一种指数形毫米波雷达喇叭天线的制作方法

1.本实用新型涉及一种指数形毫米波雷达喇叭天线，属于天线技术领域。


背景技术：

2.目前，随着对于通信技术的不断研究，现在通讯系统向着智能化、小型化、集成化的方向发展。特别是现代汽车随着智能化的浪潮，越来越多的先进传感器被部署到车体上，同时对于传感器的尺寸和性能都有着较高的要求。各种物体检测和传感技术可提供例如自适应巡航、自动紧急制动等功能。
3.对于汽车雷达系统的各种天线，例如包括基板集成波导(siw)，其具有较高的发射效率、较小的尺寸和相对较低的成本优势。但是，现有技术中为了尽可能的将能量集中并定向发射出去以达到更远的探测距离，会导致天线圆柱导体数量较多，安装制造繁琐，体积较大，成本高昂。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种指数形毫米波雷达喇叭天线，采用指数形的喇叭状开口，减少了圆柱导体的数量，体积更小，方向性更好。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
6.一种指数形毫米波雷达喇叭天线，它包括波导组件以及与波导组件的轴向两端连接的基板组件，所述波导组件的长度方向的一端为非开口端，所述波导组件的长度方向的另一端为开口端；
7.所述波导组件包括第一导体阵列、第二导体阵列和第三导体阵列，所述第一导体阵列沿着波导组件的宽度方向设置并位于波导组件的非开口端，所述第二导体阵列和第三导体阵列分别沿着波导组件的长度方向延伸并在开口端向外侧呈喇叭状排布，所述第二导体阵列和第三导体阵列的排布形状的指数函数表示为：
8.f(x)＝k0e
mx
[0009][0010]
其中，k0为常数，m为开口常数，fc为截止频率，c为光速。
[0011]
进一步，所述基板组件包括上介质基板和下介质基板，所述下介质基板连接有同轴电缆，所述同轴电缆设置在第二导体阵列和第三导体阵列之间，所述同轴电缆与波导组件的非开口端之间的距离为其中，λ为毫米波雷达信号的波长。
[0012]
进一步，所述第一导体阵列、第二导体阵列和第三导体阵列均由若干圆柱导体构成。
[0013]
进一步，所述圆柱导体的轴向顶端与上介质基板相连，所述圆柱导体的轴向底端与下介质基板相连。
[0014]
进一步，所述第二导体阵列和第三导体阵列之间形成波导通道，所述波导通道包括直线区域和喇叭状区域。
[0015]
进一步，位于所述直线区域的圆柱导体的直径d为0.15λ，位于所述直线区域的圆柱导体之间的间隔p为0.3λ，d/p值为0.5；
[0016]
位于所述喇叭状区域的圆柱导体的直径d为0.15λ，位于所述喇叭状区域的圆柱导体之间的间隔p为0.47λ，d/p值为0.32；
[0017]
其中，λ为毫米波雷达信号的波长。
[0018]
进一步，所述波导通道的直线区域长度l1为2.4λ，其中，λ为毫米波雷达信号的波长。
[0019]
进一步，所述波导通道的喇叭状区域的长度l2为2.38λ，所述波导组件的喇叭状区域的张口宽度l3为2.27λ，其中，λ为毫米波雷达信号的波长。
[0020]
进一步，所述波导组件的非开口端长度a为0.9λ，其中，λ为毫米波雷达信号的波长。
[0021]
采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：
[0022]
1、本实用新型采用指数形的喇叭状开口，体积较小，天线开口尺寸仅8.85mm。
[0023]
2、本实用新型就设计角度而言，成本降低，在相同的开口尺寸下，减少了圆柱导体的数量。
[0024]
3、本实用新型的方向性更好，将全部的能量集中并经由天线发射出去。
[0025]
4、本实用新型的成本低，构造简单，易于加工。
附图说明
[0026]
图1为本实用新型的指数形毫米波雷达喇叭天线的主视图；
[0027]
图2为本实用新型的波导组件的结构示意图；
[0028]
图3为本实用新型的波导组件的简化示意图；
[0029]
图4为本实用新型的同轴电缆的安装示意图。
具体实施方式
[0030]
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
[0031]
如图1所示，本实施例提供一种指数形毫米波雷达喇叭天线，它包括波导组件以及与波导组件的轴向两端连接的基板组件，波导组件的长度方向的一端为非开口端，波导组件的长度方向的另一端为开口端。
[0032]
波导组件包括第一导体阵列31、第二导体阵列32和第三导体阵列33，第一导体阵列31沿着波导组件的宽度方向设置并位于波导组件的非开口端，第二导体阵列32和第三导体阵列33分别沿着波导组件的长度方向延伸并在开口端向外侧呈喇叭状排布。第一导体阵列31、第二导体阵列32和第三导体阵列33均由若干圆柱导体6构成。圆柱导体6的轴向顶端与上介质基板41相连，圆柱导体6的轴向底端与下介质基板42相连。第二导体阵列32和第三导体阵列33之间形成波导通道，波导通道包括直线区域和喇叭状区域。
[0033]
如图2所示，本实施例的第二导体阵列32和第三导体阵列33的排布形状的指数函
数表示为：
[0034]
f(x)＝k0e
mx
[0035][0036]
其中，k0为常数，m为开口常数，fc为截止频率，c为光速。
[0037]
当喇叭状区域的长度一定时，本实施例的喇叭状区域的形状采用指数形，相比于现有技术中的直线形开口，在同样的开口尺寸下，可以有效减少圆柱导体的数量，同时使得天线性能达到常规喇叭天线的性能。本实施例通过金属圆柱导体6构建一个适合电磁波传播的波导通道，防止电磁波能量外泄，电磁波能量都集中在波导通道内部并形成驻波，不断地向开口端方向传播。
[0038]
如图1、4所示，本实施例的基板组件包括上介质基板41和下介质基板42，下介质基板42连接有同轴电缆5，同轴电缆5设置在第二导体阵列32和第三导体阵列33之间，同轴电缆5与波导组件的非开口端之间的距离为其中，λ为毫米波雷达信号的波长。
[0039]
如图2所示，在本实施例中，位于直线区域的圆柱导体6的直径d为0.15λ，位于直线区域的圆柱导体6之间的间隔p为0.3λ，d/p值为0.5；位于喇叭状区域的圆柱导体6的直径d为0.15λ，位于喇叭状区域的圆柱导体6之间的间隔p为0.47λ，d/p值为0.32；其中，λ为毫米波雷达信号的波长。相比于常规的圆柱导体排布方案，本实施例在l2段可以节约2根圆柱导体6。
[0040]
如图2所示，在本实施例中，波导通道的直线区域长度l1为2.4λ，波导通道的喇叭状区域的长度l2为2.38λ，波导组件的喇叭状区域的张口宽度l3为2.27λ，波导组件的非开口端长度a为0.9λ，其中，λ为毫米波雷达信号的波长。
[0041]
作为本施例的一个优选方案，以77ghz的毫米波雷达信号为例，波长作为本施例的一个优选方案，以77ghz的毫米波雷达信号为例，波长其中，c＝3*108m/s。则可得，l1段的圆柱导体直径d为0.59mm，圆柱导体间的间隔p为1.17mm，直线区域长度l1为9.28mm，喇叭状区域长度l2为9.36mm；喇叭状区域的张口宽度l3为8.85mm，同轴电缆5的安装位置距离非开口段为0.98mm。
[0042]
以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。