CN220934404U - 一种梳状天线 - Google Patents
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Abstract
本实用涉及雷达天线技术领域，具体为一种梳状天线，包括：右贴片辐射单元、蛇形馈线一、左贴片辐射单元以及蛇形馈线二，将右贴片辐射单元连接在蛇形馈线的右侧边缘，左贴片辐射单元连接在蛇形馈线的左侧边缘，相较于相同长度的常规双列梳状天线，在牺牲些许天线最大方向增益前提下，改善了大角度方位面的增益，拓宽了雷达FOV波束宽度介于双列和单列之间，更适合前雷达需求；天线通道间一致性改善，从而测角性能改善；方位大角度俯仰面主副瓣比得到改善；省去了双列梳状天线的功分器结构，减少了馈线辐射；在应用于雷达天线布阵时，当两个阵元毗邻时，新型天线的阵元间耦合小，提升了通道隔离度与测角性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及雷达天线技术领域，具体为一种梳状天线。
背景技术
车载毫米波雷达作为高级驾驶辅助系统(ADAS)重要的传感器之一，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。随着ADAS的快速发展，对汽车上安装的毫米波雷达性能要求越来越高，要求雷达FOV(视场角)足够宽，在大方位角的俯仰面旁瓣电平足够低。
目前汽车毫米波雷达常见的天线有微带贴片patch天线，缝隙天线与梳状天线。其中梳状天线具有结构紧凑，FOV(视场角)宽、带宽宽的优点而应用最广泛。由于单列梳状天线增益不够大，在对探测距离要求较高的前雷达中应用受限，故而在前雷达中经常采用双列或更多列的梳状天线以提高增益，更多列的梳状天线往往出现在TDMA或TDMA+DDMA混合体制的前雷达中，而DDMA体制的前雷达往往使用双列天线保证更宽的FOV视场角。而双列天线存在如下两个缺陷：其一，功分器存在辐射。虽然功分器辐射相比于方位0°时的主瓣可以忽略不计，但随着方位角增加，主瓣幅度降低，功分器辐射对主瓣的影响越来越严重。例如方位±60°处，功分器辐射甚至恶化了主瓣的形状，最终将导致对目标检测产生影响，限制雷达FOV；其二，双列天线的口径偏大，在M IMO雷达布局中，为了保证方位测角不模糊，往往出现间隔1λ的天线单元，此时间隔1λ的两个天线单元辐射分支靠对方较近，每个天线自身性能下降，对旁边的天线也会产生影响。且发射与接收均使用双列天线的雷达，其FOV范围通常在±50°，而发射与接收使用单列天线的雷达，其FOV通道在±75°。前雷达的FOV要求通常是±60°，因此针对前雷达，需要一款波束宽度介于双列和单列之间的天线。
常规的双列梳状天线如图1所示，常规双列梳状天线在阵元间距1倍波长下的示意图如图2所示。现有将前雷达FOV做到±60°的方案，通常发射使用2列天线，接收使用单列天线，会造成接收通道表面波严重的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种梳状天线，一款紧凑型天线取代常规双列梳状天线，在增益接近双列梳状天线的前提下，实现了更高的波束宽度，更好的通道一致性，并且改善了俯仰面副瓣，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种梳状天线，包括：右贴片辐射单元、蛇形馈线一、左贴片辐射单元以及蛇形馈线二；其中，多组所述蛇形馈线二和蛇形馈线一交替连接构成蛇形馈线；右贴片辐射单元，其连接在蛇形馈线的右侧边缘；左贴片辐射单元，其连接在蛇形馈线的左侧边缘。
优选的，每两节不同特性阻抗的所述蛇形馈线一和蛇形馈线二，组成一个阻抗变换器。
优选的，所述蛇形馈线一和蛇形馈线二的宽度不同，用于调节贴片单元的阻抗匹配。
优选的，所述蛇形馈线一的两端连接在两组所述蛇形馈线二之间。
优选的，所述右贴片辐射单元和左贴片辐射单元呈交叉设置在蛇形馈线的波峰处，用于扩大天线口径。
优选的，还包括天线馈线；所述天线馈线连接蛇形馈线与芯片引脚之间。所述天线馈线特性阻抗50欧姆。
优选的，还包括匹配节；所述匹配节为连接天线馈线与蛇形馈线之间的微带线，用于实现天线端口阻抗匹配，减少回波损耗。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型将右贴片辐射单元连接在蛇形馈线的右侧边缘，左贴片辐射单元连接在蛇形馈线的左侧边缘，相较于相同长度的常规双列梳状天线，在牺牲些许天线最大方向增益前提下，改善了大角度方位面的增益，拓宽了雷达FOV波束宽度介于双列和单列之间，更适合前雷达需求；天线通道间一致性改善，从而测角性能改善；方位大角度俯仰面主副瓣比得到改善；省去了双列梳状天线的功分器结构，减少了馈线辐射；在应用于雷达天线布阵时，当两个阵元毗邻时，新型天线的阵元间耦合小，提升了通道隔离度与测角性能。
附图说明
图1为现有技术中的常规双列梳状天线示意图；
图2为现有技术中的常规双列梳状天线在阵元间距1倍波长下的示意图；
图3为本实用新型一种梳状天线的结构示意图；
图4为本实用新型天线在阵元间距1倍波长下的示意图；
