可复用的汽车毫米波雷达天线阵列制造技术

本发明专利技术公开一种可复用的汽车毫米波雷达天线阵列，属于自动驾驶领域。该阵列由一个有二等分功分器的子阵列和两个有三等分功分器的子阵列组成；两个三等分子阵列分别位于二等分子阵列的两侧；子阵列都是由纵向串联微带天线和微带功分器组成。当雷达工作在近距离模式时，二等分子阵列工作；当雷达工作在中距离模式时，任意一个三等分子阵列工作；当雷达工作在远距离模式时，三个阵列同时工作；雷达三种工作模式的切换在芯片内部实现；同时射频芯片有三个相同的射频输出端，分别接到三个子阵列；本发明专利技术通过复用不用模式下的天线使整个系统的天线面积降低，雷达系统的体积得以显著减小。

Reusable antenna array for automotive millimeter wave radar

【技术实现步骤摘要】
可复用的汽车毫米波雷达天线阵列
本专利技术属于汽车毫米波雷达领域，特别涉及一种测距雷达微带天线阵列。
技术介绍
近些年，由于不受温度、环境和天气情况的影响，毫米波雷达应用于自动驾驶的应用得到了越来越多的关注。能否达到小型化、低成本以及和汽车外形的融合，已经成为毫米波雷达能否角逐自动驾驶市场的关键因素。当前，汽车毫米波雷达系统一般采用三个发射通道和四个接收通道的结构。四个接收通道是为了更好地获得探测物体的角度信息。为了分别探测远、中和近不同距离的物体，三个发射通道上接不同增益的天线。天线的增益越高，所需要的辐射单元数量越多。三种不同增益的天线会占用很大的面积，进而影响雷达系统的尺寸。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于为克服已有技术的不足，提出了可复用的汽车毫米波雷达天线阵列，本专利技术在于复用雷达不同工作模式下的天线，从而减小整个雷达系统的尺寸。该阵列纵向是串联微带阵列，横向有8个相同的串联微带阵列。在所述阵列的横向方向上，左边三个串联微带天线阵列与三等分功分器的输出端相接；右边三个串联微带天线阵列与三等分功分器的输出端相接；中间两个串联微带天线与二等分功分器的输出端相接。该阵列也可以看着是三个子阵列构成：一个有二等分功分器的子阵列和两个有三等分功分器的子阵列。上述微带天线和微带功分器由三层板构成，包括：金属地板、高频介质和顶层金属。为了使该阵列工作，从芯片输出的信号到功分器的输入端应有相同的幅度和相位。同时芯片有三个输出端口，每个输出端口具有相同的相位和幅度。当雷达工作在近距离模式时，二等分子阵列工作；当雷达工作在中距离模式时，任意一个三等分子阵列工作；当雷达工作远距离模式时，三个子阵列同时工作；雷达三种工作模式的切换在芯片内部实现；有益技术效果：该专利技术通过复用不同模式下的天线，使得系统的整体尺寸减小。当雷达工作在远距离模式下时，系统复用了近距离和中距离天线。相比于一般的雷达系统机构，本专利技术减少了近距离和中距离天线所占用的面积。与此同时，三路射频信号在天线处相加提高了系统的输出功率，这样增加了系统的可探测距离。雷达系统面积的减小带来的益处是成本降低和增加了与汽车的融合度。附图说明图1为本专利技术的可复用的汽车毫米波雷达天线阵列结构示意图；图2为本专利技术实施例纵向串联微带阵列；图3为本专利技术实施例微带三等分功分器；图4为本专利技术实施例微带二等分功分器；图5为本专利技术实施例近距离工作模式时天线方向图；图6为本专利技术实施例中距离工作模式时天线方向图；图7为本专利技术实施例远距离工作模式时天线方向图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围本专利技术实施例公开一种可复用的汽车毫米波雷达天线阵列，通过复用不用模式下的天线以减少雷达系统的整体面积。如图1所示，该阵列纵向是串联微带阵列，横向有8个相同的串联微带阵列。在所述阵列的横向方向上，左边三个串联微带天线阵列与三等分功分器的输出端相接；右边三个串联微带天线阵列与三等分功分器的输出端相接；中间两个串联微带天线与二等分功分器的输出端相接。该阵列也可以看着是三个子阵列构成：一个有二等分功分器的子阵列和两个有三等分功分器的子阵列。