CN219957861U - 毫米波雷达及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种毫米波雷达及车辆，该毫米波雷达包括线路板模块和屏蔽罩，线路板模块包括芯片、SIW组件、天线及线路板，芯片安装于线路板，SIW组件安装于线路板，天线设于线路板且经由SIW组件与芯片的管脚连接，屏蔽罩罩设芯片，屏蔽罩的罩口所在端面呈环形，SIW组件具有朝向屏蔽罩的罩口的上表面，屏蔽罩的罩口所在端面与SIW组件的上表面贴合。该设计中的毫米波雷达具有良好的电磁抗干扰性能。

Description

毫米波雷达及车辆

技术领域

本申请涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种毫米波雷达及车辆。

背景技术

车载毫米波雷达作为高级驾驶辅助系统(ADAS)的重要传感器之一，已成为ADAS系统中不可缺少的一部分，并且随着自动驾驶技术的不断发展，毫米波雷达将会拥有巨大的市场需求。

而汽车本身也包括如音响、显示屏等不可或缺的电子设备，这些电子设备会对毫米波雷达造成电磁干扰，影响毫米波雷达的EMC特性。

相关技术中，毫米波雷达包括线路板模块和屏蔽罩，线路板模块包括天线和芯片，天线与芯片的管脚之间采用GCPW(接地共面波导)走线连接。为避免造成短路，芯片上方的屏蔽罩必须开设缺口，但是，此时芯片所辐射的毫米波也会从屏蔽罩的缺口中辐射出来，从而造成毫米波雷达整机的EMC特性不理想，因此，如何有效提升毫米波雷达的EMC特性已成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种毫米波雷达及车辆，能够解决相关技术中毫米波雷达的EMC特性差的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种毫米波雷达；该毫米波雷达包括线路板模块和屏蔽罩，线路板模块包括芯片、SIW组件、天线及线路板，芯片安装于线路板，SIW组件安装于线路板，天线设于线路板且经由SIW组件与芯片的管脚连接，屏蔽罩罩设芯片，屏蔽罩的罩口所在端面呈环形，SIW组件具有朝向屏蔽罩的罩口的上表面，屏蔽罩的罩口所在端面与SIW组件的上表面贴合。

基于本申请实施例的毫米波雷达，通过设计屏蔽罩的罩口所在端面呈环形，当屏蔽罩罩设芯片时，屏蔽罩的罩口所在端面能够同SIW组件的上表面以及线路板面向屏蔽罩的罩口的表面之间完全贴合，以使芯片处于SIW组件、屏蔽罩和线路板所围合形成的封闭空间内，从而有效降低外界电磁波对芯片的电磁干扰，以提升该毫米波雷达的电磁抗干扰性能。

第二方面，本申请实施例提供了一种车辆，该车辆包括车身和上述毫米波雷达，毫米波雷达安装于车身。

基于本申请实施例中的车辆，具有上述毫米波雷达的车辆，具有良好的电磁抗干扰性能，驾驶安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请一种实施例中的线路板模块的结构示意图；

图2为本申请一种实施例中的GCPW走线方案的整机RE测试结果的曲线图；

图3为本申请一种实施例中的SIW走线方案的整机RE测试结果的曲线图；

图4为本申请一种实施例中的屏蔽罩的结构示意图。

附图标记：10、线路板模块；11、芯片；12、SIW组件；121、第一SIW结构；1211、第一连接端；1212、第二连接端；122、第一连接线；123、第二SIW结构；1231、第三连接端；1232、第四连接端；124、第二连接线；1241、主线段；1242、分线段；13、天线；131、接收天线；132、发射天线；14、线路板；20、屏蔽罩；21、罩本体；211、罩口；22、基部；221、通孔；30、连接件；X、第一预设方向；Y、第二预设方向。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参照图1所示，本申请的第一方面提出了一种毫米波雷达，其能够有效提升毫米波雷达的电磁抗干扰能力。

