天线、具有该天线的车辆以及用于制造该天线的方法与流程

文档序号:11926896阅读:236来源:国知局
天线、具有该天线的车辆以及用于制造该天线的方法与流程

本公开的实施方式涉及天线和具有天线的车辆。



背景技术:

雷达设备是通过天线发射雷达信号、通过天线接收由在相应的区域内的物体反射的信号,并且从而检测物体的存在或不存在、雷达设备和物体之间的距离、方向、海拔高度和/或其他变量的设备。

这种雷达设备被应用于需要检测物体的各种各样的领域。具体地,在车辆的领域中,可以将雷达设备安装在车辆上,并且可以联合使用物体检测结果的各种车辆控制系统来操作雷达设备。因此,正在进行将构建到车辆里的雷达设备最小化的研究。



技术实现要素:

因此,本公开的一方面是提供天线以及具有天线的车辆。

本公开的另外的方面将部分在下面的描述中阐述,并且部分将从描述中变得明显或者可以通过本公开的实践学习到。

根据本公开的一个方面,一种天线包括开口和导体,穿过开口在定向方向上辐射无线电波,导体被插入到开口中并且分割开口的内部区域。

在此,导体可以实现为多边形的形式并且分割开口中的孔径,通过孔径辐射无线电波。

另外,可以以这种方式形成导体:在将无线电波输入到开口的方向的平面的高度与在辐射无线电波的方向的平面的高度彼此不同。

另外,可以以这种方式形成导体:在将无线电波输入到开口的方向的平面的高度低于在辐射无线电波的方向的平面的高度。

另外,当相对于开口观察天线的内部时,导体可以实现为直线或者十字形的形式。

另外,导体的类型可以基于所辐射的无线电波的波长确定。

根据本公开的另一个方面,一种车辆包括雷达设备和控制器,雷达设备使用天线检测在车辆周围存在的物体,在天线中通过将多边形的导体插入到天线内形成分隔壁结构,控制器通过控制车辆内的设备,使用雷达设备提供检测结果。

在此,可以设置将多边形的导体插入到天线里以便分割孔径的天线,其中在开口中穿过孔径辐射无线电波。

另外,可以以这种方式形成导体:在将无线电波输入到开口的方向的平面的高度与在辐射无线电波的方向的平面的高度彼此不同,并且所形成的导体可以被插入到天线中。

另外,可以以这种方式形成导体:在将无线电波输入到开口的方向的平面的高度低于在辐射无线电波的方向的平面的高度,并且所形成的导体可以被插入到天线中。

另外,当相对于开口观察天线的内部时,天线可以实现为直线或者十字形的形式。

另外,导体的类型可以基于通过天线辐射的无线电波的波长确定,并且所确定的导体可以被插入到天线中。

另外,控制器可以使用显示器和仪表群(cluster)中的至少一方显示来自雷达设备的检测结果,或者使用扬声器发送来自雷达设备的检测结果。

根据本公开的又一个方面,一种制造天线的方法包括计算根据天线的长度和高度来预测的天线的增益;通过比较所计算的天线的增益和当插入用于分割天线的开口的孔径的导体时预测的天线的增益,确定导体的形状和大小;以及通过将基于所确定的导体的形状和大小生成的导体插入到天线中制造天线。

在此,确定可以包括:在将无线电波输入到开口的方向的平面的高度,与在辐射无线电波的方向的平面的高度彼此不同的方式,确定导体的大小。

另外,确定可以包括:在将无线电波输入到开口的方向的平面的高度,低于在辐射无线电波的方向的平面的高度的方式,确定导体的大小。

另外,确定可以包括:当相对于开口观察天线的内部时,确定导体的形状为直线或者十字形的形式。

另外,制造可以包括插入导体为使导体平行于E平面和H平面中的至少一个,其中E平面平行于电场矢量的方向并且H平面平行于磁场矢量的方向。

根据本公开的再一个方面,一种控制车辆的方法包括:使用包括天线的雷达设备检测在车辆周围存在的物体,在天线中通过将多边形的导体插 入到天线内形成分隔壁结构;并且通过控制车辆内的设备,提供经由雷达设备检测的结果。

在此,提供可以包括使用显示器和仪表群中的至少一个显示通过雷达设备检测的结果,或者使用扬声器传输通过雷达设备检测的结果。

附图说明

通过结合附图对实施方式的以下描述,本公开的这些和/或其他方面将变得显而易见并且更易于理解,附图中:

