一种车载79GHz毫米波六边形串馈贴片天线的制作方法

一种车载79ghz毫米波六边形串馈贴片天线
技术领域
1.本实用新型涉及车载天线技术领域，特别涉及一种车载79ghz毫米波六边形串馈贴片天线。


背景技术：

2.随着无线通信系统的快速发展，宽频带天线的需求日益增长。微带天线由于具有低剖面、重量轻、低成本以及可兼容性强的优势受到了广泛关注，被广泛运用在雷达、卫星等无线通信系统中。然而工作频带窄严重限制了其在宽频带需求下的应用。传统的贴片天线带宽十分有限。目前，国际电联已将76
‑
81ghz频段作为全球统一频率开放给汽车雷达业务，这无疑对雷达天线的带宽提出来更长的要求。
3.由于毫米波雷达主要安装在车辆前方或前保险杠内，意味着雷达体积受限。能够布置天线的地方较小，而且雷达有增益和方向图的要求，需要多阵列排布。所以太过复杂的方法来拓展天线带宽并不适用于车载毫米波雷达。所以如何设计一个宽频带，方向图符合需求而且低成本易加工的79g雷达天线一直是雷达设计中的重要技术难点。此外，毫米波雷达天线工作时，副瓣电平会造成信噪比下降，也严重影响探测距离和探测精度，因此低副瓣设计成为当前毫米波雷达设计中的另一个技术难点。


