一种爪状新型共面波导级联毫米波雷达天线的制作方法

本发明涉及天线领域，更具体地，涉及一种爪状新型共面波导级联毫米波雷达天线。

背景技术

共面波导贴片天线具有剖面薄、体积小、重量轻、馈电网络可与天线结构一起制成、易共型、适于用平面印刷电路技术大批量生产等特点，使得共面波导集成技术成为近年来研究的一大热点。毫米波雷达传感器在汽车辅助驾驶可以有效的防止交通碰撞事故，国外此项技术运用较为成熟，国内起步较晚，但有关厂商和单位进行此项开发。具体运用案例有：24ghz和77ghz毫米波雷达防撞系统，acc巡航系统，变道辅助系统，bsd（盲点检测系统），车内入侵/人员有无检测系统等。

毫米波雷达传感器的关键器件之一就是毫米波车载防撞雷达天线系统。该天线系统技术要求：方向性，高增益，高辐射效率，窄的波束宽度，以及毫米波段的工作带宽频段，馈线损耗，小尺寸，低成本等等。目前，毫米波车载防撞雷达天线阵列的设计和调试难度均比较大，并且国内极少有成熟案例借鉴，要达到上述技术要求，相应的结构会变复杂、成本提高，不利于应用推广。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明为克服上述现有技术所述的方向性、高增益以及馈电损耗提供一种爪状新型共面波导级联毫米波雷达天线。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种爪状新型共面波导级联毫米波雷达天线，包括，功率分配器，共面波导天线阵列，所述功率分配器包括输入端口、第一输出端口以及第二输出端口，所述共面波导天线阵列包括互为对称的第一共面波导天线以及第二共面波导天线，所述第一共面波导天线和第二共面波导天线均包括多个互为平行的线形分支，多个所述线形分支的第一端部分别与所述第一输出端口或者第二输出端口连接。

进一步的，作为优选技术方案，还包括，具有第一表面以及与第一表面相背的第二表面的pcb板以及连接pcb板第一表面和第二表面的第一过孔组和第二过孔组，所述功率分配器位于pcb板第一表面上，所述第一过孔组和第二过孔组相对设置于功率分配器的输入端口两侧，所述第一过孔组和第二过孔组的个数分别至少是一个。

进一步的，作为优选技术方案，所述第一共面波导天线和第二共面波导天线中的线形分支至少为两个，线形分支的方向是可调的。

进一步的，作为优选技术方案，所述第一共面波导天线和第二共面波导天线中各线形分支的结构是相同的或者相似的，各线形分支的结构根据天线方向或者增益来确定。

进一步的，作为优选技术方案，所述各线形分支的结构为10mm到12mm之间。

进一步的，作为优选技术方案，所述各线形分支的结构为11mm时，第一共面波导天线和第二共面波导天线达到方向和增益的最大值。

进一步的，作为优选技术方案，所述第一共面波导天线和第二共面波导天线中相邻两所述线形分支之间的间隙是相同的或者相似的，相邻两所述线形分支之间的间隙根据天线方向或者增益来确定。

进一步的，作为优选技术方案，相邻两所述线形分支之间的间隙为3mm到6mm之间。

进一步的，作为优选技术方案，相邻两所述线形分支之间的间隙为5mm时，第一共面波导天线和第二共面波导天线达到方向和增益的最大值。

进一步的，作为优选技术方案，所述pcb板材质是fr-4，所述pcb板第一表面为共面波导地线，所述第二表面为背面地结构。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明采用改进型的并联馈电网络，可有效减少馈线损耗与杂散辐射，缩小天线尺寸,通过改变线形分支的个数、结构和相邻两线形分支的间隙实现对级联雷达天线方向和增益的调节，同时也可通过改变各线形分支的方向实现对级联雷达天线方向性的调节，该天线阵列具有高增益、方向性可调、易集成等优良特性，为车载防撞雷达的小型化奠定了基础，这种结构加工制作工艺简单，且与单片微波集成电路（mmic）工艺完全兼容，便于集成，在未来的车载防撞雷达系统中具备良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明共面波导级联毫米波雷达天线结构图。

图2为本发明天线方向随尺寸变化图。

图3为本发明天线增益随尺寸变化图。

图4为本发明天线方向随间隙变化图。

图5为本发明天线增益随间隙变化图。

其中，输入端口为1、第一输出端口为11、第二输出端口为12、第一共面波导天线为2、第二共面波导天线为3、第一过孔组为4、第二过孔组为5、第一表面为6。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1至图5所示，一种爪状新型共面波导级联毫米波雷达天线，包括，功率分配器、共面波导天线阵列、具有第一表面6以及与第一表面6相背的第二表面的pcb板以及连接pcb板第一表面6和第二表面的第一过孔组4和第二过孔组5，功率分配器位于pcb板第一表面6上，功率分配器包括输入端口1、第一输出端口11以及第二输出端口12，第一过孔组4和第二过孔组5相对设置于功率分配器的输入端口1两侧，第一过孔组4和第二过孔组5的个数分别至少是一个，共面波导天线阵列包括互为对称的第一共面波导天线2以及第二共面波导天线3，第一共面波导天线2和第二共面波导天线3均包括多个互为平行的线形分支，多个线形分支的第一端部分别与第一输出端口11或者第二输出端口12连接。

第一共面波导天线2和第二共面波导天线3中各线形分支的结构是相同的或者相似的，各线形分支的结构根据天线方向或者增益来确定，各线形分支的结构为10mm到12mm之间，当各线形分支的结构为11mm时，第一共面波导天线2和第二共面波导天线3达到方向和增益的最大值。

其中：横坐标代表电场方向e面角度theta，曲线上的标注角度代表磁场方向h面角度phi，由图2和图3中各线形分支随e面角度theta变化趋势可以看出，当电场方向的e面角度theta为0时，取磁场方向的h面角度phi在180度和0度，当各线形分支的结构在10mm到12mm之间变化时，各线形分支的结构在11mm时达到方向和增益的最大值。

第一共面波导天线2和第二共面波导天线3中相邻两线形分支之间的间隙是相同的或者相似的，相邻两线形分支之间的间隙根据天线方向或者增益来确定，相邻两线形分支之间的间隙为3mm到6mm之间，当相邻两线形分支之间的间隙为5mm时，第一共面波导天线2和第二共面波导天线3达到方向和增益的最大值。

其中：横坐标代表电场方向e面角度theta，曲线上的标注角度代表磁场方向h面角度phi，由图4和图5中各线形分支随e面角度theta变化趋势可以看出，当电场方向的e面角度theta为0时，取磁场方向的h面角度phi在180度和0度，当各线形分支的间隙在3mm到6mm之间变化时，相邻两线形分支之间的间隙在5mm时达到方向和增益的最大值。

其中，pcb板材质是fr-4，pcb板第一表面6为共面波导地线，第二表面为背面地结构，线形分支至少为两个，pcb板第一表面6和第二表面是通过第一过孔组4和第二过孔组5导通。

本发明的工作原理如下，功率分配器输入端口1接收到待发射的微波信号后，通过一分为二的功率分配器将微波信号传输给第一共面波导天线2和第二共面波导天线3，实现共面波导天线的级联，然后级联的爪型共面波导天线将微波信号发射出去，通过改变共面波导天线线形分支个数、结构和相邻两线形分支的间隙实现对级联雷达天线方向和增益的调节，同时也可通过改变各线形分支的方向实现对级联雷达天线方向性的调节。

显然，上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。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。