图1是示出根据本公开的一个实施方式的车辆的外部配置的视图;

图2示出根据本公开的一个实施方式的车辆的内部配置;

图3是示出根据本公开的一个实施方式设置在车辆内的雷达设备的控制框图;

图4A和图4B示出根据本公开的一个实施方式,从各种角度和截面观察的天线的形状;

图5A和图5B是示出根据本公开的一个实施方式,插入导体增加天线的增益的原理的视图;

图6A到图6C示出根据本公开的一个实施方式的孔径中的相位波前(phase front,波振面);

图7A(a)到图7C(b)是示出根据本公开的一个实施方式,天线的增益取决于天线的长度以及导体是否被插入到天线里的视图;

图8A到图9是说明制造根据本公开不同的实施方式的天线的方法的视图;

图10A和图10B是示出根据本公开的一个实施方式的喇叭天线的视图,其中导体沿着E平面的水平方向插入;

图11A到图11C是说明根据本公开的一个实施方式的喇叭天线和制造喇叭天线的方法的视图,其中导体沿着H平面的水平方向插入;

图12示出根据本公开的一个实施方式的椎体形的喇叭天线,其中导体沿着E平面和H平面的水平方向插入;

图13A到图13C示出根据本公开的一个实施方式的插入了导体的圆形的喇叭天线;以及

图14是示出根据本公开的一个实施方式,通过分隔壁结构的天线检测其周围环境的车辆的操作的流程图。

具体实施方式

在下文中,将参考附图详细描述本公开内容的实施方式。

图1是示出根据本公开的一个实施方式的车辆的外部配置的视图,图2示出根据本公开的一个实施方式的车辆的内部配置,图3是示出根据本公开的一个实施方式设置在车辆内的雷达设备的控制框图,图4A和图4B示出根据本公开的一个实施方式,从各种角度和截面观察的天线的形状,图5A和图5B是示出根据本公开的一个实施方式,插入导体增加天线的增益的原理的视图,图6A到图6C示出根据本公开的一个实施方式的孔径中的相位波前,以及图7A(a)到图7C(b)是说明根据本公开的一个实施方式,天线的增益取决于天线的长度以及导体是否被插入到天线里的视图。在下文中,相同参考标号表示相同元件。

参考图1,车辆1可以包括形成车辆1的外观的车辆主体80以及使车辆1移动的车轮93和车轮94。车辆主体80包括引擎罩81、前挡泥板82、 门84、后备箱盖85、后侧板86等等。

此外,前窗(front window)87设置在车辆主体80的前侧并且提供车辆1前方的视野,侧窗88提供朝向车辆1的侧面的视野,设置在门84处的后视镜91和后视镜92提供车辆1后方的视野和朝向车辆1的侧面的视野,以及后窗90被设置在车辆主体80的后侧并且提供在车辆1后方的视野,后窗90可以被设置在车辆主体80上或者在其外部。在下文中,将更详细地描述车辆1的内部配置。

可以在车辆1中设置空调器。空调器(将在下方描述)是指自动地控制空调的环境(包括车辆1的室内/室外环境条件、进气/排气、循环、加热/冷却条件等等),或者响应于用户的控制命令控制空调的环境的设备。例如,可以在车辆1中设置空调器执行加热和冷却两者,并且通过气孔153排放已加热的或者已冷却的空气来控制车辆1内的温度。

同时,可以在车辆1内设置影音导航(AVN)终端100。AVN终端100是指能够统一提供音频功能和视频功能还有导航功能的终端,导航功能向驾驶员提供到目的地的路线。在此,AVN终端100可被称为导航终端,并且由本领域内的技术人员普遍使用的其他术语表示。

AVN终端100可以通过显示器101选择性地显示音频屏幕(screen,画面)、视频屏幕以及导航屏幕中的一个或多个屏幕,并且还显示与车辆1的控制相关联的各种控制屏幕,或者与可在AVN终端100内执行的附加功能相关联的屏幕。

根据一个实施方式,结合上述的空调,AVN终端100可以使用显示器101显示与空调的控制相关联的各种控制屏幕。此外,通过控制空调的工作状态,AVN终端100可以调节车辆内的空调的环境。此外,AVN终端100可以使用显示器101显示地图,带有到地图上显示的目的地的路线。

同时,显示器101可以位于中央仪表盘(center fascia)11处,中央仪表盘11是仪表板(dashboard)10的中心区域。根据一个实施方式,显示器101可以实现为液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、等离子显示器面板(PDP)、有机发光二极管(OLED)显示器、阴极射线管(CRT)等,但不限于此。

