一种斜极化天线及雷达的制作方法

1.本实用新型涉及毫米波雷达技术领域，特别是涉及一种斜极化天线及雷达。


背景技术：

2.高级驾驶辅助系统(advanced driving assistance system)是利用安装在车上的各式各样传感器(毫米波雷达、激光雷达、单\双目摄像头以及卫星导航)，在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航仪地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。在各种传感器中，毫米波雷达能分辨识别很小的目标，而且能同时识别多个目标，具有穿透能力强，体积小、价格低廉等优点，因此，在智能驾驶领域的环境感知中具有广泛的应用。
3.在雷达传感器中，微带平面天线因其便于集成、成本较低的优点得到广泛使用。传统的微带天线阵列结构虽然能提供满足需求的高增益、低副瓣，但是其天线带宽一般较窄，且由于谐振频率受内外角ea值的影响较大，加工难度较大。并且，现有的车辆上使用的雷达一般为水平极化或者垂直极化的天线，如果周围车辆，尤其是相向行驶的车辆均使用水平极化或者垂直极化的天线时，很容易互相造成干扰，导致雷达无法准确探测。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种斜极化天线及雷达，该天线可以实现较宽的天线带宽，较小的增益变化，从而实现雷达的稳定探测，并且对于加工要求较低，降低了加工成本，并且可以避免对周围车辆上的雷达造成的干扰，使得雷达的探测更为精准。
5.本实用新型公开了一种斜极化天线，包括至少一个单根线阵，所述单根线阵包括一馈线及至少一个阵元，所述阵元包括梯形结构，所述梯形结构包括平行的第一底边和第二底边，所述第一底边的长度小于所述第二底边，所述第一底边连接于所述馈线，所述梯形结构的第一底边和第二底边之间的垂线与所述馈线之间的夹角小于90
°
。
6.优选地，所述第一底边直接连接于所述馈线，且所述梯形结构中的一端部三角结构嵌入至与所述馈线中且与所述馈线一体成型，所述端部三角结构中的一条边为所述第一底边。
7.所述梯形结构的第一底边通过第一矩形结构连接于所述馈线，所述第一矩形结构包括平行设置的第三底边和第四底边，所述第一矩形结构的一端部三角结构嵌入至所述馈线中且与所述馈线一体成型，所述端部三角结构为一直角三角形结构，所述端部三角结构中的一条直角边为所述第三底边，所述端部三角结构的另一条直角边的长度小于所述第三底边和第四底边之间的间距，所述第一矩形结构的第四底边与所述梯形结构的第一底边连接，且所述第一矩形结构的第四底边的长度与所述梯形结构的第一底边的长度相同。
8.优选地，所述梯形结构的第一底边和第二底边之间的间距为第一间距，所述第一矩形结构的第三底边与第四底边之间的间距为第二间距，所述第二间距不大于所述第一间
距的五分之一。
9.优选地，所述梯形结构的第二底边设有第二矩形结构，所述第二矩形结构包括平行设置的第五底边和第六底边，所述第二矩形结构的第五底边与所述梯形结构的第二底边连接，且所述第二矩形结构的第五底边的长度与所述梯形结构的第二底边的长度相同。
10.优选地，所述梯形结构的第一底边和第二底边之间的间距为第一间距，所述第二矩形结构的第五底边与第六底边之间的间距为第三间距，所述第三间距不大于所述第一间距的五分之一。
11.优选地，所述梯形结构为等腰梯形结构。
12.优选地，所述梯形结构中的斜边与所述第二底边的夹角范围为【60
°
,85
°
】。
13.优选地，所述阵元的数量为多个，且从馈线的中部到两侧，所述阵元的宽度相同或者逐渐减小，所述阵元的宽度为所述梯形结构中两条侧腰之间的间距；和/或；所述阵元的数量为多个，且分布于所述馈线的两侧，且位于所述馈线的两侧的阵元交叉设置。
14.一种雷达，包括pcb基板及天线，所述天线设置于所述pcb基板上，所述天线为上述任一斜极化天线。
15.本实用新型的斜极化天线中，阵元的长度为梯形结构中侧腰及第一底边到第二底边的高度，因此，本实用新型的阵元长度在一定的长度范围内，这使得本实用新型的斜极化天线带宽较宽，并且，在加工时，即使在梯形结构的第二底边的两端形成圆角，本阵元的谐振频率受影响较小，因此，本实用新型的斜极化天线可以实现较宽的带宽，且可以降低加工要求，进一步降低加工成本，应用本斜极化天线的雷达可以实现稳定探测。
16.并且，由于本实用新型中的阵元相对于馈线倾斜设置，这样可以避免周围车辆，尤其是对向车辆上的雷达造成相互影响，从而保证雷达实现稳定探测。
