一种77GHz毫米波天线测试装置的制作方法

本发明属于天线技术领域,尤其涉及一种77ghz毫米波天线测试装置。

背景技术：

毫米波雷达具有分辨率高、频带宽、抗干扰能力强等特点，雷达系统发射电磁波遇到障碍物后产生反射，通过捕获反射信号，雷达系统可以确定物体的距离，速度和角度。而车载毫米波雷达作为一种预防交通事故的有效手段，受到各大汽车厂商重视。

毫米波雷达，是工作在毫米波波段(millimeterwave)探测的雷达。通常毫米波是指30～300ghz频域(波长为1～10mm)的。毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。

同厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。另外，毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。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；具有成像能力，体积小、机动性和隐蔽性好。

光波在大气中传播衰减严重，器件加工精度要求高。毫米波与光波相比，它们利用大气窗口(毫米波与亚毫米波在大气中传播时，由于气体分子谐振吸收所致的某些衰减为极小值的频率)传播时的衰减小，受自然光和热辐射源影响小。为此，它们在通信、雷达、制导、遥感技术、射电天文学和波谱学方面都有重大的意义。利用大气窗口的毫米波频率可实现大容量的卫星-地面通信或地面中继通信。利用毫米波天线的窄波束和低旁瓣性能可实现低仰角精密跟踪雷达和成像雷达。高分辨率的毫米波辐射计适用于气象参数的遥感。用毫米波和亚毫米波的射电天文望远镜探测宇宙空间的辐射波谱可以推断星际物质的成分。优势主要有以下几点：

(1)小天线口径、窄波束：高跟踪和引导精度；易于进行低仰角跟踪，抗地面多径和杂波干扰；对近空目标具有高横向分辨力；对区域成像和目标监视具备高角分辨力；窄波束的高抗干扰性能；高天线增益；容易检测小目标，包括电力线、电杆等。

(2)大带宽：具有高信息速率，容易采用窄脉冲或宽带调频信号获得目标的细节结构特征；具有宽的扩谱能力，减少多径、杂波并增强抗干扰能力；相邻频率的雷达或毫米波识别器工作，易克服相互干扰；高距离分辨力，易得到精确的目标跟踪和识别能力。

(3)高多普勒频率：慢目标和振动目标的良好检测和识别能力；易于利用目标多普勒频率特性进行目标特征识别；对干性大气污染的穿透特性，提供在尘埃、烟尘和干雪条件下的良好检测能力。

(4)良好的抗隐身性能：当前隐身飞行器上所涂覆的吸波材料都是针对厘米波的。根据国外的研究，毫米波雷达照射的隐身目标，能形成多部位较强的电磁散射，使其隐身性能大大降低，所以，毫米波雷达还具有反隐身的潜力。

毫米波雷达目前被广泛用于交通探测领域,其中77ghz毫米波雷达在体积、探测精度和距离等方面有明显优势。77ghz车载毫米波雷达天线作为车载雷达的一个关键元件，其性能明显影响雷达的探测距离和角度。

为了准确的检测雷达天线性能,需要对设计加工的天线进行相应指标测试。而77ghz毫米波频段，传统的同轴接头不支持这种高频段，因此同轴接头的测试方法不再适用。

通常的测试方法有波导探针或同轴探针测试方法，直接将gsg波导探针或同轴探针搭在微带天线的馈电端口进行激励。但探针属于易耗品且测试成本较高，此外天线测试中可能存在信号泄露和探针装置干扰等影响，测试误差较大。

由于毫米波频段尤其77ghz高频段加工工艺等因素对pcb板材介电常数影响较大，设计过程中介电常数不准确会引起天线指标的恶化，因此需要一种有效的测试加工后板材介电常数的方法。因此设计一种低成本，高效，有效测试加工板材介电常数的天线测试装置在毫米波雷达测试中显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对现有测试方法的不足和缺点，提供基于77ghz毫米波频段的一种低成本、小型化、高稳定性的可测试多种天线指标的测试装置，用于实现77ghz毫米波雷达天线高效快捷测试。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种77ghz毫米波天线测试装置，所述天线测试装置至少包括：参数校准部，所述参数校准部包括两相互叠靠的第一金属板和第二金属板，所述第一金属板和第二金属板结构相同并相对于两金属板间的接触面对称设置，且所述第一金属板和第二金属板上设置有与测试仪器相连的波导法兰；天线测试部，所述天线测试部包括第一金属板以及设置于所述第一金属板上的第一介质基板，所述介质基板上设有金属微带天线所述金属微带天线经第一介质基板上的第一微带转波导接口和所述第一金属板背面上设置的波导法兰与测试设备相连；传输线测试部，所述传输线测试部包括第一金属板以及设置于所述第一金属板上的第二介质基板，所述第二介质基板上设有微带线，所述微带线经设置于第二介质基板的第二微带转波导接口、第一金属板背面的波导法兰与测试设备相连。

根据一个优选的实施方式，所述参数校准部中，第一金属板正面与第二金属板正面经螺钉紧锁固定靠接。

根据一个优选的实施方式，第一金属板正面与第二金属板正面表面平整。

根据一个优选的实施方式，第一金属板背面和第二金属板背面设置有波导法兰，所述波导法兰包括圆形凸台以及设置于圆形凸台上的方形通孔。

根据一个优选的实施方式，第一金属板和第二金属板上设置有若干通孔，且两金属板上各通孔相互对应并关于接触面对称设置。

根据一个优选的实施方式，所述第一金属板上还设有螺钉锁紧孔、限位销钉孔、安装定位孔和紧固孔。

根据一个优选的实施方式，所述天线测试部中，第一介质基板经安装螺钉贯穿于设置于所述第一介质基板上的第一安装孔固定于所述第一金属板之上。

根据一个优选的实施方式，第一介质基板与第一金属板正面紧密接触。

根据一个优选的实施方式，所述传输线测试部中，第二介质基板经安装螺钉贯穿于设置于所述第二介质基板上的第二安装孔固定于所述第一金属板之上。

根据一个优选的实施方式，第二介质基板与第一金属板正面紧密接触。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本发明的有益效果：从而通过本发明装置的结构设计，规避了传统测试方法需要探针进行天线性能指指标的特点，从而避免了易耗品探针的消耗，降低了测试成本。同时，本发明测试装置成本低、结构简单小巧、连接方便且稳定性高，大大的方便了用户进行各种天线的性能指标测试。