可以在车辆1内设置能够输出声音的扬声器143。因此,车辆1可以使用扬声器143,输出执行音频功能、视频功能、导航功能以及其他附加功能所需的声音。例如,车辆1可以使用扬声器143向驾驶员提供到目的地的路线。

导航输入单元102可以位于中央仪表盘11(其是仪表板10的中心区域)处。驾驶员通过操纵导航输入单元102可以输入各种控制命令,以及输入目的地等。

同时,导航输入单元102可以在邻近于显示器101的区域内设置有硬键型的,并且当显示器101以触摸屏类型实现时,显示器101也可以执行导航输入单元102的功能。

同时,可以在中央操纵台(center console)40中设置飞梭轮型或硬键型的中央输入单元43。中央操纵台40位于驾驶员座椅21与乘客座椅22之间,并且包括换挡杆41和其中形成的塔盘(tray)42。中央输入单元43可以执行导航输入单元102的全部或者一些功能。

同时,在车辆1内可以设置语音输入单元190。语音输入单元190可以接收用户的语音命令。例如,语音输入单元190可以实现为麦克风。语音输入单元190可以使用麦克风接收驾驶员讲的语音命令,并且将所接收的语音命令转换为电信号。

根据一个实施方式,如图2所示,可以在内顶板13中安装语音输入 单元190。但是语音输入单元190的位置不限于此。例如,可以将语音输入单元190安装在仪表板10上或者在方向盘12上。此外,只要其适合于接收驾驶员的语音,语音输入单元190的任何位置都是可能的。

此外,可以在车辆1内设置仪表群144。仪表群144也被称为仪表板,但在下文中为了描述的方便,其可被称为仪表群144。可以在仪表群144上显示车辆的行驶速度、引擎的每分钟转数(RPM)、燃油量等。此外,可以结合AVN终端100在仪表群144上显示行驶路线,并且还可以显示诸如限速信息等的环境信息。此外,可以在仪表群144上显示通过检测车辆1的周围环境获得的检测结果。这将在稍后详细描述。

此外,参考图3,除了上述部件之外,车辆1可以进一步包括输入单元110、雷达设备120以及控制器130。

可以通过上述导航输入单元102、语音输入单元190和/或中央输入单元43实现输入单元110。当显示器101以触摸屏类型实现时,显示器101可以执行输入单元110的功能。

输入单元110可以从驾驶员或者乘客(在下文中,所有的乘客可被称为用户)接收各种控制命令。例如,除了车辆1内的设备的各种执行命令(诸如使用雷达设备120对车辆1的周围环境检测的命令)之外,输入单元110还可以额外接收内装在AVN终端100里的各种模块的执行命令。

同时,雷达设备120可以包括雷达控制器121和天线122。如图1所示,雷达设备120可以设置在车辆的前表面中,但是雷达设备120的位置不限于此。

雷达控制器121可以控制雷达设备120的总操作。响应于从控制器130接收的控制信号,雷达控制器121可以通过天线122控制雷达信号的传输/接收。在下文中,为了描述的方便,将雷达信号称为无线电波。

雷达控制器121可以包括处理设备等,处理设备能够执行有关被构建到雷达设备120中的处理器的各种操作和控制处理,并且可以包括各种己知的处理设备。

此外,在雷达控制器121中,可以集成用于传输/接收无线电波的收发器、用于执行无线电波的信号处理的信号处理器等。例如,收发器可以包括传输/接收无线电波所需的各种元件,诸如振荡器、放大器、滤波器以及模拟/数字(A/D)转换器等。就是说,除了上述处理器之外,还可以由支持无线电波的传输/接收以及无线电波和数字信号之间转换的各种设备来实现雷达控制器121。

雷达控制器121可以使用天线122辐射各种频率的无线电波。通常,在车辆中使用的雷达控制器121可以使用几十GHz频带。例如,雷达控制器121可以辐射24GHz、76GHz到79GHz或者94GHz的无线电波,但是本公开不限于此。

同时,天线122能够发送无线电波并且还能够接收从物体反射的无线电波。在此,物体包括能够反射无线电波的所有的各种物体。根据实施方式,物体包括在道路上或者在道路的周围存在的所有的各种物体,诸如存在于车辆1周围的道路标志、布告牌等,还有人、动物和植物。

