宽波束天线结构的制作方法

本实用新型涉及一种天线模块，特别是有关一种宽波束天线结构。
背景技术：
：车用雷达是将无线信号收发器设置于车辆保险杆或风扇栅罩内部，利用发射及接收无线信号，来进行测距、信息交换等应用。由于车辆保险杆内可用空间极为受限，而雷达信号也容易受到影响而衰减，因而增加了数组天线设计上的难度。一般而言，大多数的汽车雷达多采用微带式数组天线，并以耦合结构方式来缩小面积。然而，车用雷达系统的操作频段大致在24GHz及77GHz附近，在这么高频率要获得天线效率的改善，进而提升天线增益更是不易。因此，如何有效增加数组天线增益、缩小天线面积、优化天线辐射场型是业界所努力的目标之一。技术实现要素：本实用新型的目的之一是提出一种宽波束天线结构，利用寄生组件设置来增加数组天线的半功率波束宽度，以扩展车用雷达统或短距离通讯操作的视野范围。本实用新型一实施例的宽波束天线结构包括：一第一基板、一微带天线层、多个寄生组件、一第二基板、一接地层及一馈入走线层。微带天线层设置于第一基板的一上表面，上且微带天线层包括多个微带天线，这些串接设置。多个寄生组件对称设置于微带天线的左右两侧，并与微带天线距离一间距，其中，一寄生组件的尺寸小于一微带天线的尺寸。第二基板设置于第一基板的一下表面上。接地层设置于第二基板的一上表面上，并位于第一基板与第二基板之间。馈入走线层设置于第二基板的一下表面上。其中，一导通柱组设置于两个微带天线之间，其贯穿该第一基板与该第二基板，以电性连接该馈入走线层与该微带天线层。其中，该导通柱组包括一第一导通柱与一第二导通柱，且该第一导通柱与该第二导通柱的尺寸不同。其中，该导通柱组间隔设置于两个微带天线之间。其中，该寄生组件的宽度范围为0.2mm至0.6mm。其中，该寄生组件的长度范围为0.7mm至1.2mm。其中，该间距的范围为0.5公厘(mm)至2公厘(mm)。其中，本实用新型还包括多个开槽，这些开槽设置于这些寄生组件与这些微带天线之间。本实用新型的有益效果为：本实用新型利用寄生组件的设置来增加数组天线的半功率波束宽度，以扩展车用雷达系统或短距离通讯操作的视野范围。附图说明图1为本实用新型一实施例的宽波束天线结构的局部剖视图；图2为本实用新型一实施例的宽波束天线结构的局部俯视图；图3为本实用新型一实施例的宽波束天线结构的寄生组件与微带天线的间距与天线增益的关系图；图4为本实用新型一实施例的宽波束天线结构的天线辐射场型仿真图；图5为本实用新型又一实施例的宽波束天线结构的寄生组件长度与天线增益的关系图；图6为本实用新型又一实施例的宽波束天线结构的寄生组件宽度与天线增益的关系图；图7为图6实施例的天线辐射场型仿真图；图8为本实用新型又一实施例的具有寄生组件的宽波束天线结构的天线反射系数仿真图；图9(a)、图9(b)、图9(c)、图9(d)、图9(e)为图8实施例的分别代表频率为77GHz、78GHz、79GHz、80GHz、81GHz时的场型图；图10为本实用新型再一实施例的宽波束天线结构的示意图；图11(a)、图11(b)、图11(c)、图11(d)、图11(e)为图10实施例的分别代表频率为77GHz、78GHz、79GHz、80GHz、81GHz时的场型图。附图标记说明1天线结构10第一基板101上表面102下表面11第二基板111上表面112下表面12微带天线层121微带天线13寄生组件14接地层141a、141b穿孔15馈入走线层16导通柱组161第一导通柱162第二导通柱17开槽d1,d2间距l,l1,l2长度w1,w2宽度具体实施方式以下借由具体实施例配合所附的附图详加说明，当更容易了解本实用新型的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。其详细说如下，所述较佳实施例仅作一说明，并非用以限定本实用新型。本实用新型主要提供一种宽波束天线结构，包括：一第一基板、一第二基板、一微带天线层、多个寄生组件、一接地层及一馈入导线层。其中，微带天线层包括多个微带天线，这些微带天线串接设置，而寄生组件对称设置于微带天线的左右两侧，并与微带天线距离一间距。