[发明专利]一种毫米波雷达阵列天线分析方法

说明书

本发明涉及仿真分析技术领域，具体地指一种毫米波雷达阵列天线分析方法。在仿真软件中对毫米波雷达阵列天线进行建模，对模型施加激励源，创建空气域建立一可包络住阵列天线模型的阵元、基板和地层的长方体空间，设置空气域的边界条件和阵元的谐振频率，运用电磁仿真工具对仿真模型进行计算，提取阵元的特性参数，将特性参数与阵列天线的设计特性参数进行比对，分析阵列天线是否符合设计要求。本发明对于设计的阵列天线进行仿真分析，可以得到阵列天线的特性参数，无需制造阵列天线实物即可分析设计阵列天线是否符合设计要求，大大提高了阵列天线设计的效率，降低了阵列天线的设计制造成本，具有极大的推广价值。

技术领域

本发明涉及仿真分析技术领域，具体地指一种毫米波雷达阵列天线分析方法。

背景技术

随着汽车电动化、智能化、网联化、共享化、轻量化的发展，尤其是智能驾驶汽车的发展及其等级的提高，使得毫米波雷达成为智能驾驶汽车等级的标配。

车载毫米波雷达通过发射天线向外发射相应波段具有指向性的毫米波信号，接收天线接收目标反射信号，经处理器处理后，能够快速准确地获取汽车车身周围的物理环境信息(如汽车与其他物体之间的相对距离、相对速度、角度、运动方向等)。然后根据所探知的物体信息进行目标追踪、识别、分类，进而结合车身动态信息进行数据融合，最终通过中央处理单元(ECU)进行智能处理。经合理决策后，以声、光及触觉多种方式告知或警告驾驶员，或及时对汽车做出主动干预，从而保证驾驶过程安全性，减少事故发生几率

毫米波雷达具有适应全天候环境，射频带宽较大而分辨率高，天线及相关部件尺寸小，穿透能力强，地物杂波低，抗EMC干扰能力强的优点。这些优势使得毫米波雷达是智能驾驶汽车环境感知领域的重要零部件，智能驾驶等级越高，则需要配备的毫米波雷达也越多。

但是现有的毫米波雷达无法在设计初期去分析毫米波雷达阵列天线的电磁、增益特性，这就导致需要预先制备出毫米波雷达然后针对雷达的电磁和增益特性进行分析，这样的分析手段就严重制约了毫米波雷达的设计效率。目前有专利号为“CN201611259877.8”的名为“一种毫米波阵列天线设计方法及阵列天线装置”的中国发明专利介绍了一种阵列天线的设计方法，该方法要解决的技术问题是不能有效解决阵列天线中阵元互耦现象，针对该技术问题，提出了一种优化的阵元综合方法，以仿真软件得到的天线辐射方向图代替阵因子方向图作为目标方向图，预先设计馈电网络，同时把馈电网络的结构参数同阵元的馈电电流进行等效从而直接求得天线的结构参数；通过目标函数的设计和优化仿真过程来控制阵列综合时算法优化的方向和速度，从而实现天线辐射方向图和优化算法的联合仿真，在阵列综合过程中考虑了互耦因素的影响，最终的结果不需要再进行耦合补偿，而且通过仿真的方式节约成本、简化了设计流程。但该发明介绍的方法实际上只能解决阵列天线中阵元互耦现象，但是无法分析设计的雷达阵列天线的电磁和增益特性，无法在阵列天线设计初期就对设计阵列天线进行分析，以此为阵列天线设计提供理论基础，提高阵列天线的设计效率。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种毫米波雷达阵列天线分析方法，本发明通过对阵列天线进行仿真建模，对建模模型施加激励源，分析阵列天线的电磁和增益特显，解决了现有技术无法在设计初期对阵列天线进行分析的问题，提高了阵列天线的设计效率。

本发明的技术方案为：一种毫米波雷达阵列天线分析方法，在仿真软件中对毫米波雷达阵列天线进行建模，对模型施加激励源，创建空气域建立一可包络住阵列天线模型的阵元、基板和地层的长方体空间，设置空气域的边界条件和阵元的谐振频率，运用电磁仿真工具对仿真模型进行计算，提取阵元的特性参数，将特性参数与阵列天线的设计特性参数进行比对，分析阵列天线是否符合设计要求。

进一步的所述对毫米波雷达阵列天线进行建模的方法包括：根据阵列天线的阵元结构、馈电方式、阵元贴片数量、三维数据以及基板的厚度和材料特性对阵列天线进行建模。

进一步的所述对模型施加激励源的方法包括：在馈点端口的面施加激励，激励源为电压源、电流源或是模式中的一种。