17.本斜极化天线中的阵元通过在梯形结构的两侧设置第一、第二矩形结构，便于在加工时确定梯形结构的尺寸参数，从而进一步便于加工，有利于降低加工成本。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型的一种具体实施例的结构示意图；
20.图2为本实用新型的另一种具体实施例的结构示意图；
21.图3为图2中所示的具体实施例中阵元的结构示意图。
22.在图中：
[0023]1‑
馈线；2
‑
阵元；梯形结构21，第一底边211，第二底边212，侧腰213，端部三角结构214；第一矩形结构22，第三底边221，第四底边222，端部三角结构223；第二矩形结构23，第五底边231，第六底边232。
具体实施方式
[0024]
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说
明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0025]
具体实施例一
[0026]
如图1所示，本实用新型公开了一种斜极化天线，包括一个单根线阵，单根线阵包括一馈线1及多个阵元2，阵元2包括梯形结构21，梯形结构21包括平行的第一底边211和第二底边212，第一底边211的长度小于第二底边212的长度，第一底边211连接于馈线1，梯形结构21的第一底边211和第二底边212之间的垂线与馈线1之间的夹角小于90
°
，换言之，梯形结构的两个底边之间的垂线与馈线非垂直设置，这种设置方式，我们也称之为，梯形结构21相对于馈线1倾斜设置。
[0027]
在本实施例中，如图1所示，梯形结构21的第一底边211直接连接于馈线1，且梯形结构21中的一端部三角结构214(图1中的虚线三角形)嵌入至与馈线1中且与馈线1一体成型，端部三角结构214中的一条边为梯形结构的21的第一底边211。需要说明的是，图1中所示的端部三角结构用虚线画出，从而与馈线外部的部分阵元结构共同形成一完整的梯形结构，需要说明的是这里的端部三角结构仅作为示意，以使技术人员更形象地了解梯形阵元的这一技术方案。
[0028]
在本实施例中，梯形结构为等腰梯形结构。且梯形结构中的斜边与所述第二底边的夹角处于【60
°
,85
°
】范围内。在本实施例中，阵元的数量为多个，且分布于馈线的两侧，位于馈线的两侧的阵元交叉设置。
[0029]
本具体实施例中公开的斜极化天线中，梯形结构中侧腰213上的各点到第二底边212的高度为【0，h】，第一底边211到第二底边212的高度为h，因此，阵元的长度在【0，h】范围内，其中，斜极化天线带宽与阵元的长度有关，本实施例的阵元的长度在一个较宽的范围内，这使得斜极化天线带宽较宽。另外，在现有的阵元加工方式下，在阵元的尖角处会形成圆角，传统的阵元的谐振频率受到该加工圆角的影响，而本实施例中的阵元即使在尖角(即梯形结构的第二底边的两端)形成圆角，本阵元的谐振频率受影响也较小，可以保持较宽的带宽。
[0030]
因此，本实用新型的斜极化天线不仅可以实现较宽的带宽，应用本斜极化天线的雷达可以实现稳定探测，且可以降低对加工的要求，进一步降低加工成本。
[0031]
当然，在其他实施例中，斜极化天线的阵元中的梯形结构不一定是等腰梯形，还可以是直角梯形或其他结构；并且阵元的排列方式也可以根据实际需要进行调整；斜极化天线中还可以包括多个单根线阵；斜极化天线的其他结构或者参数也可以根据实际情况调整，此处不再一一赘述。
[0032]
具体实施例二
[0033]
如图2、图3所示，本实施例公开了斜极化天线的另外一种实施例，具体的梯形结构21的第一底边221通过第一矩形结22构连接于馈线1，第一矩形结构22包括平行设置的第三底边221和第四底边222，第一矩形结22构的一端部三角结构223嵌入至馈线1中且与馈线1一体成型，第一矩形结构22的端部三角结构223为一直角三角形结构，该直角三角形结构中的一条直角边为第三底边221，另一直角边的长度小于所述第三底边和第四底边之间的间
距，第一矩形结构22的第四底边222与梯形结构21的第一底边连接，且第一矩形结构的第四底边的长度与梯形结构的第一底边的长度相同。这样设置是为了通过测量第一矩形结构中垂直于第三底边的两条侧边之间的间距，从而确定第一矩形结构的第三底边、第四底边的长度，进一步确定梯形结构中第一底边的长度。
[0034]
