[发明专利]天线元件和天线阵列

说明书

本发明涉及一种天线元件(1a；1b；1c)，所述天线元件具有：用于馈送电功率的馈电线路(2)；第一多个(3；5；8)发射元件，所述第一多个发射元件布置在所述馈电线路(2)的第一侧上，以及第二多个(4；6；9)发射元件，所述第二多个发射元件布置在所述馈电线路(2)的第二侧上，其中，所述发射元件与所述馈电线路(2)串联耦合并通过所述馈电线路(2)被馈送以电功率，所述发射元件构造用于发送电磁辐射；其中，所述第一多个(3；5；8)发射元件与所述第二多个(4；6；9)发射元件的区别在于所述发射元件的空间尺寸的分布和/或相邻发射元件之间的间距(x)的分布。

技术领域

本发明涉及一种天线元件和一种天线阵列。

背景技术

雷达设备可以准确地确定对象的相对速度，并且在使用合适的调制方法的情况下附加地可以确定对象的间距或角位置。出于这个原因，雷达设备被广泛应用于汽车领域。

贴片天线通常在千兆赫兹范围内使用。贴片天线可以被特别简单且成本有利地在高频基底上提供。在此，具有雷达辐射的约一半波长的长度的金属面用作谐振器。

发射元件例如可以涉及单个贴片。然而，通常需要雷达射束的更好的聚焦，即具有更窄的波瓣的经改善的方向特性。因此，在面板天线中组合有多个贴片。在这样的天线阵列中，所有贴片都与如下公共源耦合：该公共源将电功率馈送到贴片中。在此，耦合可以借助功率分配器网络并联或串联地进行。

由US 2007/0279303A1公开一种用于这种串联馈电的天线元件的天线结构。为了改善发射特性，在该文献中提出改变天线元件之间的间距或天线元件的尺寸。例如，彼此相继的天线元件之间的间距可以朝向公共馈电线路的端部增大。

通常，天线元件或天线如此构型，使得所发送的雷达辐射的主波瓣或主发送方向垂直于基底地延伸。然而，在一些应用中有利的是，匹配天线的方向特性，使得主发送方向不垂直于基底地延伸，而是围成一定角度。在布置在车辆的尾部区域或角区域中的雷达设备的情况下，这种对方向特性的匹配可能是有利的。

用于实现强方向作用的已知机制是相控阵天线。在此涉及受相位控制的组天线，其具有布置成矩阵的多个单辐射器，其中，可以匹配单辐射器的相位角。通过合适的操控，可以通过相长干涉在期望方向上增强发送能量，并在不期望的方向上通过相消干涉减小或消除发送能量。

然而，相控阵天线需要相对复杂的机制来匹配相应的单辐射器的相位。由此，这种天线通常相对成本密集并且制造复杂。因此，相控阵技术经常出现在军事领域中，但在汽车应用中的使用可能性却相当有限。

因此，需要一种具有偏离垂直方向的方向作用的成本有利的天线。

发明内容

本发明提供具有权利要求1的特征的天线元件和具有权利要求10的特征的天线阵列。

优选的实施方式是相应从属权利要求的主题。

根据第一方面，本发明涉及一种天线元件，该天线元件具有用于馈送电功率的馈电线路。天线元件还具有第一多个(Vielzahl)发射元件，其布置在馈电线路的第一侧上。此外，天线元件具有第二多个发射元件，其布置在馈电线路的第二侧上。发射元件与馈电线路串联耦合并由馈电线路馈送电功率。发射元件还构造用于发送电辐射。第一多个发射元件与第二多个发射元件的区别在于发射元件的空间尺寸的分布和/或相邻的发射元件之间的间距的分布。

根据第二方面，本发明涉及一种具有多个共同馈电的天线元件的天线阵列。

本发明的优点

通过使用具有空间上的尺寸或间距的不同分布的发射元件已经可以为单个天线元件实现期望的方向作用。所发送的雷达波的相长干涉和相消干涉是造成这种情况的原因。由于发射元件在馈电线路的两侧上不同地分布，总计得出偏离基底的垂直方向的主波瓣。因此可以提供高灵敏度的天线。