背馈式行波天线阵列、雷达和可移动平台制造技术

本申请提供一种背馈式行波天线阵列、雷达和可移动平台，该背馈式行波天线阵列包括：第一介质基板，第一介质基板的表面设有馈电单元；第一接地层，第一接地层设有第一缝隙；中间介质基板；第二接地层，第二接地层设有第二缝隙；第二介质基板，第二介质基板之背向第二接地层的一侧设置有辐射单元；多个第一金属过孔，多个第一金属过孔贯穿第一介质基板、第一接地层、中间介质基板、第二接地层和第二介质基板，且多个第一金属过孔围合在第一缝隙和第二缝隙的四周；其中，第一缝隙和第二缝隙用于将馈电单元的能量耦合到辐射单元的中部。本申请提供的背馈式行波天线阵列具有较宽的工作带宽，并且在宽带内满足增益平坦度好、波束指向稳定的要求。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背馈式行波天线阵列、雷达和可移动平台
本申请涉及天线
，具体涉及一种背馈式行波天线阵列、雷达和可移动平台。
技术介绍
车载毫米波雷达通过天线向外发射毫米波，接收目标反射信号，经数据处理后快速准确地获取汽车车身周围的物理环境信息(如汽车与其他物体之间的相对距离、相对速度、角度、运动方向等)。宽带毫米波雷达相比窄带低频段雷达能够大大地提高距离分辨率，适合于距离分辨率高的应用场景。天线作为雷达前端的重要组成部分，需要具备宽带工作能力。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种背馈式行波天线阵列、雷达和可移动平台，提供一种行波天线，能具有较宽的带宽。第一方面，本申请实施例提供一种背馈式行波天线阵列，包括：第一介质基板，所述第一介质基板的表面设有馈电单元；第一接地层，设置在所述第一介质基板之背向所述馈电单元的表面，所述第一接地层设有第一缝隙；中间介质基板，设置在所述第一接地层之背向所述第一介质基板的表面；第二接地层，设置在所述中间介质基板之背向所述第一接地层的表面，所述第二接地层设有第二缝隙；第二介质基板，设置在所述第二接地层之背向所述中间介质基板的表面，所述第二介质基板之背向所述第二接地层的一侧设置有辐射单元；多个第一金属过孔，所述多个第一金属过孔贯穿所述第一介质基板、所述第一接地层、所述中间介质基板、所述第二接地层和所述第二介质基板，且所述多个第一金属过孔围合在所述第一缝隙和所述第二缝隙的四周；其中，所述第一缝隙和所述第二缝隙用于将所述馈电单元的能量耦合到所述辐射单元的中部。第二方面，本申请实施例提供一种雷达，包括电源和第一方面各种实施例中的背馈式行波天线阵列，所述电源用于向所述背馈式行波天线阵列供电。第三方面，本申请实施例提供一种可移动平台，包括机身和第二方面提供的雷达，所述雷达设置在所述可移动平台上。本申请第一方面提供的背馈式行波天线阵列，通过采用行波天线的形式，辅以缝隙耦合以及从辐射单元中部馈电的馈电结构，结合可等效为波导结构的多个第一金属过孔，可以使得该天线阵列具有较宽的工作带宽，并且在宽带内满足增益平坦度好、波束指向稳定的要求。附图说明图1是一种实施例的背馈式行波天线阵列的爆炸结构示意图；图2是图1中辐射单元和第二介质基板的平面结构示意图；图3是图1的第二接地层的平面结构示意图；图4是图1的中间介质基板的平面结构示意图；图5是图1的馈电单元和第一介质基板的平面结构示意图；图6是图1的馈电单元的立体结构示意图；图7是图1的第一介质基板的平面结构示意图；图8是图1的第一接地层的平面结构示意图；图9是一种实施例的贴片的结构示意图；图10是一种实施例的第二接地层的局部结构示意图；图11是一种实施例的背馈式行波天线阵列的剖视结构示意图；图12是一种实施例的背馈式行波天线阵列的回波损耗仿真曲线图；图13是一种实施例的背馈式行波天线阵列的俯仰面方向图；图14是一种实施例的背馈式行波天线阵列的方位面方向图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。各国规划将以79GHz为中心频率的77～81GHz频段应用于车载毫米波宽带雷达中。77～81GHz宽带雷达相比76～77GHz窄带频段能够大大地提高距离分辨率，适合于对短距离探测中距离分辨率高(0.15m～0.3m)的应用场景中，天线作为雷达前端的重要组成部分，需要具备宽带工作的能力，包括宽频带范围的阻抗匹配，旁瓣抑制，波束指向和增益平坦度。1)阻抗匹配：天线可以分为行波天线和驻波天线，现有天线以驻波天线为主，其阻抗特性随频率剧烈变化，存在阻抗带宽窄的问题(相对带宽3％左右)；2)旁瓣抑制带宽：现有技术可以实现在窄带范围内旁瓣抑制优于20dB，但宽带内实现旁瓣抑制是宽带雷达天线设计的难点；3)波束指向：波束指向指的是天线方向图中增益最大点的指向位置，天线阵列的波束指向由每个辐射单元的相位决定，现有的一端侧馈的形式只能在窄带内保证波束指向稳定在法向点；4)增益平坦度：现有技术中宽带内天线的增益平坦度约4～5dB，此数值过大，使得雷达探测距离不够。为解决上述问题的至少一个，本申请实施例提供一种背馈式行波天线阵列。请参考图1，本申请实施例提供一种背馈式行波天线阵列，其结构呈层叠状，自上而下依次包括：辐射单元10、第二介质基板20、第二接地层21、中间介质基板30、第一接地层41、第一介质基板40和馈电单元50，贯穿第一介质基板40、第一接地层41、中间介质基板30、第二接地层21和第二介质基板20的设有多个第一金属过孔60。馈电单元50设置在第一介质基板40的表面，具体的，馈电单元50可以粘接在第一介质基板40的表面，或者通过刻蚀的方法设置在第一介质基板40的表面。第一接地层41设有第一缝隙411。第二接地层21设有第二缝隙211。多个第一金属过孔60围合在第一缝隙411和第二缝隙211的四周。其中，第一缝隙411和第二缝隙211用于将馈电单元50的能量耦合到辐射单元10的中部。本实施例中的背馈式行波天线阵列，通过采用行波天线的形式，辅以缝隙耦合以及从辐射单元10中部馈电的馈电结构，结合可等效为波导结构的多个第一金属过孔60，可以使得该天线阵列具有较宽的工作带宽，并且在宽带内满足增益平坦度好、波束指向稳定的要求。其中，馈电单元50的能量通过缝隙耦合的方式传播到第一缝隙411，多个第一金属过孔60围合在第一缝隙411和第二缝隙211四周而构成等效波导结构，使得第一缝隙411耦合的能量通过该等效波导结构传播到第二缝隙211，第二缝隙211再通过耦合的方式将能量传播到辐射单元10的中部，再通过辐射单元10将能量以电磁波形式向空间辐射。设置多个第一金属过孔60构成等效波导结构，能量在该等效波导结构中传播时，衰减少，能保证天线的效率。能量在辐射单元10上传播时，是从辐射单元10的中部向两端逐级辐射，实现波束指向稳定的效果。第一缝隙411的形状和结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背馈式行波天线阵列，其特征在于，包括：/n第一介质基板，所述第一介质基板的表面设有馈电单元；/n第一接地层，设置在所述第一介质基板之背向所述馈电单元的表面，所述第一接地层设有第一缝隙；/n中间介质基板，设置在所述第一接地层之背向所述第一介质基板的表面；/n第二接地层，设置在所述中间介质基板之背向所述第一接地层的表面，所述第二接地层设有第二缝隙；/n第二介质基板，设置在所述第二接地层之背向所述中间介质基板的表面，所述第二介质基板之背向所述第二接地层的一侧设置有辐射单元；/n多个第一金属过孔，所述多个第一金属过孔贯穿所述第一介质基板、所述第一接地层、所述中间介质基板、所述第二接地层和所述第二介质基板，且所述多个第一金属过孔围合在所述第一缝隙和所述第二缝隙的四周；/n其中，所述第一缝隙和所述第二缝隙用于将所述馈电单元的能量耦合到所述辐射单元的中部。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种背馈式行波天线阵列，其特征在于，包括：
第一介质基板，所述第一介质基板的表面设有馈电单元；
第一接地层，设置在所述第一介质基板之背向所述馈电单元的表面，所述第一接地层设有第一缝隙；
中间介质基板，设置在所述第一接地层之背向所述第一介质基板的表面；
第二接地层，设置在所述中间介质基板之背向所述第一接地层的表面，所述第二接地层设有第二缝隙；
第二介质基板，设置在所述第二接地层之背向所述中间介质基板的表面，所述第二介质基板之背向所述第二接地层的一侧设置有辐射单元；
多个第一金属过孔，所述多个第一金属过孔贯穿所述第一介质基板、所述第一接地层、所述中间介质基板、所述第二接地层和所述第二介质基板，且所述多个第一金属过孔围合在所述第一缝隙和所述第二缝隙的四周；
其中，所述第一缝隙和所述第二缝隙用于将所述馈电单元的能量耦合到所述辐射单元的中部。