天线122可以以各种形式实现。在此,天线122包括各种类型的天线,诸如以喇叭形实现的喇叭天线、其中喇叭天线的侧面以圆锥形(诸如椎体)实现的喇叭天线等。在下文中,喇叭天线将被描述为天线122的类型的一个实例,但是根据实施方式,天线122不是仅限于喇叭天线。

如图4A所示,在天线122中可以设置喇叭形开口,并且喇叭形开口将通过波导接收的无线电波辐射到外部空间。在这个实例中,经其辐射无线电波的平面被称为孔径(aperture)124。

如图4A和图4B所示,可以将导体123插入到开口里,使得天线122的孔径124被分为两个区。因此,分隔壁结构可以指特定区被分隔壁分开的结构。就是说,通过上述导体123,天线122的内部具有分隔壁结构。换言之,导体123对应于将天线122的内部分开的分隔壁。因此,可以通过所隔开的孔径124辐射无线电波。

参考图4A和图4B,导体123可以附接于开口的一个侧表面。可以通过各种已知的材料将导体123附接,并且在初始设计中,还可以作为附接于开口的一个表面的这种方式,设计和生产导体123。

同时,导体123可以由与天线122的材料相同或者相似的材料制成。构成天线122和导体123的材料可以由各种已经得知的材料实现。

同时,如图4B所示,当从一个侧面观察时,导体123可以实现为三角形,可替换地,其可以以各种多边形实现。稍后将描述这种类型的具体实施方式。

在此,导体123的斜面和天线122的斜面可以以相同的角度形成,并且可以如图4B所示的不同的角度形成。

根据本公开的实施方式,使用插入到开口里的导体123,天线122可以减小在辐射的无线电波之间的相位差。因此,天线122可以在定向方向上增加增益。换言之,根据实施方式,通过导体123,天线122具有分隔壁结构,并且从而可以能够增加辐射到孔径的无线电波的增益。

天线122的增益指在定向方向(即目标方向)上辐射的无线电波的射程。因此,当天线122的增益增加时,尽管使用相同的输出,但在特定方向上的可检测射程增加。

在这个实例中,可以根据在孔径124中分布的无线电波之间的相位差和孔径124的面积,确定天线122的增益。例如,天线122的增益,可以 随着孔径124的面积增加(即通过平面辐射无线电波的该面积的增加)而增加。此外,天线122的增益可以随着孔径124中的无线电波之间的相位差减小而增加。通常,当增加天线122的长度增加时,从相位中心传播到孔径124的中心的无线电波与从相位中心传播到孔径124的边缘的无线电波之间的路径差减小,并且因此,孔径124中的无线电波之间的相位差也减小。

就是说,天线122的增益可以随着天线122的长度增加而增加。然而,天线122随着孔径124的面积增加和天线122的长度增加而变得更大,使得其可能不适合被构建到设备里,并且增加制造成本。因此,对于根据所公开的实施方式的天线122,可以将导体123设置在辐射无线电波的区(即孔径)中,使得即使不增加天线的长度,通过减小孔径124中的无线电波之间的相位差,也能够增加天线122的增益。在下文中,将详细描述由于导体123而引起天线122的增益增加的原因。

图5A示出没有插入导体的天线的截面。参考图5A,x表示相对于相位中心O,辐射到孔径的中心区的无线电波的路径,并且y表示辐射到孔径的边缘的无线电波的路径。就是说,x对应于无线电波的辐射路径之中的最短路径,并且y对应于无线电波的辐射路径之中的最长路径。因此,无线电波之间的最大相位差是y-x。

同时,图5B示出天线的分隔壁结构的截面。在此,相对于相位中心,辐射到边缘的无线电波的路径是y,与图5A中相同。然而,导体插入到了开口里,使得无线电波的最短辐射路径是x'。因此,根据所公开的实施方式,天线的最大相位差变得更小。因此,根据所公开的实施方式,即使利用相同长度的天线,但是通过减小孔径中的无线电波之间的相位差,天线也可以提供更高的增益。

图6A示出通过具有较短长度的天线辐射的无线电波的相位波前,图6B示出通过具有较长长度的天线辐射的无线电波的相位波前,以及图6C 示出通过具有分隔壁结构的天线辐射的无线电波的相位波前。

如图6A所示,当天线125的长度短时,由于无线电波能够辐射的面积迅速增加,所以孔径124中的无线电波之间的相位差增加。相反地,如图6B所示,当天线126的长度长时,由于无线电波能够辐射的面积逐渐增加,可以确认与图6A的天线125中的相位差相比,孔径124中的无线电波之间的相位差变得更小。然而,由于天线的大小增加,图6B中示出的天线126难以被构建到设备里,导致制造成本增加。

