雷达天线以及雷达装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供雷达天线以及雷达装置。该雷达天线具有发送天线以及接收天线，接收天线在垂直于第一方向的第二方向上等间隔地排列，发送天线在第二方向上与接收天线相邻地配置。发送天线具有倾斜配置部以及反倾斜配置部。反倾斜配置部在第一方向上配置于倾斜配置部的旁边，倾斜配置部与反倾斜配置部是关于垂直于第一方向的面而镜像对称的。关于包含于倾斜配置部或者反倾斜配置部中的、在第一方向上相邻的发送喇叭部之间的、第二方向的配置位置之差，至少存在两种类的大小。当N为1以上的整数时，发送喇叭部的数量为2N个，当接收天线在所述第二方向上以等间隔P排列时，通过将配置位置之差的平均值设定为2P/N以下且P(N‑1)/N2以上，来减小旁瓣。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种监视汽车的行驶方向的车载毫米波雷达，特别是涉及一种用于DBF(DigitalBeamForming；数字波束形成)雷达的天线装置。
技术介绍
DBF雷达具有由在扫描方向上以规定的间隔(一般为等间隔)排列的多个接收天线元件构成的接收阵列，将来自各接收天线元件的接收信号变换为数字数据，通过运算处理对各接收信号施加相移而进行合成，从而等效地生成扫描束。单脉冲测角等检测直接方位的方法、MUSIC(MultipleSignalClassification：多重信号分类)法等高分辨率检测方式也能够应用。由于能够高速、高精度地扫描而不需要驱动元件、可动机构，因此在车载毫米波雷达中被广泛地使用。但是，需要一种排除DBF雷达中的因光栅瓣现象而造成的误检测的办法。图11示出使用接收天线阵列的方位检测的原理概论以及在之后的说明中使用的符号等。多个接收天线元件R0、R1、R2、……在水平方向上以等间隔P排列而构成接收阵列。虽然各接收天线元件中接收器、模拟/数字信号变换器与天线连接，但在本图中仅记述天线的配置关系。将水平方向作为X轴、垂直于天线的开口面的方向作为Z轴来定义坐标系，XZ面作为扫描面。将从Z轴向水平方向偏向的角距离设为θ，在本图中，以正值(+)表示右侧，以负值(-)表示左侧。关于来自θ方向的入射波，在向相邻的接收天线元件进行的入射中产生ΔL的传输路径长度差，从而在接收波呈现出相位差【算式1】ΔL＝P·sinθ【算式2】Δφ＝k·ΔL+2iπi是使的绝对值为最小的整数(0，±1，……)，k为波数(＝2π/λ)，λ是在自由空间内的波长，在车载毫米波雷达所使用的76.5GHz处λ＝3.92mm。通过该关系，根据相位差算出入射方位的检测值Θ。【算式3】如果在0±π(180°)的范围内，则Θ与θ一致，从而能够确定方位。将的入射方位分别设为χ、γ。【算式4】【算式5】θ在±χ内则能够进行方位检测，在说明时，将该范围称为主区域，除此之外的称为外区域。在外区域中，在θ略微超过χ时(θ＝γ+δ)，通过【算式6】Θ≈-δ来计算，左右进行反转。在Θ近似于γ时(θ＝γ±δ)，为【算式7】侧方的物体被检测为处于正面方向上的物体。虽然对于多个入射波，需要根据其数量来增加接收天线的元件数量并使用各种分离方法，但是以间隔P来确定的检测区域以及入射方位θ与检测值Θ的关系是相同的。即，因来自外区域的入射波而产生误检测。为了排除这些，考虑抑制在雷达天线的外区域的增益的方法。在日本公开专利2013-032979中，公开有在波导管槽阵列中追加作为辐射器的矩形喇叭部的天线结构。在该例示中，特别是使用了喇叭部的辐射模式的空值特性。在日本注册专利5667887中，公开有使发送天线的辐射元件在横向(扫描方向)的一个方向上连续地错开，并上下对称地排列的例示。日本公开专利2013-032979的天线由于减小了波导管的供电损失，使用了更高效率的矩形喇叭部，因此能够获得高增益。并且由于整体由金属板构成，因此几乎没有因热引起的性能变动、变形等，并且具有散热效果。即，具有适用于小型的车载雷达这一特征。