一种实现天线阵列共用的微波馈电网络电路及微波电路板的制作方法

本实用新型属于微波电路领域，具体涉及一种实现天线阵列共用的微波馈电网络电路及微波电路板。

背景技术：

24GHz微波雷达用于汽车前向防碰撞应用，需要探测与前方目标的相对距离和相对角度。当前，测量角度一般使用多接收天线相位法，天线采用微带阵列天线，使得角度测量范围与天线阵列间距有关；而测量距离与天线阵列大小有关，阵列越大，天线增益越高。前向防碰撞应用需要测量距离超过100m，为了保证该距离，需要高的天线增益，使得微带天线阵列尺寸需要加大，导致两幅收阵列天线的阵间距变大，产生的2π模糊将会影响角度测量范围，从而在天线增益和角度测量范围出现矛盾问题。因此有必要设计一种能够实现天线阵列共用的新型微波馈电网络电路，便于合理分配幅度相位，实现天线增益高且角度测量范围宽的目的。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种实现天线阵列共用的微波馈电网络电路及微波电路板。

本实用新型所采用的技术方案一方面为：

一种实现天线阵列共用的微波馈电网络电路，包括第一天线阵列馈点、第二天线阵列馈点、第三天线阵列馈点、第四天线阵列馈点、第五天线阵列馈点、第一功率合成器、第二功率合成器、第三功率合成器、第四功率合成器、第五功率合成器、第六功率合成器、第一功率分配器、第二功率分配器和第三功率分配器，其中，所述第一天线阵列馈点、所述第二天线阵列馈点、所述第三天线阵列馈点、所述第四天线阵列馈点和所述第五天线阵列馈点在直线上以半个波长为间隔依次等间距布置；

所述第一天线阵列馈点通过微带线连接所述第一功率合成器的第一输入端，所述第二天线阵列馈点通过微带线连接所述第一功率分配器的输入端，所述第一功率分配器的第一输出端通过微带线连接所述第一功率合成器的第二输入端，所述第一功率分配器的第二输出端通过微带线连接所述第四功率合成器的第二输入端，所述第三天线阵列馈点通过微带线连接所述第二功率分配器的输入端，所述第二功率分配器的第一输出端通过微带线连接所述第四功率合成器的第一输入端，所述第二功率分配器的第二输出端通过微带线连接所述第三功率合成器的第一输入端，所述第四天线阵列馈点通过微带线连接第三功率分配器的输入端，所述第三功率分配器的第一输出端通过微带线连接所述第六功率合成器的第二输入端，所述第三功率分配器的第二输出端通过微带线连接所述第三功率合成器的第二输入端，所述第五天线阵列馈点通过微带线连接所述第六功率合成器的第一输入端；

所述第一功率合成器的输出端通过微带线连接所述第二功率合成器的第一输入端，所述第三功率合成器的输出端通过微带线连接所述第二功率合成器的第二输入端，将所述第二功率合成器的输出端作为第一波束输出端；

所述第六功率合成器的输出端通过微带线连接所述第五功率合成器的第一输入端，所述第四功率合成器的输出端通过微带线连接所述第五功率合成器的第二输入端，将所述第五功率合成器的输出端作为第二波束输出端。