利用寄生组件的设置，并调整寄生组件与微带天线的距离来增加数组天线的半功率波束宽度，以扩展车用雷达系统或短距离通讯操作的视野范围。以下将详述本实用新型的各实施例，并配合附图作为例示。除了这些详细描述之外，本实用新型还可以广泛地施行在其他的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包括在本实用新型的范围内，并以之前的权利要求书为准。在说明书的描述中，为了使读者对本实用新型有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本实用新型可能在省略部分或全部这些特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或组件并未描述于细节中，以避免造成本实用新型不必要的限制。附图中相同或类似的组件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，附图仅为示意之用，并非代表组件实际的尺寸或数量，不相关的细节未完全绘出，以求附图的简洁。请先参考图1及图2，图1及图2分别为本实用新型一实施例的宽波束天线结构的局部剖视图及局部俯视图。如图1及图2所示，本实用新型一实施例的宽波束天线结构1包括：一第一基板10、一第二基板11、一微带天线层12、多个寄生组件13、一接地层14及一馈入走线层15。第二基板11设置于第一基板10的一下表面102上，微带天线层12设置于第一基板10的一上表面101上，且微带天线层12包括多个微带天线121，这些微带天线121串接设置，如图2所示，本实施例的串接设置为数组串接设置。而多个寄生组件13包括但不限于对称设置于微带天线121的左右两侧，并与微带天线121距离一间距d1，其中，寄生组件13的长度l1小于微带天线121的长度l。接地层14设置于第二基板11的一上表面111上，并位于第一基板10与第二基板11之间。如图1所示，馈入走线层15则设置于第二基板11的一下表面112上，对该天线结构1馈入一无线信号。在一实施例中，一导通柱组16设置于任两个微带天线121之间，其贯穿第一基板10与第二基板11，以电性连接馈入走线层15与微带天线层12。其中，导通柱组16间隔设置于两个微带天线121之间。在一较佳实施例中，导通柱组16包括一第一导通柱161与一第二导通柱162，且第一导通柱161与第二导通柱162的尺寸不同，在此实施例中，尺寸指的是导通柱的半径，此外，接地层14具有孔径大于第一导通柱161与第二导通柱162外径的穿孔141a、141b，供第一导通柱161与第二导通柱162穿越，或是具有绝缘结构，以防止第一导通柱161、第二导通柱162与接地层14导通。接续上述说明，在一实施例中，寄生组件13与微带天线121的间距d1的范围为0.5公厘(mm)至2公厘(mm)。而寄生组件13的宽度w1范围为0.7公厘(mm)至1.2公厘(mm)。在又一实施例中，寄生组件13的长度l1范围为0.2公厘(mm)至0.6公厘(mm)。以下即说明寄生组件13与微带天线121的间距、寄生组件13的宽度、长度对于天线单元波束宽度的影响。首先，先探讨寄生组件13与单一微带天线121的距离对于天线单元波束宽度的影响，寄生组件13与单一微带天线121的例示如图2的方框A所示。在一实施例中，将寄生组件13的长度l1设为0.7mm，宽度w1设为0.1mm，请参考图3，图3所示为各间距d1与天线增益的关系图，如图3所示可知当寄生组件13与微带天线121的间距d1在1.1mm之前，在水平方向0度的天线增益会渐渐上升，45度天线增益渐渐往下降，而在间距d1为1.1至2mm之间时，0度天线增益渐渐往下降，45度天线增益渐渐往上升，在间距d1为2mm之后几乎维持定值，推究其原因，如果寄生组件13与微带天线121的距离较近，寄生组件13上的电流与微带天线121的上的电流几乎为相同，在垂直方向会增加天线增益，而在45度天线增益较低，波束较窄。