一种天线组件及毫米波雷达传感器的制作方法

本实用新型涉及毫米波雷达测试技术领域，更具体的说，涉及一种天线组件及毫米波雷达传感器。

背景技术：

毫米波雷达传感器是一种使用毫米波作为发射波的雷达传感器，相比超声波雷达传感器，毫米波雷达传感器具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点；相比摄像头、红外、激光等光学传感器，毫米波雷达传感器穿透雾、烟、灰尘的能力强，抗干扰能力强，并具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。基于毫米波雷达传感器的全天候工况特征，毫米波雷达传感器逐渐成为智能汽车ADAS(Advanced Driver Assistant Systems，高级驾驶辅助系统)系统必不可少的标配传感器。

如图1所示，传统的毫米波雷达传感器由射频芯片11、微带线12和天线13组成，为保证毫米波雷达传感器的工作性能，通常需要对射频芯片的发射功率和天线的电磁性能进行测试。

然而，现有方案中，只能在毫米波雷达传感器处于研发阶段，即在射频芯片、微带线和天线未组装时，对射频芯片的发射功率和天线的电磁性能进行测试，一旦射频芯片、微带线和天线组成整体系统后，将无法实现对射频芯片和天线的单独测试。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型公开一种天线组件及毫米波雷达传感器，以实现在射频芯片和天线在实际应用中成为一个整体后，仍可实现对射频芯片和天线进行单独测试。

一种天线组件，其特征在于，包括：顺次连接的射频芯片、第一微带线模块、金属微带线转波导模块、波导模块、第二微带线模块和短路波导口模块，以及与所述第二微带线模块连接的天线；

所述金属微带线转波导模块上靠近所述第一微带线模块的一侧设置有第一波导口和第一凹槽缝，所述第一波导口设置在所述金属微带线转波导模块的中部区域，所述第一凹槽缝的一端与所述第一波导口的长边相连通且垂直于所述第一波导口的长边，所述第一凹槽缝的宽度和深度与所述射频芯片发射的毫米波频率相适配，所述第一波导口的尺寸与所述毫米波频率所属频段对应的标准波导的波导口尺寸相同，所述第一凹槽缝的宽度小于所述第一波导口的长边的宽度；

所述波导模块上设置有与所述第一波导口尺寸相同的第二波导口，在所述波导模块靠近所述金属微带线转波导模块的一侧设置有与所述标准波导上位置和大小均相同的定位孔和波导口固定孔，同时，在所述波导模块靠近所述第二微带线模块的一侧和/或所述金属微带线转波导模块靠近所述波导模块的一侧，设置有与所述标准波导上位置和大小均相同的定位孔和波导口固定孔，其中，所述第一波导口和所述第二波导口的位置相对应且均为通孔；

所述第二微带线模块上靠近所述波导模块的一侧为金属地板表面，在所述金属底板表面上设置有与所述第二波导口尺寸相同的第三波导口，所述第三波导口与所述第二波导口的位置相对应，且所述第三波导口为通孔，所述第二微带线模块上与所述金属地板表面相对的一面设置有微带线，所述微带线的起点与所述第三波导口的中心在同一轴线上，所述微带线的末端与所述天线连接，且所述微带线与所述天线共面；

所述短路波导口模块上靠近所述第二微带线模块的一侧设置有第二凹槽缝和第四波导口，所述第二凹槽缝与所述第一凹槽缝的位置相对应，所述第二凹槽缝的宽度和深度与所述第一凹槽缝的宽度和深度相同，所述第二凹槽缝的一端与所述第四波导口的长边相连通且垂直于所述第四波导口的长边，所述第四波导口与所述第三波导口的尺寸相同且与所述第三波导口的位置相对应；

