用于探测目标物体的雷达装置的制作方法

用于探测目标物体的雷达装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2021年3月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2021-0028531的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
3.下面的描述涉及一种用于探测目标物体的技术，更具体地说，涉及一种用于探测目标物体的雷达装置。


背景技术：

4.使用相机探测目标物体的技术存在探测性能因背光或雨而降低的弱点。利用雷达技术可以解决相机探测目标技术的弱点。
5.图1示出了现有技术中用于探测目标物体的雷达装置的天线。在使用图1所示的相关领域中用于探测目标物体的雷达装置的情况下，连接天线贴片的馈电线具有半波长，该半波长具有微带线的有效介电常数，并且辐射波束的波束宽度由贴片的中心之间的间距确定。对于低介电常数的印刷电路板(pcb)，天线中心之间的距离是空气中的波长，大于半波长。
6.图2示出了现有技术中用于探测目标物体的雷达装置的三维(3d)波束图，图3a和图3b示出了现有技术中用于探测目标物体的雷达装置的一维(1d)波束图，图3a示出了方位角方向上的1d波束图，图3b示出了仰角方向上的1d波束图。
7.如图2和图3a、图3b所示，现有技术中用于探测目标物体的雷达装置具有基于主瓣中心的锐利(严重倾斜)波束图，因此，可以看出视场(fov)很窄。
8.用于探测在无人机、自动驾驶车辆等中使用的目标物体的雷达装置应当具有优良的fov。因此，本发明人研究了用于提高在探测无人机、自动驾驶车辆等中使用的目标物体的雷达装置的fov的技术。