该毫米波雷达包括线路板14模块10和屏蔽罩20；线路板14模块10包括芯片11、SIW组件12、天线13及线路板14；芯片11安装于线路板14，SIW组件12安装于线路板14，天线13设于线路板14且经由SIW组件12与芯片11的管脚连接；屏蔽罩20罩设芯片11，屏蔽罩20的罩口211所在端面呈环形，SIW组件12具有朝向屏蔽罩20的罩口211的上表面，屏蔽罩20的罩口211所在端面与SIW组件12的上表面贴合。

以下结合图1-图4对毫米波雷达的具体结构进行展开介绍。

毫米波雷达包括线路板14模块10和屏蔽罩20。

如图1所示，线路板14模块10作为毫米波雷达中用于实现毫米波信号传输的结构件。

线路板14模块10包括芯片11、SIW组件12、天线13和线路板14。

线路板14作为线路板14模块10的载体，线路板14包括层叠设置的介质层和接地层，这里对介质层和接地层的具体层叠方式不做限定，设计人员可根据实际需要进行合理设计。

天线13可以接收外界辐射的毫米波也可以向外界辐射毫米波。天线13包括接收天线131和发射天线132，其中，接收天线131用于接收外界辐射的毫米波，发射天线132用于向外界辐射毫米波。

天线13设于线路板14。在本申请实施例中，天线13为微带梳状平面天线13。

芯片11作为线路板14模块10的中心控制器，这里对芯片11的具体型号不做限定，设计人员可根据实际需要对芯片11的具体型号进行合理选取。

芯片11安装于线路板14，这里对芯片11与线路板14之间的具体装配方式不做限定，设计人员可根据实际需要进行合理设计。

SIW组件12作为芯片11与天线13的中间连接结构，关于SIW组件12的具体结构、SIW组件12与天线13之间的具体连接方式、SIW组件12与芯片11之间的具体连接方式将在下文进行展开介绍。

天线13经由SIW组件12与芯片11的管脚连接。

屏蔽罩20作为毫米波雷达中用于屏蔽芯片11与外界电磁干扰的结构件，关于屏蔽罩20的具体结构将在下文进行展开介绍。

屏蔽罩20罩设芯片11，关于屏蔽罩20与线路板14之间的具体连接方式将在下文进行展开介绍。

屏蔽罩20的罩口211所在端面呈环形，SIW组件12具有朝向屏蔽罩20的罩口211的上表面，屏蔽罩20的罩口211所在端面与SIW组件12的上表面贴合。需要说明的是，屏蔽罩20的罩口211所在端面为环形端面，且该环形端面呈连续(不间断)的环形，也即屏蔽罩20的罩口211所在端面未开设有缺口。当屏蔽罩20罩设芯片11时，屏蔽罩20的罩口211所在端面能够同SIW组件12的上表面以及线路板14面向屏蔽罩20的罩口211的表面之间完全贴合，以使芯片11处于SIW组件12、屏蔽罩20和线路板14所围合形成的封闭空间内，从而有效降低外界电磁波对芯片11的电磁干扰。

基于本申请实施例中的毫米波雷达，通过设计屏蔽罩20的罩口211所在端面呈环形，当屏蔽罩20罩设芯片11时，屏蔽罩20的罩口211所在端面能够同SIW组件12的上表面以及线路板14面向屏蔽罩20的罩口211的表面之间完全贴合，以使芯片11处于SIW组件12、屏蔽罩20和线路板14所围合形成的封闭空间内，从而有效降低外界电磁波对芯片11的电磁干扰，以提升该毫米波雷达的电磁抗干扰性能。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，SIW组件12包括第一SIW结构121和第一连接线122；第一SIW结构121安装于线路板14，第一SIW结构121具有第一连接端1211和第二连接端1212，第一SIW结构121的第一连接端1211与接收天线131连接，第一SIW结构121具有上述上表面；第一连接线122设于线路板14，第一连接线122的一端与第一SIW结构121的第二连接端1212连接，第一连接线122的另一端与芯片11的管脚连接。其中，第一SIW结构121的部分位于屏蔽罩20内，第一SIW结构121的剩余部分位于屏蔽罩20外，以使当屏蔽罩20罩设芯片11时，屏蔽罩20的罩口211所在端面能够有效贴合第一SIW结构121的上表面。该设计中，通过设计第一连接线122和第一SIW结构121，第一连接线122和第一SIW结构121能够有效实现芯片11与接收天线131之间的电连接；当屏蔽罩20罩设芯片11时，屏蔽罩20的罩口211所在端面能够同第一SIW结构121的上表面以及线路板14面向屏蔽罩20的罩口211的表面之间完全贴合，以使芯片11处于第一SIW结构121、屏蔽罩20和线路板14所围合形成的封闭空间内，从而有效降低外界电磁波对芯片11的电磁干扰。