随着距离越来越远，相位差变大，波束会往上下两边偏，使波束宽度变宽，但因耦合量会随距离越来越小，故到了一定距离，寄生组件13对场型影响较不明显，而图4为当间距d1为2mm时水平方向的天线辐射场型模拟图，0度的天线增益为6.16dBi，45度天线增益为4.16dBi。接着，在又一实施例中，讨论寄生组件13的长度l1对天线增益的影响，在此实施例中，将间距d1固定在2mm，请参考图5，可发现到在间距d1为0.7至1.1mm时，0度与45度天线增益变化非常大，原因为这时候的寄生组件13已经类似指向器作用，将波束偏至上下两旁。并且，在又一实施例中，讨论寄生组件13的宽度w1对天线增益的影响。在此实施例中，将寄生组件13的长度l1设为0.9mm，如图6所示，随着宽度的增加，耦合量变多，波束往上下偏移变得越来越明显，导致在0度的天线增益下降，不过在45度的增益改变不大，而图7为寄生组件13的宽度w1为1mm时水平方向的天线辐射场型仿真图。依据上述可知，寄生组件13与微带天线121的距离影响了寄生组件13与微带天线121之间的相位差，长度影响了寄生组件13的导波特性，而宽度主要是影响耦合量的多寡，因此，通过调整这些参数，即可达到天线波束变宽的效果。在一实施例中，寄生组件13设置于宽带数组中，如图2实施例所示，假设天线总长度为63mm，寄生组件13与微带天线121的间距d1为2.2mm，而寄生组件13的长度l1为0.7mm、宽度w1为0.5mm，所得到的天线反射系数图如图8所示，与没加寄生组件13的微带数组天线的结果差异不大，可见此寄生组件13对原本阻抗匹配影响不大。然而从场型图来看，如图9(a)、图9(b)、图9(c)、图9(d)、图9(e)所示，其分别代表频率为77GHz、78GHz、79GHz、80GHz、81GHz时的场型图，可知77～82GHz在水平方向场型波束变宽，垂直方向则改变不大。其增益效果如表一所示。表一频率/增益77GHz78GHz79GHz80GHz81GHz0度14.64dBi16.24dBi17.07dBi16.98dBi16.40dBi45度15.34dBi17.40dBi16.55dBi15.92dBi14.69dBi-45度15.32dBi17.38dBi16.53dBi15.91dBi14.69dBi在又一实施例中，宽波束天线结构1还包括多个开槽17，这些开槽17设置于寄生组件13与微带天线121之间，如图10所示，在此实施例中，开槽17的长度l2为1mm、宽度w2为0.1mm；与微带天线121的间距d2为1mm。其各频率场型图如图11(a)、图11(b)、图11(c)、图11(d)、图11(e)所示，其分别代表频率为77GHz、78GHz、79GHz、80GHz、81GHz时的场型图，而增益效果如表二所示。表二由上述两个实施例的数据可知，通过寄生组件13的特殊配置，对于扩展天线结构的辐射波束都有不错的效果。综合上述，本实用新型的宽波束天线结构，利用寄生组件的设置来将电磁波导至寄生组件所摆的方向，增加数组天线的半功率波束宽度，以扩展车用雷达系统或短距离通讯操作的视野范围。此外，在其天线结构中可依需求加入导通柱组甚至是开槽设计，使天线结构具有反向馈入及功率分配的功能。以上所述的实施例仅为说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，当不能以的限定本实用新型的专利保护范围，即大凡依本实用新型所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本实用新型的专利范围内。借由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本实用新型的范畴加以限制。相反的，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本实用新型所欲申请的专利保护范围的范畴内。因此，本实用新型所申请的专利保护范围的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。当前第1页1 2 3