CN220455515U - 一种共用多层金属天线的多毫米波雷达系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种共用多层金属天线的多毫米波雷达系统，包括多颗共用一个多层金属天线的毫米波雷达；毫米波雷达包括天线罩、雷达外壳和雷达电路板；雷达外壳与多层金属天线相互固接将雷达电路板封装；雷达外壳上设有雷达接口；雷达电路板包括至少一个毫米波雷达芯片和至少两个辐射单元；毫米波雷达芯片通过射频传输线与辐射单元连接；多层金属天线设有用于向外辐射电磁波的金属开孔，毫米波雷达芯片产生的毫米波信号通过辐射单元耦合到多层金属天线中，通过多层金属天线中集成的波导传输并由金属开孔辐射到外界，形成雷达波；天线罩固接在多层金属天线上，罩在金属开孔外部。
Description
技术领域
本实用新型属于毫米波雷达技术领域，涉及一种共用多层金属天线的多毫米波雷达系统。
背景技术
毫米波雷达因为具有在任何天气条件下都能正常工作的特性，在各行各业获得了越来越广泛的应用。目前，每颗毫米波雷达都内置一组或多组天线，现有毫米波雷达的天线多采用平面天线结构，将天线以印刷电路的工艺制作在电路板的表面，例如专利“一种77GHz雷达的天线结构”(申请号201820684134.3)，这种结构射频损耗大，天线效率低，无法实现高增益、窄波束天线；或者以片上天线的形式制作在芯片上，考虑到芯片面积有限，片上天线的增益比前者更低，波束角度更宽。另外，在目前的自动驾驶系统和交通雷达系统中，需要安装多颗毫米波雷达，每颗毫米波雷达都内置天线，且每颗毫米波雷达相互之间的通信通过数字传输线实现(CAN网络，车载以太网)，难以传输射频信号，两颗毫米波雷达无法实现信号源同步。目前，为了达到更高的目标角度测量性能，让多颗毫米波雷达芯片共用其中一颗芯片的信号源，由其中一颗芯片产生信号源信号(Local Oscillator Signal)，通过射频传输线传输到其他雷达芯片中，其他雷达芯片接收到该信号源信号后倍频，放大，发射出去形成雷达波，这样，多颗毫米波雷达芯片使用同一个信号源，这种多颗毫米波雷达芯片级联的技术可以让多颗毫米波雷达芯片同步工作，达到更高的目标角度测量性能。但是现有雷达芯片级联技术采用印刷在电路板上的传输线传输信号，信号衰减很大，多颗雷达芯片的间距无法拉大，导致无法形成更高的天线增益，达到更高的目标测量角度精度。
发明内容
针对上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种共用多层金属天线的多毫米波雷达系统，
为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种共用多层金属天线的多毫米波雷达系统，包括多颗共用一个多层金属天线4的毫米波雷达；所述毫米波雷达包括天线罩1、雷达外壳7和雷达电路板9；所述雷达外壳7与多层金属天线4相互固接将雷达电路板9封装；雷达外壳7上设有雷达接口10。
其中，所述雷达电路板9包括至少一个毫米波雷达芯片3和至少两个辐射单元6；毫米波雷达芯片3通过射频传输线8与辐射单元6连接。
所述多层金属天线4设有用于向外辐射电磁波的金属开孔2，毫米波雷达芯片3产生的毫米波信号通过辐射单元6耦合到多层金属天线4中，通过多层金属天线4中集成的波导13传输并由金属开孔2辐射到外界，形成雷达波；所述天线罩1固接在多层金属天线4上，罩在金属开孔2外部。
所述天线罩1和雷达外壳7通过卡扣或粘贴或焊接方式固接在多层金属天线4上。
所述雷达外壳7上设有外壳卡扣11，所述多层金属天线4上设有天线卡扣5，外壳卡扣11与天线卡扣5相互配合实现雷达外壳7和多层金属天线4固接。
