CN110098469B - 车载4d雷达天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种车载4D雷达天线，有介质基板、辐射贴片、馈电结构以及寄生单元结构。所述介质基板介电常数为3.04，厚度为0.127mm；所述辐射贴片为矩形微带贴片，按照E面方向串联成线阵，每个线阵由两片辐射贴片串联组成，共两个线阵，通过所述的馈电结构组成2*2微带阵列天线；所述寄生单元结构与馈电结构相似，与馈电结构呈镜像对称位于辐射贴片上方。本发明在俯仰和水平方向均有±20°的波束覆盖范围，并且能够通过寄生单元结构降低副瓣抑制干扰，制作简单，能够满足车载4D雷达成像要求。
Description
技术领域
本发明涉及毫米波天线技术领域，具体涉及一种用于车载4D成像的微带阵列天线。
背景技术
微带天线与传统天线相比，有着许多无可替代的优点。它体积小，重量轻，剖面低、结构紧凑、性能稳定的特点，广泛应用于雷达和通信领域。传统的车载雷达，基本上都是普通3D雷达，它探测的是一个平面，然后再加上速度，由于俯仰波束宽度的限制，探测不到较高的目标。普通的毫米波雷达天线，在俯仰和水平方向不能够兼具相同的较宽的波束范围，通常水平波束范围较宽，俯仰方向较窄，不能够满足4D成像要求。
发明内容
本发明的目的在于提出一种在俯仰与水平方向都具有较宽波束的低副瓣阵列天线，为了满足车载4D雷达成像等功能。
实现本发明的技术解决方案为：一种车载4D雷达天线，有介质基板、辐射贴片、馈电结构以及寄生单元结构。所述介质基板的介电常数为3.04；所述辐射贴片为矩形微带贴片，按照E面方向串联成线阵，每个线阵由两片辐射贴片串联组成，共两个线阵，通过所述的馈电结构连接组成2*2微带阵列天线；所述寄生单元结构与馈电结构相似，与馈电结构呈镜像对称位于辐射贴片上方。
优选地，所述介质基板的介电常数为3.04，厚度为0.127mm，铜箔为压延铜，厚度为18um，介电常数为3.04。
优选地，所述的辐射贴片为矩形微带贴片，所述辐射贴片为矩形微带贴片，按照E面方向串联成线阵，每个线阵由两片辐射贴片串联组成，共两个线阵。
优选地，所述的辐射贴片的长L1＝1.07mm，W1＝1.38mm，L2＝1.08mm，W2＝1.38mm。
优选地，串联辐射贴片的馈线宽度b＝0.2mm，长度a1＝1.05mm，a2＝1.1mm。最后连接四分之一阻抗变换器便于与50Ω馈线匹配，四分之一阻抗变换器的长度Zl1＝0.63mm，宽度Zw1＝0.1mm。
优选地，所述馈电结构为一分二功分器，由两根50Ω馈线并联后，通过四分之一阻抗变换器与50Ω馈线匹配，50Ω馈线的宽度W＝0.3mm，四分之一阻抗变换器长度Zl2＝0.73mm，宽度Zw2＝0.53mm。
优选地，所述的寄生单元，结构与馈电结构相似，与馈电结构呈镜像对称位于辐射贴片上方，且与辐射贴片的距离为S＝0.1mm。
优选地，所述寄生单元宽度W3＝0.4mm外，其余各项尺寸均与馈电结构相同。
本发明采用以上技术方案的有益效果为：寄生单元可以有效的降低馈电网络对天线方向图的影响，改善方向图对称性并降低副瓣电平。
本发明辐射单元采用矩形贴片具有很好的对称性，并且制作简单；本发明通过添加寄生单元有效的降低了副瓣；本发明在俯仰和水平方向均有±20°的波束覆盖范围，能够满足车载4D雷达成像的要求。
附图说明
图1为本发明整体结构图。
图2为本发明的线阵示意图。
图3为本发明的馈电结构示意图。
图4为本发明的天线平面示意图。
图5为本发明方向图，图中虚线为未加载寄生单元的二维归一化方向图，实线为加载寄生单元的二维归一化方向图。
图6为本发明回波损耗图。
下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
如图1所示，本发明一种利用寄生单元抑制副瓣的76.5GHz车载4D雷达天线，有介质基板1、辐射贴片2、馈电结构3以及寄生单元结构4。所述介质基板1的介电常数为3.04；所述辐射贴片2为矩形微带贴片，按照E面方向串联成线阵，每个线阵由两片辐射贴片串联组成，共两个线阵，通过所述的馈电结构3连接组成2*2微带阵列天线；所述寄生单元结构4与馈电结构3相似，与馈电结构在两片辐射贴片串联的方向上呈镜像对称位于辐射贴片上方。
