[实用新型]一种毫米波雷达的叠层天线阵、雷达天线和雷达

说明书

本实用新型提供一种毫米波雷达的叠层天线阵、雷达天线和雷达，包括辐射单元、馈线，所述辐射单元设于板体内，相邻辐射单元通过馈线串联相接，板体顶部与辐射单元相应的位置设置寄生单元，所述辐射单元与寄生单元耦接相连。本实用新型可以有效的减少表面工艺对天线的影响，可以使得天线的带宽增加两倍甚至更多，通过上下贴片耦合的结构使得天线的频率带宽得到拓展，从而可以有效的适用通讯和雷达系统，同时可以降低成本。本实用新型不使用底部直接耦合的方式，通过波导缝隙辐射的结构实现信号的上下层传输，以屏蔽外部电路对天线带来的不同程度的影响，使整个链路损耗减小，天线系统整个辐射在加大带宽的情况之下，实现最大的辐射效率。

技术领域

本发明涉及车载硬件领域，特别是涉及一种应用在汽车上的毫米波雷达的叠层天线阵、雷达天线和雷达。

背景技术

天线阵是雷达系统中应用最为常见的发射和接收机制了，目前使用在毫米波雷达中的天线多为微带贴片式的天线阵，如图1所示，电磁波信号从辐射单元耦合接收，同时通过寄生单元的慢波作用，反射体的反射作用，从而使得高频电流通过馈线传输至辐射单元中的各个辐射节点，辐射单元中通过不同的电流强度的设计实现天线的低副瓣效应，高频电流再经过微带波导转换单元，实现阻抗的变换使得输出能量最大。此过程的逆过程同样适用。

目前对于上述的对提升天线带宽的方式要么是没有做到小面积，要么就是达不到带宽的目的。

发明内容

为了解决上述的以及其他潜在的技术问题，本发明提供了一种毫米波雷达的叠层天线阵，不使用底部直接耦合的方式，通过波导缝隙辐射的结构实现信号的上下层传输，以屏蔽外部电路对天线带来的不同程度的影响，使整个链路损耗减小，天线系统整个辐射在加大带宽的情况之下，实现最大的辐射效率。可以有效的减少表面工艺对天线的影响，可以使得天线的带宽增加两倍以上甚至更多，即通过上下贴片耦合的结构使得天线的频率带宽得到拓展，从而可以有效的适用通讯和雷达系统，同时可以降低成本。

一种毫米波雷达的叠层天线阵，包括辐射单元、馈线，所述辐射单元设于板体内，相邻辐射单元通过馈线串联相接，板体顶部与辐射单元相应的位置设置寄生单元，所述辐射单元与寄生单元耦接相连。

进一步地，所述辐射单元的作用是电磁波信号从辐射单元耦合接收，同时通过高频材料的慢波作用，反射体的反射作用，从而使得高频电流通过馈线传输至辐射单元的各个辐射节点，辐射单元中通过不同的电流强度的设计实现天线的低副瓣效应，即通过对每个辐射单元进行泰勒分布的加权或者对其进行切比雪夫的加权，同时每个节点通过和寄生单元等效的位置发生耦合作用实现另外一个较高或者较低的谐振频率，使得天线的整个谐振带宽加宽。

进一步地，所述寄生单元包括但不限于第一层寄生贴片、第二层寄生贴片、第三层寄生贴片，所述第一层寄生贴片与第二层寄生贴片耦合相连，所述第二层寄生贴片与第三层寄生贴片耦合相连，所述第一层寄生贴片与辐射单元耦合相连。

进一步地，当所述寄生单元的层数越高时，可以达到多频信号和宽带的传输，每个节点同样要使用不同的电流的设计，同样适用上述的泰勒分布的加权或者对其进行切比雪夫的加权，以便整个带宽内实现较为低的副瓣。

进一步地，还包括高频材料，所述高频材料设于板体中，用于辐射单元与寄生单元相互耦合时起到隔离作用。

进一步地，还包括反射体，所述反射体设于板体底部。传统的单极天线有一个2.14dBi的辐射，本申请微带天线在底部设置一个反射体，可以接收一部分辐射体外缘发射的辐射线。微带天线更适合小面积、小型化的移动装置或者车载雷达使用。

进一步地，还包括微带波导转换单元，所述微带波导转换单元一端与馈线相连，另一端连接至后端处理器。以上经过耦合的宽带高频电流通过微带波导转换单元实现从微带线结构转换至波导的结构，通过周期性的波导通道的结构实现波导结构，信号经过馈线，再通过波导通道辐射传输至波导转微带单元处，通过波导转微带单元实现波导转微带，实现信号传输至顶层的效果。此过程的逆过程同样适用。