CN217281205U

CN217281205U - 天线组件和车辆雷达

Info

Publication number: CN217281205U
Application number: CN202220950386.2U
Authority: CN
Inventors: 朱绪斐; 高修东; 简义全
Original assignee: Hisense Group Holding Co Ltd
Current assignee: Hisense Group Holding Co Ltd
Priority date: 2022-04-22
Filing date: 2022-04-22
Publication date: 2022-08-23
Anticipated expiration: 2032-04-22

Abstract

本实用新型公开了一种天线组件和车辆雷达，属于天线技术领域。该天线组件包括：至少三个串阵以及馈电网络，该串阵包括第一微带线以及位于第一微带线上的多个天线阵元；馈电网络包括与第一微带线连接的第二微带线，该天线组件通过使这至少三个串阵中任一串阵的第一微带线与连接的第二微带线之间的夹角满足预设的关系，且使至少两个第二微带线与连接的第一微带线之间的夹角不同，至少两个第二微带线的长度不同，以使这至少三个串阵能够与馈电网络实现不同相位的馈电，提高了天线组件的适用性，解决了相关技术中天线组件的适用性较低的问题，实现了提高天线组件的适用性的效果。

Description

天线组件和车辆雷达

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，特别涉及一种天线组件和车辆雷达。

背景技术

天线组件是一种能够用于收发信号的器件，其广泛应用于各种装置中，例如可以应用于车辆雷达中。

目前的一种天线组件包括馈电网络以及多个串阵，每个串阵包括微带线以及设置在微带线上的多个天线阵元，每个串阵的微带线与馈电网络连接。该馈电网络与多个串阵配合，可以实现对某个特定相位的信号进行收发。

但是，上述天线组件的适用性较低。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种天线组件和车辆雷达。所述技术方案如下：

根据本实用新型的第一方面，提供了一种天线组件，所述天线组件包括：天线基板、至少三个串阵以及馈电网络，所述至少三个串阵以及所述馈电网络位于所述天线基板上；

所述串阵包括第一微带线以及多个天线阵元，所述多个天线阵元位于所述第一微带线上；

所述馈电网络包括分别与所述至少三个串阵中的第一微带线连接的至少三个第二微带线；

所述至少三个串阵中，任意两个相邻的串阵的第一微带线相互平行，且距离D相等，所述距离满足λ/2＜D＜λ，λ为自由空间波长，所述至少三个串阵中任一串阵的第一微带线与连接的第二微带线之间的夹角θ满足：

A-B＝(N+K)×λg，3≥N≥1，0.12<K<0.17；

sin(180-θ)＝D/A；

A为所述第二微带线的长度，B为所述第二微带线在所述第一微带线的长度方向上的长度，λg为所述天线基板对应的介质波长，至少两个所述第二微带线与连接的第一微带线之间的夹角不同，且至少两个所述第二微带线的长度不同。

可选地，所述天线阵元呈矩形，多个所述天线阵元在所述第一微带线上沿所述第一微带线的长度方向排布，所述天线阵元在垂直于所述第一微带线的长度方向的方向上的尺寸为所述天线基板对应的介质波长的二分之一。

可选地，所述多个天线阵元在所述第一微带线的长度方向上的尺寸沿远离所述第一微带线的中点的方向缩小。

可选地，所述多个天线阵元在所述第一微带线的长度方向上的尺寸按照泰勒级数沿远离所述第一微带线的中点的方向缩小。

可选地，每个所述串阵中的所述天线阵元的数量大于或等于5。

可选地，每个所述串阵中，所述多个天线阵元中任意两个相邻的天线阵元之间的距离为所述天线基板对应的介质波长的二分之一。

可选地，所述天线基板包括层叠的金属板以及介质板，所述至少三个串阵以及馈电网络位于所述介质板远离所述金属板的一侧，所述介质板在77千兆赫时的介电常数为3.07，介质板的厚度为0.13毫米。

可选地，所述串阵的数量为5，5个所述串阵包括位于中央的第一串阵、排布在所述第一串阵两侧的两个第二串阵以及排布在所述两个第二串阵远离所述第一串阵一侧的两个第三串阵；