技术实现要素：

4.本实用新型提出了一种车载79ghz毫米波六边形串馈贴片天线，利用串馈技术，带宽能够覆盖77
‑
81ghz，最大副瓣电平达到
‑
17db，比起一般的串馈贴片天线，有效带宽能够达到3
‑
3.5ghz，拓展了天线带宽，能够有效提升雷达性能。
5.具体的，本实用新型所述的一种车载79ghz毫米波六边形串馈贴片天线，至少包括m个辐射体，m个辐射体在同一平面内串联组成一个线阵结构，其中，m为大于3的自然数；线阵结构中辐射体的尺寸从中间到两边依次逐渐变小；所述辐射体为六边形贴片振子；每个所述线阵结构中相邻的辐射体通过馈线连接。
6.其中，线阵结构中每个辐射体的宽度一致，各辐射体距离馈线中心位置从中间到两边依次逐渐变小。
7.线阵结构中每个辐射体的长度尺寸从中间到两边依次逐渐变小。
8.所述辐射体、所述馈线和匹配单元均设置在同一pcb板上，并采用刻蚀成形方式按照所述辐射体、所述馈线和匹配单元的外形刻蚀成型。
9.其中，所述馈线为微带馈线。
10.所述微带馈线一端与匹配单元连接后，接入79ghz毫米波雷达的馈源。
11.所述馈源端的信号经过所述匹配单元进入线阵结构中，通过各个辐射体辐射信号或者接收信号。
12.其中，所述六边形贴片振子属于微带贴片天线。
13.所述微带贴片天线由中间的矩形贴片，及设置于该矩形贴片左右两边的三角形贴
片组成。在所述矩形贴片的上下边沿处分别设置2个矩形缺口。
14.综上所述，本实用新型提供一种车载79ghz毫米波六边形串馈贴片天线，将匹配单元，线阵置于同一平面内，而且用了单层天线板，方便制作，降低加工成本。将各线阵结构中辐射体的尺寸从中间到两边依次逐渐变小，从而改善线阵的旁瓣电平，进而提长车载毫米波的测角精度。本实用新型还采用了特殊的六边形贴片设计，除了天线的基模tm
01
外又激发了天线另外的模态，拓展了天线的带宽，使雷达满足不同场景下不同模式切换下的测速以及测角要求。
附图说明
15.图1为本实用新型所述的车载79ghz毫米波六边形串馈贴片天线示意图。
16.图2为本实用新型所述的辐射体示意图。
17.图3为一实施例中的8单元串馈六边形贴片天线的回波损耗仿真图。
18.图4（a）为一实施例中的77ghz天线h面方向图。
19.图4（b）为一实施例中的77ghz天线e面方向图。
20.图5（a）为一实施例中的78ghz天线h面方向图。
21.图5（b）为一实施例中的78ghz天线e面方向图。
22.图6（a）为一实施例中的79ghz天线h面方向图。
23.图6（b）为一实施例中的79ghz天线e面方向图。
24.图7（a）为一实施例中的80ghz天线h面方向图。
25.图7（b）为一实施例中的80ghz天线e面方向图。
具体实施方式
26.下面将结合具体实施例及附图对本实用新型的一种车载79ghz毫米波六边形串馈贴片天线作进一步详细描述。
27.如图1所示，本实用新型所述的一种车载79ghz毫米波六边形串馈贴片天线，其中，1
‑
辐射体；2
‑
馈线；3
‑
匹配单元。
28.具体的，本实用新型所述的一种车载79ghz毫米波六边形串馈贴片天线，包括m个辐射体，m个辐射体在同一平面内串联组成一个线阵结构；线阵结构中辐射体的尺寸从中间到两边依次变小，其中m为大于3的自然数。
29.进一步的，所述所述车载79ghz毫米波六边形串馈贴片天线包括以下：
30.所述辐射体为六边形贴片振子，所述六边形贴片振子属于微带贴片天线。
31.每个所述线阵结构中相邻的辐射体通过馈线连接。
32.其中，所述馈线为微带馈线并与匹配单元相连。
33.进一步的，线阵结构中每个辐射体的宽度一致，各辐射体的长度从中间到两边依次逐渐变小，并且各辐射体距离馈线中心位置从中间到两边依次逐渐变小。
34.所述辐射体、所述馈线和匹配单元均设置在同一pcb板上，并采用刻蚀成形方式按照所述辐射体、所述馈线和匹配单元的外形刻蚀成型。
35.所述微带馈线一端与匹配单元连接后，接入79ghz毫米波雷达的馈源。
36.所述馈源端的信号经过所述匹配单元进入线阵结构中，通过各个辐射体辐射信号
或者接收信号。
37.所述微带贴片天线由中间的矩形贴片，及设置于该矩形贴片左右两边的三角形贴片组成。并在所述矩形贴片的上下边沿处分别设置2个矩形缺口。
38.为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步详细描述。
39.一种车载79g毫米波六边形串馈贴片天线，包括m个辐射体1，其中m为大于3的自然数，具体可以根据雷达天线的具体指标来选择辐射体1的具体数量，本案例以m=8为例，即8单元线阵天线结构进行说明。8个辐射体在在同一平面内组成一个线阵结构，所述线结构中辐射体的尺寸各辐射体的长度从中间到两边逐渐变小，符合切比雪夫公式的分布，并且各辐射体距离馈线中心位置从中间到两边依次逐渐变小，能够使雷达天线具备更大的天线口径，在保证增益长的同时，还能让天线尺寸变小，副瓣电平更低。
40.每个辐射体均采用贴片天线形式，每个所述线阵结构中相邻的辐射体1之间通过微带馈线2相连，线阵结构再通过匹配单元3后经馈线接入79ghz毫米波雷达的馈源。从而，馈源信号经过匹配单元进入线阵中，通过各个辐射体1辐射信号或者接收信号。通过匹配单元3，可以减少天线的输入阻抗，提长天线的辐射效率。
41.如图2所示，为辐射体1的外观图，此为矩形贴片的变种，由三部分组成，分别是矩形贴片，左右两边的三角形贴片以及上下面的矩形缺口，增加了三角形贴片后，拓展了电流的流动方向，稳定了天线的方向图；而上下面的矩形缺口可以拓展天线带宽。
42.如图3所示，为8单元串馈六边形贴片天线的回波损耗仿真图，从图中可以看出s11在
‑
10db以下的频段为77.3
‑
81.7ghz频段即标志1至标志2之间曲线段，总共有4.3ghz带宽，较普通的贴片天线，带宽拓展了3
‑
3.5db。
43.如图4（a）
‑
（b）所示，天线在77g时h面和e面方向图，天线增益12.3db，h面3db波束宽度达到75.6
°
，e面3db波束宽度达到13.8
°
，最大副瓣电平为17db，满足增益h面宽波束，e面窄波束，低副瓣的要求。
44.如图5（a）
‑
（b）所示，标记说明了天线在78g时h面和e面方向图，天线增益14db，h面3db波束宽度达到72.9
°
，e面3db波束宽度达到13.1
°
，副瓣电平为
‑
18.9db。
45.如图6（a）
‑
（b）所示，标记说明了天线在79g时h面和e面方向图，天线增益为14.3db，h面3db波束宽度达到71.2
°
，e面3db波束宽度达到12.7
°
，副瓣电平为17.4db。
46.如图7（a）
‑
（b）所示，标记说明了天线在80g时h面和e面方向图，天线增益为13.8db，h面3db波束宽度达到70.6db，e面3db波束宽度达到17.2db，副瓣电平为12.4
°
满足增益h面宽波束，e面窄波束，低副瓣的要求。
47.可知，本实用新型所提供的车载79ghz毫米波六边形串馈贴片天线，在77
‑
81ghz带内驻波优于
‑
10db，而且e面最大副瓣电平为
‑
17db带宽也有3db以上。而且本方案在不增加别的额外结构的基础上，能够有效拓展带宽，稳定方向图，而且结构简单，不仅降低了材料成本，而且性价比较长。
48.显然，本发明的上述实施例，仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的
保护范围之内。