2.如权利要求1所述的背馈式行波天线阵列，其特征在于，所述第一缝隙或所述第二缝隙为矩形、H形、哑铃形、蝴蝶结形、沙漏形的任意一种。


3.如权利要求2所述的背馈式行波天线阵列，其特征在于，所述第一缝隙或所述第二缝隙为H形，H形缝隙的中部缝宽为0.055λg-0.075λg，端部缝宽为0.14λg-0.24λg，中部缝长为0.24λg-0.44λg，端部缝长为0.055λg-0.098λg，其中，λg为中心频点处等效介质波长。


4.如权利要求1所述的背馈式行波天线阵列，其特征在于，所述第一缝隙与所述第二缝隙的位置对应。


5.如权利要求1所述的背馈式行波天线阵列，其特征在于，所述第一缝隙的形状和结构与所述第二缝隙相同。


6.如权利要求1所述的背馈式行波天线阵列，其特征在于，所述第一接地层和所述第二接地层为金属材质，所述第一介质基板、所述中间介质基板和所述第二介质基板为层压板。


7.如权利要求1所述的背馈式行波天线阵列，其特征在于，所述中间介质基板的数量为多个。


8.如权利要求1所述的背馈式行波天线阵列，其特征在于，所述辐射单元包括多个贴片和连接多个所述贴片的多个微带线，所述第一缝隙和所述第二缝隙用于将所述馈电单元的能量耦合到所述辐射单元中部的第一微带线上，所述第一微带线为所述多个微带线中的其中一个。

【专利技术属性】
技术研发人员：唐哲，汤一君，蔡铭，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44