需要说明的是，第一SIW结构121(Substrate IntegratedWaveguide，微带过渡结构)是一种可应用于天线13技术的现有结构，这里对第一SIW结构121的具体结构不做赘述；这里对第一SIW结构121与线路板14之间具体安装方式不做限定，设计人员可根据实际需要进行合理设计。第一连接线122用于形成接收天线131的馈电网络，这里对第一连接线122的具体材质不做限定，设计人员可根据实际需要进行合理选取；这里对第一连接线122与线路板14之间的具体设置方式不做限定，设计人员可根据实际需要进行合理设计，例如，第一连接线122可以是位于线路板14外的外部走线，第一连接线122也可以是位于线路板14内的内部走线。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，第一SIW结构121的数量为多个，所有第一SIW结构121沿第一预设方向X排布于芯片11的一侧；第一连接线122的数量为多个，每个第一连接线122与一个第一SIW结构121的第二连接端1212连接；接收天线131的数量为多个，每个接收天线131与一个第一SIW结构121的第一连接端1211连接。也就是说，第一SIW结构121、第一连接线122和接收天线131一一对应连接。其中，第一预设方向X可以但不仅限于是线路板14的宽度方向。该设计中，通过设计第一SIW结构121、第一连接线122和接收天线131一一对应设置，能够有效降低第一连接线122在线路板14上的布线难度，以及有效降低接收天线131在线路板14上的布线难度，同时还能够有效降低各接收天线131之间的电磁干扰。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，沿第一预设方向X，任意相邻的两个第一SIW结构121之间的间距不相等。如此设计，能够合理利用线路板14上的空间，以进一步降低第一连接线122在线路板14上的布线难度，以及有效降低接收天线131在线路板14上的布线难度。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，SIW组件12还包括第二SIW结构123和第二连接线124；第二SIW结构123安装于线路板14，第二SIW结构123具有第三连接端1231和第四连接端1232，第三连接端1231与芯片11的管脚连接，第二SIW结构123具有上述上表面；第二连接线124设于线路板14，第二连接线124的一端与第四连接端1232连接，第二连接线124的另一端与发射天线132连接。其中，第二SIW结构123的部分位于屏蔽罩20内，第二SIW结构123的剩余部分位于屏蔽罩20外，以使当屏蔽罩20罩设芯片11时，屏蔽罩20的罩口211所在端面能够有效贴合第二SIW结构123的上表面。该设计中，通过设计第二连接线124和第二SIW结构123，第二连接线124和第二SIW结构123能够有效实现芯片11与发射天线132之间的电连接；当屏蔽罩20罩设芯片11时，屏蔽罩20的罩口211所在端面能够同第二SIW结构123的上表面以及线路板14面向屏蔽罩20的罩口211的表面之间完全贴合，以使芯片11处于第二SIW结构123、屏蔽罩20和线路板14所围合形成的封闭空间内，从而有效降低外界电磁波对芯片11的电磁干扰。

