[发明专利]具主波束波宽缩减与旁波束抑制功能的雷达装置

说明书

一种具主波束波宽缩减、能量增强与旁波束抑制功能的雷达装置，包括一天线罩、一天线组件、以及一超材料组件。该天线组件设置在该天线罩内且包括一天线基板以及一设置在该天线基板一面的天线。该超材料组件设置在该天线罩内并与天线罩粘附或整合再一起，并与该天线组件隔一间距，且该超材料组件包括一固定基板、一第一超材料阵列以及一第二超材料阵列。该天线组件所发射的该雷达波是沿着一朝向该超材料组件的发射方向，且该间距为该雷达波的工作频段在空气中的波长的二分之一的倍数。该雷达装置可缩减主波束波宽及增强其能量并且抑制旁波束。

技术领域

本发明关于一种雷达装置，尤指一种雷达装置，其增强聚焦了在雷达波 的发射方向上的主波束，且抑制了在雷达波的发射方向上的两侧的旁波束， 使得该雷达装置能够良好的侦测前方的物体，且避免被两侧的物体所干扰。

背景技术

雷达装置广泛应用在车辆上，透过在车辆的车头或车尾安装雷达装置， 可使车辆具有侦射前方或后方物体的功能，进而避免车辆在行驶或倒车中意 外撞击或辗过物体。

请参照图1，图1为传统雷达装置未加设要的水平角位的波束场型(以 多个点相连的实线曲线)以及加设天线罩后的水平角位的波束场型(虚线曲 线)曲线图。传统雷达装置主要以增加雷达装置中的阵列天线个数而进行天 线波束宽度缩减，以便提升雷达的侦测性能。然而，前述增加阵列天线个数 的方式，虽然使主波束(Main lobe)的波宽缩减，但其旁波(Side lobe)的能量却 增加，造成雷达装置两侧的回波讯号变大，使雷达装置受到两侧的树木及建 物的反射杂波所干扰，若以控制阻抗或相位方式进行旁波抑制(Tapering)，则 其旁波束能量可降低许多，但是为了雷达装置的防水设计，必须加上雷达装 置罩进行密合组装，经过材质及厚度不同的雷达装置罩覆盖住天线部分，会 使原有旁波束能量增大，如图1所示。此造成原来主要旁波已经过抑制的场 型(以多个点相连的实线曲线)经天线罩反射后其主要旁波又增大许多(虚 线曲线)。因此，当雷达装置安装在一车辆的前端或是后端时，两侧的树木及 建物的反射杂波又进入雷达装置的量测频谱中，造成近端反射的干扰。

简言之，以传统旁波抑制(Tapering)虽可将阵列天线的主旁波抑制降低， 但经过天线罩的近场反射，又会破坏其旁波抑制(Tapering)特性。而每一套雷 达系统不能以裸板作为成品，必须加上天线罩进行防水等防护，所以需思考 如何改善天线罩对微波辐射场型的影响。

发明内容

有鉴于现有的车用雷达装置在雷达波的主波束的增强以及旁波束的抑制 上有所不足，导致侦测车辆前后方的物体的功能不足，又容易遭受车辆侧边 的其他物品所干扰侦测结果的缺点，改良其不足与缺失，进而发明出一种具 主波束增强与旁波束抑制功能的雷达装置。

本发明主要目的在于提供一种具主波束增强与旁波束抑制功能的雷达装 置，包括：

一天线罩，在该天线罩中形成有一容置空间；

一天线组件，设置在该天线罩的容置空间内且包括一天线基板以及一设 置在该天线基板一面的天线，该天线用于发射雷达波以用于侦测外部环境的 物体；以及

一超材料组件，设置在该容置空间内并与并与该天线组件隔一间距，且 该超材料组件包括一固定基板、一第一超材料阵列以及一第二超材料阵列； 该固定基板贴附在该天线罩的容置空间内表面上或整合在天线罩中；该第一 超材料阵列设置在该固定基板的相对两表面的其中一表面上，且包括有多个 第一超材料单元；该第二超材料阵列设置在该固定基板的另一表面上，且包 括有多个第二超材料单元，该多个第二超材料单元分别对应并且对准该多个 第一超材料单元；

其中，该天线组件所发射的该雷达波是沿着一朝向该超材料组件的发射 方向，且该间距为该雷达波在空气中的波长的二分之一的倍数。

在本发明一实施例中，该至少一天线为阵列天线。

在本发明一实施例中，该天线罩的厚度为该雷达波在该天线罩材料的波 长的二分之一的倍数。