其中，所述第二串阵连接的第二微带线包括依次连接的第一段、第二段以及第三段，所述第一段与所述第二串阵连接，所述第一段、第二段以及第三段的宽度依次为0.3mm、0.38mm以及0.15mm，所述第二段和所述第三段的长度均为所述介质波长的四分之一。

可选地，所述第三串阵连接第二微带线包括依次连接的第四段、第五段以及第六段，所述第四段与所述第三串阵连接，所述第四段、第五段以及第六段的宽度依次为0.3mm、0.5mm以及0.15mm，所述第五段和所述第六段的长度为所述介质波长的四分之一。

根据本实用新型实施例的另一方面，提供一种车辆雷达，所述车辆雷达包括上述的天线组件。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

提供了一种天线组件，该天线组件包括：至少三个串阵以及馈电网络，该串阵包括第一微带线以及位于第一微带线上的多个天线阵元；馈电网络包括与第一微带线连接的第二微带线，该天线组件通过使这至少三个串阵中任一串阵的第一微带线与连接的第二微带线之间的夹角满足预设的关系，且使至少两个第二微带线与连接的第一微带线之间的夹角不同，至少两个第二微带线的长度不同，以使这至少三个串阵能够与馈电网络实现不同相位的馈电，提高了天线组件的适用性，解决了相关技术中天线组件的适用性较低的问题，实现了提高天线组件的适用性的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的一种天线组件的结构示意图；

图2是图1所示的天线组件的局部放大结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种天线组件的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例提供的天线组件中的另一种串阵的结构；

图5是图3所示的天线组件的爆炸结构示意图；

图6是图3所示的天线组件的一种局部放大结构示意图；

图7是图1所示的天线组件的另一种局部放大结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的一种天线组件的天线驻波比的示意图；

图9是本实用新型实施例提供的一种天线组件的一种水平面方向图；

图10是本实用新型实施例提供的一种天线组件的另一种水平面方向图；

图11是本实用新型实施例提供的一种天线组件的另一种水平面方向图。

通过上述附图，已示出本实用新型明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

天线组件是一种变换器，天线组件可以把微带线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者将无界媒介中传播的电磁波变换成在微带线上传播的导行波。天线组件可以在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。该无线电设备可以应用于无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等。

车辆雷达通常为毫米波雷达，毫米波雷达是工作在毫米波波段(millimeterwave)探测的雷达。通常毫米波是指30～300千兆赫频域(波长为1～10mm)的电磁波。毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。示例性的，同厘米波导引头相比，毫米波雷达具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光等光学雷达相比，毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候全天时的特点。另外，毫米波导雷达的抗干扰能力也较强。毫米波雷达能分辨识别很小的目标，而且能同时识别多个目标。

但是，目前的车辆雷达中，一个天线组件仅能够对应一种相位。目前的一种解决方式是在雷达中设置多个天线组件，以对应不同的相位，但是，此种解决方式增加了天线组件的数量，使得天线的通道数变多，雷达芯片数量增加，会导致车辆雷达的体积较大，且增加了车辆雷达的结构复杂度以及制造成本。

本实用新型实施例提供了一种天线组件以及车辆雷达，能够解决相关技术中存在的一些问题。

图1是本实用新型实施例提供的一种天线组件的结构示意图，图2是图1所示的天线组件的局部放大结构示意图。

天线组件10包括：天线基板11、至少三个串阵12以及馈电网络13，至少三个串阵12以及馈电网络13位于天线基板11上。

串阵12包括第一微带线121以及多个天线阵元122，多个天线阵元122位于第一微带线121上。

馈电网络13包括分别与至少三个串阵12中的第一微带线121连接的至少三个第二微带线131。

至少三个串阵12中，任意两个相邻的串阵12的第一微带线121相互平行，且距离D相等，该距离D为任意两个相邻的串阵12的第一微带线121之间的距离(该距离为垂直于第一微带线121的长度方向f1的方向f2)，该距离D满足λ/2＜D＜λ，λ为自由空间波长，至少三个串阵中任一串阵的第一微带线121与连接的第二微带线131之间的夹角θ满足：

