微波阵列天线模组及雷达系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种微波阵列天线模组。所述微波阵列天线模组包括阵列天线、金属块和微波电路板，其中所述阵列天线包括天线基板和多个微波天线单元，所述微波天线单元设置在所述天线基板的主表面，且所述天线基板的背面作为所述阵列天线的参考地平面；所述金属块焊接在所述阵列天线的参考地平面；所述微波电路板固定在所述金属块的表面，所述微波电路板的参考地平面通过所述金属块与所述阵列天线的参考地平面进行地连接。本实用新型还提供一种采用所述微波阵列天线模组的雷达系统。
【专利说明】
微波阵列天线模组及雷达系统
技术领域
[0001]本实用新型属于监测技术领域，具体地，涉及一种微波阵列天线模组及采用该微波阵列天线模组的雷达系统。
【背景技术】
[0002]雷达系统一般采用微波阵列天线模组进行信号辐射，传统的微波阵列天线模组包括阵列天线和微波板，所述阵列天线的表面设置天线阵元，而所述微波板用于承载微波电路。并且，在所述微波阵列天线模组中，所述阵列天线和所述微波电路一般采用以下方式实现互连:所述阵列天线通过螺钉或导电胶安装在铝板的一侧表面，所述微波板通过螺钉或导电胶安装在所述铝板的另一侧表面，并且，所述微波板利用穿过所述铝板的馈电线与所述阵列天线进行连接。
[0003]所述阵列天线的参考地(即所述阵列天线背面的地平面)和所述微波电路的参考地(即所述微波板背面的地平面)之间的地连接质量直接影响所述微波阵列天线模组的信号传输损耗，所述微波阵列天线模组的地连接质量取决于所述铝板与所述阵列天线和所述微波板的地平面之间的连接质量。但是，在所述微波阵列天线模组中，所述阵列天线和所述铝板以及所述微波板与所述铝板之间是通过螺钉或导电胶的方式进行连接固定，这种连接方式不可靠，而且在工艺上不容易实现;另外，所述微波阵列天线模组需要采用大面积的铝板，导致整体成本也比较高。
[0004]因此，有必要提供一种能够克服上述缺点的微波阵列天线模组及使用该微波阵列天线模组的雷达系统。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的其中一个目的是为解决上述技术问题而提供一种微波阵列天线模组，本实用新型的另一个目的是提供一种采用所述微波阵列天线模组的雷达系统。
[0006]本实用新型提供的微波阵列天线模组，包括阵列天线、金属块和微波电路板，其中所述阵列天线包括天线基板和多个微波天线单元，所述微波天线单元设置在所述天线基板的主表面，且所述天线基板的背面作为所述阵列天线的参考地平面;所述金属块焊接在所述阵列天线的参考地平面;所述微波电路板固定在所述金属块的表面，所述微波电路板的参考地平面通过所述金属块与所述阵列天线的参考地平面进行地连接。
[0007]作为本实用新型提供的微波阵列天线模组的一种改进，所述多个微波天线单元呈阵列式排布在所述天线基板的主表面。
[0008]作为本实用新型提供的微波阵列天线模组的一种改进，所述金属块为铜块、镀金的铝块或者镀铜的铝块。
[0009]作为本实用新型提供的微波阵列天线模组的一种改进，所述金属块通过回流焊方式焊接固定在所述天线基板的参考地平面。
[0010]作为本实用新型提供的微波阵列天线模组的一种改进，所述微波电路板通过螺钉锁固在所述金属块的表面。
[0011]作为本实用新型提供的微波阵列天线模组的一种改进，所述金属块包括多个螺孔，所述螺孔与所述螺钉配合将所述微波电路板锁固在所述金属块的表面。
[0012]作为本实用新型提供的微波阵列天线模组的一种改进，所述金属块包括位于其中间区域的馈电孔，所述馈电孔延伸到所述天线基板的中间区域，且所述微波电路板包括从其承载的微波电路的输出端引出的馈线，所述馈线穿过所述金属块的馈电孔并延伸到所述阵列天线，并且与所述微波天线单元进行连接。
[0013]作为本实用新型提供的微波阵列天线模组的一种改进，所述金属块的尺寸小于所述阵列天线，并且位于所述阵列天线的参考地平面的中间区域。
[0014]本实用新型提供的雷达系统，包括发射机、接收机、收发转换开关和微波阵列天线模组，其中所述发射机和所述接收机连接到所述收发转换开关，所述收发转换开关进一步连接到所述微波阵列天线模组，所述微波阵列天线模组为如上所述的微波阵列天线模组。
