[发明专利]双极化天线、双极化阵列天线及雷达系统

说明书

本发明公开了一种双极化天线、双极化阵列天线及雷达系统，双极化天线包括第一介质层、多个相互串联的辐射贴片和基片集成波导结构；其中，辐射贴片设置于第一介质层的上表面，每相邻两个辐射贴片通过垂直极化馈线连接；基片集成波导结构设置于第一介质层的下端，基片集成波导结构上开设有多个耦合缝隙，基片集成波导结构用于通过耦合缝隙将电磁波耦合至辐射贴片，以使辐射贴片辐射水平极化电磁波。根据本发明的双极化天线，两种极化的馈电方式均是串联馈电形式，无需较长的馈线及复杂的馈电结构，有利于简化天线结构，并提高天线的辐射效率。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其是涉及一种双极化天线、双极化阵列天线及雷达系统。

背景技术

毫米波雷达由于其具有体积小、重量轻、受天气影响小等特点，被广泛应用于汽车的高级辅助驾驶系统。然而，现有的车载毫米波雷达应用较多的都是单极化串馈天线，而单极化天线通常只能获取到某个维度的极化信息，识别能力不够强，可能会遗漏某些目标。虽然也有部分毫米波雷达采用双极化天线，但是常见的双极化毫米波阵列天线均是采用并联馈电形式，因此需要较长的馈线及复杂的馈电结构，这会导致天线的辐射效率较低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种双极化天线，垂直极化和水平极化的馈电方式均为串联馈电方式，既简化了天线的结构，又提高了天线的辐射效率。

本发明还提出了一种双极化阵列天线。

本发明还提出了一种具有上述双极化阵列天线的雷达系统。

根据本发明第一方面实施例的双极化天线，包括第一介质层、多个相互串联的辐射贴片和基片集成波导结构；所述辐射贴片设置于所述第一介质层的上表面，每相邻两个所述辐射贴片通过垂直极化馈线连接；所述基片集成波导结构设置于所述第一介质层的下端，所述基片集成波导结构上开设有多个耦合缝隙，所述基片集成波导结构用于通过所述耦合缝隙将电磁波耦合至所述辐射贴片，以使所述辐射贴片辐射水平极化电磁波。

根据本发明实施例的双极化天线，至少具有如下有益效果：垂直极化馈线通过串联的方式对辐射贴片进行馈电，垂直极化馈线接收到馈源的电磁能量后，在辐射贴片上产生垂直方向上的电流，从而使辐射贴片向外辐射垂直极化电磁波能量；而基片集成波导结构则通过耦合缝隙将高频电磁波能量耦合至辐射贴片，使辐射贴片上产生水平方向上的感应电流，从而使辐射贴片向外辐射水平极化电磁波能量；两种极化的馈电方式均是串联馈电形式，无需较长的馈线及复杂的馈电结构，有利于简化天线结构，并提高天线的辐射效率；此外，当该双极化天线应用于车载雷达时，相比于常规的单极化毫米波车载雷达，能够提供多一个维度的极化信息，更有利于雷达识别目标，从而提升雷达的目标识别能力。

根据本发明的一些实施例，所述基片集成波导结构包括第一金属层、第二介质层和第二金属层，所述第一金属层设置于所述第一介质层的下表面，所述第一金属层上开设有多个所述耦合缝隙；所述第二介质层设置于所述第一金属层的下表面，所述第二介质层上间隔设置有多个金属化孔；所述第二金属层设置于所述第二介质层的下表面，所述第二金属层通过所述金属化孔与所述第一金属层电性连接。

根据本发明的一些实施例，多个所述辐射贴片并排分布于所述第一介质层的上表面。

根据本发明的一些实施例，每相邻两个所述辐射贴片的间距为所述第一介质层的一个波导波长。

根据本发明的一些实施例，多个所述耦合缝隙沿多个所述辐射贴片的排布方向，依次交错分布于多个所述辐射贴片的对称轴线的两侧，每个所述辐射贴片分别对应一个所述耦合缝隙。

根据本发明的一些实施例，所述耦合缝隙为矩形结构，所述耦合缝隙的长度方向与多个所述辐射贴片的排布方向相同。

根据本发明的一些实施例，每相邻两个所述金属化孔的间距小于所述金属化孔的直径的两倍。