上述微带天线和微带功分器由三层板构成，包括：金属地板、高频介质和顶层金属。可选的，在本实施例的一种具体实施中，主设备频率为77GHz，高频介质板的材料为Rogers3003，其厚度为0.127mm。串联微带天线数量为12个。串联微带天线的横向中心间距为2mm。图2为本专利技术实施例纵向串联微带阵列示意图。该串联微带阵列由馈线和微带天线组成；其中馈线具有相同的宽度0.14mm，长度不同。表1为天线的尺寸，PL为微带天线的长度，PW为微带天线的宽度。表2位馈线的尺寸，L代表馈线的长度，表1PL1PL2PL3PL4PL5PL61.1731.1371.1121.091.081.07PW1PW2PW3PW4PW5PW60.430.610.811.021.21.4单位：mm表2L1L2L3L4L5L6L71.2571.281.2571.231.1991.1631.14单位：mm图3为本专利技术实施例微带三等分功分器示意图。该功分器相对与馈点，左右对称。其中L4和L5相连处的切角宽度为0.3mm。表3为微带三等分功分器的具体尺寸。表3L1L2L3L4L5L6L70.3，0.30.58，0.50.73，0.21.03，0.32.55，0.30.6，0.181.13，0.3(长，宽)单位：mm图4为本专利技术实施例微带二等分功分器示意图。该功分器相对与馈点，左右对称。表4为微带二等分功分器的具体尺寸。表4L1L2L3L40.5，0.30.66，0.60.85，0.30.36，0.3(长，宽)单位：mm当雷达工作在近距离模式时，二等分子阵列工作；当雷达工作在中距离模式时，任意一个三等分子阵列工作；当雷达工作远距离模式时，三个子阵列同时工作；雷达三种工作模式的切换在芯片内部实现；同时射频芯片有三个相同的射频输出端，分别接到三个子阵列。本实施例中的汽车毫米波雷达天线阵列通过复用不同模式下的天线，使得系统的整体尺寸减小。当雷达工作的远距离模式下时，系统复用了近距离和中距离天线。相比于一般的雷达系统机构，本专利技术减少了近距离和中距离天线所占用的面积。与此同时，三路射频信号在天线处相加提高了系统的输出功率，这样增加了系统的可探测距离。雷达系统面积的减小带来的益处是成本降低和增加了与汽车的融合度。对于本专利技术的实施例的具体上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本专利技术。修改本实施例，对于本领域的专业技术人员来说是很容易的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本专利技术将不会被限制于本文所示的这个实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可复用的汽车毫米波雷达平面天线阵列，其特征在于，所述阵列的纵向是串联微带阵列，横向有8个相同的串联微带阵列。在所述阵列的横向方向上，左边三个串联微带天线阵列与三等分功分器的输出端相接；右边三个串联微带天线阵列与三等分功分器的输出端相接；中间两个串联微带天线与二等分功分器的输出端相接。该阵列也可以看着是三个子阵列构成：一个有二等分功分器的子阵列和两个有三等分功分器的子阵列。

【技术特征摘要】
1.可复用的汽车毫米波雷达平面天线阵列，其特征在于，所述阵列的纵向是串联微带阵列，横向有8个相同的串联微带阵列。在所述阵列的横向方向上，左边三个串联微带天线阵列与三等分功分器的输出端相接；右边三个串联微带天线阵列与三等分功分器的输出端相接；中间两个串联微带天线与二等分功分器的输出端相接。该阵列也可以看着是三个子阵列构成：一个有二等分功分器的子阵列和两个有三等分功分器的子阵列。2.根据权利要求1所述的阵列，其特征在于，二等分功分器和三等分功分器均由微带线组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建中，董吉，
申请(专利权)人：清能华波北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11