[发明专利]一种用于汽车雷达传感器的阵列天线

说明书

本发明公开了一种用于汽车雷达传感器的阵列天线，包括毫米波收发芯片焊盘、第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵、第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵，本发明核心架构采用三发四收的天线阵列模式，并且采用十个同相非等幅角馈阵元作为基本单元结构，控制天线寄生单元的尺寸和位置，合理抑制天线副瓣电平并优化天线的辐射特性，结合对称结构的切角圆极化方法以及表面开槽的组合方法，改善阻抗匹配特性。本发明的方案能够达到高精度、高响应速度和高分辨率，可以实现用于中距离和远距离探测的毫米波雷达系统方案。

技术领域

本发明涉及车载毫米波雷达天线技术领域，尤其涉及一种用于汽车雷达传感器的阵列天线。

背景技术

近年来，作为一项突破性未来无人驾驶技术所必需的高级驾驶辅助系统技术，车载毫米波雷达技术正在快速发展。车载毫米波雷达相比较光学摄像头及激光雷达，具有不惧雨雾尘霾的全天候的探测能力且探测距离远，同时具有分辨率高及体积小巧等优势。车载雷达按照距离划分主要为三种:长距、中距和近距。长距雷达通常采用高增益天线来实现较远的探测需求，但其视场范围(FOV)也在快速地减小，因此通常只能覆盖当前车道和相邻车道的探测。中距雷达通常采用低增益天线以换取较大的FOV。因此，较远的探测距离和较大的视场通常需要做相应的权衡。

目前，市场上现有的汽车毫米波雷达结构主要采用传统微带线串馈结构或者串馈阵列结构，天线的辐射特性比较难以控制，加工一致性较差；副瓣电平的抑制情况有待改善，角分辨能力较差；单TX-RX反射路径存在目标回波幅度起伏的干扰因素，无法满足中距离和远距离探测的毫米波雷达系统方案的指标需求。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种用于汽车雷达传感器的阵列天线的结构，通过采用三发四收的天线阵列模式，并且采用同相非等幅角馈十个阵元作为基本单元结构改善天线辐射和阻抗匹配特性。

本发明的技术方案是：一种用于汽车雷达传感器的阵列天线，包括毫米波收发芯片焊盘、第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵、第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵。

本发明的有益效果是：本发明的技术方案具有高稳定性、小型化和低成本的优点，同时能够满足高精度、高响应速度和高分辨率的毫米波雷达天线的需求，可以实现用于中距离和远距离探测的低成本、小体积、高性能的毫米波雷达系统方案。

其进一步技术方案为：毫米波收发芯片焊盘的第一至第四输入端通过四条长度相等的50欧姆微带线分别连接第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵的输入端；毫米波收发芯片焊盘的第一至第三输出端通过三条长度相等的50欧姆微带线分别连接第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵的输入端。

采用上述进一步方案的有益效果是，采用三发四收的天线模式可以提高天线增益；采用四条等相位的接收天线可以提高毫米波雷达的接收灵敏度，采用长度差为工作频点电磁波长的整数倍的馈线长度可以提高毫米波雷达的发射效率。

其进一步技术方案为：第一接收线型天线阵、第二接收线型天线阵、第三接收线型天线阵、第四接收线型天线阵均由一个角馈十元非等幅线型天线子单元构成；第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵均由两个角馈十元非等幅线型天线子单元通过两段微带线合成结构构成，两个子单元的间距为0.5λ毫米，λ为一个工作频点电磁波长，其合成结构的中间馈电点分别为第一发射线型天线阵、第二发射线型天线阵、第三发射线型天线阵的输入端。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用两个角馈十元非等幅线型天线子单元合成的方式可以提高发射天线的增益，从而提高车载雷达的灵敏度。