图6C中示出的天线122的长度与图6A中示出的天线125的长度相同。在这个实例中,参考相位波前,对于图6C中示出的天线122,由于导体123插入到天线中,所以与图6A中示出的天线125相比,天线122的相位差变得更小。

更具体地,图7A(a)和图7A(b)中示出的天线126的长度比图7B(a)和图7B(b)中示出的天线125的长度更长。图7A(a)和图7A(b)中示出的天线126的增益是11.8dBi,并且图7B(a)和图7B(b)中示出的天线125的增益是9.9dBi,使得可以确认增益随着天线长度的增加而增加。

根据实施方式,图7C(a)和图7C(b)中示出的天线122可以通过插入导体123形成分隔壁结构,并且形成为与图7B(a)和图7B(b)中示出的天线125具有相同的长度。在这个实例中,图7C(a)和图7C(b)中示出的天线122的增益是12.2dBi,使得天线122的增益高于具有相同长度的天线125的增益。

此外,在布置多个天线的情况下,将对辐射的无线电波进行比较。基于图7C(a)和图7C(b)中示出的辐射特性与图7B(a)和图7B(b)中示出的辐射特性之间的比较,可以确认的是,与图7B(a)和图7B(b)的天线125辐射到主瓣的无线电波的强度相比,图7C(a)和图7C(b) 的插入了导体123的天线122辐射到主瓣的无线电波的强度更强;并且与图7B(a)和图7B(b)的天线125辐射到旁瓣的无线电波的强度相比,天线122辐射到旁瓣的无线电波的强度更弱。

根据所公开的实施方式,天线122可以被小型化,并且可以降低其制造成本。此外,当布置了根据所公开的实施方式的多个天线122时,可以布置以相同形式设计的天线。因此,设置多个天线122,使得可以避免必需单独设计各个天线的缺点。

然而,如上所述,除了相位差之外,还可以根据孔径的大小确定天线122的增益。当将导体123插入到天线中时,天线的孔径的大小减小。此外,由于沿辐射无线电波的方向的平面的高度变得更高,天线122的孔径的大小被进一步减小,使得增益减小。

例如,参考图5B,q对应于孔径的高度,并且r表示由于插入导体,而没有辐射无线电波的平面的高度。因此,平面的辐射无线电波的高度可以减小到q-r。

因此。根据所公开的实施方式,对于天线122,可以将实现为具有合适大小和合适形状的导体插入到天线中,从而减小天线122的长度的同时增加天线122的增益。在下文中,以下将对此进行更详细的描述。

同时,可以在车辆1内设置控制器130。控制器130可以由执行各种操作并且控制处理的处理设备(诸如构建到AVN终端100里的处理器)等来实现,并且由各种己知的处理设备来实现。

控制器130可以控制车辆1的总操作。特别地,除了各种模块(诸如在AVN终端100内构建的语音识别模块)之外,控制器130还可以控制设置在车辆1中的所有部件(诸如显示器101、扬声器143、仪表群144等)的操作。通过生成控制信号用于控制车辆1的部件,控制器130可以 控制上述部件的操作。

例如,通过控制信号,控制器130可以控制空调器的操作,并且通过控制显示器101的操作可以显示各种信息。此外,控制器130可以通过控制信号控制各种显示设备(诸如显示器101),或者通过控制扬声器143向用户提供各种信息。

根据一个实施方式,控制器130可以响应于使用输入单元110从用户接收的检测命令,生成控制信号,来控制雷达设备120的操作。因此,控制器130可以使用雷达设备120,提供在车辆1周围的物体存在的检测结果。

例如,控制器130可以控制能够显示各种信息的显示设备(诸如显示器或者仪表群),从而显示检测结果。此外,控制器130可以从检测结果推导物体和车辆1之间的距离,并且可以从扬声器发送所推导的结果。在下文中,将描述制造包括导体的天线的方法,其中已设计和/或已描述导体的形状和大小。

图8A到图9是说明制造根据本公开的不同的实施方式的天线的方法的视图。

通常,具有最佳增益的天线127的高度和长度,可以基于下面的等式1确定。

[等式1]

参考图8A,b1表示孔径的高度,并且ρ1表示天线的长度。此外,λ表示无线电波的波长。因此,当确定在雷达设备中使用的频率和孔径的高度时,可以确定天线127的长度,以适配所确定的频率和高度。同时,波 长和频率之间的关系可以通过下面的等式2表示。在此,c表示光速,并且f表示频率。就是说,无线电波的波长与频率成反比。