其中，所述金属微带线转波导模块和所述波导模块之间为可拆卸连接。

优选的，所述第四波导口为盲孔。

优选的，所述金属微带线转波导模块和所述波导模块上设置的定位孔和波导口固定孔均为盲孔。

优选的，所述短路波导口模块的金属体部分未遮挡所述天线。

优选的，所述射频芯片、所述第一微带线模块、所述金属微带线转波导模块、所述波导模块、所述第二微带线模块和所述短路波导口模块上设置有尺寸相同的螺纹通孔，所述射频芯片、所述第一微带线模块、所述金属微带线转波导模块、所述波导模块、所述第二微带线模块和所述短路波导口模块通过与所述螺纹通孔相匹配的螺钉连接。

优选的，所述射频芯片、所述第一微带线模块和所述金属微带线转波导模块固定连接，所述第二微带线模块和所述短路波导口模块固定连接。

优选的，所述螺纹通孔分别设置在所述射频芯片、所述第一微带线模块、所述金属微带线转波导模块、所述波导模块、所述第二微带线模块和所述短路波导口模块的四周。

优选的，所述波导模块与所述第二微带线模块之间为可拆卸连接。

优选的，所述波导模块与所述金属微带线转波导模块之间卡合连接，以及所述波导模块与所述第二微带线模块之间卡合连接。

一种毫米波雷达传感器，包括上述所述的天线组件。

从上述的技术方案可知，本实用新型公开了一种天线组件及毫米波雷达传感器，该天线组件包括顺次连接的射频芯片、第一微带线模块、金属微带线转波导模块、波导模块、第二微带线模块和短路波导口模块，以及与第二微带线模块连接的天线。由于金属微带线转波导模块和波导模块之间为可拆卸连接，因此即使射频芯片和天线在实际应用中成为一个整体后，也可通过对金属微带线转波导模块和波导模块进行拆卸，实现射频芯片和天线的分离，从而实现对射频芯片和天线的单独测试。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为传统毫米波雷达传感器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例公开的一种天线组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例公开的一种金属微带线转波导模块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例公开的一种天线组件中第二波导口周围开孔示意图；

图5为本实用新型实施例公开的一种短路波导口模块的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种天线组件及毫米波雷达传感器，以实现在射频芯片和天线在实际应用中成为一个整体后，仍可实现对射频芯片和天线进行单独测试。

参见图2，本实用新型一实施例公开的一种天线组件的结构示意图，该天线组件包括：顺次连接的射频芯片21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26，以及与第二微带线模块25连接的天线27。

其中：

金属微带线转波导模块23靠近第一微带线模块22的一侧设置有第一波导口和第一凹槽缝，第一波导口设置在金属微带线转波导模块23的中部区域，第一凹槽缝的一端与第一波导口的长边相连通且垂直于第一波导口的长边，第一凹槽缝的宽度和深度与射频芯片21发射的毫米波频率相适配，第一波导口的尺寸与毫米波频率所属频段对应的标准波导的波导口尺寸相同，第一凹槽缝的宽度小于第一波导口的长边的宽度。

需要说明的是，第一波导口的尺寸与毫米波频率所属频段对应的标准波导的波导口尺寸相同具体指的是：第一波导口与标准波导的波导口的长度和宽度相同，并不表示第一波导口与标准波导的波导口的深度相同，其中，第一波导口的深度依据实际需要而定。

为方便理解金属微带线转波导模块23中第一波导口和第一凹槽缝的位置关系，如图3所示，本实用新型还公开了一种金属微带线转波导模块的结构示意图，金属微带线转波导模块23靠近第一微带线模块22一侧设置有第一凹槽缝31和第一波导口32，第一波导口32设置在金属微带线转波导模块23的中部区域，第一凹槽缝31的一端与第一波导口32的长边相连通且垂直于第一波导口32的长边，第一凹槽缝的宽度和深度与射频芯片31发射的毫米波频率相适配，以77-81GHz毫米波雷达为例，第一凹槽缝31的宽度的取值范围可以为0.5mm～1.55mm，第一凹槽缝31的深度的取值范围可以为0.35mm～1.2mm。第一波导口32的尺寸与毫米波频率所属频段对应的标准波导的波导口尺寸相同，以77-81GHz毫米波雷达为例，第一波导口32的尺寸为3.1mm×1.55mm。

需要说明的是，在实际中，第一凹槽缝31的宽度需小于第一波导口32的长边的宽度，因此，以77-81GHz毫米波雷达为例的实例中，第一凹槽缝31的宽度的取值范围中不包含1.55mm。

波导模块24上设置有与第一波导口尺寸相同的第二波导口，在波导模块24靠近金属微带线转波导模块23的一侧设置有与标准波导上位置和大小均相同的定位孔和波导口固定孔，同时，在波导模块24靠近第二微带线模块25的一侧和/或金属微带线转波导模块23靠近波导模块24的一侧，设置有与标准波导上位置和大小均相同的定位孔和波导口固定孔，其中，第一波导口和第二波导口的位置相对应且均为通孔。

需要说明的是，第二波导口与第一波导口的尺寸相同具体指的是：第二波导口与第一波导口的长度和宽度相同，并不表示第二波导口与第一波导口的深度相同，其中，第二波导口的深度依据实际需要而定。

其中，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，波导模块24上设置的定位孔和波导口固定孔，以及金属微带线转波导模块23上设置的定位孔和波导口固定孔均为盲孔。

在实际应用中，定位孔和波导口固定孔的设置位置可包括如下三种情况：

情况一，定位孔和波导口固定孔仅设置在波导模块24上。

具体的，在波导模块24靠近金属微带线转波导模块23的一侧，以及在波导模块24靠近第二微带线模块25的一侧，均设置有与标准波导上位置和大小均相同的定位孔和波导口固定孔。其中，从正投影方向看，在波导模块24两侧设置的定位孔和波导口固定孔完全重合。本文中的正投影方向指的是依次垂直于顺次连接的射频芯片21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26的轴线方向，如图3所示第一波导口32即为正投影方向下的波导口。

情况二，定位孔和波导口固定孔同时设置在波导模块24和金属微带线转波导模块23上。

具体的，在金属微带线转波导模块23靠近波导模块24的一侧，以及在波导模块24靠近金属微带线转波导模块23的一侧，均设置有与标准波导上位置和大小均相同的定位孔和波导口固定孔。其中，从正投影方向看，金属微带线转波导模块23上设置的所有的定位孔和波导口固定孔，同波导模块24上设置的所有的定位孔和波导口固定孔完全重合。

情况三，定位孔和波导口固定孔同时设置在波导模块24和金属微带线转波导模块23上。

具体的，在金属微带线转波导模块23靠近波导模块24的一侧，在波导模块24靠近金属微带线转波导模块23的一侧，以及在波导模块24靠近第二微带线模块25的一侧，均设置有与标准波导上位置和大小均相同的定位孔和波导口固定孔。其中，从正投影方向看，金属微带线转波导模块23上设置的所有的定位孔和波导口固定孔，同波导模块24两侧上设置的所有的定位孔和波导口固定孔完全重合。

需要说明的是，第一波导口和第二波导口的位置相对应表示从正投影方向看，第一波导口和第二波导口完全重合。

具体的，如图4所示的天线组件中第二波导口周围开孔示意图，第二波导口41与图3所示的第一波导口32的位置相对应，也即，从正投影方向看，第一波导口32和第二波导口41能够完全重合，且二者的尺寸均与标准波导口的尺寸相同。在第二波导口41的四周设置有与标准波导上位置和大小均相同的定位孔42和波导口固定孔43。

第二微带线模块25上靠近波导模块24的一侧为金属地板表面，在金属底板表面上设置有与第二波导口尺寸相同的第三波导口，第三波导口与第二波导口的位置相对应，且第三波导口为通孔，第二微带线模块25上与金属地板表面相对的一面设置有微带线，该微带线的起点与第三波导口的中心在同一轴线上，该微带线的末端与天线27连接，且微带线与天线27共面。

其中，第三波导口和第二波导口的位置相对应表示从正投影方向看，第三波导口和第二波导口完全重合。

第三波导口与第二波导口的尺寸相同具体指的是：第三波导口与第二波导口的长度和宽度相同，并不表示第三波导口与第二波导口的深度相同，其中，第三波导口的深度依据实际需要而定。

微带线的起点与第三波导口的中心所在的轴线与金属底板表面相垂直。

短路波导口模块26上靠近第二微带线模块25的一侧设置有第二凹槽缝和第四波导口，第二凹槽缝与第一凹槽缝的位置相对应，第二凹槽缝的宽度和深度与第一凹槽缝的宽度和深度相同，所述第二凹槽缝的一端与第四波导口的长边相连通且垂直于第四波导口的长边，第四波导口与第三波导口的尺寸相同且与第三波导口的位置相对应。

需要说明的是，第一凹槽缝和第二凹槽缝的长度由微带线的长度确定。具体地，第一凹槽缝和第二凹槽缝远离波导口(第一波导口和第四波导口)的一端与微带线的终点位置相匹配，例如相齐平，或者多出或少出0.5mm、1mm等。第一凹槽缝和第二凹槽缝的位置相对应表示表示从正投影方向看，第一凹槽缝和第二凹槽缝完全重合。另外，在本实用新型实施例的一种具体实施方式中，第一凹槽缝与第一波导口的长边相连通的一端位于第一波导口长边的中间位置，第二凹槽缝与第四波导口的长边相连通的一端位于第四波导口长边的中间位置。

同样，第四波导口和第三波导口的位置相对应表示从正投影方向看，第三波导口和第四波导口完全重合。

具体的，如图5所示的短路波导口模块的结构示意图，短路波导口模块26靠近第二微带线门口25相连接的一侧设置有第二凹槽缝51和第四波导口52，第二凹槽缝51与第一凹槽缝的位置相对应，第二凹槽缝51的宽度和深度与第一凹槽缝的宽度和深度相同，第二凹槽缝51的延伸方向与短路波导口模块26的延伸方向一致，第二凹槽缝51的一端与第四波导口52的长边相连通且垂直与该长边，第四波导口52与第三波导口的尺寸相同且与第三波导口的位置相对应。

其中，第四波导口与第三波导口的尺寸相同具体指的是：第四波导口与第三波导口的长度和宽度相同，并不表示第四波导口与第三波导口的深度相同，第四波导口52的深度由系统工作频率决定，优选深度为0.5mm～1.55mm。

需要说明的是，短路波导口模块26的厚度大于第四波导口52的深度，也即，第四波导口52为盲孔。

本实施例中，金属微带线转波导模块23和波导模块24之间为可拆卸连接。

综上可知，本实用新型公开的天线组件包括顺次连接的射频芯片21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26，以及与第二微带线模块25连接的天线27，由于金属微带线转波导模块23和波导模块24之间为可拆卸连接，因此即使射频芯片21和天线27在实际应用中成为一个整体后，还可通过对金属微带线转波导模块23和波导模块24进行拆卸，实现射频芯片21和天线27的分离，从而实现对射频芯21片和天线27的单独测试。

较优的，在上述实施例中，可在射频芯片21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26上设置有尺寸相同的螺纹通孔，射频芯片21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26通过与螺纹通孔相匹配的螺钉连接。

具体的，在实际应用中，可以在射频芯片21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26上，在与定位孔42(如图4)和波导口固定孔43(如图4)不冲突的位置上，设置用来实现射频芯片21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26可拆卸连接的螺纹通孔，从而射频芯片21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26中任意两个或多个模块间可通过螺钉连接，该螺纹通孔可以设置在射频芯片21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26的四周，具体可以设置在四个拐角处，四个拐角的位置具体如图3～图5中的附图标记20。需要说明的是，本实用新型对螺纹通孔的位置和个数不做限定，例如可仅在射频芯片21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26的对角位置设置两个螺纹通孔，也可在射频芯片21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26的相对两边的中部设置螺纹通孔。

在实际使用时，当天线组件进行毫米波射频信号传输时，可由螺钉通过螺纹通孔20将射频芯21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26固定，用于信号传输。射频芯21片发出毫米波射频信号，该毫米波射频信号经由第一微带线模块22被顺次传输至金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26，具体被传输至各波导口，包括第一波导口、第二波导口、第三波导口和第四波导口，再经由天线27发出。

需要说明的是，为实现对射频芯片21和天线27单独测试，金属微带线转波导模块23和波导模块24之间始终为可拆卸连接。而波导模块24与第二微带线模块25之间的可拆卸连接情况与定位孔和波导口固定孔的设置位置有关。具体地，当定位孔和波导口固定孔的设置位置为前述“情况一”的设置时，波导模块24与第二微带线模块25之间须为可拆卸连接；当定位孔和波导口固定孔的设置位置为前述“情况二”或“情况三”的设置时，波导模块24与第二微带线模块25之间可以为可拆卸连接，也可以为不可拆卸连接。

基于射频芯片21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23、波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26可拆卸连接的情况，对射频芯片21和天线27单独测试的方案具体如下：

(1)当定位孔和波导口固定孔的设置位置为前述“情况二”或“情况三”的设置时，在测试射频芯片21的发射功率时，首先将射频芯片21、第一微带线模块22和金属微带线转波导模块23连接固定，具体可通过螺钉固定或卡合连接等；其次将与测试系统连接的标准波导口通过定位孔和波导口固定孔与金属微带线转波导模块23的第一波导口连接；最后利用测试系统测试射频芯片21的发射功率。另外，当定位孔和波导口固定孔的设置位置为前述“情况一”或“情况三”的设置时，在测试射频芯片21的发射功率时，首先将射频芯片21、第一微带线模块22、金属微带线转波导模块23和波导模块连接固定，具体可通过螺钉固定或卡合连接等；其次将与测试系统连接的标准波导口通过定位孔和波导口固定孔与波导模块24的第二波导口连接；最后利用测试系统测试射频芯片21的发射功率。

(2)在测试天线27的电磁性能时，首先将波导模块24、第二微带线模块25和短路波导口模块26连接固定，具体可通过螺钉固定或卡合连接等，其中，第二微带线模块25上的设置微带线的末端与天线27连接；其次将与测试系统连接的标准波导口通过定位孔和波导口固定孔与波导模块24连接；最后利用测试系统测试天线27的电磁性能。

为减少在对射频芯片21以及天线27测试时的模块组装工作量，在实际应用中，可以将射频芯片21、第一微带线模块22和金属微带线转波导模块23之间设置成固定连接，同时，将第二微带线模块25和短路波导口模块26之间设定成固定连接。

从图1所示的实施例可知，金属微带线转波导模块23和波导模块24之间为可拆卸连接，在实际应用中，金属微带线转波导模块23和波导模块24之间可通过螺钉连接，或是卡合连接。另外，在波导模块24和第二微带线模块25之间为可拆卸连接时，波导模块24和第二微带线模块25之间可通过螺钉连接，或是卡合连接。

需要说明的是，上述实施例中，短路波导口模块26的整体为金属体结构，为保证天线27的正常工作，短路波导口模块26的整个金属体部分不能遮挡天线27，也就是说，天线27作为整个天线组件的金属凸起。

与上述实施例相对应，本实用新型还公开了一种毫米波雷达传感器，该毫米波雷达传感器包括上述实施例中的天线组件，在实际应用中，毫米波雷达传感器可以包括一个或是多个天线组件，毫米波雷达传感器所包含的天线组件的数量具体依据实际需要而定，本实用新型在此不做限定。

综上，本实用新型公开的毫米波雷达传感器实现了毫米波雷达传感器的可拆解模块化设计，在满足电磁性能和结构力学机械性能的前提下，实现了雷达系统的安装和测试功能。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。