附图说明

图1是本发明测试装置的参数校准部的立体结构示意图；

图2是本发明测试装置的天线测试部的立体结构示意图；

图3是本发明测试装置的天线测试部的俯视结构示意图；

图4是本发明测试装置的传输线测试部的立体结构示意图；

图5是本发明测试装置的传输线测试部的俯视结构示意图；

其中，1-第一金属板，1a-第一金属板正面，1b-第一金属板背面，1c-波导法兰，11-圆形凸台，12-方形通孔，13-螺钉锁紧孔，14-限位销钉孔，15-安装定位孔，16-紧固孔，2-第二金属板，2a-第二金属板正面，3-螺钉，4-第一介质基板，41,42-金属微带天线，41a-第一微带转波导接口，43-第一安装孔，5-安装螺钉，6-第二介质基板，61,62-微带线，61a-第二微带转波导接口，63-第二安装孔。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，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发明的其他优点与功效。本发明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，在没有背离本发明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。

需要说明的是，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明要指出的是，本发明中，如未特别写出具体涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等，则本发明涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等均为本领域技术人员在现有技术的基础上，可以不经过创造性劳动可以得知的。

实施例1：

参考图1所示，本发明公开了一种基于77ghz毫米波频段的可测试多种天线指标的天线测试装置。

优选地，所述天线测试装置至少包括：第一金属板1、第二金属板2和螺钉3构成的参数校准部；金属板1、安装在其上的第一介质基板4和安装螺钉5构成的天线测试部；金属板1、安装在其上的第二介质基板6和安装螺钉5构成的传输线测试部。其中，第一介质基板4和第二介质基板6背面设置有导电接地板(未图示)。

本实例中介质基板可采用rogers3003加工而成，实际应用可根据需要进行板材选择及基板走线设计。实际测试通过第一金属板1和/或第二金属板2背面中波导法兰接口与测试仪器波导法兰接口连接，实现稳定有效测试。

优选地，如图1所示，图中示出了参数校准部的立体结构图。图中，所述参数校准部包括两相互叠靠的第一金属板1和第二金属板2。所述第一金属板1和第二金属板2结构相同并相对于两金属板间的接触面对称设置。

进一步地，第一金属板正面1a与第二金属板正面2a经螺钉3紧锁固定靠接。第一金属板正面1a与第二金属板正面2a表面平整设置。

优选地，所述第一金属板1和第二金属板2上设置有与测试仪器相连的波导法兰1c。进一步地，第一金属板背面1b和第二金属板背面设置有波导法兰1c。所述波导法兰1c包括圆形凸台11以及设置于圆形凸台11上的方形通孔12。

通过第一金属板背面1b和第二金属板背面的波导法兰1c与测试仪器中波导法兰接口连接，实现本参数校准部的参数校准，通过校准可测得单个金属板的波导传输损耗、相位差值和驻波比等。优选地，波导法兰1c的测试波导口为wr-12型标准波导口。

优选地，第一金属板1和第二金属板2上设置有若干通孔，且两金属板上各通孔相互对应并关于接触面对称设置。

优选地，所述第一金属板1上还设有螺钉锁紧孔13、限位销钉孔14、安装定位孔15和紧固孔16。

优选地，如图2和图3所示，所述天线测试部包括第一金属板1以及设置于所述第一金属板1上的第一介质基板4。所述介质基板上设有金属微带天线41/42所述金属微带天线41/42经第一介质基板4上的第一微带转波导接口41a和所述第一金属板1背面上设置的波导法兰1c与测试设备相连。从而实现微带天线41/42各种参数的测试。

进一步地，所述天线测试部中，第一介质基板4经安装螺钉5贯穿于设置于所述第一介质基板4上的第一安装孔43固定于所述第一金属板1之上。第一介质基板4与第一金属板1正面紧密接触。

优选地，如图4和图5所示，所述传输线测试部包括第一金属板1以及设置于所述第一金属板1上的第二介质基板6。所述第二介质基板6上设有微带线61/62，所述微带线61/62经设置于第二介质基板6的第二微带转波导接口61a、第一金属板1背面的波导法兰1c与测试设备相连。从而实现微带线61/62的传输损耗、驻波比和相位等参数测试。

进一步地，所述传输线测试部中，第二介质基板6经安装螺钉53贯穿于设置于所述第二介质基板6上的第二安装孔固定于所述第一金属板1之上。第二介质基板6与第一金属板1正面紧密接触。

更进一步地，通过分别测得两微带线的相位求差，对比微带线61和微带线62实际长度差值，可实现pcb板材介电常数计算，即通过微带线长度差分法完成了介电常数测试。

从而通过本发明装置的结构设计，规避了传统测试方法需要探针进行天线性能指指标的特点，从而避免了易耗品探针的消耗，降低了测试成本。同时，本发明测试装置成本低、结构简单小巧、连接方便且稳定性高，大大的方便了用户进行各种天线的性能指标测试。

前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。本领域技术人员可知有众多组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。