进一步的实施例中，所述介质基板的介电常数为3.04，厚度为0.127mm，铜箔为压延铜，厚度为18um，介电常数为3.04。
所述的辐射贴片2为矩形微带贴片，按照E面方向串联成线阵，每个线阵由两片辐射贴片2串联组成，共两个线阵。
如图2、3所示，每个线阵的两片辐射贴片的尺寸分别为L1＝1.07mm，W1＝1.38mm，L2＝1.08mm，W2＝1.38mm；每个线阵的串联辐射贴片的对应的两段馈线宽度b＝0.2mm，长度分别为a1＝1.05mm，a2＝1.1mm。最后连接四分之一阻抗变换器便于与50Ω馈线匹配，四分之一阻抗变换器的长度Zl1＝0.63mm，宽度Zw1＝0.1mm；所述馈电结构3为一分二功分器，由两根50Ω馈线并联后，通过四分之一阻抗变换器与50Ω馈线匹配，50Ω馈线的宽度W＝0.3mm，四分之一阻抗变换器长度Zl2＝0.73mm，宽度Zw2＝0.53mm。
如图4所示，所述的寄生单元结构4与馈电结构3相似，与馈电结构3呈镜像对称位于辐射贴片2上方，且与辐射贴片的距离为S＝0.1mm。
进一步的实施例中，所述寄生单元在靠近辐射贴片部分的宽度W3＝0.4mm外，其余各项尺寸均与馈电结构相同。
本实施例中，辐射单元为矩形贴片，具有很好的对称性，加工简单，利用寄生单元降低副瓣；由图5可以看出，寄生单元结构可以在不影响主波束的情况下抑制副瓣电平，加载寄生单元的天线副瓣电平为-24.2dB，增益为12dB，E、H面波束宽度都达到了±20°，满足车载4D雷达成像指标；由图6可以看出，在76GHz～77GHz，S11均小于-10dB。
Claims (7)
1.一种利用寄生单元抑制副瓣的76.5GHz车载4D雷达天线，其特征在于，有介质基板、辐射贴片、馈电结构以及寄生单元结构；所述介质基板的介电常数为3.04；所述辐射贴片为矩形微带贴片，按照E面方向串联成线阵，每个线阵由两片辐射贴片串联组成，共两个线阵，通过所述的馈电结构连接组成2*2微带阵列天线；所述寄生单元结构与馈电结构相似，与馈电结构在两片辐射贴片串联的方向上呈镜像对称位于辐射贴片上方。
2.根据权利要求1所述的一种利用寄生单元抑制副瓣的76.5GHz车载4D雷达天线，其特征在于，所述介质基板的介电常数为3.04，厚度为0.127mm，铜箔为压延铜，厚度为18um，介电常数为3.04。
3.根据权利要求1所述的一种利用寄生单元抑制副瓣的76.5GHz车载4D雷达天线，其特征在于，每个线阵的两片辐射贴片的尺寸分别为L1＝1.07mm，W1＝1.38mm，L2＝1.08mm，W2＝1.38mm。
4.根据权利要求1所述的一种利用寄生单元抑制副瓣的76.5GHz车载4D雷达天线，其特征在于，每个线阵的串联辐射贴片对应的两段馈线宽度b＝0.2mm，长度分别为a1＝1.05mm，a2＝1.1mm；最后连接四分之一阻抗变换器便于与50Ω馈线匹配，四分之一阻抗变换器的长度Z11＝0.63mm，宽度Zw1＝0.1mm。
5.根据权利要求1所述的一种利用寄生单元抑制副瓣的76.5GHz车载4D雷达天线，其特征在于，所述馈电结构为一分二功分器，由两根50Ω馈线并联后，通过四分之一阻抗变换器与50Ω馈线匹配，50Ω馈线的宽度W＝0.3mm，四分之一阻抗变换器长度Z12＝0.73mm，宽度Zw2＝0.53mm。
6.根据权利要求1所述的一种利用寄生单元抑制副瓣的76.5GHz车载4D雷达天线，其特征在于，所述的寄生单元结构与馈电结构相似，与馈电结构呈镜像对称位于辐射贴片上方，且与辐射贴片的距离为S＝0.1mm。
7.根据权利要求1或6的任意一项所述的一种利用寄生单元抑制副瓣的76.5GHz车载4D雷达天线，其特征在于，所述寄生单元在靠近辐射贴片部分的宽度W3＝0.4mm外，其余各项尺寸均与馈电结构相同。
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