在图2中，第一矩形结构的端部三角形以虚线示出，该虚线三角形与馈线外部的部分第一矩形结构形成完整的第一矩形结构。需要说明的是，图中的端部三角结构仅作为示意，以使技术人员更形象地了解在梯形结构的一端设置第一矩形结构这一技术方案。
[0035]
具体的，梯形结构21的第一底边和第二底边之间的间距为第一间距，第一矩形结构22的第三底边221与第四底边222之间的间距为第二间距，第二间距不大于第一间距的五分之一。
[0036]
具体的，梯形结构21的第二底边设有第二矩形结构23，第二矩形结构23包括平行设置的第五底边231和第六底边232，第二矩形结构23的第五底边231与梯形结构21的第二底边连接，且第二矩形结构23的第五底边的长度与梯形结构21的第二底边的长度相同。通过设置第二矩形结构，可以通过测量垂直于第六底边的两侧边之间的间距，从而确定第二矩形结构中第六底边、第五底边的长度，进一步确定梯形结构的第二底边的长度。
[0037]
具体的，梯形结构21的第一底边和第二底边之间的间距为第一间距，第二矩形结构23的第五底边与第六底边之间的间距为第三间距，第三间距不大于第一间距的五分之一。
[0038]
本具体实施例中的阵元的结构中梯形结构的尺寸容易测量、确定，进一步降低了阵元的加工成本，使得斜极化天线的结构可以更好得满足预设的要求，进一步保证斜极化天线的良好性能，从而使运用该天线的雷达可以实现稳定探测。
[0039]
需要说明的是，图3中标号221、231指向的线条，仅是为了方便技术人员理解阵元的结构组成，在实际中该线条可能不存在。
[0040]
在其他的具体实施例中，可以根据需要仅设置第一矩形结构或第二矩形结构，第一矩形结构和第二矩形结构的具体参数等可以根据实际进行调整，此处不再一一赘述。
[0041]
具体实施例三
[0042]
本具体实施例公开了本实用新型的斜极化天线的另外一种实施例，其结构与具体实施例一或具体实施例二的结构基本相同，不同之处在于，在本实施例中，从馈线的中部到两侧，阵元的宽度逐渐减小，阵元的宽度为所述梯形结构中两条侧腰之间的间距。也就是说，在本实施例中，沿着馈线，从中间到两端，阵元越来越窄。
[0043]
本具体实施例中的斜极化天线不仅实现较宽的带宽，加工成本低，另外，由于阵元的在宽度方向上的变化，还可以调整馈入阵元的电流幅度，从而实现旁瓣的有效抑制。
[0044]
具体实施例四
[0045]
本具体实施例公开斜极化天线的另外一种结构，其结构与具体实施例一或具体实施例二的结构基本相同，不同之处在于，本实施例中的斜极化天线中的馈线上设有多个第三矩形结构，所述第三矩形结构与所述阵元一一对应，且所述第三矩形结构和与其对应的阵元位于所述馈线的两侧。另外，所述第三矩形结构的第一端与中线对齐，所述中线为所述阵元的中轴线和馈线的交点所对应的馈线的垂线，所述第三矩形结构的第一端和第二端之间的间距为1/4λ，其中λ为波长，该波长由斜极化天线的工作频率决定。另外，阵元的中轴线
为阵元中垂直于其第一底边或第二底边的对称轴。
[0046]
本具体实施例中的斜极化天线不仅可以实现较宽的带宽，加工成本低，另外，第三矩形结构的设置还可以调整馈入阵元的电流幅度，从而实现旁瓣的有效抑制。
[0047]
在其他具体实施例中，矩形结构的第一端与中线不需要绝对对齐，也可以在具有一定的间距，第三矩形结构的第一端和第二端之间的间距可以在【1/5，1/3】λ范围进行具体选择和调整，此处不再一一赘述。
[0048]
具体实施例五
[0049]
本具体实施例公开了本实用新型的斜极化天线的另外一种实施例，本实施例中包括多个单根线阵，该单根线阵的结构与具体实施例一至四中单根线阵的结构相同，相邻馈线之间的阵元交叉设置。
[0050]
具体实施例六
[0051]
本具体实施例公开了一种雷达，包括pcb基板及天线，天线设置于所述pcb基板上，天线为上述任一斜极化天线。
[0052]
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0053]
此外，虽然本文已经描述了说明性实施例，但是具有等效元件，修改，省略，组合(例如，跨各种实施例的方面)，改编和/或改变的任何和所有实施例的范围，如本领域技术人员将理解的。基于本公开的技术。权利要求中的限制应基于权利要求中采用的语言广义地解释，并且不限于本说明书中描述的示例或者在申请的起诉期间。这些例子应被解释为非排他性的。此外，可以以任何方式修改所公开方法的步骤，包括通过重新排序步骤和/或插入或删除步骤。因此，意图是说明书和实施例仅被认为是说明性的，真正的范围和精神由所附权利要求及其等同物的全部范围表示。