[发明专利]一种提高车载毫米波雷达天线收发隔离度的方法

说明书

一种提高车载毫米波雷达天线收发隔离度的方法，该方法通过控制接收和发射天线组阵方向图在正负90°附近空域的辐射电平的方式，有效的提高收发天线的隔离度。通过采用多列接收和发射天线，同时控制天线辐射贴片在收发组阵方向的宽窄，有效控制了收发天线空间辐射路径上的耦合。收发均采用单列形式时，同样间距等条件下，收发天线隔离度约为35dB，发射采用双列发射，并调整发射天线贴片在组阵方向的宽度，使得收发天线隔离度提高到55dB左右。

技术领域

本发明属于雷达和汽车电子技术领域，涉及一种提高车载毫米波雷达天线收发隔离度的方法。

背景技术

汽车安全智能驾驶的是当前汽车电子领域研究的热点，核心装置就是雷达传感器，而这其中的毫米波雷达较其他形式的传感器如超声波、红外、激光等有着明显的优势，包括：易于实现较高的距离分辨率，不存在距离盲区，发射功率低，不受天气影响等。因而，毫米波雷达也成为了汽车防撞的主要传感器形式。

目前，车载毫米波雷达的工作频段分配为24GHz和77GHz。已有标准的多功能芯片可实现雷达射频、数字部分功能，雷达天线多采用微带阵列形式，根据不同的测角方式、精度以及测距要求变换其阵列的组合形式。

当前毫米波雷达波形多采用调频连续波（FMCW）形式，这种调试方式具备大时宽带宽积、无模糊、作用距离远等优势，但也具有一定的局限性，这种调试方式不同于脉冲体制雷达，其接收机和发射机是同时工作的，所以收发之间的隔离问题（同频干扰）是影响雷达能力的关键因素。在收发隔离问题中，射频芯片的隔离是一定的，天线阵列的收发隔离是雷达隔离度设计的关键。

现有技术中针对提高微带天线阵隔离度的方式主要有：

1、增大收发天线距离。这种方式是最直接，也是最容易实现的方式，根据电磁波空间传输公式，当距离增加一个波长（工作频率下的电磁波长），损耗增加约6dB，通过这种不断增加收发天线间距的方式实现一定的收发隔离度指标要求。但这种方式的代价是雷达天线尺寸的无限增大，这对于车载毫米波雷达的紧凑小型化可实现在家用轿车上加装的要求明显不符。车载雷达是要求在现有一定的体积尺寸下实现既定的隔离度要求。

2、在收发天线间增加电磁带隙（EBG）等周期结构，以阻断收发天线间的表面电流。此种方式有几个使用条件，第一当电磁带隙的周期结构达到一定的周期数量后（一般最少3到5个周期）才能具有较为明显的提高隔离度的作用，这就需要收发天线具有一定的空间来排布足够的周期结构。第二，这种结构仅仅针对收发天线之间的表面波起到抑制作用，而对于天线空间辐射出去的电磁波几乎起不到任何抑制作用。第三，电磁带隙结构是一种谐振结构，是针对窄带电频奇效明显，对于宽带效果不佳。

3、在收发天线间增加隔离挡板，此种方式可同时阻断收发天线间的表面波耦合，同时可以抑制收发天线间的空间耦合，也避免了一味增大收发天线间距的大尺寸要求。但隔离板的有效性与其突出天线表面高度相关，这种方式虽然节省了雷达天线的横向尺寸，但是会大大增加雷达天线的纵向尺寸，不利于毫米波雷达的低剖面集成要求。另隔离板应采用金属结构，会对收发天线的方向图形状造成不确定的影响。

发明内容

本发明目的在于在车载毫米波雷达设计尺寸边界下，实现雷达天线收发高隔离度指标，而提供一种提高车载毫米波雷达天线收发隔离度的方法。

本发明采取的技术方案是：

本发明使用的一发四收串馈微带阵列天线，包括介质板、微带阵列天线、垂直互联结构以及天线板边缘地板12；介质板包括有两层厚度均为0.254mm的Rogers4350B介质层3、一层厚度为0.485mm的FR4介质层4、二层厚度均为0.035mm的天线覆铜层1和二层厚度均为0.017mm的底板覆铜层2；二层底板覆铜层2分别设置在FR4介质层4上下表面，二层介质层3分别夹置在二层底板覆铜层2的外表面，二层介质层3的外表面均覆设天线覆铜层1，二层天线覆铜层1局均与射频芯片连接；