所述毫米波雷达芯片3与多层金属天线4之间紧贴有散热块12。
多颗毫米波雷达的毫米波雷达芯片3共用其中一个毫米波雷达芯片3的信号源，由该毫米波雷达芯片3产生信号源信号，通过射频传输线传输到其他的毫米波雷达芯片3。
所述多层金属天线4的相邻的毫米波雷达的波导13相互连通，一颗毫米波雷达的信号源信号通过波导13传输到相邻的毫米波雷达的毫米波雷达芯片3附近，再通过相邻的毫米波雷达的毫米波雷达芯片3的辐射单元耦合进毫米波雷达芯片3中，实现多颗远距离放置的射频毫米波雷达芯片3级联，从而实现更窄的波束角度和更高的目标测量精度。
所述共用多层金属天线的多毫米波雷达系统的多层金属天线4加工成金属防撞梁16，或者将多层金属天线4嵌入金属防撞梁16中，在所述金属防撞梁16的前部正中、左前角和右前角分别安装一颗毫米波雷达；三颗毫米波雷达通过波导13传输信号源信号，相互级联形成一个天线阵列。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1、射频损耗低，天线效率高，雷达监测距离更远；
2、可以实现远距离的多颗毫米波雷达芯片级联，雷达角度测量能力更高；
3、可以集成散热块，降低雷达电路板温度；
4、可以屏蔽一部分电磁干扰；
5、可以和很多已有的金属结构集成在一起，例如汽车上的防撞梁，交通灯杆，房屋的金属梁，只要很小很简单的雷达电路板、外壳和天线罩就可以利用集成在现有金属结构上的多层金属天线构成完整的雷达系统，实现雷达单体的小型化、轻量化。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例的多层金属天线的多毫米波雷达系统的结构示意图；
图2为本实用新型的雷达电路板9的结构示意图；
图3为本实用新型第二实施例的多层金属天线的多毫米波雷达系统的结构示意图；
图4为本实用新型第三实施例的多层金属天线的多毫米波雷达系统的结构示意图。
其中的附图标记为：
1、天线罩
2、金属开孔
3、毫米波雷达芯片
4、多层金属天线
5、天线卡扣
6、辐射单元
7、雷达外壳
8、射频传输线
9、雷达电路板
10、雷达接口
11、外壳卡扣
12、散热块
13、波导
16、金属防撞梁
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。
如图1所示，一种共用多层金属天线的多毫米波雷达系统，包括多颗共用一个多层金属天线4的毫米波雷达；所述毫米波雷达包括天线罩1、雷达外壳7和雷达电路板9；所述雷达外壳7与多层金属天线4相互固接将雷达电路板9封装；雷达外壳7上设有雷达接口10。
其中，所述雷达电路板9包括至少一个毫米波雷达芯片3和至少两个辐射单元6；如图2所示，毫米波雷达芯片3通过射频传输线8与辐射单元6连接。
所述多层金属天线4设有用于向外辐射电磁波的金属开孔2，毫米波雷达芯片3产生的毫米波信号通过辐射单元6耦合到多层金属天线4中，通过多层金属天线4中集成的波导13传输并由金属开孔2辐射到外界，形成雷达波。所述天线罩1固接在多层金属天线4上，罩在金属开孔2外部。
优选地，所述天线罩1和雷达外壳7通过卡扣或粘贴或焊接方式固接在多层金属天线4上。
优选地，所述雷达外壳7上设有外壳卡扣11，所述多层金属天线4上设有天线卡扣5，外壳卡扣11与天线卡扣5相互配合实现雷达外壳7和多层金属天线4固接。
优选地，所述毫米波雷达芯片3与多层金属天线4之间紧贴有散热块12。
优选地，多颗毫米波雷达的毫米波雷达芯片3共用其中一个毫米波雷达芯片3的信号源，由该毫米波雷达芯片3产生信号源信号，通过射频传输线传输到其他的毫米波雷达芯片3。