但是，在改善喇叭部单体的辐射特性上，为了获得所期望的定向性，即、仅主区域具有高增益而在外区域则尽量降低旁瓣的定向性，特别需要喇叭部的深度尺寸变大。如此一来，由于天线大型化，因此是非优选的。在这里，考虑有依照日本注册专利5667887的方法，使用将喇叭部沿横向错开配置的结构。但是，专利文献2仅公开了根据印刷天线的辐射元件数量以及元件间隔来最佳地配置。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，通过恰当地配置喇叭部来抑制旁瓣。本专利技术的雷达天线具有：发送天线，其具有多个发送喇叭部；以及多个接收天线，它们各自具有在第一方向上排列的多个接收喇叭部，所述多个接收天线在垂直于所述第一方向的第二方向上排列，所述发送天线在所述第二方向上配置于所述接收天线的旁边，所述发送天线具有：倾斜配置部，其配置为所述多个发送喇叭部随着向所述第一方向推进而在所述第二方向上错位；以及反倾斜配置部，其配置为所述多个发送喇叭部随着向所述第一方向推进而在与所述第二方向相反的一侧上错位，所述多个发送喇叭部在所述第一方向上等间隔地配置，所述反倾斜配置部在所述第一方向上配置于所述倾斜配置部的旁边，包含于所述倾斜配置部中的所述多个发送喇叭部的排列与包含于所述反倾斜配置部中的所述多个发送喇叭部的排列，是关于垂直于所述第一方向的面而镜像对称的，包含于所述倾斜配置部或者所述反倾斜配置部中的、在所述第一方向上位于相邻位置的所述多个发送喇叭部之间的、在所述第二方向的配置位置之差至少存在两种类的大小，当N为1以上的整数时，所述多个发送喇叭部的数量为2N个，所述多个接收天线在所述第二方向上以等间隔P排列，在所述第一方向上相邻的所述发送喇叭部在所述第二方向上的配置位置之差的平均值为2P/N以下且P(N-1)/N2以上。并且，本专利技术的雷达装置具有：上述雷达天线；电波发送器，其具有至少一个通道的发送端；以及电波接收器，其具有多个接收端，所述发送天线与所述发送端连接，所述多个接收天线分别与所述多个接收端连接，所述发送喇叭部的空值点与通过在所述第二方向上相邻的一对所述接收天线接收到的接收波的相位差为π的方位重合，其中，所述发送喇叭部的空值点是所述发送喇叭部被单独使用时的呈现出所述第二方向的定向性的空值点，因所述多个发送喇叭部具有所述倾斜配置部以及所述反倾斜配置部而生成的空值点，位于所述发送喇叭部的空值点与所述接收喇叭部被单独使用时的呈现出所述第二方向的定向性的空值点之间。并且，本专利技术的雷达装置具有：上述雷达天线；电波发送器，其具有至少一个通道的发送端；以及电波接收器，其具有多个接收端，所述发送天线与所述发送端连接，所述多个接收天线分别与所述多个接收端连接，因所述多个发送喇叭部具有所述倾斜配置部以及所述反倾斜配置部而生成的空值点，与通过在所述第二方向上相邻的一对所述接收天线接收到的接收波的相位差为π的方位重合，所述发送喇叭部的空值点位于因所述多个发送喇叭部具有所述倾斜配置部以及所述反倾斜配置部而生成的空值点与所述接收喇叭部被单独使用时的呈现出所述第二方向的定向性的空值点之间，其中，所述发送喇叭部的空值点是所述发送喇叭部被单独使用时的呈现出所述第二方向的定向性的空值点。本申请的雷达天线通过恰当地配置发送喇叭部以及接收喇叭部而具有减小旁瓣的效果。附图说明图1的(a)示出第一实施方式的雷达天线的结构。图1的(b)示出第一实施方式的接收喇叭部的X方向的剖视图。图2的(a)示出第一实施方式的变形例的接收天线以及发送天线。图2的(b)示出第一实施方式的变形例的接收喇叭部的X方向的剖视图。图2的(c)示出第一实施方式的变形例的发送喇叭部的X方向的剖视图。图3的(a)示出第一实施方式的接收喇叭部的水平定向特性。图3的(b)示出根据第一实施方式的实型解析的、在开口面的X方向的电场强度以及相位分布。图4示出第一实施方式的雷达天线的仰角定向特性。图5示出第一实施方式的发送喇叭部的水平定向特性。图6示出第一实施方式的雷达天线的水平定向特性。图7示出以往的设计例子的雷达天线的水平方向定向特性。