[等式2]

λ=c/f

作为更具体的实例,图8B示出E平面喇叭天线的高度和天线的长度之间的关系的曲线图。在此,DE表示沿着作为E平面喇叭天线的方向性(directivity)的特定方向辐射的无线电波、波束等的聚焦度。此外,如上所述,b1表示孔径的高度,ρ1表示天线的长度,并且b0表示波导的高度。在这个实例中,可以通过方向性和效果(effect)确定天线的增益。因此,天线的增益可以正比于方向性。

同时,在图8B中,示出了天线的每一个长度的曲线图。在这个实例中,从每一个曲线的峰值建立上述等式1中的关系。参考图8B,当减小天线的长度,同时保持b1(即每一个曲线的峰值中的X轴值)时,(λ/a)DE(即Y轴值)减小。因此,方向性减小,使得天线的增益减小。在这个实例中,由于根据实施方式的天线通过插入导体而具有分隔壁结构,即使减小天线的长度,也能够获得增加的增益。

例如,参考图8C,可以将矩形导体插入到天线122中。在这个实例中,无线电波之间的相位差可以随着导体123的倾斜的程度增加而减小。就是说,随着导体123的第一高度Wa和第二高度Wb之间的差值增加,能够辐射无线电波的面积减小。在此,第一高度Wa对应于沿辐射无线电波的方向的平面的高度,即孔径的高度。此外,第二高度Wb对应于沿无线电波输入到孔径的方向的平面的高度。在这个实例中,导体的第一高度Wa和第二高度Wb可以通过计算增益确定,该增益由模拟预测。

例如,基于模拟获得的结果,矩形导体的第一高度Wa和第二高度Wb可以被设计为满足(ⅰ)0≤Wb≤(b0)/2,(ⅱ)0≤Wa≤(b1) /2以及(ⅲ)Wb≤Wa。在此,b0表示通过波导输入无线电波的部分的高度。

就是说,可以根据通过波导输入无线电波的部分的高度b0、孔径的高度b1以及孔径的高度b1与天线122的长度ρ1之间的比例,确定导体123的形状。因此,根据所公开的实施方式的车辆可以通过天线122检测在非常远的距离处存在的物体,其中天线122中插入了如上所述设计的导体123。

同时,导体的形状不限于以上描述,并且可以以各种形式设计。参考图8B,天线的长度和高度可以根据上述等式1确定。因此,可以计算预测的天线的增益。此外,可以将所计算的预测的天线的增益设为目标值。

因此,通过减小天线的长度同时保持天线的高度而预测的天线的增益,可以通过模拟来计算。在此,所计算的增益可以被设为初始值。

可以将三角形导体插入到天线中。在这个实例中,三角形的第二高度Wb是0,使得可以计算根据其第一高度Wa的改变的第一最佳值。在这个实例中,当第一最佳值小于上述目标值时,可以将矩形导体而不是三角形导体插入到天线中。因此,可以计算根据第一高度Wa和第二高度Wb的改变的第二最佳值。

当第二最佳值小于上述目标值时,可以将五边形导体而不是矩形导体插入到天线中。就是说,尽管天线的长度减小,为了保持增益,可以将各种类型的导体插入到天线中,并且可以在通过模拟改变导体的大小的同时,计算天线的增益。

根据一个实施方式,当基于模拟结果的增益高,并且第一高度Wa和第二高度Wb中的任一个是0时,可以将五边形导体插入到天线中。同时,当计算了使用五边形导体预测的最佳值并且所计算的最佳值小于目标值 时,可以计算当六边形导体插入到天线中时的最佳值。

根据一个实施方式,基于模拟结果,当具有图9中示出的六边形截面的导体满足条件:诸如(ⅰ)0≤Wb≤(b0)/2,(ⅱ)0≤Wm≤(b2)/2以及(ⅲ)Wb≤Wm,(ⅳ)0≤Wa≤Wm时,可以预测为获得高增益。就是说,可以通过实验计算插入到天线中的导体的形状和大小。可以将上述导体插入到根据所公开的实施方式的天线里,使得天线具有分隔壁结构,从而保持天线的增益同时减小天线的长度。