A-B＝(N+K)×λg，3≥N≥1，0.12<K<0.17；

sin(180-θ)＝D/A；

A为第二微带线131的长度，B为第二微带线131在第一微带线121的长度方向f1上的长度，λg为天线基板11对应的介质波长，至少两个第二微带线131与连接的第一微带线121之间的夹角不同，且至少两个第二微带线131的长度不同。

其中，馈电网络13中的至少三个第二微带线131相互连接。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种天线组件，该天线组件包括：至少三个串阵以及馈电网络，该串阵包括第一微带线以及位于第一微带线上的多个天线阵元；馈电网络包括与第一微带线连接的第二微带线，该天线组件通过使这至少三个串阵中任一串阵的第一微带线与连接的第二微带线之间的夹角满足预设的关系，且使至少两个第二微带线与连接的第一微带线之间的夹角不同，至少两个第二微带线的长度不同，以使这至少三个串阵能够与馈电网络实现不同相位的馈电，提高了天线组件的适用性，解决了相关技术中天线组件的适用性较低的问题，实现了提高天线组件的适用性的效果。

图2示出了图1中一种局部结构的放大结构示意图，该图中示出了一个串阵连接的第二微带线的结构。其中，第二微带线131的长度可以为A1，第二微带线131在第一微带线121的长度方向f1上的长度可以为B1，对应的，第一微带线121与连接的第二微带线131之间的夹角为θ1，该第一微带线121与连接的第二微带线131之间的夹角θ1满足：

A1-B1＝(N+K)×λg，3≥N≥1，0.12<K<0.17；

sin(180-θ1)＝D1/A1。

图3是本实用新型实施例提供的另一种天线组件的结构示意图，该天线组件在图1所示的天线组件的基础上进行了一些调整。

其中，天线阵元122呈矩形，多个天线阵元122在第一微带线121上沿第一微带线121的长度方向f1排布，天线阵元122在垂直于第一微带线的长度方向f1的方向f2上的尺寸x1为天线基板11对应的介质波长的二分之一。

可选地，天线阵元122呈矩形，多个天线阵元122在第一微带线121上沿第一微带线121的长度方向f1排布，多个天线阵元122在第一微带线的长度方向f1上的尺寸沿远离第一微带线121的中点z的方向缩小。图3示出的是天线阵元122在第一微带线121的两侧交错排布的情况，此种结构可以称为交叉梳形线阵结构。当然，天线阵元122在第一微带线121还可以具有其他的排布结构，示例性的，请参考图4，图4示出了本实用新型实施例提供的天线组件中的另一种串阵的结构，该中串阵中，多个矩形的天线阵元122排布在微带线上，且这多个矩形的天线阵元122中，每个天线阵元122的中心(可以为几何中心)均与微带线的中心线重合。本实用新型实施例提供的天线组件中，可以应用图4中示出的串阵，或者是图3中示出的串阵，本实用新型实施例对此不进行限制。

在一种示例性的实施例中，多个天线阵元122在第一微带线121的长度方向上的尺寸按照泰勒级数沿远离第一微带线121的中点z的方向缩小。

可选地，每个串阵12中的天线阵元122的数量大于或等于5。

可选地，每个串阵12中，多个天线阵元122中任意两个相邻的天线阵元122之间的距离x2为天线基板11对应的介质波长的二分之一。需要说明的是，由于天线阵元122在方向f1上的尺寸可能不同，进而天线阵元122之间的距离x2可以是天线阵元122在方向f1上的中心之间的距离。

图5是图3所示的天线组件的爆炸结构示意图，请参考图5，天线基板11包括层叠的金属板111以及介质板112，至少三个串阵12以及馈电网络13位于介质板112远离金属板111的一侧，介质板112在77千兆赫时的介电常数为3.07，介质板的厚度为0.13毫米，介质损耗角为0.0011。