具体的，所述第一功率合成器、所述第二功率合成器、所述第三功率合成器、所述第四功率合成器、所述第五功率合成器或所述第六功率合成器为威尔金森功率合成器。

具体的，所述第一功率分配器、所述第二功率分配器或所述第三功率分配器为威尔金森功率分配器。

本实用新型所采用的技术方案另一方面为：

一种微波电路板，包括从下至上依次叠加的微波馈电拓扑层、第一介质基层、第一地层、第二介质基层、第二地层、第三介质基层和天线阵列拓扑层；

在所述微波馈电拓扑层中布置有前述的实现天线阵列共用的微波馈电网络电路；

在所述天线阵列拓扑层中布置有分别通过过孔连接第一天线阵列馈点、第二天线阵列馈点、第三天线阵列馈点、第四天线阵列馈点和第五天线阵列馈点的天线。

具体的，所述微波馈电拓扑层、所述第一地层、所述第二地层和所述天线阵列拓扑层分别为铜箔层，所述铜箔层的厚度为17um。

具体的，所述第一介质基层和所述第三介质基层分别为RO4350B材质层，所述RO4350B材质层的厚度为0.25mm。

具体的，所述第二介质基层为RO4450F材质层，所述RO4450F材质层的厚度为0.2mm。

本实用新型的有益效果为：

(1)本发明创造提供了一种通过功率合成/分配网络拓扑设计实现天线阵列共用的微波电路及微波电路板，可根据功率合成/分配器的功率比及微带线的长短参数设计，对5×n的接收天线阵列进行幅度及相位加权，从而合成得到两个对称的且为4×n的接收赋型波束，由于两个接收赋型波束既具有宽的角度测量范围，又具有高的天线增益和低旁瓣，可解决前向防碰撞应用在天线增益和角度测量范围出现矛盾问题，满足微波汽车雷达用于前向防碰撞应用时的距离测量要求和角度测量范围要求；

(2)可缩小微波电路的印刷面积，利于微波电路板的小型化设计；

(3)可通过多层板技术加工制作微波电路板，同时通过把天线、微波馈电网络电路和其它有源电路做在不同层上，可使所述微波电路板具有成本低、可靠性高和生产一致性好等特点，便于实际推广和应用。

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他的附图。

图1是本实用新型提供的微波馈电网络电路的设计示意图。

图2是本实用新型提供的微波馈电网络电路的印刷示意图。

图3是本实用新型提供的微波电路板的层结构示意图。

图中：101-第一天线阵列馈点；102-第二天线阵列馈点；103-第三天线阵列馈点；104-第四天线阵列馈点；105-第五天线阵列馈点；201-第一功率合成器；202-第二功率合成器；203-第三功率合成器；204-第四功率合成器；205-第五功率合成器；206-第六功率合成器；301-第一功率分配器；302-第二功率分配器；303-第三功率分配器；11-微波馈电拓扑层；12-第一介质基层；13-第一地层；14-第二介质基层；15-第二地层；16-第三介质基层；17-天线阵列拓扑层。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例一

如图1～2所示，本实施例提供的实现天线阵列共用的微波馈电网络电路，包括第一天线阵列馈点101、第二天线阵列馈点102、第三天线阵列馈点103、第四天线阵列馈点104、第五天线阵列馈点105、第一功率合成器201、第二功率合成器202、第三功率合成器203、第四功率合成器204、第五功率合成器205、第六功率合成器206、第一功率分配器301、第二功率分配器302和第三功率分配器303，其中，所述第一天线阵列馈点101、所述第二天线阵列馈点102、所述第三天线阵列馈点103、所述第四天线阵列馈点104和所述第五天线阵列馈点105在直线上以半个波长为间隔依次等间距布置。

所述第一天线阵列馈点101通过微带线4连接所述第一功率合成器201的第一输入端，所述第二天线阵列馈点102通过微带线4连接所述第一功率分配器301的输入端，所述第一功率分配器301的第一输出端通过微带线4连接所述第一功率合成器201的第二输入端，所述第一功率分配器301的第二输出端通过微带线4连接所述第四功率合成器204的第二输入端，所述第三天线阵列馈点103通过微带线4连接所述第二功率分配器302的输入端，所述第二功率分配器302的第一输出端通过微带线4连接所述第四功率合成器204的第一输入端，所述第二功率分配器302的第二输出端通过微带线4连接所述第三功率合成器203的第一输入端，所述第四天线阵列馈点104通过微带线4连接第三功率分配器303的输入端，所述第三功率分配器303的第一输出端通过微带线4连接所述第六功率合成器206的第二输入端，所述第三功率分配器303的第二输出端通过微带线4连接所述第三功率合成器203的第二输入端，所述第五天线阵列馈点105通过微带线4连接所述第六功率合成器206的第一输入端。

所述第一功率合成器201的输出端通过微带线4连接所述第二功率合成器202的第一输入端，所述第三功率合成器203的输出端通过微带线4连接所述第二功率合成器202的第二输入端，将所述第二功率合成器202的输出端作为第一波束输出端Pout1。

所述第六功率合成器206的输出端通过微带线4连接所述第五功率合成器205的第一输入端，所述第四功率合成器204的输出端通过微带线4连接所述第五功率合成器205的第二输入端，将所述第五功率合成器205的输出端作为第二波束输出端Pout2。