需要说明的是，第二SIW结构123(Substrate IntegratedWaveguide，微带过渡结构)同第一SIW结构121一样也是一种可应用于天线13技术的现有结构，这里对第二SIW结构123的具体结构不做赘述；这里对第二SIW结构123与线路板14之间具体安装方式不做限定，设计人员可根据实际需要进行合理设计。第二连接线124用于形成发射天线132的馈电网络，这里对第二连接线124的具体材质不做限定，设计人员可根据实际需要进行合理选取；这里对第二连接线124与线路板14之间的具体设置方式不做限定，设计人员可根据实际需要进行合理设计，例如，第二连接线124可以是位于线路板14外的外部走线，第二连接线124也可以是位于线路板14内的内部走线。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，第二SIW结构123的数量为多个，且所有第二SIW结构123沿第二预设方向Y排布于芯片11的一侧；第二连接线124的数量为多个，每个第二连接线124与一个第二SIW结构123的第四连接端1232连接；发射天线132的数量为多个，每个第二连接线124与至少一个发射天线132连接。其中，第二预设方向Y可以但不仅限于是线路板14的长度方向。当发射天线132的数量与第二连接线124的数量相同时，此时第二SIW结构123、第二连接线124和发射天线132一一对应连接，当发射天线132的数量与第二连接线124的数量不同时，至少有一个第二连接线124与多个(两个及两个以上)发射天线132连接。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，所有第二连接线124均与多个发射天线132连接；每个第二连接线124包括一个主线段1241和多个分线段1242；主线段1241的一端与对应的第二SIW结构123的第四连接端1232连接，所有分线段1242汇集连接于主线段1241远离第二SIW结构123的一端，每个分线段1242与一个发射天线132连接。该设计中，通过设计第二连接线124和接收天线131的一对多设置，能够有效减少第二SIW结构123的使用数量，起到降低毫米波雷达的整体成本的目的。

如图2-图3所示，经过验证，在本申请实施例中，芯片11和天线13之间采用SIW组件12走线后，屏蔽罩20的罩口211所在端面能够同SIW组件12的上表面以及线路板14面向屏蔽罩20的罩口211的表面之间完全贴合，以使芯片11处于SIW组件12、屏蔽罩20和线路板14所围合形成的封闭空间内，从而有效降低外界电磁波对芯片11的电磁干扰，使毫米波雷达整机的EMC特性改善较多，一般可通过等级5的测试并且还有一定余量。

表1

表2

如表1-表2所示，其中，表1为GCPW走线方案的整机RE测试结果，表2为SIW走线方案的整机RE测试结果。从测试结果来看，芯片11和天线13之间采用SIW组件12走线后，格洛纳斯测试项的测试值余量还有12.32dB，该测试项结果符合测试要求(如图3中的标注点3)。对于格洛纳斯测试项而言，采用GCPW走线方案的测试值超标3.68dB，采用SIW走线方案的测试值余量为12.32dB，可以看出SIW走线方案改善了16dB；对于北斗B1测试项而言，采用GCPW走线方案的测试值余量为0.12dB，采用SIW走线方案的测试值余量为11.49dB，可以看出SIW走线方案改善了11.37dB。

进一步地，如图4所示，在一些实施例中，毫米波雷达还包括连接件30，屏蔽罩20经由连接件30与线路板14连接。该设计中，通过设计连接件30，连接件30用于实现屏蔽罩20与线路板14在结构上的连接，能够有效增强屏蔽罩20与线路板14之间的连接稳定性。

可以理解的是，连接件30作为屏蔽罩20与线路板14的中间连接结构，关于连接件30的具体表现形式可以有很多，且可以但不仅限于以下几种实施例。

如图4所示，在第一种实施例中，屏蔽罩20包括罩本体21和基部22；罩本体21罩设芯片11；基部22设于罩本体21的外周壁且靠近罩本体21的罩口211设置，基部22设有通孔221。连接件30包括螺钉，螺钉穿设通孔221且与线路板14连接，以将屏蔽罩20固定于线路板14。其中，基部22可以但不仅限于通过注塑或者3D打印的方式与罩本体21形成一体成型。该设计中，通过将连接件30设计成螺钉，螺钉穿过基部22的通孔221并与线路板14螺纹连接，以将屏蔽罩20固定于线路板14上，能够有效增强屏蔽罩20与线路板14之间的连接稳定性。