可选地，如图6所示，图6是图3所示的天线组件的一种局部放大结构示意图。其中，串阵12的数量为5，5个串阵12包括位于中央的第一串阵c1、排布在第一串阵c1两侧的两个第二串阵c2以及排布在两个第二串阵c2远离第一串阵c1一侧的两个第三串阵c3。

在一种示例性的实施例中，c2连接的第二微带线包括依次连接的第一段j1、第二段j2以及第三段j3，第一段j1与第二串阵c2连接，第一段j1的宽度为0.3毫米，第二段j2的宽度为0.38毫米，第三段j3的宽度为0.15毫米，第二段j2和第三段j3的长度均为介质波长的四分之一。

可选地，第三串阵c3连接第二微带线包括依次连接的第四段j4、第五段j5以及第六段j6，第四段j4与第三串阵c3连接，第四段j4的宽度为0.3毫米，第五段j5的宽度为0.5毫米，第六段j6的宽度为0.15毫米，第五段j5和第六段j6的长度为介质波长的四分之一。

如此结构下该天线组件中不同的串阵所连接的第二微带线可以具有不同的形状参数，进而可以对应不同的幅度值，以对不同的幅度进行馈电，进一步提升了天线组件的适用性。

本实用新型实施例中，所涉及的微带线中某一段的宽度，是指该段微带线在垂直于微带线的长度方向(也即是延伸方向)上的尺寸。

其中，第三串阵c3连接的第二微带线也可以具有与上述实施例中的第二串阵c2类似的结构，例如，请参考图7，图7是图1所示的天线组件的另一种局部放大结构示意图。其中，第五串阵c5的第一微带线121与连接的第二微带线131之间的夹角为θ2，该第一微带线121与连接的第二微带线131之间的夹角θ2满足：

A2-B2＝(N+K)×λg，3≥N≥1，0.12<K<0.17；

sin(180-θ2)＝D/A2。

其中，第三串阵c3的第一微带线121连接的第二微带线131的长度可以为A2，该第二微带线131在第一微带线121的长度方向f1上的长度可以为B2。

另外，在一种示例性的实施例中，第一串阵c1的馈电幅度为M，第二串阵c2的馈电幅度均为μ×M，0.1<μ<0.25，第三串阵c3的馈电幅度均为τ×M，0.2<τ<0.4，且τ＞1.2×μ，馈电网络的微带线的宽度还满足阻抗匹配。通过调整第二微带线各个位置的宽度以及长度，可以实现对各串阵进行不同幅度的馈电。

如此结构下，本实用新型实施例提供的天线组件，通过调节第二微带线的长度方向与连接的串阵的第一微带线的长度方向之间的夹角，可以实现对各串阵进行不同相位的馈电；通过调节馈电网络中的第二微带线的各个位置(也即是各段)的宽度以及长度，可以实现对各串阵进行不同幅度的馈电。当该天线组件应用于车辆雷达时，能够有效提高车辆雷达的探测角度(FOV角)范围，使车辆雷达不但能够探测到正前方的车辆，还能够实现对两侧车道前方车辆的探测。

图8是本实用新型实施例提供的一种天线组件的天线驻波比的示意图。其中，横坐标为频率，单位为千兆赫(GHZ)，纵坐标为电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)，由图8可以看出，本实用新型实施例提供的天线组件在76GHz～77GHz频段范围内电压驻波比均小于1.5，具有良好的阻抗匹配特性。

图9是本实用新型实施例提供的一种天线组件的一种水平面方向图。该方向图可以是在76GHz的水平面(E平面)方向图，其中的横坐标为角度，纵坐标为幅度值(dB)。图10是本实用新型实施例提供的一种天线组件的另一种水平面方向图。该方向图可以是在76.5GHz的水平面(E平面)方向图，其中的横坐标为角度，纵坐标为幅度值(dB)。图11是本实用新型实施例提供的一种天线组件的另一种水平面方向图。该方向图可以是在77GHz的水平面(E平面)方向图，其中的横坐标为角度，纵坐标为幅度值(dB)。