[0015]相较于现有技术，本实用新型提供的微波阵列天线模组将金属块焊接在所述阵列天线的参考地平面，并通过所述金属块实现所述微波电路板和所述阵列天线之间的地连接，采用上述结构，所述微波阵列天线模组的工艺简单一致性好，且参考地连接比较好，因此可以有效提高所述微波阵列天线模组的可靠性。另外，采用上述结构还可以避免采用大尺寸的铝板，并减少所述微波电路板的尺寸，因此所述微波阵列天线模组的整体成本可以得到有效降低。另外，基于本实用新型提供的结构，在将所述微波电路板安装到所述金属块之前，可以通过在所述金属块表面安装测试接口来实现对所述阵列天线和所述微波电路板进行独立的测试，从而提高测试效率。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中:
[0017]图1是本实用新型提供的微波阵列天线模组一种实施例的剖面结构示意图
[0018]图2是图1所示的微波阵列天线模组的阵列天线的结构示意图；
[0019]图3是图1所示的微波阵列天线模组的反面结构示意图；
[0020]图4是实用新型提供的采用图1所示的微波阵列天线模组的雷达系统一种实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022]请参阅图1至图3，其为本实用新型提供的微波阵列天线模组一种实施例的结构示意图。所述微波阵列天线模组10包括阵列天线11、金属块12和微波电路板13。
[0023]所述阵列天线11包括天线基板111和多个微波天线单元112;所述多个微波天线单元112设置在所述天线基板111的主表面101，并以多行多列方式进行阵列式排布。所述天线基板111的背面(即与所述主表面相对的表面)可以为金属面，且其可以作为所述阵列天线11的参考地平面102。
[0024]所述金属块12可以为铜块或者镀金、镀铜的铝块，其尺寸小于所述天线基板111，并且焊接固定在所述天线基板111的参考地平面102的中间位置。在本实施例中，所述金属块12可以通过回流焊方式直接焊接在所述阵列天线11的参考地平面102，从而在所述阵列天线11的参考地平面102与所述金属块12之间实现良好的地连接。
[0025]所述微波电路板13其可以通过螺钉14固定在所述金属块12的表面，相对应地，所述金属块12可以形成有多个螺孔(图未示)，每一个螺孔分别对应于一个螺钉14，所述多个螺孔与所述螺钉14进行配合来将所述微波电路板13锁固在所述金属块的表面。所述微波电路板13的表面可以承载有微波电路，所述微波电路可以提供微波信号来对所述阵列天线11的微波天线单元112进行馈电。
[0026]为实现所述微波电路板13的微波电路可以对所述阵列天线11进行馈电，在本实施例中，所述金属块12的中间区域可以形成有馈电孔，并且所述馈电孔可以延伸到所述阵列天线11的天线基板111的中间区域。所述微波电路板13还可以包括从所述微波电路的输出端引出的馈线，所述馈线可以穿过所述金属块12的馈电孔并进一步延伸到所述阵列天线11，从而将所述微波电路输出的微波信号馈送到所述天线基板111的微波天线单元112来进行辐射。
[0027]在将所述微波电路板13锁固在所述金属块12表面之后，位于所述微波电路板13背面的地参考平面131直接与所述金属块12进行良好的电性接触，从而实现与所述金属块12之间实现地连接。也即是说，在本实施例提供的微波阵列天线模组10中，所述微波电路板13可以通过所述金属块12与所述阵列天线11之间实现良好可靠的地连接。
[0028]在本实施例中，所述金属块12的尺寸可以与所述微波电路板13—致，因此所述微波电路板13可以恰好整体覆盖所述金属块12的表面;或者，所述微波电路板13的尺寸也可以小于所述金属块12。基于上述结构，所述金属块13的体积较小，容易加工且成本较低，并且，所述微波电路板13的尺寸也可以小于所述阵列天线11，因此可以进一步降低所述微波阵列天线模组10的整体成本。