同时,当将六边形或者五边形导体插入到天线中时,与使用三角形或者矩形导体时相比,可以减小第一高度Wa。因此,辐射无线电波的面积会增加,使得可以增加天线的增益。

然而,当将六边形或者五边形导体插入时,与插入三角形或者矩形导体时相比,天线的增益不一定增加,并且会根据各种变量(诸如使用的频率、天线的高度、天线的长度等)变化。根据一个实施方式,当天线的高度b1小于2λ时,即使使用三角形或者矩形导体,天线的增益提高的效果大;但是当天线的高度b1是2λ或者更大时,由于使用五边形或者六边形导体,所以天线的增益提高的效果大,但是本公开不限于此。

图10A和图10B是示出根据本公开的一个实施方式的喇叭天线的视图,其中导体沿着E平面的水平方向插入,图11A到图11C是说明根据本公开的一个实施方式的喇叭天线和制造喇叭天线的方法的视图,其中导体沿着H平面的水平方向插入,图12示出根据本公开的一个实施方式的椎体形的喇叭天线,其中导体沿着E平面和H平面的水平方向插入,以及图13A到图13C示出根据本公开的一个实施方式的插入了导体的圆形的喇叭天线。

根据开口角度即孔径的倾度,天线可以以各种形式实现。例如,图10A中示出的天线122是喇叭天线,其中孔径沿着垂直方向增加。在此,图10A 中示出的天线被称为E平面喇叭天线。以另一个实例的方式,图11A中示出的天线122b是喇叭天线,其中孔径沿水平方向增加。在此,图11A中示出的天线122b被称为H平面喇叭天线。E平面指包括电场矢量和无线电波的传播方向的平面,并且H平面指包括磁场矢量和无线电波的传播方向的平面。

参考图10A和图11A,示出的天线122a和天线122b的电场矢量沿与E平面的相同方向形成。根据开口角度增加的截面是水平截面还是垂直截面,可以不同地设计天线。根据实施方式,可以将导体沿E平面的水平方向或者沿H平面的水平方向插入到天线122中。

参考图10B和图11B,插入到示出的天线122a和122b中的每一个里的导体123可以以这种方式实现,即可以沿孔径增加的方向形成斜面,该方向即天线122a和122b中的每一个的开口角度增加的方向。在此,图10B中的b0表示如上所述的波导的高度,并且b1表示孔径的高度。此外,图11B中的a0表示波导的面积,并且a1表示孔径的面积。

然而,当制造H平面喇叭天线122b时,天线的高度和长度可以基于下面的等式3确定。

[等式3]

在此,a1表示如上所述的孔径的面积,ρ2表示天线的长度并且λ表示无线电波的波长。

图11C示出用于说明根据本公开的一个实施方式的H平面喇叭天线的增益的曲线图。在此,DH表示作为H平面喇叭天线的方向性的沿着特定方向辐射的无线电波、波束等的聚焦度。此外,a0表示波导的面积并且a1表示孔径的面积。在这个实例中,可以通过如上所述的方向性和效率 (efficiency)确定天线的增益。因此,天线的增益可以正比于方向性。

同时,在图11C中,示出对于天线的多个长度的曲线。在这个实例中,从每一个曲线的峰值建立上述等式3中的关系。参考图11C,当减小天线的长度同时保持a1(即每一个曲线图的峰值中的X轴值)时,(λ/b)DH(即Y轴值)减小。因此,天线的增益减小。在这个实例中,根据实施方式,由于通过将导体插入到天线中,天线具有分隔壁结构,并且即使减小天线的长度,也可以能够获得增益的增加。同时,除了等式3以外,确定天线的高度和长度以及插入到天线中的导体的高度和长度的方法,与上述方法相同,并且将省略其具体描述。

天线可以以各种形式形成,并且插入到天线中的导体不限于上述形式。例如,天线可以以如图12所示的(菱)椎体喇叭天线122c的形式实现。在此,椎体喇叭天线122c指其侧面以椎体的形式实现的天线。

可以将导体123插入到椎体喇叭天线122c中。在这个实例中,如图12所示,当从孔径观察椎体喇叭天线122c的内部时,导体123可以实现为十字形的形式。就是说,当从孔径的外部向其内部观察时,导体123可以实现为直线或者十字的形式。

此外,如图13所示,天线可以实现为圆形喇叭天线122d的形式。在这个实例中,如图13A所示,可以将导体沿E平面的水平方向(其等于电场方向)插入到圆形喇叭天线122d中。可替换地,如图13B所示,可以将导体沿H平面的水平方向插入到圆形喇叭天线122d中,或者如图13C所示,可以将导体沿E平面的水平方向和H平面的水平方向插入到圆形喇叭天线122d中。然而,本公开不限于此。