由上述图9、图10以及图11可以看出，上述实施例提供的天线组件在76GHz、76.5GHz、77GHz频段范围内具有良好的方向图一致性，并且主波束外没有零陷，增益较高，变化平缓。

根据本实用新型实施例的另一方面，提供一种车辆雷达，车辆雷达包括上述实施例中提供的至少一个天线组件。

可选地，该车辆雷达还可以包括其他的结构，例如雷达芯片，由于上述实施例中提供的天线组件可以实现不同相位的馈电，且可以通过调节不同的串阵连接的第二微带线的形状参数，以对应不同的幅度值，进而该车辆雷达可以具有较大的探测角度(FOV角)范围，使车辆雷达不但能够探测到正前方远距离的车辆，还能够实现对两侧车道前方车辆的探测。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种车辆雷达，包括天线组件，该天线组件包括：至少三个串阵以及馈电网络，该串阵包括第一微带线以及位于第一微带线上的多个天线阵元；馈电网络包括与第一微带线连接的第二微带线，该天线组件通过使这至少三个串阵中任一串阵的第一微带线与连接的第二微带线之间的夹角满足预设的关系，且使至少两个第二微带线与连接的第一微带线之间的夹角不同，至少两个第二微带线的长度不同，以使这至少三个串阵能够与馈电网络实现不同相位的馈电，提高了天线组件的适用性，解决了相关技术中天线组件的适用性较低的问题，实现了提高天线组件的适用性的效果。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种天线组件，其特征在于，所述天线组件包括：天线基板、至少三个串阵以及馈电网络，所述至少三个串阵以及所述馈电网络位于所述天线基板上；

任意两个相邻的所述串阵的第一微带线相互平行，且距离相等，所述距离满足λ/2＜D＜λ，D为所述距离，λ为自由空间波长，所述至少三个串阵中任一串阵的第一微带线与连接的第二微带线之间的夹角满足：

A-B＝(N+K)×λg，3≥N≥1，0.12<K<0.17；

sin(180-θ)＝D/A；

θ为所述夹角，A为所述第二微带线的长度，B为所述第二微带线在所述第一微带线的长度方向上的长度，λg为所述天线基板对应的介质波长，至少两个所述第二微带线与连接的第一微带线之间的夹角不同，且至少两个所述第二微带线的长度不同。

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线阵元呈矩形，多个所述天线阵元在所述第一微带线上沿所述第一微带线的长度方向排布，所述天线阵元在垂直于所述第一微带线的长度方向的方向上的尺寸为所述天线基板对应的介质波长的二分之一。

3.根据权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述多个天线阵元在所述第一微带线的长度方向上的尺寸沿远离所述第一微带线的中点的方向缩小。

4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述多个天线阵元在所述第一微带线的长度方向上的尺寸按照泰勒级数沿远离所述第一微带线的中点的方向缩小。

5.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，每个所述串阵中的所述天线阵元的数量大于或等于5。

6.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，每个所述串阵中，所述多个天线阵元中任意两个相邻的天线阵元之间的距离为所述天线基板对应的介质波长的二分之一。

7.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线基板包括层叠的金属板以及介质板，所述至少三个串阵以及馈电网络位于所述介质板远离所述金属板的一侧，所述介质板在77千兆赫时的介电常数为3.07，介质板的厚度为0.13毫米。

8.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述串阵的数量为5，5个所述串阵包括位于中央的第一串阵、排布在所述第一串阵两侧的两个第二串阵以及排布在所述两个第二串阵远离所述第一串阵一侧的两个第三串阵；

9.根据权利要求8所述的天线组件，其特征在于，所述第三串阵连接第二微带线包括依次连接的第四段、第五段以及第六段，所述第四段与所述第三串阵连接，所述第四段、第五段以及第六段的宽度依次为0.3mm、0.5mm以及0.15mm，所述第五段和所述第六段的长度为所述介质波长的四分之一。

10.一种车辆雷达，其特征在于，所述车辆雷达包括权利要求1-9任一所述的天线组件。