在所述微波馈电网络电路的结构中，由于任意两天线阵列馈点的间距为半个波长，可确保角度测量范围覆盖±90°。由所述第一天线阵列馈点101、所述第二天线阵列馈点102、所述第三天线阵列馈点103、所述第一功率合成器201、所述第二功率合成器202、所述第三功率合成器203、所述第一功率分配器301、所述第二功率分配器302及多根微带线4构成的微波馈电网络电路为形成第一波束(即在Pout1端输出)的馈电支路。由所述第五天线阵列馈点105、所述第四天线阵列馈点104、所述第三天线阵列馈点103、所述第六功率合成器206、所述第五功率合成器205、所述第四功率合成器204、所述第三功率分配器303、所述第二功率分配器302及多根微带线4构成的微波馈电网络电路为形成第二波束(即在Pout2端输出)的馈电支路。

通过对各个功率合成/分配器的功率比进行具体参数设计，可对天线阵列接收下来的信号进行幅度加权，同时通过对各处微带线4的长短进行具体设计，可对接收下来的信号进行相位加权，从而可在两波束输出端得到对称的赋型波束。由于两个接收赋型波束既具有宽的角度测量范围，又具有高的天线增益和低旁瓣，可解决前向防碰撞应用在天线增益和角度测量范围出现矛盾问题，满足微波汽车雷达用于前向防碰撞应用时的距离测量要求和角度测量范围要求。

具体的，所述第一功率合成器201、所述第二功率合成器202、所述第三功率合成器203、所述第四功率合成器204、所述第五功率合成器205或所述第六功率合成器206可以但不限为威尔金森功率合成器。

具体的，所述第一功率分配器301、所述第二功率分配器302或所述第三功率分配器303可以但不限于为威尔金森功率分配器。

综上，采用本实施例所提供的实现天线阵列共用的微波馈电网络电路，具有如下技术效果：

(1)本实施例提供了一种通过功率合成/分配网络拓扑设计实现天线阵列共用的微波电路，可根据功率合成/分配器的功率比及微带线的长短参数设计，对5×n的接收天线阵列进行幅度及相位加权，从而合成得到两个对称的且为4×n的接收赋型波束，由于两个接收赋型波束既具有宽的角度测量范围，又具有高的天线增益和低旁瓣，可解决前向防碰撞应用在天线增益和角度测量范围出现矛盾问题，满足微波汽车雷达用于前向防碰撞应用时的距离测量要求和角度测量范围要求；

(2)可缩小微波电路的印刷面积，利于微波电路板的小型化设计。

实施例二

如图3所示，本实施例作为一种采用实施例一所述微波馈电网络电路的微波电路板，包括从下至上依次叠加的微波馈电拓扑层11、第一介质基层12、第一地层13、第二介质基层14、第二地层15、第三介质基层16和天线阵列拓扑层17；在所述微波馈电拓扑层11中布置有如实施例一所述的实现天线阵列共用的微波馈电网络电路；在所述天线阵列拓扑层17中布置有分别通过过孔连接第一天线阵列馈点101、第二天线阵列馈点102、第三天线阵列馈点103、第四天线阵列馈点104和第五天线阵列馈点105的天线。由此可通过多层板技术加工制作微波电路板，同时通过把天线、微波馈电网络电路和其它有源电路做在不同层上，可使所述微波电路板具有成本低、可靠性高和生产一致性好等特点，便于实际推广和应用。

具体的，所述微波馈电拓扑层11、所述第一地层13、所述第二地层15和所述天线阵列拓扑层17分别为铜箔层，所述铜箔层的厚度为17um。

具体的，所述第一介质基层12和所述第三介质基层16分别为RO4350B材质层，所述RO4350B材质层的厚度为0.25mm。

具体的，所述第二介质基层14为RO4450F材质层，所述RO4450F材质层的厚度为0.2mm。

综上，采用本实施例所提供的微波电路板，在实施例一的基础上，还具有如下技术效果：

(1)可通过多层板技术加工制作微波电路板，同时通过把天线、微波馈电网络电路和其它有源电路做在不同层上，可使所述微波电路板具有成本低、可靠性高和生产一致性好等特点，便于实际推广和应用。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。