图14是示出根据本公开的一个实施方式,通过分隔壁结构的天线检测其周围环境的车辆的操作的流程图。

在操作1400中,车辆可以使用雷达设备检测在车辆周围的物体的存在。在这个实例中,车辆可以检测距车辆预设的距离半径内的所有的物体的存在,并且通过设定特定方向,检测在相应方向上的物体的存在。

根据实施方式,车辆可以使用天线传输雷达信号并且接收从物体反射的雷达信号,从而检测车辆的周围环境,其中,天线通过将多边形的导体插入到天线中形成分隔壁结构。在这个实例中,即使减小辐射无线电波的路径的长度(即天线的长度),也能通过将导体插入到天线中,车辆可以将无线电波传输到广阔的区域。

近几年,已将各种设备构建到车辆里。由于内置设备的数量增加,需要将设备最小化,并且其最小化也是车辆的成本节省和行驶方面的需要。根据实施方式,通过将导体插入到构建在车辆内的天线中,即使减小天线的长度也可以保持天线的增益。因此,能够最小化天线,从而减小天线的重量和体积两者,并且还实现成本节省。

此外,根据实施方式,可以根据设置的天线的数量调节天线的增益。特别地,对于根据实施方式的天线,设计一个天线,并且然后布置基于所设计的天线而根据相同设计制造的多个天线,而不是单独地设计多个天线,因此减小设计成本。

在操作1410中,通过控制车辆内的设备,车辆可以通过雷达设备提供检测结果。例如,车辆可以通过显示装置诸如显示器、仪表板等显示检测结果。以另一个实例的方式,车辆可以通过平视显示器显示检测结果,以及通过能够显示检测结果的各种设备显示检测结果。

根据一个实施方式,车辆可以以地图的形式显示检测结果,或者通过从检测结果计算物体和车辆之间的距离,通过弹出消息显示物体和车辆之间的距离。

以另一个实例的方式,车辆可以通过通信网络连接到用户终端,并且通过用户终端的显示器显示检测结果。在此,通信网络包括有线通信网络和无线通信网络两者。无线通信网络指能够以无线方式传输和接收包括数据的信号的通信网络。例如,无线通信网络包括蓝牙通信网络、还有3G通信网络和4G通信网络,但不限于此。此外,有线通信网络指能够以有线方式传输和接收包括数据的信号的通信网络。例如,有线通信网络包括外围部件互联(PCI)、快速PCI、通用串行总线(USB)等,但不限于此。

通信模块可以被构建到用户终端里,使得用户终端能够通过通信网络向外部终端传输数据并且从外部终端接收数据,并且用户终端包括能够通过处理器处理信号的传输和接收的所有终端。根据一个实施方式,用户终端包括移动终端诸如智能电话或者个人数字助理(PDA)、可移动地附接到用户的身体的钟表、以及眼镜型可穿戴终端、还有膝上型电脑、桌上型电脑以及平板电脑,但不限于此。

此外,车辆可以从检测结果计算物体和车辆之间的距离,并且当预测了与在车辆当前行驶的路径上的物体的碰撞时,车辆可以计算预测的碰撞并且使用扬声器传输所计算的碰撞,使得能够将预测的危险通知用户。

根据实施方式的方法可以实现为应用程序或者以程序指令的形式实现,该程序指令可以在各种计算机部件中执行,并且可以记录在计算机可读记录介质上。计算机可读记录介质可以包括单独的或者组合形式的程序指令、数据文件、数据结构等。记录在介质上的程序指令可以被特别设计和构造用于本公开,并且对于计算机软件领域内的那些普通技术人员,该程序指令可以公开地可用并且有用。计算机可读记录介质的实例包括磁介质诸如硬盘、软盘或者磁带,光学记录介质诸如光盘只读存储器(CD-ROM)或者数字视频光盘(DVD),磁光学介质诸如软光盘以及硬件设备诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、或者被特别设计成存储并且执行程序指令的闪存。

程序指令的实例不仅包括通过编译器等生成的机器代码,而且还包括可以由使用解释器的计算机等执行的高级语言代码。以上描述的硬件设备可以被构造,以便作为一个或多个软件模块运行,用于执行本公开的实施方式的操作,并且反之亦然。

虽然已参考本公开的某些示例性实施方式示出并描述了本公开,但是本领域内的技术人员将理解,可以做出形式和细节上的各种改变而不背离由所附权利要求所限定的本公开的精神和范围。

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