图5为本实用新型实施例中常规双列梳状天线与梳状天线的方位面方向图对比；
图6为本实用新型实施例中常规双列梳状天线与梳状天线的俯仰方向图对比；
图7为现有技术中阵元间距1倍波长下两个通道的两个常规双列梳状天线方向图对比；
图8为本实用新型实施例中元间距1倍波长下的两个通道的梳状天线方向图对比。
图中：1、右贴片辐射单元；2、蛇形馈线一；3、左贴片辐射单元；4、蛇形馈线二；5、天线馈线；6、匹配节。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图3，本实用新型提供一种技术方案：一种梳状天线，包括：右贴片辐射单元1、蛇形馈线一2、左贴片辐射单元3、蛇形馈线二4、天线馈线5、匹配节6。
其中，蛇形馈线一2的两端连接在两组蛇形馈线二4之间，多组蛇形馈线二4和蛇形馈线一2交替连接构成蛇形馈线；设计成弯折是为了扩大口径，满足天线贴片辐射单元之间信号相位要求。尺寸差异是为了调节贴片单元的阻抗匹配。
进一步的，右贴片辐射单元1，其连接在蛇形馈线的右侧边缘；左贴片辐射单元3，其连接在蛇形馈线的左侧边缘。
具体的，每两节不同特性阻抗的蛇形馈线一2和蛇形馈线二4，组成一个阻抗变换器。蛇形馈线一2和蛇形馈线二4的宽度不同，用于调节贴片单元的阻抗匹配。蛇形馈线一2和蛇形馈线二4是连接右贴片辐射单元1和左贴片辐射单元3的蛇形馈线。
右贴片辐射单元1和左贴片辐射单元3呈交叉设置在蛇形馈线的波峰处，用于扩大天线口径。右贴片辐射单元1和左贴片辐射单元3是天线贴片辐射单元，尺寸近似等于天线工作中心频率对应的PCB板上的半波长。右贴片辐射单元1和左贴片辐射单元3不对称，目的是调节天线波束宽度，俯仰面副瓣，天线带宽等等。
进一步的，天线馈线5连接蛇形馈线与芯片引脚之间，天线馈线5特性阻抗50欧姆。
进一步的，匹配节6为连接天线馈线5与蛇形馈线之间的微带线，用于实现天线端口阻抗匹配，减少回波损耗。
如图4所示，图4为本实用新型天线在阵元间距1倍波长下的示意图。省去了双列梳状天线的功分器结构，减少了馈线辐射；在应用于雷达天线布阵时，当两个阵元毗邻时，新型天线的阵元间耦合小，提升了通道隔离度与测角性能。
具体的，如图5-图8所示的，图中：横轴是角度，纵轴是天线增益(dB)。图中横轴90°对应天线0°法向。由于需要观察非0°方位角下的俯仰角，天线不能朝直角坐标系的Z轴辐射。这里让天线朝向直角坐标系的Y轴辐射，在该辐射方向下，横轴90°对应天线0°法向。
如图5所示，方位面方向图对比(“Comb”是常规双列梳状天线，“自研”是梳状天线)，图中X轴90°对应天线法向。0°法向损失1.5dB增益换来大角度增益的提升。
如图6所示，俯仰方向图对比(“Comb”是常规双列梳状天线，“自研”是梳状天线)，图中X轴90°对应天线法向，梳状天线主副瓣比得到改善。
由上述可知，本实施例中提出的梳状天线相较于相同长度的常规双列梳状天线，在牺牲些许天线最大方向增益前提下，改善了大角度方位面的增益，拓宽了雷达FOV波束宽度介于双列和单列之间，更适合前雷达需求。
另外，在当两个阵元毗邻时，新型天线的阵元间耦合小，提升了通道隔离度与测角性能。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种梳状天线，其特征在于，包括：右贴片辐射单元(1)、蛇形馈线一(2)、左贴片辐射单元(3)以及蛇形馈线二(4)；
其中，多组所述蛇形馈线二(4)和蛇形馈线一(2)交替连接构成蛇形馈线；
右贴片辐射单元(1)，其连接在蛇形馈线的右侧边缘；
左贴片辐射单元(3)，其连接在蛇形馈线的左侧边缘。
2.根据权利要求1所述的一种梳状天线，其特征在于，每两节不同特性阻抗的所述蛇形馈线一(2)和蛇形馈线二(4)，组成一个阻抗变换器。
3.根据权利要求2所述的一种梳状天线，其特征在于，所述蛇形馈线一(2)和蛇形馈线二(4)的宽度不同，用于调节贴片单元的阻抗匹配。
4.根据权利要求3所述的一种梳状天线，其特征在于，所述蛇形馈线一(2)的两端连接在两组所述蛇形馈线二(4)之间。
5.根据权利要求1所述的一种梳状天线，其特征在于，所述右贴片辐射单元(1)和左贴片辐射单元(3)呈交叉设置在蛇形馈线的波峰处，用于扩大天线口径。
6.根据权利要求1所述的一种梳状天线，其特征在于，还包括天线馈线(5)；
所述天线馈线(5)连接蛇形馈线与芯片引脚之间。
7.根据权利要求6所述的一种梳状天线，其特征在于，所述天线馈线(5)特性阻抗50欧姆。
8.根据权利要求7所述的一种梳状天线，其特征在于：还包括匹配节(6)；
所述匹配节(6)为连接天线馈线(5)与蛇形馈线之间的微带线，用于实现天线端口阻抗匹配，减少回波损耗。
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2023
- 2023-10-08 CN CN202322686320.4U patent/CN220934404U/zh active Active
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