带线连接至所述雷达芯片。

进一步地，所述主馈线的相对两侧各设置有7个所述辐射单元，且位于所述主馈线相同侧的各辐射单元相对于位于最中间的一个辐射单元对称设置。

进一步地，所述发射天线为3根，位于中间的一根所述发射天线的起始端比其他发射天线的起始端要向所述发射天线的末端方向凸出半个波长。

进一步地，任意两根相邻的所述发射天线的主馈线中心的间距为1个波长。

进一步地，所述接收天线为4根，且任意两根相邻的所述接收天线的主馈线中心的间距为半个波长。

进一步地，所述毫米波雷达还包括设置于介质基板正面的接地板以及设置于所述介质基板正面并与所述接地板相连的接地天线，所述接地天线也由所述线阵天线构成。

进一步地，所述接地天线共设有两根且平行于所述接收天线设置，所述接收天线均设置于两根所述接地天线之间且所述接收天线的起始端与所述接地天线的起始端位于同一直线上，所述接地天线的主馈线中心与相邻的所述接收天线的主馈线中心的间距为半个波长。

进一步地，每根所述发射天线和/或所述接收天线均为水平极化天线。

采用上述技术方案后，本实用新型实施例至少具有如下有益效果：本实用新型实施例通过采用等长的线阵天线构成毫米波雷达的发射天线与接收天线，方便发射天线或接收天线的更换与组装，所述线阵天线包括主馈线和若干个连接所述主馈线的辐射单元，若干个所述辐射单元分设于所述主馈线的相对两侧，使得线阵天线在同等长度的主馈线下能够连接的辐射单元数量更多，大幅度提高了天线增益效果；且位于所述主馈线不同侧的各辐射单元相互错位，能够增大主馈线长度方向上连接的辐射单元的密度，每根所述线阵天线的辐射能量高，增大整体毫米波雷达的最远探测距离；同时在位于所述主馈线的相同侧的各辐射单元的面积是自所述主馈线的中段向两端依次递减，用于保证每个辐射单元为等相位分布，降低副瓣电平，进一步提升天线增益；另外通过将其中一根发射天线的起始端设置得比其他发射天线的起始端要向所述发射天线的末端方向凸出半个波长，调整其中一根发射天线的末端高度即可与其他发射天线配合实现俯仰向监测，且半个波长高度差设计，进一步提升俯仰角估计的分辨率，优化毫米波雷达对外围环境分辨能力。

附图说明

图1为本实用新型毫米波雷达一个可选实施例的平面结构示意图。

图2为本实用新型毫米波雷达一个可选实施例的平面辐射方向图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。应当理解，以下的示意性实施例及说明仅用来解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定，而且，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

如图1-图2所示，本实用新型一个可选实施例提供一种毫米波雷达，包括介质基板1、组装于所述介质基板1正面的雷达芯片2以及相互平行地设置于所述介质基板1正面并均以起始端连接至所述雷达芯片2的若干根发射天线3和若干根接收天线4，所述发射天线3和所述接收天线4均由等长的线阵天线30构成，所述线阵天线30包括主馈线301和若干个连接所述主馈线301的辐射单元303，若干个所述辐射单元303分设于所述主馈线301的相对两侧，位于所述主馈线301不同侧的各辐射单元303相互错位，位于所述主馈线301的相同侧的各辐射单元303的面积是自所述主馈线301的中段向两端依次递减，其中一根发射天线3的起始端比其他发射天线3的起始端要向所述发射天线3的末端方向凸出半个波长，其余的发射天线3和所有的接收天线4的起始端均位于同一直线上，所述发射天线3和所述接收天线4的起始端均通过相应的微带线5连接至所述雷达芯片2。

本实施例通过采用等长的线阵天线30构成毫米波雷达的发射天线3与接收天线4，方便发射天线3或接收天线4的更换与组装，所述线阵天线30包括主馈线301和若干个连接所述主馈线的辐射单元303，若干个所述辐射单元303分设于所述主馈线301的相对两侧，使得线阵天线30在同等长度的主馈线301下能够连接的辐射单元303数量更多，大幅度提高了天线增益效果；且位于所述主馈线301不同侧的各辐射单元303相互错位，能够增大主馈线301长度方向上连接的辐射单元303的密度，每根所述线阵天线30的辐射能量高，增大整体毫米波雷达的最远探测距离；同时在位于所述主馈线301的相同侧的各辐射单元303的面积是自所述主馈线301的中段向两端依次递减，用于保证每个辐射单元303为等相位分布，降低副瓣电平，进一步提升天线增益；另外通过将其中一根发射天线3的起始端设置得比其他发射天线3的起始端要向所述发射天线3的末端方向凸出半个波长，调整其中一根发射天线3的末端高度即可与其他发射天线3配合实现俯仰向监测，且半个波长高度差设计，进一步提升俯仰角估计的分辨率。具体实施时，所述辐射单元303可以设计为矩形结构、三角形结构、圆形结构等。

本实用新型又一个可选实施例提供一种微带雷达天线，如图1所示，所述主馈线301的相对两侧各设置有7个所述辐射单元303，且位于所述主馈线301相同侧的各辐射单元303相对于位于最中间的一个辐射单元303对称设置。本实施例通过在所述主馈线301的相对两侧各设置有7个所述辐射单元303，保证每根线阵天线30的辐射效果，对称设计便于线阵天线30的生产制造。