技术实现要素：

9.本发明内容部分以简化的形式介绍了一系列构思，在下面的具体实施方式部分中对这些构思进行进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
10.下面的描述涉及一种用于探测目标物体的雷达装置，其具有改进的视场(fov)，以获得优异的目标物体探测性能。
11.在一个总体方面，提供了一种用于探测目标物体的雷达装置，包括：天线，具有天线贴片和连接所述天线贴片的馈电线；以及控制模块，所述模块受控为通过所述天线发射或接收雷达信号，并被配置为通过分析发射和接收的雷达信号来探测目标物体，其中在所述馈电线中，形成有弯曲部分，以使所述馈电线的长度为作为微带线有效介电常数的发射/接收波长的半波长，而所述天线贴片之间的间距小于作为空气中波长的发射/接收波长的
半波长，以扩展视场(fov)。
12.用于探测目标物体的雷达装置可进一步包括雷达罩，所述雷达罩被配置为保护天线并同时能够额外扩展视场(fov)。
13.雷达罩可以被实现为具有小于发射/接收波长的半波长倍数的厚度，以便目标物体探测区域与视场(fov)部对齐。
14.当雷达信号在具有近似于发射/接收波长的半波长倍数的厚度的天线罩内被多重反射时，辐射分量可以具有相同的相位，并且可以实现最大辐射。
15.天线可以被设置为多个天线。
16.多个天线可以通过分隔线分布，形成分支结构。
17.分隔线可以连接到控制模块。
18.其他特征和方面将从以下详细描述、附图和权利要求中显而易见。
附图说明
19.图1示出了现有技术中用于探测目标物体的雷达装置的天线。
20.图2示出了现有技术中用于探测目标物体的雷达装置的三维(3d)波束图。
21.图3a和图3b示出了现有技术中用于探测目标物体的雷达装置的一维(1d)波束图。
22.图4是示出了根据本发明的用于探测目标物体的雷达装置的一个实施例的配置的框图。
23.图5示出了根据本发明的用于探测目标物体的雷达装置的天线的一个实施例的配置。
24.图6示出了根据本发明的用于探测目标物体的雷达装置的3d波束图。
25.图7a和图7b示出了根据本发明的用于探测目标物体的雷达装置的1d波束图。
26.图8是示出了根据本发明的用于探测目标物体的雷达装置中的雷达罩的实现方案。
27.图9示出了当在根据本发明的用于探测目标物体的雷达装置中实现雷达罩时的3d波束图。
28.图10a和图10b示出了当在根据本发明的用于探测目标物体的雷达装置中实现雷达罩时的1d波束图。
29.在整个附图和详细描述中，除非另外描述，否则相同的附图标记将理解为表示相同的元件、特征和结构。为了清晰、说明和方便起见，可能会夸大这些元素的相对大小和描述。
具体实施方式
30.以下描述的提供用于帮助读者全面了解本文描述的方法、装置和/或系统。因此，将向本领域技术人员提出本文描述的方法、装置和/或系统的各种变化、修改和等同物。此外，为了提高清晰度和简洁性，可以省略对已知功能和结构的描述。
31.下面，将详细描述本发明，以便本领域技术人员能够通过参考附图描述的示例性实施例轻松理解和再现本发明。尽管在附图中示出了具体实施例，并且描述了相关的详细说明，但这并不旨在将本发明的各种实施例限制为特定形式。
32.在描述本发明时，当确定相关已知功能或配置的详细描述可能会不必要地模糊本发明实施例的主题时，将可能省略其详细描述。
33.当一个组件被称为“连接”或“耦合”到另一个组件时，可以理解它可以直接连接或耦合到另一个组件，但在这两者之间仍然存在另一个组件。
34.同时，当一个组件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个组件时，应该理解，其中没有其他组件。
35.图4是示出根据本发明的用于探测目标物体的雷达装置的一个实施例的结构的框图，图5示出了根据本发明的用于探测目标物体的雷达装置的天线的一个实施例的配置。如图所示，根据本实施例的用于探测目标物体的雷达装置100包括天线110和控制模块120。
36.天线110包括天线贴片111和连接天线贴片的馈电线112。在这种情况下，馈电线112有一个弯曲部分112a，该弯曲部分形成为使馈电线112的长度能够为作为微带线的发射/接收波长的半波长，而天线贴片之间的间距小于作为空气中波长的发射/接收波长的半波长，因此被实现为可以扩展视场(fov)。
37.当在馈电线112中形成弯曲部分112a时，天线贴片111之间的间距减少到小于雷达信号的发射/接收波长的半波长，而馈电线112的长度保持为雷达信号的发射/接收波长的半波长，在波束图的中心部分会出现轻微的信号损失。然而，信号在外围得到加强，波束图的集中被削弱并均匀分布。因此，fov得到了扩展，而天线的长度也得到减少，这对装置的小型化是有利的。
38.同时，天线110可以被设置为多个天线110，多个天线110可以通过分隔线113分布，形成分支结构。在这种情况下，分隔线113连接到控制模块120，并且fov的半径由天线110的数量和包括在每个天线110中的天线贴片111的数量决定。
39.图6示出了根据本发明的用于探测目标物体的雷达装置的三维(3d)波束图，图7a和图7b示出了本发明的用于探测目标物体的雷达装置的一维(1d)波束图，图7a示出了方位角方向上的1d波束图，图7b示出了仰角方向上的1d波束图。
40.如图6和图7a、图7b所示，与图2和图3a、图3b所示的现有技术中用于探测目物体的雷达装置相比，在根据本发明的用于探测目物体的雷达装置中，相对平坦(更平缓的斜率)的波束图是以主瓣的中心为中心示出的，波束图围绕中心均匀分布，因此可以看出，形成了比现有技术更宽的宽fov。
41.控制模块120受控为通过天线发射和接收雷达信号，并通过分析发射和接收的雷达信号来探测目物体。用于发射和接收雷达信号并通过分析雷达信号探测目标物体的控制模块120的配置在本技术之前已经以各种方式已知，因此将省略其详细描述。
42.通过以这种方式实施本发明，可以通过提高fov来提高目标物体探测性能，从而可以提供一种质量优良的用于目标物体探测的雷达装置，该雷达装置可以广泛地应用于各个领域，例如机器人和物联网(iot)设备，以及自动驾驶汽车。
43.同时，根据本发明的另一方面，用于探测目标物体的雷达装置100还可以包括天线罩130。天线罩130保护天线110并且能够额外扩展fov。
44.在这种情况下，雷达罩130可以被实现为具有小于发射/接收波长的半波长倍数的厚度，以便目标物体探测区域与fov部对齐。例如，当天线罩130的厚度被实现为小于发射/接收波长的半波长倍数并且接近发射/接收波长的半波长倍数时，辐射分量具有相同的相
位而雷达信号在天线罩内进行多次反射，从而实现最大辐射。
45.在辐射频率小于或等于千兆赫(ghz)频段的雷达信号的情况下，与可以保护天线的最小厚度(即，雷达信号的发射/接收波长)相比，天线罩的厚度可以实现得尽可能薄，因此可以将天线罩的影响降至最低。
46.然而，在辐射毫米(mm)频段频率的雷达信号的情况下，为了实现具有可以忽略天线罩影响的厚度的天线罩，天线罩的厚度应该为1mm或更小。但是，当天线罩的厚度小于等于1mm时，就无法保护天线。
47.因此，在本发明中，当天线罩的厚度被实现为小于发射/接收波长的半波长倍数并且接近发射/接收波长的半波长倍数时，辐射分量具有相同的相位而雷达信号在天线罩内进行多次反射，从而实现最大辐射。因此，即使当辐射毫米波段频率的雷达信号时，也可以在通过天线罩130保护天线110的同时能够额外扩展fov。
48.图8示出了根据本发明的用于探测目标物体的雷达装置中的天线罩的实施例，其中在天线110前面实现厚度小于发射/接收波长的半波长倍数的天线罩130，以保护天线110。
49.同时，图9示出了当在根据本发明的用于探测目标物体的雷达装置中实现天线罩时的3d波束图，图10a和图10b示出了当在根据本发明的用于探测目标物体的雷达装置中实现天线罩时的1d波束图，图10a示出了方位角方向上的1d波束图，图10b示出了仰角方向上的1d波束图。
50.参考图9和图10a、图10b，与图6和图7a、图7b中所示的未实现天线罩的情况相比，当天线罩被实现为具有小于发射/接收波长的半波长倍数的厚度时，基于主瓣的中心显示了相对平坦(更平缓的斜率)的波束图，因此可以看出fov得到了进一步扩展。
51.根据本发明，可以通过改善fov来提高目标物体探测性能，从而可以提供一种质量优良的用于目标物体探测的雷达装置，该雷达装置可以广泛地应用于各个领域，例如机器人和iot设备，以及自动驾驶汽车。
52.上面已经描述了一些示例。然而，应当理解，可以进行各种修改。例如，如果所描述的技术以不同的顺序执行和/或如果所描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式组合和/或由其他组件或其等效物替换或补充，则可以实现适当的结果。因此，其他实施方式也包含在权利要求的保护范围内。