[0029]相较于现有技术，本实用新型提供的微波阵列天线模组10采用回流焊工艺将所述金属块12焊接在所述阵列天线11的参考地平面102，并通过所述金属块12实现所述微波电路板13和所述阵列天线11之间的地连接，采用上述结构，所述微波阵列天线模组10的工艺简单一致性好，且参考地连接比较好，因此可以有效提高所述微波阵列天线模组10的可靠性。另外，采用上述结构还可以避免采用大尺寸的铝板，并减少所述微波电路板13的尺寸，因此所述微波阵列天线模组10的整体成本可以得到有效降低。
[0030]另外，基于本实用新型提供的结构，在将所述微波电路板13安装到所述金属块12之前，可以通过在所述金属块12表面安装测试接口(比如SMA接头)，来实现对所述阵列天线11和所述微波电路板13进行独立的测试，提高测试效率。
[0031]基于上述微波阵列天线模组10，本实用新型还进步提供一种雷达系统。请参阅图4，其为本实用新型提供的雷达系统一种实施例的结构框图。所述雷达系统100可以为调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)雷达系统，其可以米用24GHz、77GHz或者其他微波频段，并且应用在交通测试或者其他民用领域。所述雷达系统主要包括图1-图3所示的微波阵列天线模组10、发射机20、接收机30、收发转换开关40和电源50。
[0032]其中，所述发射机20和所述接收机30连接到所述收发转换开关40，且所述收发转换开关40进一步连接到所述微波阵列天线模组10。所述电源50连接到所述发射机20和所述接收机30，用于为所述发射机20和所述接收机30供电。所述微波阵列天线模组10主要用于在其内部的微波电路的馈电激励下向外发射信号，并接收回波信号。所述收发转换开关40主要用于将所述微波阵列天线10接收到的回波信号提供给所述接收机30进行接收，并将所述发射机20提供的发射信号提供给所述微波阵列天线模组10进行发射。
[0033]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种微波阵列天线模组，其特征在于，包括阵列天线、金属块和微波电路板，其中所述阵列天线包括天线基板和多个微波天线单元，所述微波天线单元设置在所述天线基板的主表面，且所述天线基板的背面作为所述阵列天线的参考地平面;所述金属块焊接在所述阵列天线的参考地平面;所述微波电路板固定在所述金属块的表面，所述微波电路板的参考地平面通过所述金属块与所述阵列天线的参考地平面进行地连接。2.根据权利要求1所述的微波阵列天线模组，其特征在于，所述多个微波天线单元呈阵列式排布在所述天线基板的主表面。3.根据权利要求1所述的微波阵列天线模组，其特征在于，所述金属块为铜块、镀金的铝块或者镀铜的铝块。4.根据权利要求2所述的微波阵列天线模组，其特征在于，所述金属块通过回流焊方式焊接固定在所述天线基板的参考地平面。5.根据权利要求1所述的微波阵列天线模组，其特征在于，所述微波电路板通过螺钉锁固在所述金属块的表面。6.根据权利要求5所述的微波阵列天线模组，其特征在于，所述金属块包括多个螺孔，所述螺孔与所述螺钉配合将所述微波电路板锁固在所述金属块的表面。7.根据权利要求1所述的微波阵列天线模组，其特征在于，所述金属块包括位于其中间区域的馈电孔，所述馈电孔延伸到所述天线基板的中间区域，且所述微波电路板包括从其承载的微波电路的输出端引出的馈线，所述馈线穿过所述金属块的馈电孔并延伸到所述阵列天线，并且与所述微波天线单元进行连接。8.根据权利要求1所述的微波阵列天线模组，其特征在于，所述金属块的尺寸小于所述阵列天线，并且位于所述阵列天线的参考地平面的中间区域。9.一种雷达系统，其特征在于，包括发射机、接收机、收发转换开关和微波阵列天线模组，其中所述发射机和所述接收机连接到所述收发转换开关，所述收发转换开关进一步连接到所述微波阵列天线模组，所述微波阵列天线模组为如权利要求1至8中任一项所述的微波阵列天线模组。
【文档编号】H01Q21/00GK205543234SQ201620081737
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月28日
【发明人】孔凡志, 谢洪磊, 刘礼明
【申请人】苏州国越信息科技有限公司