一种天线装置及雷达的制作方法

1.本发明涉及通信技术领域，具体一种天线。


背景技术：

2.波导缝隙天线由于其馈电及其辐射系统合一，整体厚度很小，结构紧凑、重量轻，又是低损耗系统，可用数控机床精密加工，易于实现低副瓣乃至超低副瓣性能，因此被广泛应用。siw技术由于其突出的尺寸特性广泛应用于毫米波频段。然而由于siw 缝隙阵列天线和其他基于介质基板的天线在毫米波频段下由于介质损耗而限制了这些天线的最大增益。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而提供一种提高增益的天线装置及雷达。
4.一种天线装置，其特征在于，包括：siw 缝隙天线；辐射增强部，位于所述siw 缝隙天线的两侧；两辐射增强部与所述siw 缝隙天线口面形成一张角且张角可调。
5.所述天线装置还包括一支架，所述支架用于调节两辐射增强部与所述siw 缝隙天线口面之间的张角。
6.所述支架包括第一部件、第二部件和第三部件；第一部件具有第一连接部和第二连接部；第二部件具有第一连接部和第二连接部；第三部件具有第一连接部和第二连接部；第一部件的第一连接部与第二部件的第一连接部转动连接；第一部件的第二连接部与第三部件的第一连接部转动连接；第二部件的第二连接部与第三部件的第二连接部滑动连接；所述辐射增强部固定在所述第一部件上。
7.所述第三部件上设置有一紧固件；所述第二部件上设置有一滑槽，所述紧固件设置在所述滑槽内并可将所述第三部件固定在第二部件上；紧固件可以沿着滑槽自由滑动，进而通过第三部件带动固定于第一部件上的辐射增强部改变角度。
8.紧固件可以是螺栓和垫片的经典紧固结构，也可以是自紧固的螺钉。
9.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在siw 缝隙天线的两侧设置辐射增强部，增加辐射增强部后天线的s11在操作中心频率处得到了提升。增加辐射增强部后天线的 e 面和 h 面增益也都得到提高。
附图说明
10.图1为本发明天线装置的结构示意图。
11.图2为天线单元结构示意图；图3为线阵辐射单元的结构示意图；图4为siw线阵辐射单元的尺寸图；
图5为一路分六路基片集成波导功分器的结构示意图；图6为本发明天线装置的侧视图；图7为支架的结构示意图；图8为支架的侧视图；图9为支架的仰视图；图10为本发明天线测得的 s11图；图11为增加辐射增强部后天线的 e 面和 h 面图；图12为增加辐射增强部与未增加辐射增强部，天线阵列的 e 面对比图；图 13为增加辐射增强部与未增加辐射增强部，天线阵列的h 面对比图。
具体实施方式
12.下面结合附图，对本发明作详细说明：本发明实施例提供一种天线装置，如图1所示，包括：siw 缝隙天线100；辐射增强部200，位于siw 缝隙天线100的两侧；两辐射增强部200与siw 缝隙天线100的口面形成一张角且张角可调。
13.siw 缝隙阵列天线100和其他基于介质基板的天线在毫米波频段下由于介质损耗而限制了这些天线的最大增益。因此本技术的siw 缝隙阵列天线100增加了辐射增强部200来提高天线增益。
14.siw 缝隙天线100的结构如图2所示，包含上层金属结构1、介质基片2和底层金属结构3。天线阵列结构包括siw线阵辐射单元5、馈电网络4(7为馈电网络背面视图)以及siw转标准矩形波导6。馈电网络4的基片集成波导功率分配器为一路分2n路的结构，n为大于等于3的整数，在本实施例中，n 取值3。该天线阵列沿着+x方向共有6个线阵辐射单元，一起构成整体的天线阵列。图中所有圆孔表示金属化通孔。线阵辐射单元5采用基片集成波导(siw)缝隙形式，如图3所示。
15.siw线阵辐射单元5为六个，为了保持所有缝隙以同样的相位辐射，纵向缝隙阵列的间距为二分之一波导波长。siw的右侧短路通孔与最后一个缝隙之间的间距为四分之一波导波长。图4为siw线阵辐射单元的尺寸图，以毫米为单位的 s_siw、s、l、w、d、d_v 和 s_v 分别为 2.05、2.68、1.50、 0.21、1.62、0.37 和 0.5。
16.馈电网络4由一路分六路基片集成波导功分器和基片集成波导不等宽等长移相器13组成。
17.一路分六路基片集成波导功分器的结构，如图5所示，由三级基片集成波导功率分配器组成，包括一级一路分两路的基片集成波导功率分配器8和二级一路分两路的基片集成波导功率分配器10、12。输入信号先一分为二，转角的感性金属化孔9用来改善反射系数。接着进入siw一分二不等功率分配器10，感性金属化孔11用来调节两条通路的功率比和相位差，根据馈电网络的要求，中间四路(15-18)等幅同相馈电，边上两路(14，19)馈电功率是其余四路15-18的三分之一，同时馈电相位领先70
°
，由于中间的四路输出一直呈轴对称结构，输出是等幅同相的。边上两路馈电功率、相位的调整需要使用siw一分二不等功率分配
器10和siw等长不等宽移相器13进行相位的调整。这里移相器13相当于改变了基片集成波导的波导波长从而使得边上两路(14，19)的相位，通过调节siw移相器13金属化通孔偏移量的大小，可以得到不同的相位输出。
18.第一级一路分两路的基片集成波导功率分配器8连接在基片集成波导输入端口，二级一路分两路的基片集成波导功率分配器为两个(10，12)且连接在一级一路分两路的基片集成波导功率分配器的两路输出端口上，最后六路基片集成波导通道的输出端口14-19保持位置平齐。
19.辐射增强部20位于天线阵列口面的两侧，见图6所示。辐射增强部20具体可以为导电的金属板。两个辐射增强部20对称地设置在线阵辐射单元的口径面两侧，其纵向截面形成为喇叭状张角。
20.由于辐射增强部的张角直接影响天线阵列的增益，因此本技术为辐射增强部设计了可调的支架300，使其在实测过程中调整最佳的张角满足天线增益在预设工作频段内增加的需求。
21.支架300的结构如图7所示，包括第一部件301和第二部件302，第一部件301和第二部件302之间通过第三部件303连接。第一部件301和第二部件302的一端通过转轴旋转连接。辐射增强部200通过粘贴的方式固定到第一部件301上。第三部件303的两端分别通过转轴连接第一部件301、滑动部件304。滑动部件304中央设置有螺旋紧固螺钉305。螺旋紧固螺钉305的一端深入第二部件302中间的开槽3021中，使得螺旋紧固螺钉可以沿着开槽3021自由滑动，进而通过第三部件303带动固定于第一部件301上的辐射增强部200改变角度。在特定位置可以通过旋转紧固螺钉固定支架的张角。旋转紧固螺钉可以是螺栓和垫片的经典紧固结构，也可以是自紧固的螺钉。
22.天线的辐射效率为 78%。测得的 s11 如图10所示。增加辐射增强部后天线的s11在操作中心频率处得到了提升，在其它操作频段，尤其是低频段未明显下降。
23.增加辐射增强部后天线的 e 面和 h 面增益为大约 16 db，如图11所示。
24.增加辐射增强部后，天线阵列的 e 面和 h 面波束宽度分别为 22.6
°
和 3.8
°
，见图12和13。
25.本发明实施例还提供一种雷达，雷达包括但不限于车载雷达。雷达采用上述实施例的天线装置，本发明的天线装置满足车载雷达应用场景的增益和波束宽度要求。