在本实用新型的还一个可选实施例中，如图1所示，所述发射天线3为3根，位于中间的一根所述发射天线3的起始端比其他发射天线3的起始端要向所述发射天线3的末端方向凸出半个波长。本实施例将发射天线3设为3根且中间一根发射天线3的起始端比其他发射天线3的起始端要向所述发射天线3的末端方向凸出半个波长，采用等长的线阵天线30也能实现俯仰向监测，增大毫米波雷达FOV的探测范围。

在本实用新型的另一个可选实施例中，如图1所示，任意两根相邻的所述发射天线3的主馈线301中心的间距为1个波长。本实施例通过将任意两根相邻的所述发射天线3的主馈线301中心的间距为1个波长，发射天线3之间存在充分的间隔，每根发射天线3的发射波之间不易互相干扰，提升毫米波雷达的探测性能。

在本实用新型的又一个可选实施例中，如图1-图2所示，所述接收天线4为4根，且任意两根相邻的所述接收天线4的主馈线301中心的间距为半个波长。本实施例通过将任意两根相邻的发射天线3的主馈线301中心的间距设为1个波长，而将任意两根相邻的所述接收天线4的主馈线301中心的间距设为半个波长，发射天线3与接收天线4信号实现线阵天线的MIMO设计，提高了信号的链路性能，增加线阵天线30的最大可分辨目标数，具有更好的目标监测性能和参数估计精度，实现整体毫米波雷达的最大增益。

在本实用新型的再一个可选实施例中，如图1所示，所述毫米波雷达还包括设置于介质基板1正面的接地板6以及设置于所述介质基板1正面并与所述接地板6相连的接地天线7，所述接地天线7也由所述线阵天线30构成。本实施例通过在介质基板1正面设置接地板6，并另设接地天线7与所述接地板6相连，方便传导雷达内部的过载电荷和谐波等非必要电磁辐射，提升毫米波雷达使用安全性。

在本实用新型的还一个可选实施例中，如图1所示，所述接地天线7共设有两根且平行于所述接收天线4设置，所述接收天线4均设置于两根所述接地天线7之间且所述接收天线4的起始端与所述接地天线7的起始端位于同一直线上，所述接地天线7的主馈线301中心与相邻的所述接收天线4的主馈线301中心的间距为半个波长。本实施例通过将接地天线7设于所述接收天线4的两端，接地范围大，导波和导电效果好，减少杂波对接收天线4接受信号的干扰，提高信噪比；且都采用相同的线阵天线30构成，方便制造和组装，且所述接地天线7的主馈线301中心与相邻的所述接收天线4的主馈线301中心的间距为半个波长，间距充分，避免影响接收天线4的信号接收。

在本实用新型的又一个可选实施例中，如图1所示，每根所述发射天线3和/或所述接收天线4均为水平极化天线。本实施例通过对每根发射天线3和/或接收天线4进行水平极化，区别于相同使用场景下的其他雷达常用的垂直极化的方式，提升毫米波雷达在实际使用时的抗干扰能力。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种毫米波雷达，包括介质基板、组装于所述介质基板正面的雷达芯片以及相互平行地设置于所述介质基板正面并均以起始端连接至所述雷达芯片的若干根发射天线和若干根接收天线，其特征在于，所述发射天线和所述接收天线均由等长的线阵天线构成，所述线阵天线包括主馈线和若干个连接所述主馈线的辐射单元，若干个所述辐射单元分设于所述主馈线的相对两侧，位于所述主馈线不同侧的各辐射单元相互错位，位于所述主馈线的相同侧的各辐射单元的面积是自所述主馈线的中段向两端依次递减，其中一根发射天线的起始端比其他发射天线的起始端要向所述发射天线的末端方向凸出半个波长，其余的发射天线和所有的接收天线的起始端均位于同一直线上，所述发射天线和所述接收天线的起始端均通过相应的微带线连接至所述雷达芯片。

2.如权利要求1所述的毫米波雷达，其特征在于，所述主馈线的相对两侧各设置有7个所述辐射单元，且位于所述主馈线相同侧的各辐射单元相对于位于最中间的一个辐射单元对称设置。

3.如权利要求1或2所述的毫米波雷达，其特征在于，所述发射天线为3根，位于中间的一根所述发射天线的起始端比其他发射天线的起始端要向所述发射天线的末端方向凸出半个波长。

4.如权利要求1或2所述的毫米波雷达，其特征在于，任意两根相邻的所述发射天线的主馈线中心的间距为1个波长。

5.如权利要求4所述的毫米波雷达，其特征在于，所述接收天线为4根，且任意两根相邻的所述接收天线的主馈线中心的间距为半个波长。

6.如权利要求1所述的毫米波雷达，其特征在于，所述毫米波雷达还包括设置于介质基板正面的接地板以及设置于所述介质基板正面并与所述接地板相连的接地天线，所述接地天线也由所述线阵天线构成。

7.如权利要求6所述的毫米波雷达，其特征在于，所述接地天线共设有两根且平行于所述接收天线设置，所述接收天线均设置于两根所述接地天线之间且所述接收天线的起始端与所述接地天线的起始端位于同一直线上，所述接地天线的主馈线中心与相邻的所述接收天线的主馈线中心的间距为半个波长。

8.如权利要求1所述的毫米波雷达，其特征在于，每根所述发射天线和/或所述接收天线均为水平极化天线。

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