[发明专利]阵列天线及其雷达设备

说明书

技术领域

本发明涉及被馈送行波的阵列天线，以及使用该阵列天线的雷达设备。

背景技术

借助雷达波束在交通工具的横向方向(水平方向)上扫描交通工具前方以检测在交通工具的行车道上出现的障碍物或者前方交通工具的、安装于交通工具的雷达设备是已知的。

而且，作为在这种雷达设备中使用的天线，具有图8A中示出的结构的被馈送行波的阵列天线101是已知的，其中多个辐射元件103被布置在一列中，并且通过馈送线路105被串联，馈送线路105借助电阻器在馈送线路105的一端被端接以防止反射波在馈送线路105的另一端处出现并且被馈送。

这种被馈送行波的阵列天线101被沿横向方向以复数方式安装在交通工具上以能够在横向平面中进行检测，使得辐射元件103的布置方向是沿竖直方向的。

顺便提及，被馈送行波的阵列天线101的波束方向随着被馈送到其的行波的频率的变化而变化。例如，如图8B中所示，在相继的辐射元件103之间的布置间隔D(馈送线路间隔)等于被馈送信号的即时(on-line)频率时(在即时频率是图8B中的f1时)，由于所有辐射元件103都辐射具有相同相位的雷达波，因此从被馈送行波的阵列天线101发射的波束的方向指向其上设置有辐射元件103的辐射平面的前方方向(倾角＝0)。另一方面，在布置间隔D不同于被馈送信号的即时频率时，由于辐射元件103辐射具有沿辐射元件103的布置顺序以恒定值α连续地提高的不同相位的雷达波，因此从馈送行波的阵列天线101发射的波束方向具有取决于恒定值α的、相对于辐射平面的前方方向(倾角＝0)的倾斜度。

因此，提出了各种在馈送信号的频率被改变时保持倾角不变的方法。例如，参考日本专利申请公报第08-097620号或第2006-279525号。顺便提及，当雷达设备被安装在交通工具上时，必须调整雷达波束的方向，尤其是仰倾角。

这种倾角的调整可以使用螺旋装置通过人工工作实现。通过进行诸如DBF(数字波束形成)或MUSIC(多信号分类)的电子信号处理来实现倾角的调整也是已知的。而且，使用诸如电介质透镜、Rotman透镜或者Butler矩阵的特定硬件器件在垂直方向上进行波束扫描并且将波束发射角设定为所希望的仰倾角也是已知的。然而，进行这种电子信号处理或者使用这种特定硬件器件引起了雷达设备的电路规模和信号处理量增加。

因此，提出了以电的方式调整倾角来积极利用倾角随着被馈送信号的频率变化而变化的事实。例如，参考日本专利申请公报第2006-64628号。

然而，由于安装于交通工具的雷达设备的频段被限于狭窄范围(76GHz到77GHz)，因此即使被馈送信号的频率被变化到上述范围内的最大可能程度，当以被馈送信号的一个波长的间隔布置雷达设备的辐射元件时，倾角也最多只能被改变约2°(约±1°)，这不足以充分地调整倾角。

发明内容

本发明提供了一种阵列天线，其包括：

馈送线路；以及

在第一方向上以预定的布置间隔布置的多个辐射元件部分，每个所述辐射元件部分都包括至少一个通过所述馈送线路被馈送行波的辐射元件；

其中，作为每两个相继的所述辐射元件部分之间的所述馈送线路的长度的元件间线路长度长于所述布置间隔。

本发明也提供了一种雷达设备，其包括：

发射天线部分，其在被提供以发射信号时发射雷达波束；

接收天线部分，其接收从对象反射的雷达波束并且输出接收信号；

信号生成部分，其生成要被提供给所述发射天线的发射信号；以及

信号处理部分，其处理从所述接收天线部分输出的接收信号以便得到关于对象的信息；

其中，所述发射天线部分和所述接收天线部分中的每个都包括至少一个如以上所述的阵列天线，并且所述雷达设备还包括控制所述发射信号的频率的频率控制部分。

根据本发明，提供了一种阵列天线和雷达设备，其能够在不增加电路规模或者信号处理量的情况下在宽广范围内调整波束方向。

根据包括图和权利要求的以下描述，本发明的其他优点和特征将变得显然。

附图说明

在附图中：

图1A是示出可应用本发明的雷达设备整体结构的框图；

图1B是示出图1A中示出的雷达设备中所包括的频率控制部分的结构的框图；

图2是示意性地示出本发明的第一实施例的阵列天线所包括的辐射元件和馈送线路的布置的图；

图3A和3B是示出辐射元件的样式的图；

图4A是示出本发明的第一实施例的阵列天线与传统阵列天线之间性能上的差异的表格；