在第二种实施例中，屏蔽罩20包括罩本体21和基部22；罩本体21罩设芯片11；基部22设于罩本体21的外周壁且靠近罩本体21的罩口211设置；连接件30包括卡块和卡槽，卡块设于基部22和线路板14的其中一者上，卡槽设于基部22和线路板14的另一者上，卡块与卡槽卡合连接，以将屏蔽罩20固定于线路板14。

本申请的第二方面提出了一种车辆，该车辆包括车身和上述毫米波雷达，毫米波雷达安装于车身。该设计中，具有上述毫米波雷达的车辆，具有良好的电磁抗干扰性能，驾驶安全性高。

本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”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，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的具体含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，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，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种毫米波雷达，其特征在于，包括：

线路板模块，包括芯片、SIW组件、天线及线路板，所述芯片安装于所述线路板，所述SIW组件安装于所述线路板，所述天线设于所述线路板且经由所述SIW组件与所述芯片的管脚连接；

屏蔽罩，罩设所述芯片，所述屏蔽罩的罩口所在端面呈环形，所述SIW组件具有朝向所述屏蔽罩的罩口的上表面，所述屏蔽罩的罩口所在端面与所述上表面贴合。

2.如权利要求1所述的毫米波雷达，其特征在于，所述天线包括接收天线，所述SIW组件包括：

第一SIW结构，安装于所述线路板，具有第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与所述接收天线连接，所述第一SIW结构具有所述上表面；

第一连接线，设于所述线路板，所述第一连接线的一端与所述第二连接端连接，所述第一连接线的另一端与所述芯片的管脚连接。

3.如权利要求2所述的毫米波雷达，其特征在于，

所述第一SIW结构的数量为多个，且所有所述第一SIW结构沿第一预设方向排布于所述芯片的一侧；

所述第一连接线的数量为多个，每个所述第一连接线与一个所述第一SIW结构的所述第二连接端连接；

所述接收天线的数量为多个，每个所述接收天线与一个所述第一SIW结构的所述第一连接端连接。

4.如权利要求3所述的毫米波雷达，其特征在于，

沿所述第一预设方向，任意相邻的两个所述第一SIW结构之间的间距不相等。

5.如权利要求2所述的毫米波雷达，其特征在于，所述天线还包括发射天线，所述SIW组件还包括：

第二SIW结构，安装于所述线路板，具有第三连接端和第四连接端，所述第三连接端与所述芯片的管脚连接，所述第二SIW结构具有所述上表面；

第二连接线，设于所述线路板，所述第二连接线的一端与所述第四连接端连接，所述第二连接线的另一端与所述发射天线连接。

6.如权利要求5所述的毫米波雷达，其特征在于，

所述第二SIW结构的数量为多个，且所有所述第二SIW结构沿第二预设方向排布于所述芯片的一侧；

所述第二连接线的数量为多个，每个所述第二连接线与一个所述第二SIW结构的所述第四连接端连接；

所述发射天线的数量为多个，每个所述第二连接线与至少与一个所述发射天线连接。

7.如权利要求6所述的毫米波雷达，其特征在于，所有所述第二连接线均与多个所述发射天线连接；

每个所述第二连接线包括一个主线段和多个分线段，所述主线段的一端与对应的所述第二SIW结构的第四连接端连接，所有所述分线段汇集连接于所述主线段远离所述第二SIW结构的一端，每个所述分线段与一个所述发射天线连接。

8.如权利要求1-7中任一项所述的毫米波雷达，其特征在于，

所述毫米波雷达还包括连接件，所述屏蔽罩经由所述连接件与所述线路板连接。

9.如权利要求8所述的毫米波雷达，其特征在于，

所述屏蔽罩包括罩本体和基部，所述罩本体罩设所述芯片，所述基部设于所述罩本体的外周壁且靠近所述罩本体的罩口设置，所述基部设有通孔；

所述连接件包括螺钉，所述螺钉穿设所述通孔且与所述线路板连接，以将所述屏蔽罩固定于所述线路板。

10.一种车辆，其特征在于，包括：

车身：及

如权利要求1-9中任一项所述的毫米波雷达，所述毫米波雷达安装于所述车身。