图8示出第二实施方式的雷达天线的水平定向特性。图9示出第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雷达天线，该雷达天线具有：发送天线，其具有多个发送喇叭部；以及多个接收天线，它们各自具有在第一方向上排列的多个接收喇叭部，所述多个接收天线在垂直于所述第一方向的第二方向上排列，所述发送天线在所述第二方向上配置于所述接收天线的旁边，所述发送天线具有：倾斜配置部，其配置为所述多个发送喇叭部随着向所述第一方向推进而在所述第二方向上错位；以及反倾斜配置部，其配置为所述多个发送喇叭部随着向所述第一方向推进而在与所述第二方向相反的一侧上错位，所述多个发送喇叭部在所述第一方向上等间隔地配置，所述反倾斜配置部在所述第一方向上配置于所述倾斜配置部的旁边，包含于所述倾斜配置部中的所述多个发送喇叭部的排列与包含于所述反倾斜配置部中的所述多个发送喇叭部的排列，是关于垂直于所述第一方向的面而镜像对称的，包含于所述倾斜配置部或者所述反倾斜配置部中的、在所述第一方向上位于相邻位置的所述多个发送喇叭部之间的、在所述第二方向的配置位置之差至少存在两种类的大小，当N为1以上的整数时，所述多个发送喇叭部的数量为2N个，所述多个接收天线在所述第二方向上以等间隔P排列，在所述第一方向上相邻的所述发送喇叭部在所述第二方向上的配置位置之差的平均值为2P/N以下且P(N‑1)/N2以上。...

【技术特征摘要】
2015.08.27 JP 2015-168364;2016.07.26 JP 2016-146691.一种雷达天线，该雷达天线具有：发送天线，其具有多个发送喇叭部；以及多个接收天线，它们各自具有在第一方向上排列的多个接收喇叭部，所述多个接收天线在垂直于所述第一方向的第二方向上排列，所述发送天线在所述第二方向上配置于所述接收天线的旁边，所述发送天线具有：倾斜配置部，其配置为所述多个发送喇叭部随着向所述第一方向推进而在所述第二方向上错位；以及反倾斜配置部，其配置为所述多个发送喇叭部随着向所述第一方向推进而在与所述第二方向相反的一侧上错位，所述多个发送喇叭部在所述第一方向上等间隔地配置，所述反倾斜配置部在所述第一方向上配置于所述倾斜配置部的旁边，包含于所述倾斜配置部中的所述多个发送喇叭部的排列与包含于所述反倾斜配置部中的所述多个发送喇叭部的排列，是关于垂直于所述第一方向的面而镜像对称的，包含于所述倾斜配置部或者所述反倾斜配置部中的、在所述第一方向上位于相邻位置的所述多个发送喇叭部之间的、在所述第二方向的配置位置之差至少存在两种类的大小，当N为1以上的整数时，所述多个发送喇叭部的数量为2N个，所述多个接收天线在所述第二方向上以等间隔P排列，在所述第一方向上相邻的所述发送喇叭部在所述第二方向上的配置位置之差的平均值为2P/N以下且P(N-1)/N2以上。2.根据权利要求1所述的雷达天线，其特征在于，所述倾斜配置部以及所述反倾斜配置部作为整体而排列成V字型。3.根据权利要求1所述的雷达天线，其特征在于，所述发送喇叭部的基部侧连接有矩形波导管，在所述发送喇叭部的所述矩形波导管与所述发送喇叭部之间，具有从所述发送喇叭部的内壁面向所述矩形波导管延展的平面部，所述平面部垂直于所述发送喇叭部的轴。4.根据权利要求2所述的雷达天线，其特征在于，所述发送喇叭部的基部侧连接有矩形波导管，在所述发送喇叭部的所述矩形波导管与所述发送喇叭部之间，具有从所述发送喇叭部的内壁面向所述矩形波导管延展的平面部，所述平面部垂直于所述发送喇叭部的轴。5.根据权利要求1所述的雷达天线，其特征在于，所述接收喇叭部的基部侧连接有矩形波导管，在所述接收喇叭部的所述矩形波导管与所述接收喇叭部之间，具有从所述接收喇叭部的内壁面向...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿部朗，
申请(专利权)人：日本电产艾莱希斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP