一种可防雷电的毫米波雷达天线的制作方法

本实用新型涉及通讯技术设备技术领域，尤其是一种可防雷电的毫米波雷达天线。

背景技术：

现在的24G毫米波雷达的设计大多都是射频芯片电路产生固定频率范围内的波束，通过发射天线按照设计的方向和角度辐射出去，毫米波束遇到物体后反射回来，被接收天线所接收，再通过一系列计算和处理，来完成它的使命。所以雷达设备上必需有发射和接收两组天线要与外界环境接触。

那么，问题来了，天线组也就很容易接受到雷雨天气的雷电和环境静电的入侵，高压的雷电或静电通过天线组，直接耦合给射频芯片，在芯片的输出或输入端形成高电位差，从而引起芯片的损坏。所以现有雷达产品都存在恶劣环境天气适应能力较差，意外损坏率高，使用寿命短等硬缺点。

技术实现要素：

鉴于背景技术所存在的天线组遭到雷电或静电破坏的技术问题，本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能有效防止工作频率为24GHz～24.25GHz的芯片被雷电破坏、能够与芯片发生谐振且保证产品整体性能不受影响的可防雷电的毫米波雷达天线。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术措施：

一种可防雷电的毫米波雷达天线，包括依次层叠设置的线路层、接地层、电源层和底层；所述线路层包括芯片、与所述芯片的输入端和输出端相连接的输入导线部和输出导线部以及分别设置于所述输入导线部和所述输出导线部上的若干个滤波元件；所述滤波元件包括相连接的矩形导片和扇形导片；所述扇形导片是由一直线部、一圆弧部以及连接所述直线部和所述圆弧部两端的两条斜线部围成；所述直线部与所述矩形导片长度方向上的一侧相贴合设置；所述矩形导片包括相连接的芯片连接部、扇形导片连接部和接地连接部；两个所述芯片连接部分别与所述输入导线部和所述输出导线部相连接；所述扇形导片连接部与所述扇形导片的直线部相连接；所述接地连接部与整体电路的参考大地相连接；该滤波元件可与所述芯片工作频率相同即频率为24GHz～24.25GHz的射频信号发生谐振使其自身呈高阻抗。

作为进一步改进，所述输入导线部和所述输出导线部的数量均为一个；所述滤波元件的数量为两个且分别连接于所述输入导线部和所述输出导线部上。

作为进一步改进，所述线路层呈轴对称分布图形。

作为进一步改进，两个所述斜线部的长度相等且分别与所述矩形导片的夹角相等。

作为进一步改进，定义所述扇形导片的扇形角度为α，其中α范围为50°～70°；定义所述扇形导片的斜线部的长度值为r，其中r的范围为1.2cm～1.3cm。

作为进一步改进，定义所述扇形导片连接部的宽度为h，其中h的范围为0.1cm～0.15cm；定义所述扇形导片连接部的长度为d，其中d的范围为0.15cm～0.25cm。

作为进一步改进，定义所述芯片连接部的长度为l，其中l的范围为1.7cm～2cm。

作为进一步改进，定义所述接地连接部的长度为a，其中a的范围1.3cm～1.6cm。

作为进一步改进，所述矩形导片和所述扇形导片为厚度范围为0.2mm～0.3mm的铜片。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型一种可防雷电的毫米波雷达天线采用在芯片的输入输出端加入了滤波元件的结构，通过滤波元件各个参数的调节来实现滤波元件只会与芯片工作频率24GHz～24.25GHz内的射频信号发生谐振，通过谐振使自身呈高阻抗特性从而在天线遇到雷电或静电等有害低频高压时等效于对地短路，将雷电导入参考大地，直接将其释放，有效保护了芯片不受伤害。

2、本实用新型一种可防雷电的毫米波雷达天线采用扇形结构设计使得相比于传统的直线条状设计来说产生的不连续性较小，其在24GHz～24.25GHz频点时的谐振效果更好。

3、本实用新型一种可防雷电的毫米波雷达天线通过各个参数的调整保证整体在24G频点时的谐振，通过谐振使得整体呈高阻抗特性从而有效过滤其他频段的电磁波，且不影响产品任何的整体性能。

附图说明

附图1是本实用新型一种可防雷电的毫米波雷达天线的结构示意图；

附图2是本实用新型一种可防雷电的毫米波雷达天线中滤波元件的结构示意图。

主要元件符号说明

线路层10、

滤波元件11、矩形导片111、芯片连接部1111、扇形导片连接部1112、接地连接部1113、

扇形导片112、直线部1121、圆弧部1122、斜线部1123、

芯片12、

输入导线部13、

输出导线部14、

接地层20、

电源层30、

底层40、

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

请参考图1至图2，实施例中，一种可防雷电的毫米波雷达天线，包括依次层叠设置的线路层10、接地层20、电源层30和底层40；这里的四层均为金属导电层不包括分别设置于线路层10与接地层20之间、电源层30与底层40之间的介质层，所述接地层20为铜片层，所述电源层30为连接天线的输入端和输出端的金属走线并通过接地层20和电源层30将信号传输至底层40；所述底层40上设有与所述输入端和输出端相连接的天线；所述线路层10包括芯片12、与所述芯片12的输入端和输出端相连接的输入导线部13和输出导线部14以及分别设置于所述输入导线部13和所述输出导线部14上的若干个滤波元件11；所述滤波元件11包括相连接的矩形导片111和扇形导片112；所述扇形导片112是由一直线部1121、一圆弧部1122以及连接所述直线部1121和所述圆弧部1122两端的两条斜线部1123围成；所述直线部1121与所述矩形导片111长度方向上的一侧相贴合设置；所述矩形导片111包括相连接的芯片连接部1111、扇形导片连接部和接地连接部1113；两个所述芯片连接部1111分别与所述输入导线部13和所述输出导线部14相连接；所述扇形导片连接部与所述扇形导片112的直线部1121相连接；所述接地连接部1113与整体电路的参考大地相连接；该滤波元件11可与所述芯片12工作频率相同即频率为24GHz～24.25GHz的射频信号发生谐振使其自身呈高阻抗。采用在芯片12的输入输出端加入了滤波元件11的结构，通过滤波元件11各个参数的调节来实现滤波元件11只会与芯片12工作频率24GHz～24.25GHz内的射频信号发生谐振，通过谐振使自身呈高阻抗特性从而在天线遇到雷电或静电等有害低频高压时等效于对地短路，将雷电导入参考大地，直接将其释放，有效保护了芯片12不受伤害。

进一步地，所述输入导线部13和所述输出导线部14的数量均为一个；所述滤波元件11的数量为两个且分别连接于所述输入导线部13和所述输出导线部14上，所述线路层10呈轴对称分布图形；除此之外，所述输入导线部13、所述输出导线部14和所述滤波元件11均可以为多个。

具体的，两个所述斜线部1123的长度相等且分别与所述矩形导片111的夹角相等；定义所述扇形导片112的扇形角度为α，其中α范围为50°～70°，优选的，α为60°，采用这样的角度设置可以有效实现对电感特性参数的调节，使其电感量满足24GHz～24.25GHz频点时的谐振要求；定义所述扇形导片112的斜线部1123的长度值为r，其中r的范围为1.2cm～1.3cm，优选的，r的值为1.26cm，采用该优选值的斜线部1123配合其扇形角度α使得整个所述扇形导片112的面积一定，从而实现对电容特性参数的调节，使其储电量满足24GHz～24.25GHz频点范围内的谐振要求。

请参考图1，实施例中，所述矩形导片111包括相连接的芯片连接部1111、扇形导片连接部和接地连接部1113；所述芯片连接部1111接入与射频芯片12的输入输出端相连接的50Ω传输线；所述扇形导片连接部与所述扇形导片112的直线部1121相连接；所述接地连接部1113与整体电路的参考大地相连接。采用这样的连接方式可以将该滤波元件11连接至任何处于24GHz～24.25GHz频点的工作频段内的芯片12电路上，从而起到过滤除了24GHz～24.25GHz频段的射频信号，当该频段的射频信号通过时其滤波元件11能与其发生谐振使得滤波元件11自身呈高阻抗，当其他频段的射频信号进入时其滤波元件11相当于低阻抗，从而保证只有该24GHz～24.25GHz频段内的射频信号可以通过芯片12，而其他频段的射频信号会通过该滤波元件11导入参考大地从而起到对芯片12的保护作用。

进一步地，定义所述扇形导片连接部的宽度为h，其中h的范围为0.1cm～0.15cm，优选的，h的值为0.12cm，采用该数值可以有效控制该滤波元件11的相对带宽，使其匹配阻抗值在24GHz～24.25GHz频段内呈高阻抗；定义所述扇形导片连接部的长度为d，其中d的范围为0.15cm～0.25cm，其中d的值为0.2cm，采用该数值可以有效控制从矩形导片111到扇形导片112过渡时产生的不连续性影响较小，使得整体元件的反射系数和投射系数的变化较平滑。

进一步地，定义所述芯片连接部1111的长度为l，其中l的范围为1.7cm～2cm，定义所述接地连接部1113的长度为a，其中a的范围1.3cm～1.6cm，具体的，通过控制所述芯片连接部1111、所述扇形导片连接部和所述接地连接部1113的整体长度为24GHz～24.25GHz频段内的任意一个频率所对应的波长的四分之一波长值。

请参考图1，实施例中，所述矩形导片111和所述扇形导片112为厚度范围为0.2mm～0.3mm的铜片，优选的，其厚度值为0.25mm，采用这样的厚度不仅可以满足开设过孔后的导电，同时使得整个结构更加小型化。

请参考图1，所述芯片12为各种可适用于该雷达天线中且频点范围为24GHz～24.25GHz内的电子芯片12。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。