优选地，如图3所示，所述多层金属天线4的相邻的毫米波雷达的波导13相互连通，一颗毫米波雷达的信号源信号通过波导13传输到相邻的毫米波雷达的毫米波雷达芯片3附近，再通过相邻的毫米波雷达的毫米波雷达芯片3的辐射单元耦合进毫米波雷达芯片3中，实现多颗远距离放置的射频毫米波雷达芯片3级联，从而实现更窄的波束角度和更高的目标测量精度。
优选地，如图4所示，所述共用多层金属天线的多毫米波雷达系统的多层金属天线4加工成金属防撞梁16，或者将多层金属天线4嵌入金属防撞梁16中，在所述金属防撞梁16的前部正中安装一颗长距离毫米波前雷达，金属防撞梁16的左前角和右前角分别安装一颗毫米波角雷达；三颗雷达通过波导13传输信号源信号，级联起来，形成一个非常大的天线阵列，达到非常高的角度测量性能。
Claims (7)
1.一种共用多层金属天线的多毫米波雷达系统，其特征在于，所述系统包括多颗共用一个多层金属天线(4)的毫米波雷达；所述毫米波雷达包括天线罩(1)、雷达外壳(7)和雷达电路板(9)；所述雷达外壳(7)与多层金属天线(4)相互固接将雷达电路板(9)封装；雷达外壳(7)上设有雷达接口(10)；
其中，所述雷达电路板(9)包括至少一个毫米波雷达芯片(3)和至少两个辐射单元(6)；毫米波雷达芯片(3)通过射频传输线(8)与辐射单元(6)连接；
所述多层金属天线(4)设有用于向外辐射电磁波的金属开孔(2)，毫米波雷达芯片(3)产生的毫米波信号通过辐射单元(6)耦合到多层金属天线(4)中，通过多层金属天线(4)中集成的波导(13)传输并由金属开孔(2)辐射到外界，形成雷达波；所述天线罩(1)固接在多层金属天线(4)上，罩在金属开孔(2)外部。
2.根据权利要求1所述的共用多层金属天线的多毫米波雷达系统，其特征在于，所述天线罩(1)和雷达外壳(7)通过卡扣或粘贴或焊接方式固接在多层金属天线(4)上。
3.根据权利要求1所述的共用多层金属天线的多毫米波雷达系统，其特征在于，所述雷达外壳(7)上设有外壳卡扣(11)，所述多层金属天线(4)上设有天线卡扣(5)，外壳卡扣(11)与天线卡扣(5)相互配合实现雷达外壳(7)和多层金属天线(4)固接。
4.根据权利要求1所述的共用多层金属天线的多毫米波雷达系统，其特征在于，所述毫米波雷达芯片(3)与多层金属天线(4)之间紧贴有散热块(12)。
5.根据权利要求1所述的共用多层金属天线的多毫米波雷达系统，其特征在于，多颗毫米波雷达的毫米波雷达芯片(3)共用其中一个毫米波雷达芯片(3)的信号源，由该毫米波雷达芯片(3)产生信号源信号，通过射频传输线传输到其他的毫米波雷达芯片(3)。
6.根据权利要求1所述的共用多层金属天线的多毫米波雷达系统，其特征在于，所述多层金属天线(4)的相邻的毫米波雷达的波导(13)相互连通，一颗毫米波雷达的信号源信号通过波导(13)传输到相邻的毫米波雷达的毫米波雷达芯片(3)附近，再通过相邻的毫米波雷达的毫米波雷达芯片(3)的辐射单元耦合进毫米波雷达芯片(3)中，实现多颗远距离放置的射频毫米波雷达芯片(3)级联，从而实现更窄的波束角度和更高的目标测量精度。
7.根据权利要求1所述的共用多层金属天线的多毫米波雷达系统，其特征在于，所述共用多层金属天线的多毫米波雷达系统的多层金属天线(4)加工成金属防撞梁(16)，或者将多层金属天线(4)嵌入金属防撞梁(16)中，在所述金属防撞梁(16)的前部正中、左前角和右前角分别安装一颗毫米波雷达；三颗毫米波雷达通过波导(13)传输信号源信号，相互级联形成一个天线阵列。
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